Amplificadores Operacionais e ComparadoresEm produção

LM358P

Fabricante: Texas Instruments

Dados retirados do datasheet: Texas Instruments SLOS068, revisão Rev. AB, outubro de 2024

Amplificador operacional duplo padrão da indústria projetado para alimentação simples (3V a 32V) ou simétrica (±1.5V a ±16V) com sensoriamento direto no terra, largura de banda de 0.7MHz e baixo consumo de corrente.

EncapsulamentosPDIP-8
Tensão de alimentação3 – 30 V
Faixa de temperatura0 – 70 °C
Datasheet Oficial (PDF)

Visão Geral Técnica

01

Visão Geral Técnica

O LM358 é um amplificador operacional duplo padrão da indústria fabricado pela Texas Instruments (Documento SLOS068AB, revisado em outubro de 2024). Disponível em encapsulamento through-hole PDIP de 8 pinos (designação P) e montagem em superfície SOIC-8 (designação D), ele contém dois amplificadores operacionais independentes de alto ganho com compensação interna de frequência, projetados para operar com fonte simples em uma ampla faixa de 3V a 32V (ou fontes simétricas de ±1.5V a ±16V). O LM358 possui faixa de tensão de entrada em modo comum que inclui o trilho de alimentação negativo (terra em sistemas de alimentação simples), permitindo o sensoriamento direto de sinais próximos a 0V sem polarização negativa externa. O estágio de entrada Darlington PNP oferece alta impedância com corrente de polarização típica de 20nA saindo dos pinos de entrada. O estágio de saída complementar classe AB pode se aproximar de 5mV do terra com carga leve de pull-down, enquanto a excursão positiva alcança aproximadamente 1.5V abaixo do trilho positivo. Com corrente de repouso de apenas 350µA por canal independente da tensão de alimentação, produto ganho-largura de banda de 0.7MHz (1.2MHz nas revisões B/BA) e taxa de subida (slew rate) de 0.3V/µs, o LM358 é amplamente empregado em condicionamento de sensores, blocos de ganho CC, filtros ativos e interfaces analógicas em geral.

Pinagem do Encapsulamento e Funções Alternativas

Pinagem interativa e funções dos pinos do encapsulamento PDIP-8.

Diagrama de pinagem interativoSuperior

LM358P: ilustração do encapsulamento PDIP-8Pinagem interativa e funções dos pinos do encapsulamento PDIP-8.1: OUT12: IN1-3: IN1+4: GND8: V+7: OUT26: IN2-5: IN2+

Ilustração do encapsulamento, não um desenho mecânico cotado.

8 / 8 pinos
#Nome do pinoTipoTolerante a 5VFunções alternativas / detalhes
OUT1analog out—
Terminal de saída do canal 1 (saída do sinal amplificado do amplificador operacional 1)
IN1-analog inNão
Terminal de entrada inversora do canal 1 (-)
IN1+analog inNão
Terminal de entrada não inversora do canal 1 (+)
GNDground—
Terminal de alimentação negativa ou terra (conecta ao terra 0V em alimentação simples ou trilho V- em alimentação simétrica)
IN2+analog inNão
Terminal de entrada não inversora do canal 2 (+)
IN2-analog inNão
Terminal de entrada inversora do canal 2 (-)
OUT2analog out—
Terminal de saída do canal 2 (saída do sinal amplificado do amplificador operacional 2)
V+power in—
Terminal de alimentação positiva (alimentação simples de 3V a 32V ou trilho de até +16V em alimentação simétrica)

Especificações Principais

Atributos paramétricos

ParâmetroMín.TípicoMáx.UnidadeCondição de teste
Tensão de offset de entrada(VOS)—27mVVS = 5 V a 30 V, VCM = 0 V, VO = 1.4 V, TA = 25°C
Deriva térmica média da tensão de offset(dVOS/dT)—7—µV/°CVS = 5 V a 30 V, TA = 0°C a 70°C
Corrente de polarização de entrada(IB)—-20-250nAVO = 1.4 V, TA = 25°C (a corrente flui para fora dos pinos de entrada)
Corrente de offset de entrada(IOS)—250nAVO = 1.4 V, TA = 25°C
Faixa de tensão de entrada em modo comum(VCM)00 to (V+) - 1.5—VVS = 5 V a 30 V, TA = 25°C; operação linear estende-se até o trilho negativo
Razão de rejeição em modo comum (CMRR)(CMRR)6580—dBVS = 5 V a 30 V, VCM = 0 V, TA = 25°C
Razão de rejeição da fonte de alimentação (PSRR)(PSRR)65100—dBVS = 5 V a 30 V, TA = 25°C
Ganho de tensão em malha aberta (AOL)(AOL)25100—V/mVVS = 15 V, VO = 1 V a 11 V, RL >= 2 kΩ, TA = 25°C
Produto ganho-largura de banda (GBW)(GBW)—0.7—MHzf = 100 kHz, TA = 25°C (1.2 MHz para revisões modernas B/BA)
Taxa de subida (Slew Rate)(SR)—0.3—V/µsG = +1, ganho unitário, TA = 25°C (0.5 V/µs para revisões B/BA)
Corrente de repouso por canal(IQ)—350600µAVS = 5 V, VO = 2.5 V, IO = 0 A, TA = 25°C
Excursão de saída em nível alto a partir de V+(VOH)—23VVS = 30 V, RL >= 10 kΩ, TA = 25°C (a saída normalmente atinge V+ - 1.5 V)
Excursão de saída em nível baixo para GND(VOL)—520mVVS = 5 V, RL <= 10 kΩ conectado a GND, TA = 25°C
Corrente de saída em modo fonte(ISOURCE)2030—mAVS = 15 V, VO = 0 V, VID = 1 V, TA = 25°C
Corrente de saída em modo dreno(ISINK)1020—mAVS = 15 V, VO = 15 V, VID = -1 V, TA = 25°C

Valores Máximos Absolutos

Tensão de alimentação máx. (VDD/VCC)32 V
Tensão de entrada máx.32 V
Temperatura de junção0 – 70 °C
Temperatura de armazenamento-65 – 150 °C
Tolerância a ESD (HBM)500 V
Resistência térmica θJA (PDIP-8)80.9 °C/W
Resistência térmica θJC (PDIP-8)70.4 °C/W

Gotchas e Cuidados de Engenharia

Ressalvas reais de hardware, restrições de layout de PCB e erratas do silício a conhecer antes de fabricar.

Aviso

Distorção de crossover no estágio de saída complementar classe AB

O estágio de saída do LM358 adota uma configuração seguidora de emissor complementar push-pull sem corrente de polarização de repouso expressiva nos transistores de saída. Ao processar sinais analógicos ou de áudio CA que cruzam o zero ou o ponto de polarização da carga, a saída passa por uma zona morta na qual nenhum dos transistores conduz suavemente, gerando distorção de crossover.

Mitigação

Para amplificação de sinais CA ou áudio, adicione um resistor pull-down externo (normalmente de 1 kΩ a 4.7 kΩ) entre o pino de saída e o terra ou trilho negativo. Isso força o transistor NPN superior a operar continuamente em classe A em toda a faixa de sinal, eliminando a distorção de crossover.

Crítico

Limite superior em modo comum de entrada (V+ - 1.5 V)

Diferente de amplificadores com entrada rail-to-rail, o estágio de entrada do LM358 utiliza transistores Darlington PNP que necessitam de pelo menos 1.5 V (2.0 V na faixa total de temperatura) de folga abaixo do trilho positivo para operação linear. Aplicar tensões superiores a (V+ - 1.5 V) satura o estágio de entrada, provocando ceifamento de ganho ou inversão de fase.

Mitigação

Assegure que os sinais de entrada permaneçam estritamente dentro da faixa linear: de V- (0 V) até (V+ - 1.5 V). Com alimentação de 5 V, a tensão de entrada não deve exceder 3.5 V. Se o sinal precisar alcançar o trilho positivo, eleve a tensão de alimentação ou utilize um amplificador rail-to-rail como o LMC6482.

Aviso

Excursão de saída limitada em direção ao trilho positivo (VOH ≈ V+ - 1.5 V)

A saída não consegue atingir o valor pleno do trilho positivo V+. O transistor Darlington superior e o circuito limitador de corrente impõem uma queda de aproximadamente 1.5 V com carga leve e de 2.0 V a 3.0 V com correntes mais elevadas (RL = 2 kΩ). Em uma alimentação de 5 V, a tensão linear máxima de saída é de cerca de 3.5 V.

Mitigação

Inclua a margem de saturação de 1.5 V no balanço da faixa dinâmica do circuito. Ao conectar a um conversor analógico-digital (ADC) de 5 V, alimente o LM358 com uma tensão superior (7 V a 12 V) com diodos de proteção na entrada do ADC, ou utilize um amplificador com saída rail-to-rail.

Nota

A corrente de polarização flui para fora das entradas (Darlington PNP)

Como a entrada do LM358 utiliza transistores PNP, a corrente de polarização (IB ≈ 20 nA típica, 250 nA máx.) sai dos pinos em direção ao terra, ao contrário dos amplificadores operacionais com entrada NPN. Ao percorrer resistências elevadas de fonte ou realimentação, essa corrente gera uma queda de tensão de offset indesejada.

Mitigação

Case as resistências CC equivalentes vistas pelas entradas inversora e não inversora (RP = R1 || RF). O casamento de impedâncias cancela a tensão de offset produzida por IB, restando apenas a corrente de offset de entrada (IOS ≈ 2 nA) como fonte de erro CC.

Equivalentes e Referência Cruzada

Número de peça (MPN)FabricanteCompatibilidadeDiferenças elétricas / considerações de BOM
LM258PTexas Instrumentspin to pin drop inFaixa de temperatura industrial (-25°C a 85°C) em vez de comercial (0°C a 70°C); pinagem e parâmetros elétricos idênticos.
LM2904PTexas Instrumentspin to pin drop inFaixa de temperatura automotiva e estendida (-40°C a 125°C); tensão máxima de alimentação de 26V (clássico) ou 36V (versão B).
LMC6482AIM/NOPBTexas Instrumentspin to pin drop inAmplificador operacional CMOS Rail-to-Rail com corrente de polarização de femtoampères (20 fA típica) e tensão máxima de 15.5V.

Circuitos de Aplicação

Amplificador operacional inversor com LM358

Topologia: Amplificador inversor de canal único com ganho de -3.6 V/V, resistor de entrada de 10 kΩ, resistor de realimentação de 36 kΩ e alimentação simétrica de ±12 V.

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Documentação Oficial e Datasheets Citados

Datasheets primários de fabricantes de semicondutores, erratas e notas de aplicação.

DATASHEETTexas Instruments

LM158, LM258, LM358, LM2904 Industry-Standard Dual Operational Amplifiers

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