Операційні підсилювачі та компараториУ виробництві

LM358P

Виробник: Texas Instruments

Дані взято з даташиту: Texas Instruments SLOS068, ред. Rev. AB, жовтень 2024 р.

Галузевий стандарт здвоєного операційного підсилювача для однополярного (від 3В до 32В) або двополярного (від ±1.5В до ±16В) живлення з можливістю вимірювання сигналів від рівня землі, смугою 0.7МГц і низьким струмом споживання.

КорпусиPDIP-8

Напруга живлення3 – 30 V

Діапазон температур0 – 70 °C

Офіційний даташит (PDF)

Технічний огляд

LM358 — це промисловий стандарт здвоєного операційного підсилювача виробництва Texas Instruments (документ SLOS068AB, редакція від жовтня 2024 р.). Випускається у вивідному 8-вивідному корпусі PDIP (позначення P) та корпусі для поверхневого монтажу SOIC-8 (позначення D). Містить два незалежні операційні підсилювачі з високим коефіцієнтом підсилення та внутрішньою частотною корекцією, розроблені спеціально для роботи від одного джерела живлення в широкому діапазоні напруг від 3В до 32В (або від ±1.5В до ±16В при двополярному живленні). LM358 підтримує діапазон вхідної синфазної напруги, що включає від'ємну шину живлення (землю в однополярних системах), забезпечуючи пряме зчитування сигналів поблизу рівня землі без зовнішнього від'ємного зміщення. Вхідний каскад на транзисторах Дарлінгтона типу PNP забезпечує високий вхідний опір із типовим вхідним струмом зміщення 20нА, який витікає з вхідних виводів. Комплементарний вихідний каскад класу AB може наближатися до 5мВ від рівня землі при слабкому підтягуванні навантаження, тоді як верхня межа вихідної напруги досягає приблизно на 1.5В нижче плюсової шини живлення. При типовому струмі спокою лише 350мкА на підсилювач незалежно від напруги живлення, добутку коефіцієнта підсилення на смугу пропускання 0.7МГц (1.2МГц у сучасних ревізіях B/BA) та швидкості наростання 0.3В/мкс, LM358 широко використовується в підсилювачах датчиків з однополярним живленням, блоках підсилення постійного струму, активних фільтрах, інтерфейсах перетворювачів та загальних схемах нормалізації аналогових сигналів.

Розпіновка та альтернативні функції

Інтерактивна розпіновка та призначення виводів корпусу PDIP-8.

Ілюстрація корпусу, а не механічне креслення з розмірами.

8 / 8 виводів

Назва піна	Тип	Толерантність до 5V	Альтернативні функції / деталі
OUT1	analog out	—	Вихідний вивід каналу 1 (вихід підсиленого сигналу операційного підсилювача 1)
IN1-	analog in	Ні	Інвертувальний вхідний вивід каналу 1 (-)
IN1+	analog in	Ні	Неінвертувальний вхідний вивід каналу 1 (+)
GND	ground	—	Вивід від'ємного живлення або землі (підключається до 0В землі при однополярному або до шини V- при двополярному живленні)
IN2+	analog in	Ні	Неінвертувальний вхідний вивід каналу 2 (+)
IN2-	analog in	Ні	Інвертувальний вхідний вивід каналу 2 (-)
OUT2	analog out	—	Вихідний вивід каналу 2 (вихід підсиленого сигналу операційного підсилювача 2)
V+	power in	—	Вивід додатної напруги живлення (однополярне живлення від 3В до 32В або шина до +16В при двополярному живленні)

Основні характеристики

Параметричні характеристики

Параметр	Мін.	Типове	Макс.	Одиниця	Умови вимірювання
Вхідна напруга зміщення(VOS)	—	2	7	mV	VS = від 5 В до 30 В, VCM = 0 В, VO = 1.4 В, TA = 25°C
Температурний дрейф напруги зміщення(dVOS/dT)	—	7	—	µV/°C	VS = від 5 В до 30 В, TA = від 0°C до 70°C
Вхідний струм зміщення(IB)	—	-20	-250	nA	VO = 1.4 В, TA = 25°C (струм витікає з вхідних виводів)
Вхідний струм зсуву (різницевий струм)(IOS)	—	2	50	nA	VO = 1.4 В, TA = 25°C
Діапазон синфазної вхідної напруги(VCM)	0	0 to (V+) - 1.5	—	V	VS = від 5 В до 30 В, TA = 25°C; лінійний режим поширюється до від'ємної шини
Коефіцієнт придушення синфазного сигналу (CMRR)(CMRR)	65	80	—	dB	VS = від 5 В до 30 В, VCM = 0 В, TA = 25°C
Коефіцієнт придушення пульсацій живлення (PSRR)(PSRR)	65	100	—	dB	VS = від 5 В до 30 В, TA = 25°C
Підсилення напруги розімкненого контуру (AOL)(AOL)	25	100	—	V/mV	VS = 15 В, VO = від 1 В до 11 В, RL >= 2 кОм, TA = 25°C
Добуток коефіцієнта підсилення на смугу (GBW)(GBW)	—	0.7	—	MHz	f = 100 кГц, TA = 25°C (1.2 МГц для ревізій B/BA)
Швидкість наростання вихідної напруги(SR)	—	0.3	—	V/µs	G = +1, одиничне підсилення, TA = 25°C (0.5 В/мкс для ревізій B/BA)
Струм спокою на один канал(IQ)	—	350	600	µA	VS = 5 В, VO = 2.5 В, IO = 0 А, TA = 25°C
Рівень вихідної напруги високого рівня від шини V+(VOH)	—	2	3	V	VS = 30 В, RL >= 10 кОм, TA = 25°C (вихід типово сягає V+ - 1.5 В)
Рівень вихідної напруги низького рівня до GND(VOL)	—	5	20	mV	VS = 5 В, RL <= 10 кОм підключено до GND, TA = 25°C
Вихідний струм витікання (джерело)(ISOURCE)	20	30	—	mA	VS = 15 В, VO = 0 В, VID = 1 В, TA = 25°C
Вихідний струм втікання (приймач)(ISINK)	10	20	—	mA	VS = 15 В, VO = 15 В, VID = -1 В, TA = 25°C

Гранично допустимі параметри

Макс. напруга живлення (VDD/VCC)	32 V
Макс. вхідна напруга	32 V
Температура кристала	0 – 70 °C
Температура зберігання	-65 – 150 °C
Стійкість до ESD (HBM)	500 V
Тепловий опір θJA (PDIP-8)	80.9 °C/W
Тепловий опір θJC (PDIP-8)	70.4 °C/W

Інженерні нюанси та підводні камені

Реальні апаратні застереження, обмеження розводки плати та помилки кристала, які варто знати до виготовлення.

Увага

Спотворення типу «сходинка» у комплементарному вихідному каскаді класу AB

Вихідний каскад LM358 побудований за схемою двотактного емітерного повторювача без суттєвого струму спокою вихідних транзисторів. При відтворенні сигналів змінної напруги або аналогових сигналів, які перетинають нуль або середню точку зміщення, вихідний сигнал потрапляє в мертву зону, де жоден із транзисторів не перебуває у відкритому стані, що спричиняє відчутні спотворення переходу.

Як уникнути

Для підсилення сигналів змінного струму або аудіосигналів додайте зовнішній підтягувальний резистор (зазвичай від 1 кОм до 4.7 кОм) між виходом і землею або від'ємною шиною. Це переводить верхній вихідний транзистор NPN у режим класу A в усьому діапазоні сигналу, усуваючи спотворення сходинки.

Критично

Обмеження верхньої межі синфазного входу (V+ - 1.5 В)

На відміну від підсилювачів Rail-to-Rail по входу, вхідний каскад LM358 виконаний на PNP-транзисторах Дарлінгтона, яким для лінійної роботи потрібен запас щонайменше 1.5 В (2.0 В у повному температурному діапазоні) відносно додатної шини живлення. Подача сигналу вище ніж (V+ - 1.5 В) насичує вхідний каскад, що призводить до спотворення та обмеження сигналу або зміни фази.

Як уникнути

Забезпечте утримання вхідних сигналів у межах допустимого лінійного діапазону: від V- (0 В) до (V+ - 1.5 В). Наприклад, при живленні 5 В напруга на вході не повинна перевищувати 3.5 В. Якщо сигнал має досягати шини живлення, збільште напругу живлення або застосуйте підсилювач типу RRIO, такий як LMC6482.

Увага

Обмеження вихідної напруги зверху (VOH ≈ V+ - 1.5 В)

Вихідна напруга LM358 не може підійматися до самої додатної шини живлення V+. Верхній вихідний транзистор Дарлінгтона та коло обмеження струму мають спад напруги приблизно 1.5 В навіть при малому навантаженні й до 2.0 В..3.0 В при великому струмі навантаження (RL = 2 кОм). При живленні 5 В максимальна лінійна вихідна напруга становить близько 3.5 В.

Як уникнути

Враховуйте запас насичення 1.5 В у розрахунках динамічного діапазону схеми. При підключенні до 5-вольтового АЦП живіть LM358 від вищої напруги (наприклад, 7 В..12 В), захистивши вхід АЦП обмежувальними діодами, або застосуйте підсилювач з виходом Rail-to-Rail (RRO).

Примітка

Вхідний струм зміщення витікає з виводів (вхідні PNP-транзистори)

Оскільки у вхідному каскаді LM358 використовуються PNP-транзистори, вхідний струм зміщення (IB ≈ 20 нА типово, до 250 нА макс.) витікає з входів назовні в бік землі, а не втікає, як в операційних підсилювачах з входами NPN. Проходження цього струму через високоомні резистори зворотного зв'язку чи джерела сигналу створює паразитне падіння напруги зміщення.

Як уникнути

Збалансуйте еквівалентні опори постійному струму на інвертувальному та неінвертувальному входах (RP = R1 || RF). Однаковий еквівалентний опір компенсує вплив струму IB, і внесок у зміщення робитиме лише набагато менший різницевий струм (IOS ≈ 2 нА).

Аналоги та взаємозамінність

Номер деталі (MPN)	Виробник	Сумісність	Електричні відмінності / нотатки для BOM
LM258P	Texas Instruments	pin to pin drop in	Промисловий температурний діапазон (від -25°C до 85°C) замість комерційного (від 0°C до 70°C); ідентична цоколівка та електричні параметри.
LM2904P	Texas Instruments	pin to pin drop in	Автомобільний та розширений температурний діапазон (від -40°C до 125°C); максимальна напруга живлення до 26В (класичний) або 36В (версія B).
LMC6482AIM/NOPB	Texas Instruments	pin to pin drop in	КМОН операційний підсилювач із входом і виходом Rail-to-Rail, фемтоамперним струмом зміщення (20 фА типово) та максимальною напругою 15.5В.

Типові схеми ввімкнення

Інвертувальний операційний підсилювач на LM358

Топологія: Одноканальний інвертувальний підсилювач із коефіцієнтом підсилення -3.6 В/В, вхідним резистором 10 кОм, резистором зворотного зв'язку 36 кОм та двополярним живленням ±12 В.

Переглянути схему Відкрити у Web CAD редакторі

Офіційна документація та першоджерела

Офіційні даташити виробників напівпровідників, описи ревізій та технічні керівництва.

DATASHEETTexas Instruments

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

Допоможіть тримати сторінку точною

Знайшли пін, корпус або параметр, що не збігається з даташитом? Повідомте про це.

Повідомити про проблему

Відкриває публічну форму на GitHub, де цю сторінку вже вказано; потрібен безкоштовний акаунт GitHub. Як працюють звіти й підтвердження

Технічний огляд

Розпіновка та альтернативні функції

Основні характеристики

Параметричні характеристики

Гранично допустимі параметри

Інженерні нюанси та підводні камені

Аналоги та взаємозамінність

Типові схеми ввімкнення

Інвертувальний операційний підсилювач на LM358

Офіційна документація та першоджерела

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

Допоможіть тримати сторінку точною

Схожі компоненти

LM386N-1

LM393P

LMC6482AIM/NOPB

NE5532P