LM358 (N) — востребованный двухканальный операционный усилитель с однополярным питанием. Обладает низким энергопотреблением, широким диапазоном синфазного входного напряжения – от нуля до напряжения питания. Схема питания предполагает работу от однополярного или двухполярного источника напряжения. Функционально LM358 это половина LM324.
- Микросхемы LM358 и LM358N отличаются только корпусом.
- Эта серия обладает рядом существенных преимуществ в сравнении с другими типами операционных усилителей, работающих с одними источником питания.
Они могут работать при напряжениях питания до 3,0 В или до 32 В, с токами покоя около одной пятой от тех, которые связаны с MC1741 (на основе каждого усилителя).
Диапазон входного сигнала синфазного режима включает в себя отрицательный источник питания, тем самым устраняя необходимость во внешних компонентах смещения во многих приложениях.
Диапазон выходного напряжения также включает в себя отрицательное напряжение питания.
Особенности
- Внутренняя защита выходов от короткого замыкания.
- Дифференциальный входной каскад.
- Параметры источника питания – 3,0…32 В.
- Низкий уровень входных токов смещения.
- Внутренняя частотная компенсация.
- Диапазон синфазного режима ограничен только напряжением питания.
- Две схемы питания, – одинарная и раздельная.
- Защита выводов от электростатического электричества повышает надежность микросхемы и не влияет на ее работу.
- Элемент не содержит свинец и удовлетворяет требованиям директивы RoHS, – запрет использования вредных веществ.
Корпуса и распиновка
- Output – выход.
- Inputs – вход.
- VCC – «+» источника питания.
- VEE/Gnd – «-» минус источника питания/Земля.
- Top view – вид сверху.
Применение
- генератор импульсов и пульсаций (устройства типа «мигающий маяк»);
- блоки питания и зарядные устройства;
- сплит системы внутреннего и наружного применения;
- материнские платы;
- бытовая техника;
- симетричный усилитель;
- мостовой усилитель тока;
- схемы управления двигателем;
- источники бесперебойного питания;
- холодильные установки, посудомоечные и стиральные машины;
- различные виды инверторов;
- контроллеры и другое.
Сферы применения микросхемы производители, как правило, указывают в технических описаниях.
Способы питания
Внутренняя принципиальная схема одного канала ИМС LM358
LM358 представляет собой два операционных усилителя, каждый из которых состоит из двух каскадов усиления и цепей частотной компенсации. Входные сигналы поступают в дифференциальное устройство на транзисторах Q20 и Q18.
Роль согласующих элементов исполняют буферные транзисторы Q21 и Q17, обеспечивающие высокое входное сопротивление.
Дополнительно усиливают сигнал по напряжению транзисторы Q3 и Q4 дифференциального несимметричного преобразователя, включенные по схеме с общей базой.
В основе второй ступени лежит стандартный усилительный каскад с токовой нагрузкой.
Схемные решения (эмиттерные повторители и т.п.) выводят транзисторы в зону активной работы, тем самым обеспечивая низкий температурный коэффициент. В результате операционные усилители имеют хорошие показатели по температуре и подавлению помех по питанию.
Предельно допустимые значения
Данные в таблице действительны при температуре воздуха 25°С.
Напряжение питания | Vdc | ||
простое | VCC | 32 | |
раздельное | VCC, VEE | ±16 | |
Диапазон входного дифференциального напряжения | VIDR | ±32 | Vdc |
Диапазон входного синфазного напряжения | VICR | −0.3…+32 | Vdc |
Продолжительность короткого замыкания на выходе | tSC | непрерывно | |
Температура кристалла | TJ | 150 | °C |
Тепловое сопротивление кристалл-воздух | RθJA | C/W | |
Case 846A | 238 | ||
Case 751 | 212 | ||
Case 626 | 161 | ||
Температурный диапазон хранения | Tstg | −65…+150 | °C |
Температурный диапазон окружающей среды при работе | TA | 0…+70 | °C |
ESD – защита от электростатического разряда
- HBM (модель человеческого тела – имитирует контакт с человеком) – 2000 V.
- ММ (модель машины – имитирует контакт с оборудованием) – 200 V.
Электрические параметры
Данные действительны при температуре воздуха 25°С.
Разница входных напряжений смещения VCC = 5…30 V, TA = 25°C | VIO | 2 | 7 | mV | |
Средний температурный коэффициент VIO, при TA = Thigh…Tlow | ΔVIO/ΔT | 7 | µV/°C | ||
Разница входных токов смещения | IIO | 5 | 50 | nA | |
Входной ток смешения | IIB | -45 | -250 | nA | |
Средний температурный коэффициент IIO | ΔIIO/ΔT | 10 | pA/°C | ||
Максимальное значение входного синфазного напряжения при напряжении питания 30 V | VICR | 28,3 | V | ||
Дифференциальное входное напряжение | VIDR | VCC | V | ||
Коэффициент усиления большого сигнала с разомкнутой обратной связью | AVOL | 25 | 100 | V/mV | |
Коэффициент разделения каналов 1,0 kHz ≤ f ≤ 20 kHz | CS | -120 | dB | ||
Коэффициент подавления синфазного сигнала | CMR | 65 | 70 | dB | |
Подавление помех в цепи питания | PSR | 65 | 100 | dB | |
Верхний предел выходного напряжения VCC = 5.0 V | VOH | 3,3 | 3,5 | V | |
VCC = 30 V | 27 | 28 | |||
Нижний предел выходного напряжения VCC = 5.0 V | VOL | 5 | 20 | mV | |
Выходной ток – нагрузка на землю VCC = 15 V | IO + | 20 | 40 | — | mA |
Выходной ток – нагрузка на плюс источника питания | |||||
VCC = 15 V | 10 | 20 | mA | ||
VO = 200 mV | 12 | 50 | µA | ||
Ток короткого замыкания на землю | ISC | 40 | 60 | mA | |
Ток потребления микросхемы | mA | ||||
VCC = 30 V | 1,5 | 3 | |||
VCC = 5 V | 0,7 | 1,2 |
Импортные и отечественные аналоги
LM358 весьма популярна в промышленной и любительской электронной технике. Она активно используется в различных сравнивающих и генерирующих устройствах, активных фильтрах, усилителях различного назначения. Неудивительно, что многие производители радиоэлектронных компонентов включили в перечень своей продукции аналоги LM358 или близкие ей по своим параметрам микросхемы.
Ниже в таблице приведены элементы, которыми можно заменить LM358. По корпусу и распиновке они идентичны LM358. Но по электрическим параметрам они могут немного отличаться (в допустимых пределах) от оригинала.
Перед установкой подменных элементов рекомендуется свериться с даташит производителя.
Импортные | GL358, NE532, OP295, OP290, OP221, OPA2237, TA75358P, UPC1251C, UPC358C |
Отечественные | КР1040УД1, КР1053УД2, КР1401УД5 |
Типовые эксплуатационные характеристики
Зависимость тока потребления от напряжения источника питания.
Зависимость входного тока смещения от напряжения источника питания.
Зависимость входного напряжения от напряжения источника питания.
Зависимость коэффициента усиления с разомкнутой обратной связью от частоты.
Зависимость выходного напряжения от частоты.
График отклика выходного сигнала на входной импульс.
Схема включения LM358 (N)
- Микросхема LM358 как написано в его DataSheet является универсальным решением, так как схема включения большинства популярных устройств весьма проста, в случаях отсутствия жестких требований к высокому быстродействию, рассеиваемой мощности и нестандартному питающему напряжению.
- Небольшая стоимость, отсутствие необходимости подключения дополнительных элементов частотной коррекции, возможность использования во всем диапазоне стандартных питающих напряжений (до +32В) и низкий потребляемый ток, делают его кандидатом номер один для электронных проектов с ОУ.
LM358 цоколевка
LM358 состоит из двух ОУ, каждый имеет по 4 вывода, имеющих свое назначение. Всего получается 8 контактов. Производятся в нескольких видах корпусного исполнения, для объемного DIP и поверхностного монтажа на плату SO. Так же могут встречается в усовершенствованных корпусах SOIC, VSSOP, TSSOP.
Назначение контактов для всех видов корпусов совпадает: 2,3, 5,6, — входы, 1,7 – выходы, 4 – минус источника питания, 8 – плюс источника питания.
Технические характеристики
- Ниже указаны предельные допустимые значения условий эксплуатации для диапазона рабочих температур окружающей среды TA от 0 до +70 °C, если не указано иное.
- Основные электрические характеристики, при температуре окружающей среды TA = 25 °C.
- Рекомендуемые условия эксплуатации в диапазоне рабочих температур окружающей среды, если не указано иное:
- Подверженность устройства повреждению от электростатического разряда (ESD):
- Также у данного устройства есть тепловые характеристики:
Схемы подключения
Ниже приведем несколько простых схем включения lm358 которые могут вам пригодится. Все они являются ознакомительными, так что обязательно проверяйте все перед внедрением в производственной сфере.
- Схема в мощном неинвертирующим усилителе.
- Преобразователь напряжения — ток.
- Схема с дифференциальным усилителем.
- Неинвертирующий усилитель средней мощности.
Аналоги
Аналогами LM358 можно считать микросхемы в которых указываются идентичные характеристики. К таким относятся: LM158, LM258, LM2904, LM2409. Эти микросхемы незначительно отличаются от описываемой своими тепловыми параметрами и подойдут в качестве замены для большинства проектов.
Для ее замены можно использовать: GL 358, NE 532, OP 04, OP 221, OP 290, OP 295, OPA 2237, TA7 5358-P, UPC 358C, AN 6561, CA 358E, HA 17904. Отечественные аналоги lm358: КР 1401УД5, КР 1053УД2, КР 1040УД1.
Для замены также может подойти аналог по электрическим параметрам, но уже c четырьмя ОУ в одной микросхеме — LM324.
Маркировка
Префикс LM сначала использовался при маркировке общего назначения компанией National Semiconductor. Цифры “358” это ее серийный номер. В 2011 году эта компания была приобретена другим производителем электроники Texas Instruments.
С этого года префикс “LM” является кодом производителя Texas Instruments, но несмотря на это, этот код используют и другие производители при маркировке своей продукции. Микросхемы LM358, LM358-N и LM358-P имеют одинаковые технические параметры.
У большинства компаний-производителей символами “-N” , “-P” обозначаются пластиковые корпуса PDIP.
LM358 и LM358N datasheet, описание, схема включения
Самый популярный двухканальный операционный усилитель LM358, LM358N. Операционник относится к серии LM158, LM158A, LM258, LM258A, LM2904, LM2904V. Имеет множество схем включения, аналогов и datasheet.
Микросхемы LM358 и LM358N идентичны по параметрам и отличаются только корпусом.
Вам будут интересны даташиты и характеристики других ИМС LM317T, TL431, LM494. Они применяются совместно с импульсными стабилизаторами и блоках питания.
Содержание
- 1. Характеристики, описание
- 2. Таблица характеристик.
- 3. Цоколёвка, распиновка
- 4. Аналог
- 5. Типовые схемы включения
- 6. Datasheet, даташит LM358 LM358N
Характеристики, описание
Питание ИМС может быть однополярным от 3 до 32В. Операционный усилитель стабильно работает на стандартных 3,3В. Двухполярное питание от 1,5 до 16 Вольт. При указанной температуре 0° до 70° характеристики остаются в пределах нормы. Если количество градусов выйдет за эти пределы, то появится отклонение параметров.
Многих интересует описание на русском LM328N, но даташит большой, основная часть понятна и без перевода. Чтобы вы не искали LM358 datasheet на русском, составил таблицу основных параметров.
Несколько популярных datasheet для скачивания:
Таблица характеристик
Параметр | LM358, LM358N |
Питание, вольт | 3-32В |
Биполярное питание | ±1,5В до ±16В |
Потребляемый ток | 0,7мА |
Напряжение смещения по входу | 3мВ |
Ток смещения компенсации по входу | 2нА |
Входной ток смещение | 20нА |
Скорость нарастания на выходе | 0,3 В/мсек |
Ток на выходе | 30 — 40мА |
Максимальная частота | 0,7 до 1,1 МГц |
Коэффициент дифференциального усиления | 100дБ |
Рабочая температура | 0° до 70° |
Микросхемы различных производителей могут иметь разные параметры, но всё в пределах нормы. Единственное может сильно отличаться максимальная частота у одних она 0,7МГц, у других до 1,1МГц. Вариантов использования ИМС накопилось очень много, только в документации их около 20 штук. Радиолюбители расширили это количество более 70 схем.
Типовой функционал из datasheet на русском:
- компараторы;
- активные RC фильтры;
- светодиодный драйвер;
- суммирующий усилитель постоянного тока;
- генератор импульсов и пульсаций;
- низковольтный детектор пикового напряжения;
- полосовой активный фильтр;
- для усиливания с фотодиода ;
- инвертирующий и не инвертирующий усилитель;
- симметричный усилитель;
- стабилизатор тока;
- инвертирующий усилитель переменного тока;
- дифференциальный усилитель постоянного тока;
- мостовой усилитель тока.
Цоколёвка, распиновка
Аналог
..
Большая популярность определяет и большое количество аналогов LM358 LM358N. В зависимости от производителя характеристики могут немного меняться, но всё в пределах допуска. Перед заменой проверьте электрические характеристики у изготовителя, вдруг вам не подойдёт. Схемы включения аналогичны. Аналогов более 30 штук, покажу первую дюжину полностью схожих:по параметрам:
- КР1040УД1
- КР1053УД2
- КР1401УД5
- GL358
- NE532
- OP295
- OP290
- OP221
- OPA2237
- TA75358P
- UPC1251C
- UPC358C
Типовые схемы включения
Пришлось просмотреть несколько спецификаций от разных фабрик, чтобы найти самый полноценный. Большинство короткие и малоинформативные. Чтобы было максимально понятно, как работают схемы включения LM358 и LM358N, ознакомитесь с типовым включением.
- Светодиодный драйвер для светодиода
Datasheet, даташит LM358 LM358N
Сфера применения, указанная производителями:
- блюрэй плееры и домашние кинотеатры;
- химические и газовые сенсоры;
- ДВД рекордеры и плееры;
- цифровые мультиметры;
- сенсор температуры;
- системы управления двигателями;
- осциллографы;
- генераторы;
- системы определения массы.
- Описание характеристик LM358N
LM358 схема включения
Говоря операционный усилитель, я зачастую подразумеваю LM358. Так как если нету каких-то особых требований к быстродействию, очень широкому диапазону напряжений или большой рассеиваемой мощности, то LM358 хороший выбор.
Какие же характеристики LM358 принесли ему такую популярность:
- низкая стоимость;
- никаких дополнительных цепей компенсации;
- одно или двуполярное питание;
- широкий диапазон напряжений питания от 3 до 32 В;
- Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс;
- Ток потребления: 0,7 мА;
- Низкое входное напряжение смещения: 0,2 мВ.
LM358 цоколевка
Так как LM358 имеет в своем составе два операционных усилителя, у каждого по два входа и один выход (6 — выводов) и два контакта нужны для питания, то всего получается 8 контактов.
LM358 корпусируются как в корпуса для объемного монтажа (LM358N — DIP8), так и в корпуса для поверхностного монтажа (LM358D — SO8). Есть и металлокерамическое исполнение для особо тяжелых условий работы.
Я применял LM358 только для поверхностного монтажа – просто и удобно паять.
Аналоги LM358
Полные аналоги LM358 от разных производителей NE532, OP04, OP221, OP290, OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C.
Для LM358D — KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G.
Вместе с LM358 выпускается большое количество похожих операционных усилителей. Например LM158, LM258, LM2409 имеют аналогичные характеристики, но разный температурный диапазон работы.
Тип | Минимальная температура, °C | Максимальная температура, °C | Диапазон питающих напряжений, В |
LM158 | -55 | 125 | от 3(±1,5) до 32(±16) |
LM258 | -25 | 85 | от 3(±1,5) до 32(±16) |
LM358 | 70 | от 3(±1,5) до 32(±16) | |
LM358 | -40 | 85 | от 3(±1,5) до 26(±13) |
Если диапазона 0..70 градусов не хватает, то стоит применить LM2409, однако следует учитывать что у неё диапазон питания уже:
Кстати если нужен только один операционный усилитель в компактном 5 выводном корпусе SOT23-5 то вполне можно применить LM321, LMV321 (аналоги AD8541, OP191, OPA337).
Наоборот, если нужно большое количество рядом расположенных операционных усилителей, то можно применить счетверенные LM324 в 14 выводном корпусе. Можно вполне сэкономить пространство и конденсаторы по цепям питания.
LM358 схема включения: неинвертирующий усилитель
Коэффициент усиления этой схемы равен (1+R2/R1).
Зная сопротивления резисторов и входное напряжение можно посчитать выходное:
Uвых=Uвх*(1+R2/R1).
При следующих значениях резисторов коэффициент усиления будет равен 101.
- DA1 – LM358;
- R1 – 10 кОм;
- R2 – 1 MОм.
LM358 схема включения: мощный неинвертирующий усилитель
- DA1 – LM358;
- R1 – 910 кОм;
- R2 – 100 кОм;
- R3 – 91 кОм.
Для этой схемы коэффициент усиления по напряжению равен 10, в общем случае коэффициент усиления этой схемы равен (1+R1/R2).
Коэффициент усиления по току определяется соответствующим коэффициентом транзистора VT1.
LM358 схема включения: преобразователь напряжение — ток
Выходной ток этой схемы будет прямо пропорционален входному напряжению и обратно пропорционален значению сопротивления R1.
I=Uвх/R, [А]=[В]/[Ом].
Для сопротивления резистора R1 равного 1 Ом, каждый Вольт входного напряжения будет давать, один Ампер выходного напряжения.
LM358 схема включения: преобразователь ток — напряжение
А эта схема нужна для преобразования малых токов в напряжение.
Uвых = I * R1, [В]= [А]*[Ом].
Например при R1 = 1 МОм, ток через 1 мкА, превратиться в напряжение 1В на выходе DA1.
LM358 схема включения: дифференциальный усилитель
Эта схема дифференциального усилителя с высоким входным сопротивление, может применятся для измерения напряжении источников с высоким внутренним сопротивлением.
При условии, что R1/R2=R4/R3, выходное напряжение можно рассчитать как:
Uвых = (1+R4/R3)(Uвх1 – Uвх2).
Коэффициент усиления соответственно будет равен: (1+R4/R3).
Для R1 = R2 = R3 = R4 = 100 кОм, коэффициент усиления будет равен 2.
LM358 схема включения: дифференциальный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления
Стоит отметить, что предыдущая схема не позволяет подстраивать коэффициент усиления, так как требует одновременного изменения двух резисторов. Если необходимо иметь возможность регулировки коэффициента усиления в дифференциальном усилителе, то можно воспользоваться схемой на трех операционных усилителях.
В данной схеме подстройка коэффициента усиления осуществляется за счет регулировки резистора R2.
Для этой схемы нужно соблюсти условия равенства значений сопротивлений резисторов: R1 = R3 и R4 = R5 = R6 = R7.
Тогда коэффициент усиления будет равен: (1+2*R1/R2).
Uвых = (1+2*R1/R2)(Uвх1 – Uвх2).
LM358 схема включения: монитор тока
Еще одна интересная схема позволяющая измерять ток в питающем проводе и состоящая из шунта R1, операционного усилителя npn – транзистора и двух резисторов.
- DA1 – LM358;
- R1 – 0,1 Ом;
- R2 – 100 Ом;
- R3 – 1 кОм.
Напряжение питания операционного усилителя должно быть минимум на 2 В, выше напряжения нагрузки.
LM358 схема включения: преобразователь напряжение – частота
И напоследок схема которую можно использовать в качестве аналого-цифрового преобразователя. Нужно только подсчитать период или частоту выходных сигналов.
- C1 – 0,047 мкФ;
- DA1 – LM358;
- R1 – 100 кОм;
- R2 – 50 кОм;
- R3,R4,R5 – 51 кОм;
- R6 — 100 кОм;
- R7 — 10 кОм.
Описание и применение операционного усилителя LM358. Схемы включения, аналог, datasheet
Главная » Справочник » Описание и применение операционного усилителя LM358.
Схемы включения, аналог, datasheet
Микросхема LM358 в одном корпусе содержит два независимых маломощных операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления и частотной компенсацией.
Отличается низким потреблением тока. Особенность данного усилителя – возможность работать в схемах с однополярным питанием от 3 до 32 вольт. Выход имеет защиту от короткого замыкания.
Описание операционного усилителя LM358
Область применения — в качестве усилительного преобразователя, в схемах преобразования постоянного напряжения, и во всех стандартных схемах, где используются операционные усилители, как с однополярным питающим напряжением, так и двухполярным.
Технические характеристики LM358
- Однополярное питание: от 3 В до 32 В.
- Двухполярное питание: ± 1,5 до ± 16 В.
- Ток потребления: 0,7 мА.
- Входное напряжение смещения: 3 мВ.
- Дифференциальное входное напряжение: 32 В.
- Синфазный входной ток: 20 нА.
- Дифференциальный входной ток: 2 нА.
- Дифференциальный коэффициент усиления по напряжению: 100 дБ.
- Размах выходного напряжения: от 0 В до VCC — 1,5 В.
- Коэффициент гармонических искажений: 0,02%.
- Максимальная скорость нарастания выходного сигнала: 0,6 В/мкс.
- Частота единичного усиления (с температурной компенсацией): 1,0 МГц.
- Максимальная рассеиваемая мощность: 830 мВт.
- Диапазон рабочих температур: 0…70 гр.С.
Габаритные размеры и назначения выводов LM358 (LM358N)
Аналоги LM358
Ниже приведен список зарубежных и отечественных аналогов операционного усилителя LM358:
- GL358
- NE532
- OP221
- OP290
- OP295
- TA75358P
- UPC358C
- AN6561
- CA358E
- HA17904
- КР1040УД1 (отечественный аналог)
- КР1053УД2 (отечественный аналог)
- КР1401УД5 (отечественный аналог)
Примеры применения (схемы включения) усилителя LM358
Простой неинвертирующий усилитель
Компаратор с гистерезисом
Допустим, что потенциал, поступающий на инвертирующий вход, плавно возрастает. При достижении его уровня чуть выше опорного (Vh -Vref), на выходе компаратора возникнет высокий логический уровень. Если после этого входной потенциал начнет медленно снижаться, то выход компаратора переключится на низкий логический уровень при значении немного ниже опорного (Vref – Vl). В данном примере разница между (Vh -Vref) и (Vref – Vl) будет значение гистерезиса.
Генератор синусоидального сигнала с мостом Вина
Мостовой генератор Вина (Wien bridge oscillator) — является одним из видов электронного генератора, который генерирует волны синусоидальной формы. Он может генерировать широкий спектр частот. Генератор основан на мостовой схеме, изначально разработанной Максом Вином в 1891 году. Класический генератор Вина состоит из четырех резисторов и двух конденсаторов. Генератор можно также рассматривать в качестве прямого усилителя в сочетании с полосовым фильтром, который обеспечивает положительную обратную связь.
Дифференциальный усилитель на LM358
Назначение данной схемы — усиление разности двух входящих сигналов, при этом каждый из них умножается на определенную постоянную величину.
Дифференциальный усилитель — это хорошо известная электрическая схема, применяемая для усиления разности напряжений 2-х сигналов, поступающих на его входы. В теоретической модели дифференциального усилителя величина выходного сигнала не зависит от величины каждого отдельного входного сигнала, а зависит строго от их разности.
Функциональный генератор
Данный функциональный генератор вырабатывает сигналы треугольной и прямоугольной формы.
Генератор прямоугольных импульсов на LM358
В качестве примера использования приведем схему микрофонного усилителя на LM358:
Скачать datasheet LM358 (808,0 KiB, скачано: 15 515)
Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров… Стенд для пайки со светодиодной подсветкой Материал: АБС + металл + акриловые линзы. Светодиодная подсветка…
Отправить сообщение об ошибке.