低功耗雙運算放大器LM158、LM258、LM358系列解析

在電子電路設計中，運算放大器是一種非常重要的基礎元件。今天我們來詳細了解一下LM158、LM258、LM358及其A系列這些低功耗雙運算放大器。

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產品概述

LM158、LM258、LM358、LM158A、LM258A、LM358A這些電路由兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的運算放大器組成。它們專門設計為能在寬電壓范圍內由單電源供電工作，而且低功耗電源電流與電源電壓的大小無關。這就使得它們在單電源系統(tǒng)中應用非常方便，比如可以直接用標準的5V電源供電，為邏輯系統(tǒng)提供所需的接口電子設備，而無需額外的電源。

產品特性

電氣性能

1. 內部頻率補償：內部實現(xiàn)了頻率補償，簡化了電路設計，減少了外部元件的使用。
2. 高直流電壓增益：具有高達100dB的大直流電壓增益，能夠對微弱信號進行有效的放大。
3. 寬帶寬：在單位增益下帶寬達到1.1MHz，并且經過了溫度補償，保證了在不同溫度環(huán)境下的性能穩(wěn)定。
4. 低功耗：每個通道的電源電流非常低，并且基本上與電源電壓無關，這對于需要低功耗設計的應用來說非常重要。
5. 低輸入偏置電流和失調電壓：輸入偏置電流低至20nA（經過溫度補償），輸入失調電壓低至2mV，輸入失調電流低至2nA，能夠提供更精確的信號處理。
6. 寬輸入電壓范圍：輸入共模電壓范圍包括負電源軌，差分輸入電壓范圍等于電源電壓，輸出電壓擺幅大，從0V到((V_{CC^{+}} - 1.5V))。

相關產品

如果需要增強ESD額定值，可以考慮LM158W；對于汽車級版本，可以選擇LM2904和LM2904W。

產品參數

絕對最大額定值

需要注意的是，當(VCC > 15V)時，輸出到VCC的短路可能會導致過熱，最大輸出電流約為40mA，與(VCC)的大小無關。同時，輸入電流在特定情況下會有特殊表現(xiàn)，例如當任何輸入引腳的電壓為負時，會由于輸入PNP晶體管的集電極 - 基極結正向偏置而產生輸入電流，這可能會導致運算放大器的輸出電壓在輸入為負時出現(xiàn)異常，但當輸入電壓高于 - 0.3V時，輸出會恢復正常。

工作條件

不同型號的工作溫度范圍有所不同，LM158的工作溫度范圍是 - 55°C到125°C，LM258是 - 40°C到105°C，LM358是0°C到70°C。電源電壓范圍為3V到30V，共模輸入電壓范圍也會根據溫度有所變化。

電氣特性

在(VCC+=5V)，(VCC - = Ground)，(Vo = 1.4V)，(Tamb = 25^{circ}C)的條件下，不同型號的輸入失調電壓、輸入失調電流、輸入偏置電流等參數有所差異。例如，LM158A的輸入失調電壓最大為2mV，而LM358的輸入失調電壓最大為7mV。

典型應用

放大器電路

包括AC耦合反相放大器、非反相DC放大器、AC耦合非反相放大器等。這些放大器電路可以根據不同的需求進行設計，實現(xiàn)不同的增益和功能。

求和放大器

如DC求和放大器，可以對多個輸入信號進行求和運算。

差分放大器

高輸入阻抗的DC差分放大器和可調增益DC儀器放大器，能夠對差分信號進行精確的放大和處理。

其他應用

還有使用對稱放大器來減少輸入電流、低漂移峰值檢測器、有源帶通濾波器等應用。

封裝信息

該系列產品提供了多種封裝形式，包括DFN8 2x2、MiniSO8、TSSOP8、SO8等。每種封裝都有其相應的機械尺寸和推薦的焊盤尺寸，在設計電路板時需要根據實際需求進行選擇。

訂購信息

不同的型號對應不同的溫度范圍、封裝形式和包裝方式。例如，LM158QT采用DFN8 2x2封裝，工作溫度范圍是 - 55°C到125°C，包裝方式為卷帶包裝。

總結

LM158、LM258、LM358系列低功耗雙運算放大器具有豐富的特性和廣泛的應用場景。在設計電子電路時，電子工程師可以根據具體的需求，如工作溫度范圍、電源電壓、增益要求等，選擇合適的型號和封裝形式。同時，在使用過程中要注意絕對最大額定值和工作條件，以確保產品的正常運行和可靠性。大家在實際應用中有沒有遇到過這些運算放大器的特殊問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。