低功耗双运算放大器LM158、LM258、LM358系列解析

在电子电路设计中，运算放大器是一种非常重要的基础元件。今天我们来详细了解一下LM158、LM258、LM358及其A系列这些低功耗双运算放大器。

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产品概述

LM158、LM258、LM358、LM158A、LM258A、LM358A这些电路由两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器组成。它们专门设计为能在宽电压范围内由单电源供电工作，而且低功耗电源电流与电源电压的大小无关。这就使得它们在单电源系统中应用非常方便，比如可以直接用标准的5V电源供电，为逻辑系统提供所需的接口电子设备，而无需额外的电源。

产品特性

电气性能

1. 内部频率补偿：内部实现了频率补偿，简化了电路设计，减少了外部元件的使用。
2. 高直流电压增益：具有高达100dB的大直流电压增益，能够对微弱信号进行有效的放大。
3. 宽带宽：在单位增益下带宽达到1.1MHz，并且经过了温度补偿，保证了在不同温度环境下的性能稳定。
4. 低功耗：每个通道的电源电流非常低，并且基本上与电源电压无关，这对于需要低功耗设计的应用来说非常重要。
5. 低输入偏置电流和失调电压：输入偏置电流低至20nA（经过温度补偿），输入失调电压低至2mV，输入失调电流低至2nA，能够提供更精确的信号处理。
6. 宽输入电压范围：输入共模电压范围包括负电源轨，差分输入电压范围等于电源电压，输出电压摆幅大，从0V到((V_{CC^{+}} - 1.5V))。

相关产品

如果需要增强ESD额定值，可以考虑LM158W；对于汽车级版本，可以选择LM2904和LM2904W。

产品参数

绝对最大额定值

需要注意的是，当(VCC > 15V)时，输出到VCC的短路可能会导致过热，最大输出电流约为40mA，与(VCC)的大小无关。同时，输入电流在特定情况下会有特殊表现，例如当任何输入引脚的电压为负时，会由于输入PNP晶体管的集电极 - 基极结正向偏置而产生输入电流，这可能会导致运算放大器的输出电压在输入为负时出现异常，但当输入电压高于 - 0.3V时，输出会恢复正常。

工作条件

不同型号的工作温度范围有所不同，LM158的工作温度范围是 - 55°C到125°C，LM258是 - 40°C到105°C，LM358是0°C到70°C。电源电压范围为3V到30V，共模输入电压范围也会根据温度有所变化。

电气特性

在(VCC+=5V)，(VCC - = Ground)，(Vo = 1.4V)，(Tamb = 25^{circ}C)的条件下，不同型号的输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流等参数有所差异。例如，LM158A的输入失调电压最大为2mV，而LM358的输入失调电压最大为7mV。

典型应用

放大器电路

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。这些放大器电路可以根据不同的需求进行设计，实现不同的增益和功能。

求和放大器

如DC求和放大器，可以对多个输入信号进行求和运算。

差分放大器

高输入阻抗的DC差分放大器和可调增益DC仪器放大器，能够对差分信号进行精确的放大和处理。

其他应用

还有使用对称放大器来减少输入电流、低漂移峰值检测器、有源带通滤波器等应用。

封装信息

该系列产品提供了多种封装形式，包括DFN8 2x2、MiniSO8、TSSOP8、SO8等。每种封装都有其相应的机械尺寸和推荐的焊盘尺寸，在设计电路板时需要根据实际需求进行选择。

订购信息

不同的型号对应不同的温度范围、封装形式和包装方式。例如，LM158QT采用DFN8 2x2封装，工作温度范围是 - 55°C到125°C，包装方式为卷带包装。

总结

LM158、LM258、LM358系列低功耗双运算放大器具有丰富的特性和广泛的应用场景。在设计电子电路时，电子工程师可以根据具体的需求，如工作温度范围、电源电压、增益要求等，选择合适的型号和封装形式。同时，在使用过程中要注意绝对最大额定值和工作条件，以确保产品的正常运行和可靠性。大家在实际应用中有没有遇到过这些运算放大器的特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。