LM358
摘要：LM358是一款双运放（Operational Amplifier）芯片，也是常用的低成本、低功耗、高增益、高输入阻抗的运放芯片。
LM358概述
LM358是德州仪器(TI)推出的经典双运算放大器芯片，包含两个独立的高增益、内部频率补偿的运算放大器。该器件设计用于单电源供电场合，工作电压范围宽（3V-32V单电源或±1.5V-±16V双电源），具有低功耗特性（静态电流约0.7mA/放大器），非常适合电池供电设备。
LM358特性
3V 至 36V 的宽电源电压范围（B、BA 版本）
静态电流：300 µA/通道（B、BA 版本）
单位增益带宽为 1.2 MHz（B、BA 版本）
共模输入电压范围包括接地，支持近地直接感测
25°C 时的最大输入失调电压为 2mV（BA 版本）
25°C 时的最大输入失调电压为 3mV（A、B 版本）
内部射频和 EMI 滤波器（B、BA 版本）
对于符合 MIL-PRF-38535 标准的产品，所有参数均经过测试，除非另有说明。对于所有其他产品，生产流程不一定包含对所有参数的测试。
LM358封装
| 器件型号 | 封装 | 封装尺寸 |
|---|---|---|
| LM358B、LM358BA、LM2904B、LM2904BA、LM358、LM358A、LM2904、LM2904V、LM258、LM258A | D（SOIC，8） | 4.9mm × 6mm |
| LM358B、LM358BA、LM2904B、LM2904BA、LM358、LM358A、LM2904、LM2490V | PW（TSSOP，8） | 3mm × 6.4mm |
| LM358B、LM358BA、LM2904B、LM2904BA、LM358、LM358A、LM2904、LM2904V、LM258、LM258A | DGK（VSSOP，8） | 3mm × 4.9mm |
| LM358B、LM358BA、LM2904B、LM2904BA | DDF（SOT-23，8） | 2.9mm × 2.8mm |
| LM358、LM2904 | PS（SO，8） | 6.2mm × 7.8mm |
| LM358、LM2904、LM358A、LM258、LM258A | P（PDIP，8） | 9.81mm × 9.43mm |
| LM158、LM158A | JG（CDIP，8） | 9.6mm × 6.67mm |
| LM158、LM158A | FK（LCCC，20） | 8.89mm × 8.89mm |
LM358引脚图及功能说明
4.1、引脚配置图
4.2、引脚功能说明
| 引脚号 | 名称 | 功能描述 |
|---|---|---|
| 1 | OUT1 | 放大器1输出端，可驱动负载至接近地电位和VCC |
| 2 | IN1- | 放大器1反相输入端，用于负反馈配置 |
| 3 | IN1+ | 放大器1同相输入端，高阻抗输入 |
| 4 | GND | 接地端（单电源）或负电源端（双电源） |
| 5 | IN2+ | 放大器2同相输入端 |
| 6 | IN2- | 放大器2反相输入端 |
| 7 | OUT2 | 放大器2输出端 |
| 8 | VCC | 正电源输入端（单电源）或正电源端（双电源） |
LM358应用
商用网络和服务器电源单元
多功能打印机
电源和移动充电器
电机控制：交流感应、有刷直流、无刷直流、高压、低压、永磁和步进电机
台式计算机和主板
室内外空调
洗衣机、烘干机和冰箱
交流逆变器、串式逆变器、中央逆变器和变频器
不间断电源
电子销售点系统
LM358工作原理
6.1 内部结构
LM358内部包含两个完全独立的运算放大器单元，每个单元由三级放大器组成：
差分输入级：提供高输入阻抗和共模抑制比(CMRR)
增益级：提供高电压增益，内置频率补偿电容
输出级：AB类输出，可驱动低阻抗负载
6.2 工作特性
单电源工作：输入共模范围包含地电位，输出可摆动至接近地电位
低功耗设计：采用双极性工艺，静态电流与电源电压基本无关
内部补偿：内置30pF补偿电容，保证单位增益稳定
输出保护：具有短路保护功能，输出端可直接对地或VCC短路
6.3 基本放大原理
LM358作为运算放大器，遵循标准运放工作原理：
虚短：负反馈时，IN+ ≈ IN-
虚断：输入端电流≈0（高输入阻抗）
放大关系：Vout = AOL×(VIN+ - VIN-)
M358典型应用电路
运算放大器的典型应用是反相放大器。该放大器在输入端接受正电压，然后使电压变为同样幅度的负电压。它还会以相同的方式使负输入电压变为正电压。
应用原理图
7.1 设计要求
选择的电源电压必须大于输入电压范围和输出范围。例如，此应用将 ±0.5V 的信号扩展到了 ±1.8V。将电源设置在 ±12V 就足以满足此应用的要求。
7.2 详细设计过程
使用 方程式 1 和 方程式 2 来确定反相放大器需要的增益：
方程式 1. 
方程式 2. 
确定所需增益后，选择 RI 或 RF 的阻值。[下标也应该固定在相应数字和公式上。]由于放大器电路使用毫安级电流，因此通常需要选择千欧姆级阻值。这样可以确保该器件不会消耗过多电流。此示例使用的 RI 为 10kΩ，这意味着对 RF 使用 36kΩ。这是由方程式 3 算出的。
方程式 3. 
7.3 应用曲线
反相放大器的输入和输出电压
LM358使用注意事项
8.1 设计要点
电源去耦：在VCC和GND间添加0.1μF陶瓷电容
输入保护：避免输入超过电源轨，必要时加钳位二极管
输出负载：驱动大电容负载时串接小电阻（100Ω）
热考虑：高环境温度时降额使用
8.2 常见问题解决
振荡问题：检查反馈网络，必要时增加补偿电容
输出不归零：检查输入失调，可添加调零电路
响应慢：检查压摆率限制，降低增益或减小负载电容
LM358替代型号
| 型号 | 厂商 | 特点 |
|---|---|---|
| LM2904 | TI | 工业温度版本(-40°C至+125°C) |
| MC34072 | ON Semi | 高转换速率(13V/μs) |
| TL082 | TI | JFET输入，更高输入阻抗 |
| OP290 | Analog | 微功耗(20μA/放大器) |
| MCP602 | Microchip | 轨到轨输入输出 |