Микросхема l358 с фото и ее аналоги

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 T_A от 0 до +70 °C, если не указано иное.

Основные электрические характеристики, при температуре окружающей среды T_A = 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.

В технических описания встречается такие виды: LM358A, LM358B, LM358BA. Так указывается версии следующего поколения промышленного стандарта LM358. Устройства «B» могут быть доступны в более современных микрокорпусах TSOT и WSON.

Применение

Lm358 широко используется в:

устройствах типа «мигающий маяк»;
блоках питания и зарядных устройствах;
схемах управления двигателем;
материнских платах;
сплит системах внутреннего и наружного применения;
бытовой технике: посудомоечные, стиральные машины, холодильные установки;
различных видах инверторов;
источниках бесперебойного питания;
контроллерах и др.

Возможности применения микросхемы производители обычно указывают в технических описаниях на свои устройства.

Как работать с ОУ LM358: схемы включения и практическое применение

Операционный усилитель LM358 стал одним из самых популярных типов компонентов аналоговой электроники. Этот небольшой компонент может быть использован в самых разнообразных схемах, осуществляющих усиление сигналов, в различных генераторах, АЦП и прочих полезных устройствах.

Все радиоэлектронные компоненты следует разделять по мощности, диапазону рабочих частот, напряжению питания и прочим параметрам. А операционный усилитель LM358 относится к среднему классу устройств, которые получили самую широкую сферу применения для конструирования различных устройств: приборы контроля температуры, аналоговые преобразователи, промежуточные усилители и прочие полезные схемы.

Описание микросхемы LM358

Подтверждением высокой популярности микросхемы являются ее рабочие характеристики, позволяющие создавать много различных устройств. К основным показательным характеристикам компонента следует отнести нижеследующие.

Приемлемые рабочие параметры: в микросхеме предусмотрено одно и двухполюсное питание, широкий диапазон напряжений питания от 3 до 32 В, приемлемая скорость нарастания выходного сигнала, равная всего 0,6 В/мкс. Также микросхема потребляет всего 0,7 мА, а напряжение смещения составит всего 0,2мВ.

Описание выводов

Микросхема реализована в стандартных корпусах DIP, SO и имеет 8 выводов для подключения к цепям питания и формирования сигналов. Два из них (4, 8) используются в качестве выводов двухполярного и однополярного питания в зависимости от типа источника или конструкции готового устройства. Входы микросхемы 2, 3 и 5, 6. Выходы 1 и 7.

В схеме операционного усилителя имеются 2 ячейки со стандартной топологией выводов и без цепей коррекции. Поэтому для реализации более сложных и технологичных устройств потребуется предусматривать дополнительные схемы преобразования сигналов.

Микросхема является популярной и используется в бытовых приборах, эксплуатируемых при нормальных условиях, и в особых с повышенной или пониженной температурой окружающей среды, высокой влажностью и прочими неблагоприятными факторами. Для этого интегральный элемент выпускается в различных корпусах.

Аналоги микросхемы

Являясь средним по параметрам, операционный усилитель LM358 имеет аналоги по техническим характеристикам. Компонент без буквы может быть заменен на OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C, NE532, OP04, OP221, OP290. А для замены LM358D потребуется использовать KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G. Интегральная микросхема выпускается в серии с другими компонентами, которые имеют отличия лишь в температурном диапазоне, предназначенные для работы в суровых условиях.

Встречаются операционные усилители с максимальной температурой до 125 градусов и с минимальной до 55. Из-за чего сильно разнится и стоимость устройства в различных магазинах.

К серии микросхем относятся LM138, LM258, LM458. Подбирая альтернативные аналоговые элементы для применения в устройствах важно учитывать рабочий температурный диапазон. Например, если LM358 с пределом от 0 до 70 градусов недостаточно, то можно использовать более приспособленные к суровым условиям LM2409. Также довольно часто для изготовления различных устройств требуется не 2 ячейки, а 1, тем более, если место в корпусе готового изделия ограничено. Одними из самых подходящих для использования при конструировании небольших устройств являются ОУ LM321, LMV321, у которых также есть аналоги AD8541, OP191, OPA337.

Читать еще: Насос циркуляционный для отопления схема подключения

Особенности включения

Существует много схем подключения операционного усилителя LM358 в зависимости от необходимых требований и выполняемых функций, которые будут к ним предъявлены при эксплуатации:

неинвертирующий усилитель;
преобразователь ток-напряжение;
преобразователь напряжение-ток;
дифференциальный усилитель с пропорциональным коэффициентом усиления без регулировки;
дифференциальный усилитель с интегральной схемой регулирования коэффициента;
схема контроля тока;
преобразователь напряжение-частота.

Микросхемы.

О сновой в современных микросхемах служит тоненькая пластинка из особо чистого кремния(чип), на которой с помощью методов фотолитографии, создаются структуры, выполняющие роль транзисторов, диодов и резисторов, а также соединения между ними.

Электронные схема полученные таким образом, чаще всего, предназначаются для выполнения какой то одной, определенной функции, например — усиления сигнала(операционный усилитель), стабилизации тока (интегральный стабилизатор), а также может содержать в себе логические элементы. Однако, кроме того, существуют и многофункциональные програмируемые схемы.

После изготовления и тестирования, чип помещают в защитный корпус снабженный выводами, иногда, дополнительно добавляя мощные транзисторные структуры с теплоотводами — в микросхемах служащих мощными усилителями и стабилизаторами тока(гибридные микросхемы).

Читать еще: Электрическая схема монтажа электродвигателя

Иногда, при изготовлении электронных устройств ширпотреба — часов, калькуляторов, игрушек и.т. д применяются специально разработанные, бескорпусные микросхемы узкой специализации. Их чипы устанавливают и подключают непосредственно на монтажной плате, и для защиты заливаются слоем компаунда.

В радиолюбительской практике широко применяются следующие аналоговые микросхемы:
Оперативные усилители.
Усилители УЗЧ различной мощности.
Интегральные стабилизаторы напряжения.
Из цифровых микросхем — счетчики, логические элементы, различные триггеры, мультиплексоры и дешифраторы.
Кроме того, существуют микросхемы, объеденяющие собой класс цифровых и аналоговых. Это аналого — цифровые преобразователи(АЦП), цифро-аналоговые преобразователи(ЦАП) и таймеры.

Корпуса и выводы.

Наиболее распостраненной формой корпуса интегральной микросхемы являются корпуса типа DIL, с двумя линиями выводов.
DIL может иметь 8, 14, 16, 28, 40 выводов для сквозного монтажа, с шагом 2,5 мм.
Плоский корпус с выводами расположенными с шагом 1,5 мм используется для плоскостного(планарного) монтажа.
Также, используются корпуса SIL, вертикальной компановки, с одним рядом выводов, и QIL — квадратные, с четырьмя линиями выводов.
Иногда встречаются микросхемы в цилиндрическим корпусом и круговым расположением выводов.

Специальные микросхемы — процессоры, являющиеся основой персональных компьютеров могут иметь гораздо большее количество выводов, расположенных в 6 и более, рядов.

Маркировка отечественых интегральных схем.

Первый символ в названии — буквы К или Э.
Буква К ставится на микросхемах общего применения. Буквой Э маркируются микросхемы экспортного исполнения. Первый символ может вообще отсутствовать, это означает что микросхема — специального применения.

Второй символ в названии, определяет тип корпуса:
M — металлокерамический.
Н — миниатюрный металлокерамический.
Р — пластмассовый DIP.
А,Ф — миниатюрный пластмассовый.
Б — бескорпусной.
Е — металлополимерный DIP.

Третий символ — цифра, означающая группу по конструктивно — техническому оформлению.
1, 5, 6, 7 — полупроводниковые микросхемы.
1, 4, 8 — гибридные микросхемы.
3 — прочие (пленочные).

Далее, идет порядковый номер серии(возможно обозначение двумя цифрами).

После порядкового номера серии идет буквенный код функционального назначения:
А — формирователи, АФ — специальной формы.
Б — устройства задержки:БМ — пассивные,БП — прочие,БР — активные.
В — вычислительные устройства:ВГ — контроллеры,ВЕ — микро-ЭВМ,ВЖ — специальные вычислительные устройства, ВИ — времязадающие,ВП — прочие.
Г — генераторы сигналов:ГЛ — линейно изменяющихся,ГП — прочие (не sin; не спец. формы; не прямоуг.; не шума), ГФ — специальной формы.
Е — питание,ЕП — источники питания,ЕУ — устройства управления источниками питания.
И — цифровые устройства:ИЕ — счетчики, ИП — прочие.
К — коммутаторы и ключи:КН — напряжения,КТ — коммутаторы и ключи тока,КП — прочие.
Н — наборы элементов:НК — комбинированные, НТ — набор транзисторов.
П — преобразователи сигналов:ПА — цифроаналоговые,ПД — длительности,ПС — частоты,ПЦ — цифровые делители частотыПП — прочие.
Р — запоминающие устройства:РР — ПЗУ с перепрограммированием,РП — прочие (не ОЗУ; не ПЗУ; не ассоциативные; не на ЦМД).
У — усилители:УД — операционные,УИ — импульсные,УК — широкополосные,УЛ — считывания и воспроизведения, УН — низкой частоты,УП — прочие,УР — промежуточной частоты.
Ф,ФП — фильтры.
Х — многофункциональные устройства:ХА — аналоговые,ХК — комбинированные,ХЛ — цифровые,ХП — прочие.

Далее, следует порядковый номер разработки(возможно обозначение одной цифрой.)

Последним символом может быть буква (от А до Я)означающая какие либо отличия в электрических параметрах.

Европейская система маркировки микросхем.

Состоит из трех букв, за которыми следуют три или четыре знака, обозначающих номер серии, а также тип корпуса. Первая буква обозначает класс, к которому относится интегральная схема:
S — цифровая схема, T — аналоговая, U — аналогово-цифровая.
Вторая буква — серия (H обозначает гибридные микросхемы.)
Третья буква — рабочий диапазон температур:
A — диапазон не определен.
B от 0 до +70 С
C от -55 до +125 C
D от -25 до +70 C
E от -25 до +85 C
F от — 40 до +85 C
Последняя буква определяет тип корпуса:
B — DIL
C — цилиндрический корпус.
D — DIL
F — плоский корпус.
P — DIP
Q — QIL
U — бескорпусная микросхема.

Схема датчика сотрясения на микросхеме LM358N (КР1040УД1А, КР1053УД2)

Среди многочисленных датчиков состояния встречаются всевозможные приборы, поражающие подчас своими конструктивными особенностями.

Однако при разработке датчиков учитываются, как правило, более прозаические параметры, такие как компактность, высокая чувствительность, надежность (большое время наработки до отказа), минимальное наличие механических частей, универсальность в применении, работа в широком диапазоне температур и напряжения питания, отсутствие помех для других узлов устройства, минимальное потребление тока и др.

Принципиальная схема

Электрическая схема из серии датчиков воздействия — устройство датчика сотрясения — представлена на рис. 1.

Рис. 1. Электрическая принципиальная схема датчика сотрясения.

Ее особенность в необычном включении микросхемы-компаратора DA1 во взаимодействии с индуктивным датчиком L1. Катушка L1 намотана на круглом пластмассовом каркасе диаметром 8 мм (от резонансных катушек радиоприемника ВЭФ-202 или аналогичных) проводом ПЭЛ-1 диаметром 0,6 мм внавал и содержит 150 витков.

Ферритовый сердечник из каркаса не вынимается и перед первым включением схемы располагается по середине свободного хода внутри каркаса. Напротив катушки L1 на расстоянии 1. 2 мм располагают кусочек феррита круглой или прямоугольной формы размерами 4×9 мм на специальных подвесках из эластичной резины так, чтобы феррит при сотрясении вибрировал на свободном расстоянии до каркаса катушки L1.

Переменный резистор R1, включенный как регулятор-ограничитель тока, позволяет регулировать чувствительность датчика. При верхнем (по схеме) положении движка переменного резистора R1 чувствительность узла максимальная.

При отсутствии механических воздействий на датчик магнитное поле и ток, протекающий через катушку L1, носит постоянный характер и составляет доли микроампер. Оксидный конденсатор С1 не пропускает постоянную составляющую напряжения на вход компаратора (вывод 2 DA1).

Баланс напряжений между инвертированным и неинвертированным входами компаратора (выводы 1 и 2 DA1) не нарушается, поэтому на выходе компаратора (вывод 7 DA1) присутствует низкий уровень напряжения. Индикатор состояния узла— светодиод HL1 не светится и напряжение в базе транзистора VT1 недостаточно для его открывания.

Между общим проводом и выходом (Uвых) присутствует напряжение (разность потенциалов), близкое к напряжению источника питания.

Читать еще: Ажурное выпиливание ручным лобзиком чертежи узоры

Выходное напряжение для управления устройствами нагрузки (исполнительными элементами и последующими электронными узлами) можно снимать также, используя +U и Uвых.

Тогда в спокойном состоянии датчика напряжение на выходе узла будет стремиться к нулю, а при механическом воздействии принимать значения, близкие по напряжению к напряжению источника питания (12 В).

Метод подключения выходных контактов выбирается самостоятельно при каждом конкретном случае. Если в дополнительных исполнительных узлах необходимости нет, то резистор R10 в цепи коллектора транзистора VT1 заменяют на электромагнитное реле на напряжение 8—12 В с током срабатывания не более 100 мА.

При токе срабатывания реле более 100 мА, учитывая возможно длительный характер работы реле во включенном состоянии, потребуется заменить транзистор VT1, выполняющий роль усилителя тока, более мощным, например, любым из серии КТ815.

При незначительном сотрясении датчика (ферритового сердечника) вблизи катушки L1 в ней кратковременно создается ЭДС электромагнитной индукции и возникает ток и напряжение в несколько десятков микровольт. Скачок напряжения (импульс) беспрепятственно пропускает оксидный конденсатор С1 и через ограничительный резистор R2 он попадает на вход компаратора DA1.

Компенсационные цепочки в разных плечах компаратора (состоящие из элементов VD1, R5, R6 и VD4, R12) настроены таким образом, что даже такого минимального сигнала, вносящего дисбаланс напряжения на входах микросхемы, оказывается достаточно для срабатывания внутренней схемы сравнения напряжений и появления на выходе компаратора высокого уровня. Напряжение высокого уровня на выводе 7 DA1 включает светодиод HL1, сигнализирующий о воздействии на датчик, проходит через ограничительный резистор R8, детектируется диодом VD3 и через ограничительный резистор

R9 поступает в базу транзистора VT1. В момент появления напряжения на выводе 7 микросхемы DA1 заряжается оксидный конденсатор С4. Он включен в схему для того, чтобы обеспечить плавную задержку выключения узла (на 2— 3 сек), иначе включение нагрузки будет напоминать дребезг контактов и носить хаотичный характер.

Благодаря наличию оксидного конденсатора С4 транзистор VT1, открывшись от импульса напряжения, закроется только через 2— 3 сек после окончания управляющего импульса.

Если емкость данного конденсатора увеличить до 50 мкФ, задержка выключения узла может составить единицы минут, что может оказаться полезным при определенных задачах, стоящих перед радиолюбителем-конструктором; например, такая задержка будет уместна, если реле, включенное вместо резистора R10, в свою очередь будет включать охранную сирену.

Поступившее в базу транзистора VT1 напряжение высокого уровня открывает его и изменяет состояние выхода узла: между положительным выводом источника питания и контактом Uвых теперь присутствует напряжение источника питания, а между общим проводом и точкой Uвых соответственно напряжение равно нулю.

В налаживании узел не нуждается. Выпрямительный диод VD2 и ограничительный резистор R7 защищают микросхему от перенапряжения источника питания и обратного случайного включения Uпит. Оксидный конденсатор C3 сглаживает пульсации напряжения.

При заведомо исправном и стабилизированном источнике питания, а также при питании данного электронного узла от батарей (аккумуляторов) элементы С3, R7, VD2 можно из схемы исключить, т. к. устройство работоспособно в диапазоне напряжения питания +7. +16 В. Ток потребления в режиме покоя не превышает 5 мА.

Однако при использовании устройства в автомобиле и в сочетании с нестабилизирован-ными источниками питания, данные элементы выполняют защитную роль и позволяют применять устройство как элемент охраны — датчик сотрясения (удара) в автомобилях.

Элементы устройства компактно монтируются в пластмассовом корпусе и жестко прикрепляются к контролируемой поверхности. В этом может способствовать моментальный клей или липучка.

Возможности использования рекомендуемого датчика практически не ограничены. Он может являться прототипом датчика удара в автомобилях, работать в составе охранной сигнализации — тогда корпус датчика закрепляют на косяке (дверной коробке) или двери охраняемого помещения и в других аналогичных случаях, когда требуется простой, чувствительный и надежный узел контроля сотрясений и ударов.

Кажущаяся сложность в изготовлении датчика и катушки L1 не более чем миф. Практика испытаний устройства показала, что даже при удалении феррита от каркаса L1 на расстоянии до 5 мм датчик уверенно срабатывает от сотрясения и качения феррита вблизи катушки.

Это достигается высокой чувствительностью компаратора на микросхеме LM358N. Кроме указанной на схеме микросхемы можно применить ее полные аналоги LM358, С358С, НА 17358, а также полные аналоги этого популярного компаратора, выпускающиеся другими фирмами. Отечественные микросхемы аналоги компаратора К1401УД5А—К1401УД5Б, К544УД8А—К544УД8Б, КР1040УД1А, КР1053УД2(А).

Детали и конструкция

При применении микросхемы К544УД8А—К544УД8Б чувствительность узла несколько понизится и придется изменить при подключении выводы микросхемы. Кроме того, в качестве феррита (прямоугольной формы) можно использовать обыкновенный кусочек магнита.

Транзистор VT1 — любой из серии КТ503 или аналогичный. Выпрямительный диод VD2 заменяют на КД213, КД105, Д202 или аналогичные по электрическим характеристикам с любым буквенным индексом. Остальные диоды типа КД521, КД522, Д311, Д220 с любым буквенным индексом.

Переменный резистор R1 типа СПО-1, СПЗ-З0В, СПЗ-12В или подстроечный типа СП5-28В, СПЗ-1 ВБ (оба многооборотные). Главное— при выборе типа этих резисторов в том, чтобы они имели линейную характеристику изменения сопротивления. При необходимости достижения узлом максимальной и нерегулируемой чувствительности данный резистор из схемы просто исключают, а средний вывод, показанный на схеме, соединяют с верхним (по схеме) выводом катушки L1.

Ограничительный резистор R7 типа МЛТ-0,5. Все остальные постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. Оксидные конденсаторы фирмы Hitano, ESP, их аналоги, или отечественные типа К50-29, К50-35.

Индикаторный светодиод типа L63SRC, КИПД14А, КИПД-36, L1503SRC-C, КИПД41Б1-М или другие аналогичные с током до 10 мА.

В случае замены резистора R10 на слаботочное электромагнитное реле, рекомендации к выбору последнего такие: FRS10С-ОЗ, TRU-12VDC-SB-SL, ТТІ TRD-9VDC-FB-CL, Relpol RM85-2011-35-1012, РЭС-22 (исполнение РФ.4.523.023-01) или аналогичное.

При выборе реле следует учитывать ток и напряжение коммутации. Все указанные здесь типы реле коммутируют ток до 3 А при напряжении до 250 В.

Литература: Андрей Кашкаров — Электронные самоделки.