运算放大器 LM358：从原理、引脚配置功能到典型应用电路图全解

LM358集成电路封装了两个完全独立的运算放大器单元，这些放大器具备高增益特性并内置了频率补偿机制，是广泛应用的双运放芯片类型。它不仅适应广泛的单电源电压范围，还能很好地服务于双电源系统。在标准工作环境下，其电源电流保持稳定，不受电源电压波动的影响。LM358非常适合执行多种运算放大任务，诸如基本的同相放大、反相放大等。

此器件支持分离式电源供电，只要电源间的电压差落在3伏至32伏范围内即可。LM358展现出低功耗特性，并且工作时能保持电源电流不随电源电压变化。其技术亮点包括宽达0.7MHz的单位增益带宽、低至3毫伏的输入失调电压、极低的2纳安输入失调电流，以及仅为20纳安的输入偏置电流。

在实际应用中，LM358系列常被部署为电压信号采集前端的电压跟随器，通过提升输入阻抗来确保测量电压的准确性，避免信号源负载效应。它的应用范畴涵盖了传感器信号放大、直流增益调节模块，以及任何单一电源供电即可满足需求的运算放大场景。该芯片在家庭电器设计、工业自动化控制系统、以及光电一体化技术等多个领域展现了极其广泛的实用性。

LM358 引脚配置和功能

LM358 引脚排列

引脚 1 - 输出

引脚 2-反相输入

引脚 3-同相输入

引脚4-负电源（双电源）或接地（单电源）

引脚5-同相输入端

引脚6-反相输入端

引脚 7 - 输出端子

引脚8-正电源

LM358DR 说明

如何使用

以反相放大器的典型应用为例，该放大器将输入端的正电压转换为相同大小的负电压，同时也能将负电压转换为正电压。 

LM358DR还可用作声控延时开关电路，其工作原理如下：

由运算放大器LM358制成的声控延时开关电路，接上220V交流电源电压后，经降压电容C1降压、整流二极管VDI整流、稳压二极管VD2稳压、滤波电容C2滤波，在C2上得到6V上下左右的低压直流电源，供以LM358为核心的声控开关电路使用。图中LM358内部的运算放大器a设计为放大器，运算放大器b设计为电压比较器。

了解有关声控延时开关电路的LM358 电路项目的更多信息。

使用地点

LM358系列可用于广泛的信号调节应用。

布局指南

1. 为有效减少模拟电路通过电源引脚所承受的耦合噪声，应当实施旁路电容的使用策略。

2. 抑制噪声的一个有效方法是，确保电路的模拟部分与数字部分接地分离。

3. 为了降低寄生耦合的影响，建议将输入线路布局远离电源线或输出线路。

4. 缩减外部元件与电路板之间的间距，有助于优化性能。

5. 输入线路应尽量缩短，以提升信号完整性。

LM358 与 LM324、LM358 与 LM393、LM358N 与 LM358P 之间的差异

1. LM358 与 LM324

都是美国国家半导体公司生产的低功耗运放，324是四运放，358是双运放，它们参数一样，但是358的功耗只有324的一半。这两款运放可以说是目前地球上最通用的运放，只是因为成本低廉才被广泛使用。

LM358和LM324可以替代吗？

LM358为8脚双运放，lm324为14脚四运放，两者参数相同。LM324与LM358可以替换，但需改电路板。

如果运放是作为反相器里面的比较器使用的话，是没有问题的，建议用358，因为设计电路板比较方便。如果运放是作为振荡器使用，而且它的参数有些差，建议用TL082、084代替，它们是高速运放。

2. LM358N 与 LM358P

按照美国国家半导体公司的标准，P、N是器件的封装形式，LM368N采用的是塑料双列直插式封装，而LM358P应该是单列直插式封装。

各个厂家的型号命名规则不一样，TI的LM358P是DIP封装（双列直插式），ST的产品中LM358P代表的是TSSOP封装，ST、Philips、ON、NS等厂家的LM358N是DIP封装的元件。不管封装形状如何，各个厂家的LM358的指标基本都是一样的。

3. LM393 与 LM358

LM393是双电压比较器，LM358是双运算放大器，不能直接代替，但在一些对精度要求不高的电路中，运算放大器可以当电压比较器用，但运算放大器不能当比较器用，因为没有放大功能，所以用393代替358时，要把原393输出的上拉电阻去掉。

虽然比较器与运算放大器在电路图上的符号相同，但两种器件有很大区别，一般不能互换。区别如下：

（1）比较器的翻转速度快，约为ns量级，而运放的翻转速度一般为us量级（特殊高速运放除外）。

（2）运算放大器可以接负反馈电路，而比较器不能用负反馈。虽然比较器也有同相、反相两个输入端，但是由于内部没有相位补偿电路，如果接负反馈，电路就不能稳定工作。内部没有相位补偿电路，这也是比较器比运算放大器快得多的主要原因。

（3）运算放大器的输出级一般采用双极性输出的推挽电路。大多数比较器的输出级为集电极开路结构，因此需加上拉电阻，要求单极性输出，便于与数字电路连接。

LM358使用注意事项

在实际应用中，LM358应用注意事项还应注意：

LM358是由双运算放大器组成的运算放大器，既可以采用单电源供电，也可以采用双电源供电，常用作电压信号采集的前端电压跟随器，同时增大输入阻抗，避免影响测量的电压值。

LM358采用5V单电源供电时，当IN+为0~5V时，它的输出电压OUT只能是0~3.7V，而不能是0~5V，也就是说当IN+输入0~3.7V时，电压可以跟随到OUT，当输入大于3.7V时，输出仍然会是3.7V。

由于LM358是发射极输出，所以输出范围最多就是VEE+0.7~VCC-0.7，和TL082一样，不具备rail to rail的性能，输出最多也就3.7V。

解决方案：

1、用全电压运放（业内称为轨对轨运放）代替LM358，比如业内常用的TLC2262，其引脚功能与LM358相同，也就是说两者可以互换，只不过当IN+为0~5V时，TLC2262的OUT可以从0~5V变化，当然TLC2262的价格比LM358要贵一些，此芯片在各种工业场合已经得到广泛的应用，在对成本不是很敏感的前提下可以放心使用！

2、设计中将满量程输出电压设计得比电源低2V，以保证输出在LM358的工作范围内。

产品数据手册下载

如果您想了解更多信息，可以详细查看LM358 数据规格书。

LM358制造商品牌信息

德州仪器 (TI) 是一家全球知名的半导体制造商，业务范围扩展至 35 个国家。公司发展迅速。1958 年，TIer 首次推出工作集成电路。如今，全球有超过 30,000 名 TIer 致力于设计、制造和销售模拟和嵌入式处理芯片。他们渴望通过自己的技术解决挑战并改变世界。