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LM358P OP AMP：説明、機能、パッケージ、使用法、同等物
2024-04-17 4654

LM358p 低電力、デュアルOP AMPアンプです。高いゲインバンド幅製品と統合ノイズを備えた幅広い単一サプライアプリケーションで動作できます。この記事では、機能、パッケージ、レイアウト、アプリケーションの側面から詳細に紹介します。

カタログ

7. LM358とLM358Pを交換できますか？

8.回路設計でLM358pを正しく使用する方法は？

図1：LM358p

LM358p説明

LM358pは、業界標準のオペレーショナルアンプLM358の次世代バージョンであり、2つの高電圧（36V）の運用アンプが含まれています。これらのデバイスは、コストに敏感なアプリケーションに優れた価値を提供し、低オフセット（300µV典型）、グランドへのコモンモード入力範囲、および高微分入力電圧機能を備えています。さらに、LM358Pは簡単に手動ではんだ付けするためにDIPにパッケージ化されています。

LM358pは、広い電圧範囲にわたって単一の電源から動作するように設計された2つの独立した高ゲイン周波数補償の動作アンプで構成されています。この回路は、3V〜32Vの電源電圧範囲内での単一電源動作を実現でき、デュアル電源条件下での独立した動作をサポートし、内部周波数補償機能を備えています。LM358P OP AMPは、回路の設計を簡素化し、Unity-Gain安定性、より低いオフセット電圧（最大3MV）、アンプごとの低静止電流（300µA典型）などの機能強化を特徴としています。

代替品と同等物

LM358pの特性

3 V〜36 Vの幅広い供給範囲

内部RFおよびEMIフィルター

静止電流：300 µA/ch

2-MV入力オフセット電圧最大25°Cで

3-MV入力オフセット電圧最大25°Cで

1.2 MHzのUnity-Gain帯域幅

コモンモード入力電圧範囲には地面が含まれ、地面近くの直接センシングを可能にします

MIL-PRF-38535に準拠した製品では、特に明記しない限り、すべてのパラメーターがテストされます。他のすべての製品である生産処理には、必ずしもすべてのパラメーターのテストが含まれているわけではありません。

LM358pのパッケージデザイン

図2：LM358pのパッケージ設計

LM358pのレイアウト

レイアウトガイドライン

デバイスの最高の運用パフォーマンスについては、次のような優れたPCBレイアウトプラクティスを使用してください。

ノイズは、回路全体の電源ピン、および運用アンプを介してアナログ回路に伝播する可能性があります。バイパスコンデンサは、アナログ回路に局所的な低インピーダンス電源を提供することにより、結合ノイズを減らすために使用されます。各供給ピンとグランドの間に低ESR、0.1 µFセラミックバイパスコンデンサを接続し、可能な限りデバイスの近くに配置します。V+から地上への単一のバイパスコンデンサは、単一の供給アプリケーションに適用できます。

回路内のアナログコンポーネントとデジタルコンポーネントの地上接続の分離は、ノイズを緩和するための簡単で非常に効率的なアプローチとして存在します。通常、多層PCB内の1つ以上の層が地上飛行機に指定され、熱放散を支援し、EMI干渉を最小限に抑えます。地面の流れに注意を払って、物理的にデジタルとアナログの敷地を分離してください。

寄生カップリングを減らすには、可能な限り供給トレースまたは出力トレースから遠く離れた入力トレースを実行します。それらを別々に保つことができない場合、騒々しいトレースと並行して垂直な速度を越える方がはるかに良いです。

外部コンポーネントをできるだけデバイスの近くに配置します。次の図に示すように、RFとRGを反転入力の近くに保つことで、寄生容量を最小限に抑えます。

入力トレースの長さをできるだけ短くしてください。入力トレースは回路の最も敏感な部分であることを常に覚えておいてください。

重要な痕跡の周りの駆動型の低インピーダンスガードリングを考えてください。ガードリングは、異なるポテンシャルにある近くの痕跡から漏れ電流を大幅に減らすことができます。

レイアウトの例

図3：レイアウトの例

LM358pの使用

LM358P ICの主要なアプリケーションのいくつかを以下に示します。

POS（Point-of-Sale）システム

冷蔵庫、洗濯機、乾燥機

屋内と屋外の両方のエアコン

電圧周波数駆動、弦インバーター、中央インバーター、およびACインバーター

ループ制御と規制

マザーボードとデスクトップPC

中断性のない電源

インテグレーター、加算器、差別化要因、電圧フォロワーなど。

AC誘導、ブラシ付きDC、ブラシレスDC、高電圧、低電圧、永久磁石、およびステッパーモーターはすべてモーターコントロールの例です

LM358p回路

光センサー回路

上記の回路は、LM358 ICの周りに構築された光センサー回路です。この構成では、ICはコンパレータとして使用されます。LEDは出力、つまりピン1に接続されており、動作アンプパート1またはAに関連付けられています。回路の感度は、20K可変抵抗器で調整できます。

図4：光センサー回路のLM358

ダークセンサー回路

上記の回路は、LM358 ICをコアとして暗いセンサー回路です。この回路では、可変抵抗器の中心ピンはピン2に接続されています。これは、ICのA部分の反転入力に対応します。したがって、完全な暗闇または低光の場合、回路はパートAから高い出力を生成します。正確な結果は、20K可変抵抗の調整に依存します。

図5：ダークセンサー回路のLM358

LM358とLM358pを交換できますか？

LM358およびLM358Pは、動作アンプチップのモデルと同じモデルであり、その主な違いはパッケージ形式にあります。LM358pはDIP（デュアルインラインパッケージ）を使用します。これは、手動インストールに便利です。LM358はSOIC（小さなアウトライン統合回路パッケージ）を使用していますが、これは自動生産に適しています。パッケージフォームは異なりますが、入力バイアス電流、入力バイアス電圧、ゲイン帯域幅製品など、2つのパラメーターと仕様は基本的に同じです。

図6：LM358 Vs.LM358p

さまざまなメーカーが生成するLM358とLM358pの間にわずかな違いがある可能性があることに注意する必要があります。したがって、実際のアプリケーションでは、特定のニーズに応じて適切なモデルとメーカーを選択する必要があります。一般的に言えば、LM358とLM358pは同じ動作アンプの異なるパッケージフォームです。それらは同じ電気パラメーターと機能を持っているため、同じ意味で使用できます。その中で、LM358pはより抗静止したパッケージを採用しています。これは、過酷な環境での使用に適しています。ただし、ほとんどの場合、2つのモデルは交換可能です。回路の安定性とパフォーマンスを確保するために、使用する前に、そのパラメーターとパッケージが特定のアプリケーションに適しているかどうかを確認する前に、関連するデータシートを慎重に参照することをお勧めします。

回路設計でLM358pを正しく使用する方法は？

LM358Pを使用する場合、次の側面を考慮する必要があります。

入力と出力マッチング

入力信号と出力信号のレベルが、LM358pの入力範囲と出力範囲と一致することを確認する必要があります。入力信号がLM358Pの動作範囲から外れている場合、デバイスに歪みや損傷を引き起こす可能性があります。

ピン接続

LM358Pを接続するときは、最初に各ピンが回路に適切に配線されるようにする前に、各ピンの関数を明確にする必要があります。たとえば、入力ピンは入力信号を受信するために信号ソースに接続する必要がありますが、出力ピンは処理された信号を出力するために負荷に接続する必要があります。パワーピンは安定した電源に接続する必要がありますが、挽いたピンは、回路への適切な電源を確保するために接地する必要があります。同時に、接続エラーのために回路障害を引き起こさないように、ピンの接続順序と極性にも注意を払う必要があります。

サーマルデザイン

熱散逸の低下は、LM358pの性能が悪化したり、損傷の過熱につながる可能性があります。したがって、回路を設計する際には、熱散逸の問題を完全に考慮する必要があります。熱散逸の一般的な方法は、操作アンプの周りのヒートシンクを増加させて、熱散逸エリアを増やし、熱散逸の効率を向上させることです。

周波数補償

一部のアプリケーションでは、LM358pの安定性を確保するために、周波数補償が必要になる場合があります。実際には、最初にアプリケーション要件に応じて必要な補償額を決定し、次に適切な静電容量値を選択する必要があります。次に、コンデンサの正の端子をLM358pの補償ピンに接続し、コンデンサの負の端子を接地します。このようにして、コンデンサはアンプ内に抵抗器を備えたRCネットワークを形成し、周波数補正を実現できます。

保護

LM358pの運用アンプの安定した動作を確保し、そのサービス寿命を延ばすために、過電圧、過電流、およびその他の望ましくない条件の影響を防ぐために保護回路を採用することを検討する必要があります。具体的には、入力に直列抵抗器を追加するか、特殊な過電圧保護デバイスを使用することにより、過電圧に対する効果的な保護を実現できます。一方、電流を制御するために、電流リミッターやヒューズなどのデバイスを使用して、電流が安全な範囲内に流れるようにすることができます。

電源

LM358pの適切な供給電圧を必ず提供してください。LM358Pは通常、アプリケーション要件に応じて、単一サプライモードとデュアルサプライモードの両方で動作できます。単一の電源を使用することを選択した場合は、LM358pが必要とする最小動作電圧よりも供給電圧が低くないことを確認してください。デュアル電源を使用することを選択した場合、正と負の供給電圧の両方を提供する必要があります。

適切なレイアウトと接地を維持します

ボードを設計するときは、ノイズと干渉を最小限に抑えるために、信号と電力場の間に良好な接続があることを確認する必要があります。ボードをレイアウトするときは、信号地面を電力場の近くに保ち、電力地面を横切る信号線を避けようとする必要があります。さらに、低インピーダンスのグランドパスを使用すると、接地線の抵抗とインダクタンスが減少し、ノイズがさらに減少します。一方、電源の安定性を確保し、電源ノイズを削減するには、電源ラインの抵抗とインダクタンスを減らすために、厚いワイヤまたは幅の広いワイヤを使用して電源グラウンドを接続する必要があります。

よくある質問[FAQ]

1. LM358Pの機能は何ですか？

LM358には、運用アンプ（OP-AMP）回路、トランスデューサーアンプ、DCゲインブロック、コンパレータ回路、アクティブフィルター、4〜20mAの電流ループ送信機など、いくつかのアプリケーションがあります。

2. LM358PとLM358Nの違いは何ですか？

National Semiconductor Corporationの標準PおよびNは、デバイスパッケージフォームです。LM368Nのパッケージは、プラスチック製のデュアルインラインパッケージです。LM358pは単一のインラインパッケージである必要があります。

3. LM358pと741の違いは何ですか？

LM358とLM741の違いは、LM358はより新しく、チップに2つのオペアンプがありますが、741では1つのOp-ampのみが存在します。両方のICには8つのピンがあります。

4. LM358pの説明とは何ですか？

1つのICパッケージに単一の電源を備えた2つの独立したオペアンプがあります。このICは分割電源から動作することもあり、電源の大きさは低電源電流排水に影響しません。

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