LM358 双路运算放大器技术参考手册
1. 概述
LM358是一款经典的双路低功耗通用运算放大器，由两个独立的高增益、内部频率补偿的运放组成。其最大特点是输入共模范围包含地电位(GND)，特别适合单电源应用场景，配合简单的偏置电路即可处理交流信号。LM358广泛应用于传感器信号调理、有源滤波、电压跟随器、比较器、积分/微分电路等模拟信号处理场合。凭借低廉的价格和稳定的性能，LM358至今仍是电子设计中不可或缺的基础元件。
2. 引脚定义
| 引脚号 |
引脚名 |
类型 |
功能描述 |
| 1 |
OUT1 |
O |
运放A输出端 |
| 2 |
IN1- |
I |
运放A反相输入端 |
| 3 |
IN1+ |
I |
运放A同相输入端 |
| 4 |
GND/VEE |
PWR |
负电源(单电源接地，双电源接负电压) |
| 5 |
IN2+ |
I |
运放B同相输入端 |
| 6 |
IN2- |
I |
运放B反相输入端 |
| 7 |
OUT2 |
O |
运放B输出端 |
| 8 |
VCC |
PWR |
正电源 |
3. 电气特性 (VCC=5V, GND=0V, TA=25°C)
| 参数 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
单位 |
| 输入失调电压 |
- |
2 |
7 |
mV |
| 输入偏置电流 |
- |
45 |
250 |
nA |
| 输入失调电流 |
- |
5 |
50 |
nA |
| 开环电压增益 |
50 |
100 |
- |
dB |
| 增益带宽积(GBW) |
- |
1.0 |
- |
MHz |
| 压摆率(SR) |
- |
0.3 |
- |
V/μs |
| 共模抑制比(CMRR) |
65 |
80 |
- |
dB |
| 电源抑制比(PSRR) |
65 |
100 |
- |
dB |
| 输出高电平(VCC=5V, RL=2kΩ) |
3.3 |
3.5 |
- |
V |
| 输出低电平(RL=10kΩ) |
- |
5 |
20 |
mV |
| 静态电流(每通道) |
- |
500 |
1200 |
μA |
| 输出短路电流 |
- |
40 |
60 |
mA |
4. 典型应用电路
4.1 同相比例放大器
┌── Rf ──┐
│ │
Vin ────┼────┐ │
│ │ │
│ ┌┴┐ │
│ │ │ │
│ └┬┘ │
│ │ │
│ ├───┼─────── Vout
│ │ │
└────┤+ │
│ │
GND ─────────┤- │
LM358-1
Vout = Vin × (1 + Rf/R1)
R1一端接GND
4.2 反相比例放大器
┌── Rf ──┐
│ │
Vin ─── R1 ─┬───┤-
│ │
│ LM358-1
GND ────────┤+ │
│
├────── Vout
Vout = -Vin × (Rf/R1)
4.3 电压跟随器（缓冲器）
Vin ────────┤+ │
│ LM358-1
├───┼─── Vout
│ │
└───┘
Vout = Vin (高输入阻抗、低输出阻抗)
适用于传感器与ADC之间的阻抗匹配
4.4 单电源交流放大器（带偏置）
VCC
│
┌┴┐
R1 │ │
└┬┘
│
┌┴┐
R2 │ │
└┬┘
│
GND
│
┌── Rf ──┐
│ │
Vin ─── C1 ─┬───┤-
│ │ LM358-1
R1/R2中点 ──┤+ │
│
├── C2 ── Vout
偏置电压 = VCC × R2/(R1+R2) ≈ VCC/2
C1=输入隔直电容, C2=输出隔直电容
5. 使用注意事项
- 单电源偏置：处理交流信号时必须建立VCC/2虚地偏置，否则负半周信号会被削波
- 输出摆幅限制：LM358输出最高仅到VCC-1.5V（非轨到轨输出），5V供电时输出约0~3.5V，需确认后级ADC量程
- 带宽限制：GBW仅1MHz，放大100倍时带宽仅10kHz，高频应用需选高速运放
- 交越失真：LM358为Class B输出级，小信号过零时存在交越失真，精密测量需注意
- 去耦电容：VCC引脚附近必须放置0.1μF陶瓷电容到地
- 输入保护：输入端建议串联限流电阻(1kΩ-10kΩ)，防止过压损坏
- 未使用通道处理：不用的运放应将输入端接地，输出悬空，避免振荡
- 与LM324的区别：LM324是四运放，LM358是双运放，电气特性完全相同，可互换
