插图说明:在电子元件店柜台前,顾客拿着两颗分别印有 LM358 和 LM393 的 8 脚芯片问:“两个都是 8 只脚,是一样的吧?”系着红色围裙的女店员指着两颗芯片回答:“一个是运算放大器,一个是比较器!”
运算放大器是放大或滤除小信号的放大器,比较器则是判断两个电压哪个更高、并据此开关输出的器件。LM358 · LM324 · LM393 · TL072 这类型号又短又相似,但型号中的数字表示通道数和温度等级,后缀字母表示封装和包装。尤其要注意,即使引脚数相同,运算放大器和比较器的输出方式也不同;而 14 脚、5 脚芯片因厂商和系列不同,引脚排列也不同,很多情况下不能直接替换插用。
所有数值均已对照 TI · ST · onsemi · Analog Devices · Microchip · Nisshinbo(NJR)数据手册确认。点击型号即可在 eGuro 元件搜索中查找库存。
这一类型号的顺序是[前缀] + 温度等级数字 + 功能数字 + 封装 + 包装。LM358DR 即 TI · 0~70℃ 等级 · 双路运算放大器 · SOIC-8 · 2,500 个卷盘。同一功能只改前位数字,温度等级就会变化,成为 LM158(−55~125℃)· LM258(−25~85℃)· LM358(0~70℃)(以 TI 为准)。比较器也遵循同样的规则,LM193 · LM293 · LM393 属于同一家族。
| 系列 | 单路 | 双路 | 四路 |
|---|---|---|---|
| LM 系列运算放大器 | — | LM358 | LM324 |
| LMV 低压 | LMV321 | LMV358 | LMV324 |
| TL07x(FET 输入) | TL071 | TL072 | TL074 |
| MCP600x | MCP6001 | MCP6002 | MCP6004 |
| LM 系列比较器 | — | LM393 | LM339 |
一颗芯片里有几个运算放大器,就写在型号的数字里。很多系列像 TL07x 一样用末位 1 · 2 · 4来区分(TI 资料写道“x is the channel count”),也有 LM358 · LM324 这样数字完全不同的系列。onsemi 资料写着“LM358 是 LM324 的一半”。还有为汽车·宽温度用途单独编号的型号:LM2904 = LM358 的宽温度版,LM2902 = LM324 的宽温度版,比较器则是 LM2903 = LM393,LM2901 = LM339。
| LM358(运算放大器) | LM393(比较器) | |
|---|---|---|
| 8 脚排列 | 1 OUT · 2 IN− · 3 IN+ · 4 GND · 8 V+ | 完全相同 |
| 输出 | 可输出电流(source),也可吸收电流(sink) | 只能下拉 — 集电极开路 |
| 要输出 High | 直接输出 | 必须加上拉电阻 |
| 用途 | 放大 · 滤波 | 电压检测 · 开关控制 |
TI 数据手册说明,LM393 的输出是集电极开路(open-collector),因此“可将上拉电阻接到所需的逻辑电压来匹配电平”。输出晶体管在 Low 时只是吸收至少 6mA 的电流,High 时几乎没有电流流过,所以没有上拉电阻就输出不了 High。相反,LM358 的输出也能向外输出电流(15V 电源下至少 20mA)。两颗芯片的 8 脚排列完全相同,在电路板上无法区分,请务必通过型号确认。LM393 的响应时间约为 1.3µs(TI · ST · onsemi typ)。
| 型号 | TI | ST | onsemi |
|---|---|---|---|
| LM358 / LM393 | 0~70℃ | 0~70℃ | 0~70℃ |
| LM258 / LM293 | −25~85℃ | −40~105℃ | −25~85℃ |
| LM2904 / LM2903 | −40~125℃ | −40~125℃ (2904) | −40~105℃ (带 V 为 125℃) |
即使前位数字相同,各厂商的温度范围也不同。同样是 LM2904,onsemi 为 −40~105℃,只有带 V 的 LM2904VDR2G 才到 125℃。电源范围也不同,TI LM2904 为 3~26V,ST LM2904 为 3~30V。
| 字母 | TI | ST | 其他厂商 |
|---|---|---|---|
| D | SOIC | SO8 管装(DT = 卷盘) | NJR NJM4558D = DIP8(停产) |
| P | DIP-8 | TSSOP8 (LM393PT) | Microchip P = PDIP |
| N | DIP-14 (LM324N) | — | onsemi N = DIP-8 |
| ST | — | MiniSO8 (LM358ST) | Microchip ST = TSSOP-14 |
| 末尾 R / T | R = 大卷盘,T = 小卷盘 | 末尾 T = 卷盘 | onsemi R2 = 卷盘,G = 无铅 |
TI 的 8 脚 DIP 为 P,14 脚 DIP 为 N。但 LM324NSR 中的 NS 不是 DIP,而是 SOP-14 卷盘,只看一个 N 就判断会出错。ST 现行资料中已没有 DIP(SO8 为 D/DT,TSSOP8 为 PT,MiniSO8 为 ST,DFN8 为 QT);onsemi 则像 LM358DR2G 这样写成 D(SOIC)+ R2(卷盘)+ G(无铅)。Microchip 像 MCP6002T-I/MS 这样按 T(卷盘)· I/E(温度)· /MS(MSOP-8)的顺序;NJR 为 NJM4558M(DMP8)· E(SOP8)· V(SSOP8),末尾的 -D 不是封装,而是经挑选的低噪声等级。
| 型号 | 电源 | 特点(数据手册) |
|---|---|---|
| LM358 | 3~30V(单电源) | 输入范围包含地,输出比上端电源低 1.5V 以上 |
| TL072 | ±2.25~±20V (H) | FET 输入,高输入阻抗,GBW 5.25MHz(H) |
| NE5532 | ±5~±15V | 低噪声 5nV/√Hz,音频用 |
| LMV321 | 2.7~5.5V | 低压,输出可达电源轨(轨到轨) |
| MCP6002 | 1.8~6.0V | 输入输出均为轨到轨,1MHz |
| OPA2333 | 1.8~5.5V | 零漂移,失调最大 10µV |
| OP07 | ±3~±18V | 精密型,失调最大 75µV(E 等级) |
虽然都叫“运算放大器”,但工作电压和性能完全不同。LM358 可用到 30V,但输出达不到电源轨;LMV321 · MCP6002 这类低压型输出可达电源轨,但不能超过 5.5~6V。TL072 · NE5532 适合使用 ± 双电源的电路。不要因为型号相似就替换,请先确认电源范围。
| 类型 | 引脚排列 | 厂商之间 |
|---|---|---|
| 双路 8 脚(LM358 · LM393 · TL072 · NE5532 · MCP6002) | 1 OUT A · 2 IN−A · 3 IN+A · 4 V− / GND · 5 IN+B · 6 IN−B · 7 OUT B · 8 V+ | 全部相同 |
| 四路 14 脚运算放大器(LM324 · TL074 · MCP6004) | 4 V+ · 11 GND | 相同 |
| 四路 14 脚比较器(LM339) | 3 VCC · 12 GND,输出为 1 · 2 · 13 · 14 | 与 LM324 不同 |
| 单路 5 脚 SOT-23 | 如下图所示,各不相同 | 同一厂商内也不同 |
双路 8 脚无论是运算放大器 · 比较器,也无论哪家厂商,排列都相同,所以插上去本身很容易(正因如此,第 3 节的输出差异更是陷阱)。但四路 14 脚的 LM324 和 LM339 电源引脚不同。把 LM339 插到 LM324 的位置上,电源一开始就会接到错误的引脚。另外,不要按 8 脚的习惯把 14 脚的 4 脚当作接地 — LM324 的 4 脚是 +电源。
最危险的是单路 5 脚 SOT-23。即使同在 TI,LMV321IDBVR 的 1 脚是 IN+,而 TL071H · OPA333 的 1 脚是 OUT。Microchip 同一个 MCP6001 就有三种不同引脚排列(MCP6001 · R · U),尤其是 MCP6001R 的 2 脚为 +电源、5 脚为 −电源,电源是反的。TL071H · OPA333 的 SOT-23 与 SC70 排列也彼此不同。5 脚运算放大器请对照数据手册的引脚图,连型号最后一个字母都要确认。
插图说明:顾客正要把 LM339 插到电路板的 14 脚位置上,问道:“把 LM324 拔掉,插这个就行了吧?”女店员伸出手掌拦住他,回答:“电源引脚的位置不一样!”
| 订购型号 | 顶面丝印 | 厂商 |
|---|---|---|
| LM358DR | LM358 | TI |
| LM393DGKR | M9P · M9S · M9U 之一 | TI |
| LMV321IDBVR | RC1F | TI |
| LM358ST | K405 | ST |
| LM393QT | K5B | ST |
| MCP6001UT-E/OT | CF + 追溯代码 | Microchip |
SOIC · DIP 这类大芯片上印有与型号相近的文字,但 VSSOP · SOT-23 · DFN 这类小芯片只印 M9P · RC1F · K5B 之类的短代码,需要查该厂商数据手册中的丝印表。TI 新款 LM358BIDDFR 的顶面也和旧款 LM358DR 一样印着 LM358,仅凭丝印无法判断是否为 B 版;onsemi NCV2903(车规级)顶面也印 2903V,仅凭表面无法区分。
| 型号 | 厂商 | 是什么 | 封装 · 包装 |
|---|---|---|---|
| LM358DR | TI | 双路运算放大器 · 0~70℃ | SOIC-8 卷盘 |
| LM358DT | ST | 双路运算放大器 · 0~70℃ | SO8 卷盘 |
| LM358DR2G | onsemi | 双路运算放大器 · 无铅 | SOIC-8 卷盘 |
| LM2904WYDT | ST | 宽温度 · ESD 增强 · 车规级 | SO8 卷盘 |
| LM324NSR | TI | 四路运算放大器 | SOP-14 卷盘 |
| TL072HIDR | TI | FET 输入双路 · 新晶粒 | SOIC-8 卷盘 |
| LMV321IDBVR | TI | 低压单路 | SOT-23-5 卷盘 |
| LM393DR | TI | 双路比较器 | SOIC-8 卷盘 |
| LM339N | TI | 四路比较器 | DIP-14 管装 |
| MCP6002T-I/MS | Microchip | 双路运算放大器 · −40~85℃ | MSOP-8 卷盘 |
以上均为各厂商数据手册订购信息中逐字列出的型号。同样是 LM358 SOIC 卷盘,TI 结尾为 DR,ST 为 DT,onsemi 为 DR2G,各不相同。
资料:TI LM358(SLOS068AB)· LM324(SLOS066AE)· TL072(SLOS080W)· NE5532(SLOS075K)· LMV321(SLOS263Y)· OPA2333(SBOS351E)· LM393(SLCS005AH)· LM339(SLCS006Z),ST LM358 · LM2904 · TL072 · LM393,onsemi LM358/D · LM393/D,Analog Devices OP07,Microchip MCP6001/2/4(DS20001733L),Nisshinbo NJM4558 数据手册。等级 · 封装 · 丝印可能因厂商和产品而异,实际订购前请以相应数据手册为准。
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