插圖說明:在電子零件行的櫃檯前,顧客拿著兩顆分別印有 LM358 和 LM393 的 8 腳晶片問:「兩顆都是 8 隻腳,是一樣的吧?」繫著紅色圍裙的女店員指著兩顆晶片回答:「一顆是運算放大器,一顆是比較器!」
運算放大器是放大或濾除小訊號的放大器,比較器則是判斷兩個電壓哪個較高、並據此開關輸出的元件。LM358 · LM324 · LM393 · TL072 這類料號又短又相似,但料號中的數字代表通道數和溫度等級,後綴字母代表封裝和包裝。特別要注意,即使腳數相同,運算放大器和比較器的輸出方式也不同;而 14 腳、5 腳晶片依廠商和系列不同,腳位排列也不同,很多情況下不能直接替換插用。
所有數值均已對照 TI · ST · onsemi · Analog Devices · Microchip · Nisshinbo(NJR)規格書確認。點選料號即可在 eGuro 元件搜尋中查詢庫存。
這一類料號的順序是[字首] + 溫度等級數字 + 功能數字 + 封裝 + 包裝。LM358DR 即 TI · 0~70℃ 等級 · 雙路運算放大器 · SOIC-8 · 2,500 顆捲盤。同一功能只改前位數字,溫度等級就會改變,成為 LM158(−55~125℃)· LM258(−25~85℃)· LM358(0~70℃)(以 TI 為準)。比較器也遵循同樣的規則,LM193 · LM293 · LM393 屬於同一家族。
| 系列 | 單路 | 雙路 | 四路 |
|---|---|---|---|
| LM 系列運算放大器 | — | LM358 | LM324 |
| LMV 低壓 | LMV321 | LMV358 | LMV324 |
| TL07x(FET 輸入) | TL071 | TL072 | TL074 |
| MCP600x | MCP6001 | MCP6002 | MCP6004 |
| LM 系列比較器 | — | LM393 | LM339 |
一顆晶片裡有幾個運算放大器,就寫在料號的數字裡。很多系列像 TL07x 一樣用末位 1 · 2 · 4來區分(TI 資料寫道「x is the channel count」),也有 LM358 · LM324 這樣數字完全不同的系列。onsemi 資料寫著「LM358 是 LM324 的一半」。也有為車用·寬溫用途另外編號的料號:LM2904 = LM358 的寬溫版,LM2902 = LM324 的寬溫版,比較器則是 LM2903 = LM393,LM2901 = LM339。
| LM358(運算放大器) | LM393(比較器) | |
|---|---|---|
| 8 腳排列 | 1 OUT · 2 IN− · 3 IN+ · 4 GND · 8 V+ | 完全相同 |
| 輸出 | 可送出電流(source),也可吸入電流(sink) | 只能下拉 — 開集極 |
| 要輸出 High | 直接輸出 | 一定要加上拉電阻 |
| 用途 | 放大 · 濾波 | 電壓偵測 · 開關控制 |
TI 規格書說明,LM393 的輸出是開集極(open-collector),因此「可將上拉電阻接到所需的邏輯電壓來匹配準位」。輸出電晶體在 Low 時只會吸入至少 6mA 的電流,High 時幾乎沒有電流流過,所以沒有上拉電阻就輸出不了 High。相反地,LM358 的輸出也能向外送出電流(15V 電源下至少 20mA)。兩顆晶片的 8 腳排列完全相同,在電路板上無法分辨,請務必以料號確認。LM393 的響應時間約為 1.3µs(TI · ST · onsemi typ)。
| 料號 | 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℃ (帶 V 為 125℃) |
即使前位數字相同,各廠商的溫度範圍也不同。同樣是 LM2904,onsemi 為 −40~105℃,只有帶 V 的 LM2904VDR2G 才到 125℃。電源範圍也不同,TI LM2904 為 3~26V,ST LM2904 為 3~30V。
| 字母 | TI | ST | 其他廠商 |
|---|---|---|---|
| D | SOIC | SO8 管裝(DT = 捲盤) | NJR NJM4558D = DIP8(停產) |
| 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 = 大捲盤,T = 小捲盤 | 末尾 T = 捲盤 | onsemi R2 = 捲盤,G = 無鉛 |
TI 的 8 腳 DIP 為 P,14 腳 DIP 為 N。但 LM324NSR 中的 NS 不是 DIP,而是 SOP-14 捲盤,只看一個 N 就判斷會出錯。ST 現行資料中已沒有 DIP(SO8 為 D/DT,TSSOP8 為 PT,MiniSO8 為 ST,DFN8 為 QT);onsemi 則像 LM358DR2G 這樣寫成 D(SOIC)+ R2(捲盤)+ G(無鉛)。Microchip 像 MCP6002T-I/MS 這樣依 T(捲盤)· I/E(溫度)· /MS(MSOP-8)的順序;NJR 為 NJM4558M(DMP8)· E(SOP8)· V(SSOP8),末尾的 -D 不是封裝,而是經篩選的低雜訊等級。
| 料號 | 電源 | 特點(規格書) |
|---|---|---|
| LM358 | 3~30V(單電源) | 輸入範圍包含接地,輸出比上端電源低 1.5V 以上 |
| TL072 | ±2.25~±20V (H) | FET 輸入,高輸入阻抗,GBW 5.25MHz(H) |
| NE5532 | ±5~±15V | 低雜訊 5nV/√Hz,音訊用 |
| LMV321 | 2.7~5.5V | 低壓,輸出可達電源軌(軌對軌) |
| MCP6002 | 1.8~6.0V | 輸入輸出皆為軌對軌,1MHz |
| OPA2333 | 1.8~5.5V | 零漂移,偏移最大 10µV |
| OP07 | ±3~±18V | 精密型,偏移最大 75µV(E 等級) |
雖然都叫「運算放大器」,但工作電壓和性能完全不同。LM358 可用到 30V,但輸出到不了電源軌;LMV321 · MCP6002 這類低壓型輸出可達電源軌,但不能超過 5.5~6V。TL072 · NE5532 適合使用 ± 雙電源的電路。不要因為料號相似就替換,請先確認電源範圍。
| 類型 | 腳位排列 | 廠商之間 |
|---|---|---|
| 雙路 8 腳(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 腳運算放大器(LM324 · TL074 · MCP6004) | 4 V+ · 11 GND | 相同 |
| 四路 14 腳比較器(LM339) | 3 VCC · 12 GND,輸出為 1 · 2 · 13 · 14 | 與 LM324 不同 |
| 單路 5 腳 SOT-23 | 如下圖所示,各不相同 | 同一廠商內也不同 |
雙路 8 腳不論是運算放大器 · 比較器,也不論哪家廠商,排列都相同,所以插上去本身很容易(正因如此,第 3 節的輸出差異更是陷阱)。但四路 14 腳的 LM324 和 LM339 電源腳位不同。把 LM339 插到 LM324 的位置上,電源一開始就會接到錯誤的腳位。另外,不要照 8 腳的習慣把 14 腳的第 4 腳當成接地 — LM324 的第 4 腳是 +電源。
最危險的是單路 5 腳 SOT-23。即使同在 TI,LMV321IDBVR 的第 1 腳是 IN+,而 TL071H · OPA333 的第 1 腳是 OUT。Microchip 同一個 MCP6001 就有三種不同腳位(MCP6001 · R · U),尤其是 MCP6001R 的第 2 腳為 +電源、第 5 腳為 −電源,電源是反的。TL071H · OPA333 的 SOT-23 與 SC70 排列也彼此不同。5 腳運算放大器請對照規格書的腳位圖,連料號最後一個字母都要確認。
插圖說明:顧客正要把 LM339 插到電路板的 14 腳位置上,問道:「把 LM324 拔掉,插這顆就行了吧?」女店員伸出手掌攔住他,回答:「電源腳位的位置不一樣!」
| 訂購料號 | 頂面印字 | 廠商 |
|---|---|---|
| LM358DR | LM358 | TI |
| LM393DGKR | M9P · M9S · M9U 其中之一 | TI |
| LMV321IDBVR | RC1F | TI |
| LM358ST | K405 | ST |
| LM393QT | K5B | ST |
| MCP6001UT-E/OT | CF + 追溯代碼 | Microchip |
SOIC · DIP 這類大晶片上印有與料號相近的文字,但 VSSOP · SOT-23 · DFN 這類小晶片只印 M9P · RC1F · K5B 之類的短代碼,必須查該廠商規格書中的印字表。TI 新款 LM358BIDDFR 的頂面也和舊款 LM358DR 一樣印著 LM358,光看印字無法判斷是否為 B 版;onsemi NCV2903(車規)頂面也印 2903V,光看表面無法區分。
| 料號 | 廠商 | 是什麼 | 封裝 · 包裝 |
|---|---|---|---|
| LM358DR | TI | 雙路運算放大器 · 0~70℃ | SOIC-8 捲盤 |
| LM358DT | ST | 雙路運算放大器 · 0~70℃ | SO8 捲盤 |
| LM358DR2G | onsemi | 雙路運算放大器 · 無鉛 | SOIC-8 捲盤 |
| LM2904WYDT | ST | 寬溫 · ESD 強化 · 車規 | SO8 捲盤 |
| LM324NSR | TI | 四路運算放大器 | SOP-14 捲盤 |
| TL072HIDR | TI | FET 輸入雙路 · 新晶粒 | SOIC-8 捲盤 |
| LMV321IDBVR | TI | 低壓單路 | SOT-23-5 捲盤 |
| LM393DR | TI | 雙路比較器 | SOIC-8 捲盤 |
| LM339N | TI | 四路比較器 | DIP-14 管裝 |
| MCP6002T-I/MS | Microchip | 雙路運算放大器 · −40~85℃ | MSOP-8 捲盤 |
以上皆為各廠商規格書訂購資訊中逐字列出的料號。同樣是 LM358 SOIC 捲盤,TI 結尾為 DR,ST 為 DT,onsemi 為 DR2G,各不相同。
資料: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 規格書。等級 · 封裝 · 印字可能因廠商和產品而異,實際訂購前請以相應規格書為準。
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