Операционный усилитель (ОУ) может служить базой для создания различных электронных узлов. Если в схеме таких узлов несколько, удобно иметь несколько ОУ в одном корпусе. Микросхема LM324N содержит «на борту» четыре операционных усилителя.
Особенности микросхемы LM324N
Микросхема LM324N представляет собой счетверенный операционный усилитель с довольно ординарными характеристиками. Тем не менее, производители в datasheet на LM324N выделяют следующие особенности ОУ:
- высокую граничную рабочую частоту;
- диапазон входного напряжения в общем режиме – от уровня земли;
- большой коэффициент усиления по напряжению;
- низкий ток собственного потребления;
- низкий входной ток смещения;
- низкое входное напряжение смещения;
- широкий диапазон питающих напряжений.
Конкретные цифры, подтверждающие эти особенности, приведены в следующем разделе.
К достоинствам микросхемы можно отнести и заявляемую возможность работать как с однополярным, так и с двухполярным напряжением питания, а также наличие внутренних цепей частотной коррекции.
Параметры операционного усилителя
Предельные параметры даны для температуры окружающей среды Ta=+25 град.С.
| Предельные параметры | ||
|---|---|---|
| Характеристика | Значение | Размерность |
| Однополярное напряжение питания (Vсс) | 32 | вольт |
| Двухполярное напряжение питания (Vcc, Vee) | ±16 | вольт |
| Дифференциальное входное напряжение (Vidr) | ±32 | вольт |
| Входной ток (Iin) | 50 | миллиампер |
| Время работы в режиме короткого замыкания (Tsc) | продолжительное | |
| Предельная рассеиваемая мощность (Ptot) | 500 | милливатт |
| Эксплуатационные пределы температуры окружающей среды (Ta, Токр) | 0..+70 град.С | град.С |
| Температура перехода (Tj) | +150 | град.С |
| Температура хранения (Tstg) | -65..+150 | град.С |
| Уровень статического электричества (Vesd) HBM | 2000 | вольт |
Электрические характеристики LM324N из datasheet соответствуют условиям измерения:
- напряжение питания — однополярное +5 VDC;
- температура окружающей среды — +25 град. С.
Если условия тестирования были иными, об этом делается оговорка.
| Электрические характеристики | ||||
|---|---|---|---|---|
| Параметр | Значение | Размерность | Условия тестирования | |
| Входное напряжение смещения (Vio) | не более 7 | милливольт | Ta=+25 град.С | |
| не более 9 | милливольт | во всем диапазоне Ta | ||
| Входной ток смещения (Ios) | не более 30 | наноампер | Ta=+25 град.С | |
| не более 100 | наноампер | во всем диапазоне Ta | ||
| Ток, потребляемый входами (Iib) | не более 150 | наноампер | Ta=+25 град.С | |
| не более 300 | наноампер | во всем диапазоне Ta | ||
| не менее 26 | вольт | Vсс = `+15 В,
Rнагр =2 kΩ, во всем диапазоне Ta |
||
| не менее 27 | вольт | Vсс = +15 В,
Rнагр =10 kΩ, во всем диапазоне Ta |
||
| не менее 3,5 | вольт | Ta=+25 град.С | Vсс = +5 В,
Rнагр =2 kΩ |
|
| не менее 3 | вольт | во всем диапазоне Ta | ||
| Коэффициент усиления по напряжению (Avol) | 100 (типовое значение) | вольт на милливольт входного напряжения | Ta=+25 град.С | |
| не менее 25 | вольт на милливольт входного напряжения | во всем диапазоне Ta | ||
| Коэффициент подавления синфазного сигнала (CMR) | не менее 70 | децибел | Ta=+25 град.С | Rs ≤ 10kΩ |
| не менее 60 | децибел | во всем диапазоне Ta | ||
| Ток нагрузки (Isource) | 20..70 | миллиампер | Vid = +1В,
Vсс = +15 В, Vo = +2 В |
|
| Предельный выходной ток (Isink) | не менее 10 | миллиампер | Vid = -1В,
Vсс = +15 В, Vo = +2 В |
|
| не менее 12 | миллиампер | Vid = -1В,
Vсс = +15 В, Vo = +0,2 В |
||
| Входное напряжение (Vicm) | Vсс-1,5 | вольт | Ta=+25 град.С | |
| Vсс-2 | вольт | во всем диапазоне Ta | ||
| Потребляемый ток (Icc) в отсутствие нагрузки | не более 1,2 | миллиампер | Vcc=+5 В | Ta=+25 град.С |
| не более 3 | миллиампер | Vcc=+30 В | ||
| не более 1,2 | миллиампер | Vcc=+5 В | во всем диапазоне Ta | |
| не более 3 | миллиампер | Vcc=+30 В | ||
| Рекомендуемое напряжение питания (Vcc) | 3..30
(±1,5.. ±15) |
вольт | ||
| Предельная рабочая частота | 1,3 | мегагерц | ||
| Коэффициент подавления пульсаций напряжения питания (SVR) | не менее 65 (тип. 110) | децибел | Ta=+25 град.С | Rs ≤ 10kΩ, Vcc+ от 5 В to 30 В |
| не менее 65 | децибел | во всем диапазоне Ta |
Корпус и цоколевка
Микросхема LM324N выпускается в корпусе DIP-14. Цоколевка корпуса показана на рисунке, а назначение выводов приведено в таблице.
Расположение выводов микросхемы LM324N в корпусе DIP-14
| Номер вывода | Функциональное назначение |
|---|---|
| 1 | Выход ОУ1 |
| 2 | Инвертирующий вход ОУ1 |
| 3 | Неинвертирующий вход ОУ1 |
| 4 | Напряжение питания + |
| 5 | Неинвертирующий вход ОУ2 |
| 6 | Инвертирующий вход ОУ2 |
| 7 | Выход ОУ2 |
| 8 | Выход ОУ3 |
| 9 | Инвертирующий вход ОУ3 |
| 10 | Неинвертирующий вход ОУ3 |
| 11 | Напряжение питания- |
| 12 | Неинвертирующий вход ОУ4 |
| 13 | Инвертирующий вход ОУ4 |
| 14 | Выход ОУ4 |
Аналоги
Варианты исполнения LM324В и LM324P в корпусах для поверхностного монтажа
В первую очередь аналог LM324N можно поискать в линейке LM324. Эта серия содержит и другие элементы серии 324 с иным буквенным индексом. В большинстве случаев отличием является корпус, например:
- LM324D выпускается в корпусе для поверхностного монтажа SO-14;
- LM324P в SMD-исполнении в корпусе TSSOP-14.
Электрические параметры этих микросхем практически не различаются. Проблемы с монтажом можно решить с помощью плат-переходников.
Платы-переходники от корпуса DIP-14 к SMD-корпусам
Различные производители могут добавлять и другие буквы к основному индексу, например, LM324M или LM324W. Эти литеры могут означать как иное исполнение, так и незначительные отличия в характеристиках.
Из микросхем других серий на замену подойдут:
- ULN4336N;
- MB3614;
- LA6324;
- IR3702;
- TA75902P.
- HA17324;
- NJM2902D;
- TDB0124.
Эти электронные компоненты представляют собой счетверенные ОУ и имеют близкие электрические параметры.
Из отечественных микросхем наиболее близким аналогом является счетверенный ОУ К1401УД2. В некоторых случаях подойдут и К1401УД2А, К1401УД2Б, К1401УД1, но эти элементы имеют более жесткие ограничения по напряжению питания. В каждом конкретном случае решение надо принимать индивидуально.
Хотя указанные отечественные электронные компоненты выпускаются в аналогичном корпусе, их распиновка полностью не совпадает. Отличие в выводах питания — они расположены наоборот (4 вывод – минус питания, 11 – плюс питания). Это надо учитывать при замене и корректировать цепи подключения.
К1401УД2 – отечественный аналог LM324N
Практическая схема включения
Микросхема LM324N позволяет реализовывать схемы включения, характерные для операционных усилителей:
- инвертирующий усилитель;
- неинвертирующий усилитель;
- дифференциальный усилитель;
- компаратор;
- интегратор;
- другие электронные узлы, которые удобно выполнять на ОУ.
Чтобы полностью использовать возможности микросхемы, ее лучше применять в тех изделиях, где требуются несколько операционных усилителя.
Ступенчатый индикатор температуры воды
В качестве характерного примера можно привести четырехступенчатый индикатор температуры воды. На каждом из 4 операционных усилителей выполнен независимый компаратор со своим термодатчиком и своим порогом срабатывания.
Устройство поиска слабых сигналов
На другой схеме один элемент (U1A) выполняет функцию дифференциального усилителя, усиливающего сигнал рассогласования моста. На остальных трех элементах выполнен трёхуровневый компаратор, отслеживающий попадание сигнала в установленное «окно».
На практике область применения LM324N настолько широка, насколько широка область применения ОУ в целом. А размещение 4 элементов в одном корпусе позволяет снижать стоимость и габаритные показатели готового устройства.
Вам также может понравиться