lm358(lm358芯片功能和作用)

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LM358经过一学期的模电学习，我们掌握了许多模拟电路中的小部件，而唯一有过深入了解的集成电路应该就是LM741中的放大电路了而今天，我们想分享一下它的同型号兄弟LM358初看LM741的电路图，我们往往如开篇所述。

心情迷茫其实，只要将电路拆开来看就不会觉得手足无措了几乎每一部分的电路都是我们学过的（说得好轻松哇）当然LM741芯片已经被老师和同学们详细介绍过了相信同学们掌握得相当熟练！那我们就来看一种没见过的芯片——

LM358吧！

首先让我们来简单介绍一下什么是LM358？LM358是双运算放大器       其中的这两个运算放大器是相互独立的，且具有高增益和内部频率补偿的特点因此它可以用于单电源或者双电源工作（单电源的电压范围可以很宽）。

而在其正常的工作条件下，电源的电流并不会受到其电压的影响基于这些特性，它可以运用于所有单电源供电的、使用运算放大器的场合，例如：传感放大器、直流增益模块等等[1]       运放，是我们所学过的内容，它是通过输出的电流或电压的部分或全部的反馈量，来确定

运算参数，例如放大倍数[1]      而比较器则更加“简单粗暴”，它只需要对两个输入端的量进行比较即可      例如：同相输入大于反相，就输出高电平，否则反之在实际运用中，通常其输入为线性量，而输出的高低电平

就是其他电路用于判断的开关量[2]。简单了解了LM358是什么以后我们将从三个方面详细介绍它（什么？你想退出了？后面有惊喜！）KEEP MOVING内部结构且看LM358运放的内部简化电路图↓

图1 LM358运放内部简化电路 来源：[3]

怎么就...这么令人眼花缭乱呢...（内心抵触）       其实，它有着与LM741相似的放大电路，这是他的简化电路图，由4部分组成：橙色是差分输入绿色是偏置电路红色是放大电路蓝色是推挽输出      这里面有许多我们熟悉的部分，其中差分输入部分是由差分输入、比例电流源构成，偏置电路是由三个镜像电流源构成，放大电路是由三个放大电路的直接耦合，输出电路则是由推挽输出组成的。

       这些都是我们所学过的内容，我们不妨再复习一下。KEEP MOVING#1回归课本1. 差分输入

图2 差分输入 来源：[4]

2.电流源2.1镜像电流源

图3 镜像电流源 来源：[4]

2.2比例电流源

图4 比例电流源 来源：[4]

3.直接耦合

4.推挽输出      推挽输出是用两个晶体管或者场效应管构成的推挽电路（在模拟电路中应用很广泛如功放驱动电机驱动等等），这个电路的特点就是输出电阻小，所以能够驱动大的负载，从而能够使得单片机管脚直接驱动发光二极管、蜂鸣器、甚至更小阻抗的负载！

推挽电路↓

图5 推挽电路 来源：[6]上面的三极管是NPN型三极管，下面的三极管是PNP型三极管，请留意控制端、输入端和输出端当Vin电压为V+时，上面的N型三极管控制端有电流输入，Q3导通，于是电流从上往下通过，提供电流给负载。

图6 推 来源：[6]      经过上面的NPN型三极管提供电流给负载（Rload），这就叫「 推」。当Vin电压为V-时，下面的三极管有电流流出，Q4导通，有电流从上往下流过。

图7 挽 来源：[6]     经过下面的PNP型三极管提供电流给负载（Rload），这就叫「 挽」以上，这就是推挽（push-pull）电路拥有以上的电路特点LM358可以用以组成比较器    我们把它装在一个小匣子里。

大概长这样（图为LM358P）                            ↓

图8 LM358P外部封装图 来源：[2][3]

图9 LM358P内部简化图 来源：[2][3]是不是就感觉清晰了很多？     其实，对于LM358P，8脚是正电源;4脚是负电源(双电源工作时)或地(单电源工作时);并且有同相输入端和反相输入端，分别对应两个独立的输出：OUTPUT1与OUTPUT2[1]。

当INPUT1+大于INPUT1-且INPUT2+大于INPUT2-时，OUTPUT1和OUTPUT2都输出高电平;反之则都输出低电平。这其中的原理是什么呢？请看运放构成的比较器的工作机制。↓

图10 比较器原理 来源：[2]LM358输出端不需要上拉电阻，输出电压范围为：0V~VCC-1.5V......艾玛艾玛，停停停怎么开始讲这么多知识辣

哈哈哈，没关系的学一点，是一点嘛只有不断积累，才能成就卓越！

KEEP MOVING#2特性及其他知道了Ta长什么样是不是特别想知道Ta的心（芯）怎么样呢？我们这就带你来了解一波↓

以上来源：[7]原来LM358是一个这么有个性的同学啊看来要好好发挥Ta的优势挖掘Ta的潜力！

KEEP MOVING#3常见应用①1kHz文氏桥信号发生器

图1 文氏桥信号发生器 来源：[8]      如图1是由LM358双运算放大器及电阻、电容等元件组成的信号发生器文氏桥(C2、C3、R4和R6)产生的电压小信号，经A1放大后，通过A2、A3两个运放缓冲放大，并且两者为反相输出，因而使单端转换成双端平衡输出[8]。

      小小的LM358芯片，也参与到了我们常见的正弦波的发生中去，有没有觉得学以致用的感觉很棒？②红外线探测报警器      我们都知道任何物质都可以发出红外线，我们人体也不例外常见的红外线探测报警器能够探测由人体发出的特定波段的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警声。

这使得家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合的防盗报警更加快捷和高效[9]那么，它是什么原理呢？

图12 红外线探测报警器电路图 来源：[9]      该装置电路原理图即图12由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路和音响报警电路等组成[9]      通过观察这个电路图，我们可以知道其具体的实现细节较为复杂，但是等我们慢慢学习以后就一定能够读懂它。

现在我们可以知道它的核心就是LM358芯片，利用该芯片的电路特性，我们可以实现该电路的核心功能，从而让电路和芯片最大限度地为我们服务，成为我们电子学生的好朋友③LM358呼吸灯      三角波信号发生器是由LM358及外围电路构成的，三极管构成一个共射电路，将加在基极的三角波信号进行放大，并且由于基极的电压是一个三角波加在直流信号上，所以发射级的输出电压是一个上移的三角波信号，因此可以控制LED灯的亮度，形成呼吸的效果[2]。

LED灯如同得到了自己的生命，在信号的驱动下、芯片的影响下闪闪发光

图13 LM358呼吸灯电路图 来源：[2]      在图中：LM358的3脚和6脚的电位是固定的当2脚电位低于3脚电位时，1脚输出高电平，即T1导通，LED亮，反之则LED灭这两个相互连通的比较器来。

有间隙地使T1导通，从而有效地控制LED的亮灭      虽然它的电路看起来貌似挺复杂的，但是要制作这样一款呼吸灯其实相当简单，它的原理就是一个低频率的自激振荡器以前大家对于自激振荡器的制作选择往往第一个想到的是由555电路完成，但由此可以看出，除了555电路外，还有运放电路也能完成该功能[2]。

怎么样，LM358是不是功能强大、用处多多？小结经过我们的介绍是不是觉得LM741和LM358还挺像的？其实，对于几乎所有的芯片都有这样或者那样的相似点无非就是各种小规模的集成电路通过一些惊人（神奇）的方式

有机地组合在了一起而已通过将各种电路拆开来逐个分析就像这篇推送所做的那样你或许感觉自己浪费了很长时间实际上你以最佳的方式得到了应属于你的知识而我们的主角——芯片它们由此获得了自己的生命从此成为集成电路大家族的一份子

在电子、通信、计算机等行业的处处地方发挥着或大或小但不可或缺的作用学习模电重在理解平时我们也可以以类似的方式去了解一款芯片发掘它内部的知识了解它实际的应用感受它作为一个芯片的魅力相信你的模电能学得越来越好！

（哦？你想说“惊喜”呢？）（通过了解芯片学习模电不就是最大的惊喜嘛！）学模电，冲冲冲！

参考文献[1] 朱彩莲、甘伟、郑晓东：《模拟电子电路分析与调试》，电子工业出版社，2016[2] Chip37：《LM358呼吸灯的制作原理》，《采用LM358组成的电路设计》[3] 德州仪器(TI)公司：《行业标准双路运算放大器》。

[4] 康华光：《电子技术基础》模拟部分(第五版)，高等教育出版社[5] 李仲秋、黄荻：《电子技术与应用》，机械工业出版社，2018[6] 推挽输出_opera321的博客-CSDN博客_推挽输出[7] 百度百科：LM358。

[8] 杨帮文：《实用信号产生电路200例》，电子工业出版社，1998[9] 金瑞：《按图索骥学电子线路388例》，中国电力出版社，2012注：图片来源于网络，仅限于学习交流使用，版权归原作者所有，侵权立删。

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