• Admin
08.88.88.26.87

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ic LM358

Các tiêu đề chính

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ic LM358 trong mạch sạc xe vinfast

IC LM358 là op-amp kép (dual operational amplifier) rất phổ biến trong mạch điện tử dân dụng và công nghiệp nhờ chạy được nguồn đơn và giá rẻ.

1. Tổng quan IC LM358

  • Loại: Dual Operational Amplifier (2 op-amp độc lập trong 1 IC)
  • Nguồn cấp:
    • Nguồn đơn: 3V – 32V
    • Nguồn đối xứng: ±1.5V – ±16V
  • Đặc điểm nổi bật:
    • Hoạt động tốt với nguồn đơn
    • Điện áp đầu vào có thể xuống gần GND
    • Dòng tiêu thụ thấp

2. Sơ đồ chân IC LM358 (DIP-8)

        _________
  OUT1 |1     8| VCC+
   IN1-|2     7| OUT2
   IN1+|3     6| IN2-
   GND |4     5| IN2+
        ---------
Chân Ký hiệu Chức năng
1 OUT1 Ngõ ra Op-Amp 1
2 IN1- Ngõ vào đảo (–) Op-Amp 1
3 IN1+ Ngõ vào không đảo (+) Op-Amp 1
4 GND / VCC- Mass
5 IN2+ Ngõ vào không đảo (+) Op-Amp 2
6 IN2- Ngõ vào đảo (–) Op-Amp 2
7 OUT2 Ngõ ra Op-Amp 2
8 VCC+ Nguồn dương

3. Cấu tạo bên trong (nguyên lý khối)

LM358 gồm các khối chính:

1️⃣ Tầng khuếch đại vi sai đầu vào

  • So sánh điện áp IN+ và IN-
  • Cho phép điện áp đầu vào xuống gần 0V
  • Dùng transistor BJT công nghệ low-power

2️⃣ Tầng khuếch đại trung gian

  • Khuếch đại điện áp rất lớn (Open-loop gain ≈ 100.000)
  • Quyết định độ nhạy và độ chính xác

3️⃣ Tầng khuếch đại đầu ra

  • Có thể kéo đầu ra gần GND
  • Không kéo được lên sát VCC (thường thấp hơn VCC ~1.2–1.5V)

4. Nguyên lý hoạt động

🔹 Nguyên tắc cơ bản

  • LM358 khuếch đại độ chênh lệch điện áp giữa IN+ và IN-

[
V_{out} = A \times (V_{+} – V_{-})
]

Trong đó:

  • A: hệ số khuếch đại hở (rất lớn)
  • Khi dùng hồi tiếp → tạo hệ số khuếch đại mong muốn

🔹 Các chế độ hoạt động phổ biến

1️⃣ Khuếch đại tuyến tính (Amplifier)

  • Dùng điện trở hồi tiếp
  • Ví dụ khuếch đại không đảo:

[
Gain = 1 + \frac{R_f}{R_g}
]

2️⃣ Bộ so sánh (Comparator – dùng tạm)

  • So sánh 2 mức điện áp
  • Không khuyến khích dùng thay comparator chuyên dụng khi tốc độ cao

3️⃣ Khuếch đại tín hiệu cảm biến

  • Cảm biến nhiệt, áp suất, dòng, điện áp thấp
  • Rất phổ biến trong mạch công nghiệp 24VDC

4️⃣ Mạch lọc, mạch tạo ngưỡng

  • Low-pass, high-pass, band-pass
  • Mạch Schmitt Trigger đơn giản

5. Thông số kỹ thuật chính

Thông số Giá trị
Gain hở ~100 dB
Băng thông (GBW) ~1 MHz
Slew rate ~0.3 V/µs
Dòng tiêu thụ ~0.5 mA/op-amp
Điện áp offset ~2 mV
Nhiệt độ hoạt động −40 → +85°C

6. Ưu điểm & nhược điểm

✅ Ưu điểm

  • Chạy nguồn đơn
  • Giá rẻ, dễ mua
  • Dễ thiết kế mạch
  • Phù hợp mạch analog công nghiệp

❌ Nhược điểm

  • Không rail-to-rail đầu ra
  • Tốc độ chậm
  • Không phù hợp tín hiệu cao tần

7. Ứng dụng thực tế

  • Mạch đo áp – đo dòng
  • Mạch khuếch đại tín hiệu sensor
  • Mạch so sánh ngưỡng
  • Mạch điều khiển biến tần, nguồn xung
  • Mạch bảo vệ quá áp / quá dòng

https://drive.google.com/file/d/17xaMREXfR-3jaIZYda4OS0ZQC4PHocvI/view