ST LM158W, LM258W, LM358W User Manual

ST LM158W, LM258W, LM358W User Manual

LM158W-LM258W-LM358W

Low power dual operational amplifiers

Features

ESD internal protection: 2 kV

Internally frequency-compensated

Large DC voltage gain: 100 dB

Wide bandwidth (unity gain): 1.1 MHz (temperature compensated)

Very low supply current per operator essentially independent of supply voltage

Low input bias current: 20 nA (temperature compensated)

Low input offset voltage: 2 mV

Low input offset current: 2 nA

Input common-mode voltage range includes ground

Differential input voltage range equal to the power supply voltage

Large output voltage swing 0 V to VCC+- 1.5 V

Description

These circuits consist of two independent, highgain, internally frequency-compensated op-amps, which are specifically designed to operate from a single power supply over a wide range of voltages. The low-power supply drain is independent of the magnitude of the power supply voltage.

Application areas include transducer amplifiers, DC gain blocks and all the conventional op-amp circuits, which can now be more easily implemented in single power supply systems. For example, these circuits can be directly supplied with the standard +5 V, which is used in logic systems and will easily provide the required interface electronics with no additional power supply.

In linear mode the input common-mode voltage range includes ground and the outputvoltage can

Datasheet production data

N

DIP-8

(Plastic package)

D & S SO-8 & miniSO-8

(Plastic micropackage)

P

TSSOP8

(Thin shrink small outline package)

Pin connections

(top view)

1

 

 

8

2

-

 

7

3

+

-

6

4

 

+

5

1

- Output 1

 

 

2

- Inverting input

 

 

3

- Non-inverting input

 

 

4

-

 

 

- VCC

 

 

5

- Non-inverting input 2

 

6

- Inverting input 2

 

 

7 - Output 2

8 - VCC+

also swing to ground, even though operated from only a single power supply voltage.

July 2012

Doc ID 9159 Rev 9

1/20

This is information on a product in full production.

www.st.com

Contents

LM158W-LM258W-LM358W

 

 

Contents

1

Schematic diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 3

2

Absolute maximum ratings and operating conditions . . . . . . . . . . . .

. 4

3

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

4

Typical applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

5

Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

 

5.1

DIP8 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

 

5.2

SO-8 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

 

5.3

MiniSO-8 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

 

5.4

TSSOP8 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

6

Ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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7

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

2/20

Doc ID 9159 Rev 9

LM158W-LM258W-LM358W

Schematic diagram

 

 

1 Schematic diagram

Figure 1. Schematic diagram (1/2 LM158W)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Doc ID 9159 Rev 9

3/20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Absolute maximum ratings and operating conditions

LM158W-LM258W-LM358W

 

 

2 Absolute maximum ratings and operating conditions

Table 1.

Absolute maximum ratings

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

LM158W/AW

 

LM258W/AW

 

LM358W/AW

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

Supply voltage

 

+32

 

 

V

VCC

 

 

 

Vin

Input voltage

 

-0.3 to VCC+ +0.3

 

V

Vid

Differential input voltage

 

-0.3 to VCC+ +0.3

 

V

 

 

Output short-circuit duration (1)

 

 

Infinite

 

 

Iin

Input current (2)

5mA in DC or 50mA in AC (duty cycle=10%,

mA

 

 

T=1s)

 

Toper

Operating free-air temperature range

-55 to +125

 

-40 to +105

 

0 to +70

°C

Tstg

Storage temperature range

 

 

-65 to +150

 

°C

Tj

Maximum junction temperature

 

150

 

 

°C

 

 

Thermal resistance junction to ambient(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

SO-8

 

125

 

 

 

Rthja

MiniSO-8

 

190

 

 

°C/W

 

 

TSSOP8

 

120

 

 

 

 

 

DIP-8

 

85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Thermal resistance junction to case(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

SO-8

 

40

 

 

 

Rthjc

MiniSO-8

 

39

 

 

°C/W

 

 

TSSOP8

 

37

 

 

 

 

 

DIP-8

 

41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HBM: human body model(4)

 

2

 

 

kV

ESD

MM: machine model(5)

 

200

 

 

V

 

 

CDM: charged device model(6)

 

1.5

 

 

kV

1.Short-circuits from the output to VCC can cause excessive heating if VCC > 15 V. The maximum output current is approximately 40 mA independent of the magnitude of VCC. Destructive dissipation can result from simultaneous shortcircuits on all amplifiers.

2.This input current only exists when the voltage at any of the input leads is driven negative. It is due to the collector-base junction of the input PNP transistor becoming forward biased and thereby acting as input diode clamps. In addition to this diode action, there is also NPN parasitic action on the IC chip. This transistor action can cause the output voltages of the

Op-amps to go to the VCC voltage level (or to ground for a large overdrive) for the time during which an input is driven negative. This is not destructive and normal output will be restored for input voltage higher than -0.3 V.

3.Short-circuits can cause excessive heating and destructive dissipation. Rth are typical values.

4.Human body model: a 100 pF capacitor is discharged through a 1.5 kΩ resistor between two pins of the device, done for all couples of pin combinations with other pins floating.

5.Machine model: a 200 pF capacitor is charged to the specified voltage, then discharged directly between two pins of the device with no external series resistor (internal resistor < 5 Ω), done for all couples of pin combinations with other pins floating.

6.Charged device model: all pins plus package are charged together to the specified voltage and then discharged directly to the ground.

4/20

Doc ID 9159 Rev 9

LM158W-LM258W-LM358W

Absolute maximum ratings and operating conditions

 

 

 

 

 

 

Table 2.

Operating conditions

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

Parameter

Value

Unit

 

 

 

 

 

 

 

+

Supply voltage

 

3 to 30

V

 

VCC

 

 

Vicm

Common mode input voltage range(1)

VDD -0.3 to VCC -1.5

V

 

 

Operating free air temperature range

 

 

 

Toper

LM158W

 

-55 to +125

°C

 

LM258W

 

-40 to +105

 

 

 

 

 

 

LM358W

 

0 to +70

 

 

 

 

 

 

 

1.When used in comparator, the functionality is guaranteed as long as at least one input remains within the operating common mode voltage range.

Doc ID 9159 Rev 9

5/20

Electrical characteristics

LM158W-LM258W-LM358W

 

 

3 Electrical characteristics

Table 3.

V

CC

+ = +5 V, V

 

-= ground, V

= 1.4 V, T

= +25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CC

 

 

 

o

amb

 

 

 

 

 

 

(unless otherwise specified)

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Parameter

 

 

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Input offset voltage (1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LM158AW

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

LM258AW, LM358AW

 

 

 

 

 

 

1

3

 

 

 

LM158W, LM258W

 

 

 

 

 

 

 

2

5

 

Vio

 

LM358W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

7

mV

 

Tmin ≤ Tamb

≤ Tmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LM158AW, LM258AW, LM358AW

 

 

 

 

4

 

 

 

LM158W, LM258W

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

LM358W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Input offset voltage drift

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DVio

 

LM158AW, LM258AW, LM358AW

 

 

 

7

15

µV/°C

 

 

LM158W, LM258W, LM358W

 

 

 

7

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Input offset current

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LM158AW, LM258AW, LM358AW

 

 

 

2

10

 

Iio

 

LM158W, LM258W, LM358W

 

 

 

2

30

nA

Tmin ≤ Tamb

≤ Tmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LM158AW, LM258AW, LM358AW

 

 

 

 

30

 

 

 

LM158W, LM258W, LM358W

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Input offset current drift

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DIio

 

LM158AW, LM258AW, LM358AW

 

 

 

10

200

pA/°C

 

 

LM158W, LM258W, LM358W

 

 

 

10

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Input bias current (2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LM158AW, LM258AW, LM358AW

 

 

 

20

50

 

Iib

 

LM158W, LM258W, LM358W

 

 

 

20

150

nA

Tmin ≤ Tamb

≤ Tmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LM158AW, LM258AW, LM358AW

 

 

 

 

100

 

 

 

LM158W, LM258W, LM358W

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Large signal voltage gain

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

V

 

 

 

+

= +15 V, R

= 2 kΩ,

V

o

= 1.4 V to 11.4 V

 

50

100

 

V/mV

vd

 

CC

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tmin ≤ Tamb

≤ Tmax

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

Supply voltage rejection ratio

 

 

 

 

 

 

 

SVR

R

s

≤10 kΩ,

V

 

+

= 5 V to 30 V

 

 

65

100

 

dB

 

 

 

 

 

 

 

 

CC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tmin ≤ Tamb

≤ Tmax

 

 

 

 

 

 

65

 

 

 

 

Supply current, all amp, no load

 

 

 

 

 

 

ICC

 

Tmin ≤ Tamb

≤ Tmax, VCC+ = +5 V

 

 

 

0.7

1.2

mA

 

 

T

min

≤ T

amb

≤ T

max

, V

+ = +30 V

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CC

 

 

 

 

 

 

 

 

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Doc ID 9159 Rev 9

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