LM321MFX/NOPB یک آپامپ تک‌کاناله کوچک و کم‌مصرف است که برای مدارهایی طراحی شده که تنها به یک کانال تقویت آنالوگ نیاز دارند و فضای PCB نیز محدود است. در واقع TI این قطعه را به‌عنوان نسخه تک‌کاناله خانواده LM324 معرفی می‌کند.
مصرف حدود 430µA در تغذیه 5V، پهنای باند 1MHz و امکان کار با ورودی‌های نزدیک Ground باعث می‌شود LM321 برای تقویت خروجی سنسورها، Buffer، Active Filter و مدارهای اندازه‌گیری کم‌مصرف مناسب باشد.
مدل
LM321MFX/NOPB
سازنده
Texas Instruments
نوع قطعه
Single Operational Amplifier
هر عدد
۲۸٬۵۰۰تومان
تعداد کانال
1 کانال
معماری
Bipolar
ولتاژ تغذیه توصیه‌شده
3V تا 30V
Absolute Maximum Supply
32V
Gain Bandwidth Product
1MHz
Slew Rate
حدود 0.4V/µs
Supply Current Typical در 5V
حدود 430µA
Input Bias Current Typical
حدود 45nA
Input Offset Voltage
2mV Typical / 7mV Max در 25°C
CMRR Typical
حدود 85dB
PSRR Typical
حدود 100dB
Common-Mode Input
شامل Ground / V−
Common-Mode سمت مثبت
حدود V+ − 1.5V در 25°C
Rail-to-Rail Input
خیر؛ ورودی تا V− میرسد
Rail-to-Rail Output
خیر
دمای کاری
40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد
پکیج
SOT-23-5
Package Code
DBV
تعداد پایه
5 پایه
ابعاد اسمی بدنه
حدود 2.9 × 1.6mm
نوع مونتاژ
SMD
بسته‌بندی
Large Tape & Reel
تعداد استاندارد Reel
3000 عدد
Device Marking
A63A
RoHS
بله
REACH
بله
MSL
Level 1 / 260°C Unlimited
وضعیت محصول
Active / Production
معرفی آیسی آپامپ LM321MFX/NOPB
در بسیاری از مدارهای الکترونیکی تنها یک کانال Op-Amp موردنیاز است. استفاده از LM358 دوکاناله یا LM324 چهارکاناله در چنین شرایطی می‌تواند فضای PCB را بی‌دلیل افزایش دهد و کانال‌های اضافی بدون استفاده باقی بمانند.
LM321 برای همین نیاز طراحی شده است. یک تقویت‌کننده عملیاتی مستقل در پکیج بسیار کوچک SOT-23-5 قرار گرفته و همان ساختار کلی Op-Ampهای عمومی خانواده LM324 را در قالب تک‌کاناله ارائه می‌دهد.
این قطعه همچنین می‌تواند بارهای خازنی نسبتاً بزرگ را با پایداری مناسب تحمل کند و TI آن را برای کاربردهایی مانند شارژرها، منابع تغذیه، کنترل و ابزار دقیق صنعتی و زیرساخت‌های ارتباطی معرفی کرده است.
این قطعه چه کاری انجام می‌دهد؟
LM321 اختلاف ولتاژ بین ورودی مثبت و منفی خود را دریافت کرده و براساس شبکه Feedback خارجی، یک خروجی تقویت‌شده تولید می‌کند. مقدار Gain توسط مقاومت‌ها و قطعات اطراف Op-Amp تعیین می‌شود و خود IC بهره ثابت کاربردی ندارد.
برای مثال می‌توان خروجی کم‌دامنه یک سنسور را با LM321 تقویت کرد تا برای ADC مناسب‌تر شود. همچنین می‌توان آن را به‌صورت Voltage Follower برای Buffer کردن سیگنال یا در ساخت فیلترهای Active استفاده کرد.
مزیت LM321 در چنین کاربردهایی، ترکیب یک کانال Op-Amp، مصرف پایین و پکیج کوچک SOT-23-5 است؛ بنابراین برای مدارهایی که فقط یک تقویت‌کننده نیاز دارند، فضای کمتری نسبت به LM358 یا LM324 اشغال می‌کند
نحوه راه‌اندازی
برای راه‌اندازی معمول LM321، پایه V+ به منبع تغذیه و پایه V− به Ground متصل می‌شود. محدوده توصیه‌شده تغذیه در دیتاشیت رسمی 3 تا 30V است.
بهتر است یک خازن Decoupling مانند 100nF نزدیک پایه‌های تغذیه قرار گیرد. شبکه Feedback نیز براساس کاربرد تعیین می‌شود؛ برای مثال در یک تقویت‌کننده Non-Inverting، سیگنال به پایه +IN داده شده و دو مقاومت متصل به −IN مقدار Gain را تعیین می‌کنند.
در طراحی باید به محدوده Common-Mode توجه شود. ورودی LM321 می‌تواند تا Ground پایین بیاید، اما در سمت مثبت تا ریل تغذیه کامل ادامه ندارد؛ در 25°C حد بالای Common-Mode حدود V+−1.5V و در کل محدوده دمایی حدود V+−2V است.
خروجی نیز Rail-to-Rail نیست. برای مثال دیتاشیت در تغذیه 30V و بار 10kΩ حدود 28V Typical برای Swing بالای خروجی گزارش می‌کند.
بردهای کوچک SMD: جایی که یک Op-Amp کافی است و فضای PCB اهمیت دارد.
زیرساخت‌های ارتباطی: در بخش‌های Analog Conditioning.
مزایا
یک Op-Amp مستقل: مناسب مدارهایی که به کانال اضافه نیاز ندارند.
پکیج کوچک SOT-23-5: صرفه‌جویی در فضای PCB.
تغذیه تک‌قطبی: عملکرد از 3 تا 30V.
ورودی تا Ground: مناسب سیگنال‌هایی که نسبت به صفر ولت مرجع شده‌اند.
مصرف پایین: حدود 430µA Typical در 5V.
GBW برابر 1MHz: مناسب بسیاری از کاربردهای آنالوگ عمومی.
پایداری با بارهای خازنی: یکی از ویژگی‌های اعلام‌شده توسط TI.
دمای کاری صنعتی: 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
Large Tape & Reel: مناسب خطوط مونتاژ تولیدی.
وضعیت Active: مدل دقیق MFX/NOPB همچنان در Production قرار دارد.
نکات ایمنی و طراحی مقدار 32V در دیتاشیت Absolute Maximum است و نباید به‌عنوان ولتاژ کاری دائمی در نظر گرفته شود. TI برای عملکرد عادی محدوده 3 تا 30V را مشخص کرده است. LM321 همچنین Rail-to-Rail کامل نیست. در طراحی‌های 3.3V یا 5V باید بررسی شود که سطح ورودی و خروجی واقعاً داخل محدوده خطی IC قرار دارد؛ صرف اینکه قطعه با 3.3V روشن می‌شود به این معنی نیست که بتوان تمام دامنه 0 تا 3.3V را به‌صورت خطی پردازش کرد. دیتاشیت همچنین درباره اعمال ولتاژ منفی به ورودی هشدار می‌دهد. محدوده ورودی نباید بیش از حدود 0.3V زیر ریل منفی قرار گیرد، مگر با محدودکردن مناسب جریان.
سوالات متداول
تفاوت LM321MFX/NOPB با LM321MF/NOPB چیست؟
از نظر خود IC و پکیج هر دو LM321 در SOT-23-5 هستند. تفاوت اصلی در بسته‌بندی است: مدل MF/NOPB در Small Tape & Reel با SPQ برابر 1000 قطعه و مدل MFX/NOPB در Large Tape & Reel با SPQ برابر 3000 قطعه عرضه می‌شود.
آیا LM321MFX/NOPB با تغذیه 3.3V کار می‌کند؟
بله. 3.3V داخل محدوده توصیه‌شده 3 تا 30V قرار دارد. اما چون ورودی و خروجی Rail-to-Rail کامل نیستند، باید دامنه واقعی سیگنال قبل از طراحی بررسی شود.
آیا LM321 برای جایگزینی یک Op-Amp Rail-to-Rail مناسب است؟
نه به‌صورت خودکار. LM321 ورودی را تا ریل منفی پوشش می‌دهد، اما ورودی و خروجی آن در سمت مثبت Rail-to-Rail نیستند. اگر مدار قبلی به Swing نزدیک VCC نیاز دارد، جایگزینی باید با بررسی دامنه سیگنال انجام شود.
جمع‌بندی
LM321MFX/NOPB برای مدارهایی مناسب است که تنها یک کانال تقویت آنالوگ نیاز دارند و فضای PCB، مصرف پایین و گستره تغذیه نسبتاً بالا اهمیت دارند. پکیج SOT-23-5، مصرف حدود 430µA و پهنای باند 1MHz آن را برای Signal Conditioning، سنسورها و مدارهای کنترلی عمومی به گزینه‌ای جمع‌وجور تبدیل کرده است.
در انتخاب این قطعه باید محدودیت‌های آن نیز دیده شوند؛ مخصوصاً ورودی و خروجی غیر Rail-to-Rail و ولتاژ کاری توصیه‌شده حداکثر 30V. نسخه دقیق MFX/NOPB همچنان Active است و بسته‌بندی 3000 عددی آن نیز برای خطوط SMT و سفارش‌های PCBA مناسب است
