LF356 JFET Amplificador Operacional Hoja de Datos

El amplificador operacional de entrada JFET LF356 es un amplificador de un solo canal diseñado para circuitos que necesitan alta impedancia de entrada, baja corriente de entrada, rápida respuesta y amplificación de señal limpia. Debido a que utiliza una etapa de entrada JFET, puede manejar señales débiles o de alta impedancia sin colocar una carga pesada en la fuente. Este artículo explica las claves del LF356, especificaciones, pinout, principio de funcionamiento, ejemplos de circuitos, aplicaciones, alternativas y más.

Catálogo

Características Clave del LF356

• Etapa de entrada JFET - El LF356-MIL utiliza un diseño de entrada JFET, que le otorga una impedancia de entrada muy alta y una corriente de polarización de entrada muy baja. Esto lo hace adecuado para circuitos que manejan señales débiles o de alta impedancia.

• Baja corriente de polarización de entrada: 30 pA - Solo atrae una corriente muy pequeña en los terminales de entrada. Esto ayuda a reducir la carga de señal y mejora la precisión en circuitos de sensores, filtros y amplificadores de precisión.

• Baja corriente de offset de entrada: 3 pA - La diferencia entre las corrientes de polarización de entrada es muy pequeña. Esto ayuda a mantener una mejor precisión en aplicaciones de señal diferencial y de precisión.

• Alta impedancia de entrada: 10¹² Ω - El dispositivo tiene una resistencia de entrada extremadamente alta, por lo que no carga pesadamente la fuente de señal. Esto es útil para fotodiodos, transductores, circuitos de muestreo y retención, y otras fuentes de alta impedancia.

• Baja corriente de ruido de entrada: 0.01 pA/√Hz - Su baja corriente de ruido ayuda a mejorar la claridad de la señal, especialmente al trabajar con señales de entrada pequeñas de fuentes de alta resistencia.

• Bajo voltaje de ruido de entrada: 12 nV/√Hz - El amplificador produce un bajo ruido de voltaje, lo que lo hace útil para el procesamiento de señales analógicas de bajo ruido.

• Alto rechazo de modo común: 100 dB - Puede rechazar señales no deseadas que aparecen por igual en ambas entradas. Esto mejora el rendimiento en mediciones diferenciales y entornos ruidosos.

• Gran ganancia de voltaje DC: 106 dB - El LF356-MIL puede proporcionar una alta ganancia en lazo abierto, lo que ayuda a lograr una amplificación precisa cuando se utiliza con retroalimentación.

• Rápida tasa de cambio: 12 V/µs - La salida puede cambiar rápidamente en respuesta a rápidos cambios en la señal de entrada. Esto lo hace adecuado para aplicaciones de señal de alta velocidad.

• Amplio ancho de banda de ganancia: 5 MHz - El amplificador puede operar en un rango de frecuencia relativamente amplio, lo que lo hace útil para filtros activos, circuitos de audio y acondicionamiento de señal.

• Tiempo de asentamiento rápido: 1.5 µs a 0.01% - La salida alcanza su valor final rápida y precisamente. Esto es útil en adquisición de datos y sistemas analógicos de precisión.

• Compensación interna - El dispositivo incluye compensación de frecuencia interna, lo que ayuda a simplificar el diseño del circuito y mejorar la estabilidad en muchas aplicaciones.

• Gran capacidad de voltaje de entrada diferencial - Puede manejar una gran diferencia de voltaje entre sus terminales de entrada sin dañar fácilmente el dispositivo.

• Soporta cargas capacitivas grandes de hasta 5,000 pF - Su etapa de salida permite que impulse cargas capacitivas relativamente grandes sin problemas de estabilidad importantes.

• Buen comportamiento de ajuste de offset - Ajustar el offset no afecta seriamente la deriva o el rechazo de modo común, lo que ayuda a mantener un rendimiento estable.

• Protección de entrada robusta - Las entradas JFET son más resistentes a daños por manejo en comparación con los dispositivos de entrada MOSFET, lo que ayuda a mejorar la fiabilidad durante el uso.

• Reemplazo adecuado para amplificadores operacionales FET híbridos y de módulo costosos - El LF356-MIL puede utilizarse como una alternativa de menor costo en aplicaciones que requieren el rendimiento de un amplificador operacional de entrada FET.

Especificaciones técnicas de LF356

Especificación	Valor / Descripción
Número de parte base	LF356
Tipo de amplificador	Amplificador operacional de entrada JFET
Arquitectura	Realimentación de voltaje
Número de canales	1 canal
Número de funciones	1
Tipo de montaje	A través del orificio
Paquete / Caja	8-DIP, 0.300 pulgadas / 7.62 mm
Número de pines	8
Posición de terminal	Doble
Paso de terminal	2.54 mm
Embalaje	Tubo / raíl
Temperatura de operación	0°C a 70°C
Voltaje de alimentación	±15 V
Voltaje de alimentación de operación	15 V
Voltaje de suministro positivo / negativo	+15 V / -15 V
Corriente nominal de suministro	5 mA
Corriente máxima de suministro	10 mA
Corriente de salida	25 mA
Disipación de potencia	670 mW
Disipación máxima de potencia	670 mW
Ganancia de voltaje	106.02 dB
Relación de rechazo de modo común	80 dB
Relación de rechazo de suministro de potencia	80 dB
Tasa de cambio	12 V/µs
Ancho de banda de ganancia unitaria	5000 kHz / 5 MHz
Corriente de polarización de entrada	30 pA
Corriente de polarización promedio máxima	0.0002 µA
Corriente de polarización máxima a 25°C	0.0002 µA
Corriente de offset de entrada máxima	0.002 µA
Voltaje de offset de entrada	3 mV
Voltaje de offset de entrada máxima	10 mV
Compensación de frecuencia	Sí
Bajo sesgo	Sí
Bajo offset	No
Nivel de sensibilidad a la humedad	MSL 1, ilimitado
Código JESD-609	e0
Acabado de terminal	Estaño/plomo / SnPb
Estado RoHS	No cumple con RoHS
Estado sin plomo	Contiene plomo
SVHC REACH	No SVHC
Código ECCN	EAR99
Endurecimiento a la radiación	No
Estado de la pieza	Obsoleto
Longitud	9.27 mm
Ancho	6.35 mm
Altura	3.3 mm

Modelo CAD del LF356

Pinout y funciones de pin del LF356

Número de pin	Nombre de pin	Función
1	Balance	Se utiliza para compensar el offset o ajustar el balance. Ayuda a reducir el voltaje de offset de entrada cuando se conecta con un circuito de ajuste externo.
2	Entrada inversora	El terminal de entrada negativo del amplificador operacional. Cuando se aplica la señal aquí, la señal de salida se invierte.
3	Entrada no inversora	El terminal de entrada positivo del amplificador operacional. Cuando se aplica la señal aquí, la señal de salida mantiene la misma fase.
4	V−	Pin de alimentación negativa. Normalmente está conectado al voltaje de suministro negativo, como -15 V en operación de doble suministro.
5	Balance	Trabaja junto con el Pin 1 para el ajuste de compensación de offset. Se utiliza cuando se necesita un control preciso del offset de salida.
6	Salida	El pin de salida del amplificador operacional. La señal amplificada se toma de este pin.
7	V+	Pin de alimentación positiva. Normalmente está conectado al voltaje de suministro positivo, como +15 V en operación de doble suministro.
8	NC	Sin conexión interna. Este pin normalmente se deja desconectado.

Cómo funciona el amplificador operacional de entrada JFET LF356

El LF356 funciona utilizando un etapa de entrada JFET para recibir señales de entrada muy pequeñas con muy poca corriente extraída de la fuente de señal. Esto lo hace útil para circuitos de alta impedancia donde la señal de entrada no debe estar muy cargada.

• La señal de entrada entra a través de los pines 2 y 3 - El pin 2 es la entrada inversora y el pin 3 es la entrada no inversora. El amplificador operacional compara la diferencia de voltaje entre estas dos entradas. Incluso una diferencia muy pequeña puede ser amplificada.

• La etapa de entrada JFET reduce la carga de entrada - La primera etapa utiliza transistores JFET. Debido a que los JFET tienen una impedancia de entrada muy alta, el LF356 solo necesita una corriente de polarización de entrada muy pequeña. Esto ayuda a proteger señales débiles de sensores, filtros y otras fuentes de alta resistencia.

• El amplificador diferencial detecta la diferencia de voltaje - Dentro del CI, la etapa de entrada actúa como un amplificador diferencial. Responde principalmente a la diferencia entre los dos pines de entrada, no al ruido que aparece por igual en ambas entradas.

• Las etapas de ganancia internas aumentan el nivel de la señal - Después de la etapa de entrada, la señal pasa a través de etapas de amplificación internas. Estas etapas proporcionan la alta ganancia de voltaje necesaria para una amplificación precisa de la señal cuando se utiliza retroalimentación.

• La compensación de frecuencia mejora la estabilidad - El LF356 tiene compensación interna, que ayuda a mantener el amplificador estable en muchos diseños de circuitos comunes. Esto reduce la necesidad de piezas adicionales de compensación externa.

• La etapa de salida impulsa la carga - La etapa final proporciona la señal de salida en el pin 6. Permite que el LF356 impulse circuitos externos mientras mantiene una respuesta rápida y buena precisión de señal.

• Los pines de balance ajustan el error de offset - Los pines 1 y 5 se utilizan para el ajuste de balance o nulificación de offset. Estos pines ayudan a reducir el offset DC no deseado en la salida cuando se necesita mayor precisión.

• Los pines de alimentación soportan la operación - El pin 7 se conecta a la tensión de suministro positiva, mientras que el pin 4 se conecta a la tensión de suministro negativa. Un suministro de operación común es ±15 V, que permite que la señal de salida se desplace por encima y por debajo de tierra en circuitos analógicos.

En términos simples, el LF356 toma una pequeña diferencia de voltaje en sus entradas, protege la señal con su etapa de entrada JFET de alta impedancia, amplifica la señal a través de etapas de ganancia internas y entrega el resultado amplificado en el pin de salida.

Aplicaciones Comunes del LF356

Condicionamiento de Señal de Precisión

El LF356 es adecuado para circuitos de acondicionamiento de señal que necesitan manejar pequeñas señales analógicas. Su alta impedancia de entrada y baja corriente de polarización de entrada ayudan a preservar la señal original de sensores y fuentes de medición.

Circuitos de Filtro Activo

El LF356 se puede usar en filtros de paso bajo, paso alto, paso de banda y de rechazo. Su ancho de banda de 5 MHz y su tasa de cambio de 12 V/µs soportan filtrado estable en circuitos de audio, instrumentación y procesamiento general de señales analógicas.

Circuitos de Muestreo y Sostenimiento

El LF356 funciona bien en circuitos de muestreo y sostenimiento porque su baja corriente de entrada ayuda a reducir la pérdida de voltaje en el condensador de sostenimiento. Esto lo hace útil en sistemas de adquisición de datos y etapas de entrada de ADC.

Interfaces de Sensor de Alta Impedancia

El LF356 es útil para conectar sensores de alta impedancia a otros circuitos. Puede interfasearse con dispositivos como fotodiodos, sensores piezoeléctricos y transductores sin consumir mucha corriente de la salida del sensor.

Preamplificadores de Audio

El LF356 puede amplificar señales de audio de bajo nivel antes de ser enviadas a la etapa principal del amplificador. Su bajo ruido y rápida respuesta ayudan a mantener la señal de audio clara y precisa.

Circuitos Integradores y Derivadores

El LF356 se puede usar en circuitos integradores y derivadores analógicos para la formación de formas de onda, temporización y computación analógica. Su baja corriente de polarización ayuda a reducir errores en circuitos basados en capacitores.

Convertidores de Corriente a Voltaje

El LF356 puede convertir pequeñas corrientes de entrada en señales de voltaje en circuitos amplificadores de transimpedancia. Esto es útil para amplificadores de fotodiodos, sensores de luz y otros dispositivos de salida de corriente.

Rectificadores de Precisión y Detectores de Pico

El LF356 se puede usar en circuitos de rectificadores de precisión y detectores de pico para medición de señales y seguimiento de formas de onda. Su rápida tasa de cambio ayuda a responder de manera más precisa a las señales de entrada cambiantes.

Ejemplos de Circuitos de Aplicación del LF356

Circuito de Prueba de Tiempo de Establecimiento

El primer circuito muestra un montaje de prueba de tiempo de asentamiento para el LF356. Se aplica una señal de entrada en escalón a la entrada inversora a través de resistencias de precisión, mientras que la entrada no inversora está conectada a tierra. El LF356 funciona como un amplificador inversor de alta velocidad, y se verifica la salida para ver qué tan rápido alcanza su valor final después de que cambia la entrada. El JFET 2N4416 y el pequeño condensador ayudan a aislar y observar la forma de onda de salida con precisión. Este circuito se utiliza principalmente para medir qué tan rápido se asienta el LF356 después de un cambio súbito en la señal, lo cual es importante en la adquisición de datos, sistemas de muestreo y circuitos de medición de precisión.

Circuito de Muestreo y Sostenimiento

El segundo circuito muestra el LF356 utilizado en una aplicación de muestreo y sostenimiento. El primer LF356 funciona como un buffer de entrada, de modo que la señal de entrada se puede pasar sin ser cargada en exceso. Los interruptores JFET controlan cuándo se muestrea la señal y se almacena en el condensador de sostén. Cuando el interruptor está cerrado, el condensador se carga a la tensión de entrada. Cuando el interruptor se abre, el condensador mantiene esa tensión durante un corto período de tiempo. El segundo LF356 funciona como un buffer de salida, permitiendo que la tensión almacenada se envíe a la salida sin descargar rápidamente el condensador. Este circuito es útil en sistemas ADC, muestreo de señales y circuitos de memoria analógica.

Estos ejemplos muestran por qué el LF356 es útil en circuitos analógicos rápidos y de alta impedancia. Su etapa de entrada JFET consume muy poca corriente, por lo que no perturba señales pequeñas o almacenadas. Su rápida tasa de cambio y amplio ancho de banda también lo ayudan a responder rápidamente a las señales de entrada cambiantes.

LF356 vs LF351, LF355 y LF357

Parámetro	LF351	LF355	LF356	LF357
Tipo de Entrada	Entrada JFET	Entrada JFET	Entrada JFET	Entrada JFET
Número de Amplificadores	Amplificador operativo de un solo canal	Amplificador operativo de un solo canal	Amplificador operativo de un solo canal	Amplificador operativo de un solo canal
Tensión de Alimentación Típica	±15 V	±15 V	±15 V	±15 V
Producto de Ancho de Banda y Ganancia	Aproximadamente 4 MHz	Aproximadamente 2.5 MHz	Aproximadamente 5 MHz	Aproximadamente 20 MHz
Tasa de Cambio	Aproximadamente 13 V/µs	Aproximadamente 5 V/µs	Aproximadamente 12 V/µs	Aproximadamente 50 V/µs
Corriente de Polarización de Entrada	Muy baja, rango de pA	Muy baja, rango de pA	Aproximadamente 30 pA	Muy baja, rango de pA
Tensión de Offset de Entrada	Baja a moderada	Offset más bajo que el LF351	Aproximadamente 3 mV típico	Baja a moderada
Rendimiento de Ruido	Bueno para uso analógico general	Bueno para uso de precisión	Bajo ruido, adecuado para acondicionamiento de señal	Bueno para uso de señal de alta velocidad
Estabilidad	Compensado internamente	Compensado internamente	Compensado internamente	Descompensado, generalmente estable a ganancias de lazo cerrado más altas
Nivel de Velocidad	Velocidad media	Velocidad más baja	Velocidad de media a alta	Alta velocidad
Mejor Caso de Uso	Circuitos de amplificador operativo JFET de propósito general	Circuitos de precisión y bajo derretimiento	Acondicionamiento de señal rápido y de baja polarización	Amplificador de alta velocidad y circuitos de señal rápida
Principal Ventaja	Rendimiento general equilibrado	Mejor comportamiento de precisión	Buena combinación de velocidad, baja corriente de polarización y ancho de banda	Tasa de cambio mucho más rápida y ancho de banda más amplio
Principal Limitación	No tan rápido como el LF357	Más lento que el LF356 y LF357	No es la opción más rápida de la familia	No es ideal para uso de buffer de ganancia unitaria a menos que el circuito cumpla con los requisitos de estabilidad

Alternativas y Piezas Equivalentes del LF356

• OPA134

• OPA604

• OP177

• AD711

• AD712

• CA3140

• CA3130

• LM741

• LF411 , etc.

Dimensiones Mecánicas y Embalaje

Fabricante

Texas Instruments tiene una fuerte capacidad de fabricación para circuitos integrados analógicos como el amplificador operacional LF356 de entrada JFET porque la empresa tiene mucha experiencia en el diseño, prueba y producción de dispositivos lineales de precisión. El LF356 requiere un control cuidadoso del estado de entrada JFET, bajo corriente de polarización de entrada, voltaje de offset, rendimiento de ruido, tasa de cambio y compensación de frecuencia, por lo que su producción depende de un procesamiento semiconductores preciso y pruebas eléctricas confiables. La fortaleza de fabricación analógica de TI incluye la fabricación de obleas, envasado de dispositivos, pruebas paramétricas, control de calidad y soporte de la cadena de suministro para componentes de grado industrial y militar.

Preguntas Frecuentes [FAQ]

1. ¿Por qué el LF356 es mejor para fuentes de señal de alta impedancia que un amplificador operacional de entrada bipolar estándar?

El LF356 utiliza un estado de entrada JFET, por lo que consume muy poca corriente de entrada. Esto ayuda a proteger señales débiles de sensores, fotodiodos y transductores porque el amplificador operacional no carga en exceso la fuente de señal.

2. ¿Qué significa la corriente de polarización de entrada de 30 pA en el diseño de circuitos real?

Una corriente de polarización de entrada de 30 pA significa que sólo una pequeña corriente fluye hacia los pines de entrada. Esto es importante cuando la señal proviene de una fuente de alta resistencia, porque incluso una pequeña corriente de entrada puede crear un error de voltaje a través de grandes resistencias.

3. ¿Es adecuado el LF356 para circuitos de filtro activo?

Sí. El LF356 se puede usar en filtros activos porque tiene un ancho de banda de ganancia unitaria de 5 MHz y una tasa de cambio de 12 V/µs. Estos valores le permiten manejar muchos diseños de filtros de paso bajo, paso alto, paso de banda y de rechazo de banda con buena velocidad y estabilidad.

4. ¿Por qué funciona bien el LF356 en circuitos de muestra y retención?

El LF356 funciona bien en circuitos de muestra y retención porque su baja corriente de entrada reduce la pérdida de carga del capacitor de retención. Esto ayuda a que el voltaje almacenado se mantenga más estable antes de ser enviado a un ADC o a otra etapa de circuito.

5. ¿Cuál es el propósito de los pines de balance en el LF356?

Los pines 1 y 5 son pines de balance utilizados para el ajuste de offset. Ayudan a reducir el error de salida DC no deseado cuando el circuito necesita más precisión en la tensión.

6. ¿Puede el LF356 manejar cargas capacitivas?

Sí. El LF356 puede soportar cargas capacitivas de hasta aproximadamente 5,000 pF sin problemas importantes de estabilidad. Esto es útil cuando la salida se conecta a cables, filtros o etapas de circuito capacitivas.

7. ¿Qué hace que el LF356 sea útil en circuitos de convertidores de corriente a voltaje?

Su muy baja corriente de polarización de entrada lo hace adecuado para convertir pequeñas señales de corriente en señales de voltaje. Esto es útil para amplificadores de fotodiodos, sensores de luz y otros dispositivos de salida de corriente.

8. ¿Cómo se diferencia el LF356 del LF357?

El LF357 es mucho más rápido, con un ancho de banda de aproximadamente 20 MHz y una tasa de cambio de 50 V/µs, pero está descompensado y generalmente necesita una ganancia de lazo cerrada más alta para un funcionamiento estable. El LF356 es más lento pero más fácil de usar en muchos circuitos de acondicionamiento de señal generales.