O LM324N é um amplificador operacional quádruplo de baixa potência, fabricado pela Texas Instruments (TI). O sufixo N identifica o encapsulamento PDIP de 14 pinos, para montagem through-hole. A TI mantém o LM324N como componente ativo, com faixa de temperatura comercial de 0 °C a 70 °C.

1. Descrição minuciosa

O LM324N contém quatro amplificadores operacionais independentes dentro de um único CI.

Cada amplificador possui:

• entrada não inversora (+);
• entrada inversora (−);
• saída individual;
• alimentação compartilhada entre os quatro amplificadores.

É um componente clássico para processamento de sinais analógicos, sendo muito utilizado em fontes de alimentação, sensores, condicionamento de sinais, filtros ativos, circuitos de controle e instrumentação.

A versão LM324-N especificada pela TI possui:

• ganho de tensão em malha aberta de aproximadamente 100 dB;
• largura de banda de ganho unitário de aproximadamente 1 MHz;
• slew rate típico de 0,5 V/µs;
• alimentação simples de 3 V a 32 V;
• ou alimentação simétrica de aproximadamente ±1,5 V a ±16 V;
• corrente de alimentação típica de aproximadamente 700 µA para o CI;
• corrente de polarização de entrada típica de 45 nA;
• tensão de offset de entrada típica de aproximadamente 2 mV;
• faixa de modo comum de entrada incluindo o GND.

2. Encapsulamento

O LM324N utiliza:

PDIP-14 — Plastic Dual In-Line Package

Características:

• 14 pinos;
• montagem through-hole (PTH);
• corpo plástico;
• espaçamento padrão de 2,54 mm entre os terminais;
• adequado para protoboard, soquetes DIP e placas convencionais.

A TI especifica o encapsulamento PDIP (N) com 14 pinos e dimensões aproximadas de 19,3 × 9,4 mm.

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3. Pinagem do LM324N

Pino	Função
1	OUT1 — saída do amplificador 1
2	IN1− — entrada inversora
3	IN1+ — entrada não inversora
4	VCC+ — alimentação positiva
5	IN2+ — entrada não inversora
6	IN2− — entrada inversora
7	OUT2 — saída do amplificador 2
8	OUT3 — saída do amplificador 3
9	IN3− — entrada inversora
10	IN3+ — entrada não inversora
11	VCC− / GND — alimentação negativa
12	IN4+ — entrada não inversora
13	IN4− — entrada inversora
14	OUT4 — saída do amplificador 4

Assim, os quatro amplificadores são:

Amplificador 1: pinos 1, 2 e 3
Amplificador 2: pinos 5, 6 e 7
Amplificador 3: pinos 8, 9 e 10
Amplificador 4: pinos 12, 13 e 14

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4. Alimentação

Uma das principais vantagens do LM324N é poder funcionar com alimentação simples.

Por exemplo:

Pino 4 → +5 V

Pino 11 → GND

Também pode ser utilizado:

Pino 4 → +12 V

Pino 11 → GND

ou:

Pino 4 → +24 V

Pino 11 → GND

desde que a tensão permaneça dentro da especificação máxima de 32 V para o LM324-N.

Também pode ser utilizado com alimentação simétrica:

Pino 4 → +15 V

Pino 11 → -15 V

A especificação do LM324-N permite aproximadamente ±1,5 V a ±16 V nesse modo.

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5. Entrada próxima ao GND

Uma característica muito importante do LM324 é que a faixa de tensão de modo comum da entrada inclui o potencial negativo da alimentação.

Por exemplo, utilizando:

VCC = +5 V

GND = 0 V

é possível trabalhar com sinais de entrada próximos de 0 V.

Isso é bastante útil para circuitos de sensores e condicionamento de sinais alimentados por 5 V.

Porém, o LM324N não é rail-to-rail na saída. Com alimentação de 5 V, por exemplo, a saída não consegue normalmente atingir exatamente +5 V sob carga.

A TI especifica uma excursão de saída aproximadamente de:

0 V até VCC − 1,5 V

para as condições especificadas.

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6. Ganho

O LM324N apresenta ganho de tensão em malha aberta de aproximadamente:

100 dB

Isso corresponde a um ganho de tensão extremamente elevado em malha aberta.

Na prática, normalmente utilizamos realimentação negativa para estabelecer um ganho controlado.

Por exemplo, em um amplificador não inversor:

R2

+-----/\/\-----+

| |

| |

Vin --| + OUT

| LM324 |

| - |

+--/\/\--------+

R1

|

GND

O ganho aproximado é:

Av = 1 + R2/R1

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7. Largura de banda

O LM324N possui aproximadamente:

GBW = 1 MHz

Isso significa que o produto entre ganho e largura de banda é aproximadamente constante dentro da região de operação.

Por exemplo, de maneira aproximada:

Ganho	Largura de banda
1	~1 MHz
10	~100 kHz
100	~10 kHz

Os valores reais dependem do circuito e das condições de operação.

A TI especifica 1 MHz de largura de banda em ganho unitário para o LM324-N.

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8. Slew Rate

O slew rate típico é:

0,5 V/µs

Esse parâmetro indica a velocidade máxima aproximada com que a saída consegue variar sua tensão.

Por isso, o LM324N é muito adequado para:

• sensores;
• controle;
• instrumentação;
• filtros;
• sinais de baixa frequência;
• fontes de alimentação.

Não é indicado quando são necessárias grandes amplitudes de sinal em frequências muito elevadas.

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9. Tensão de offset

A tensão de offset de entrada típica indicada para o LM324-N é aproximadamente:

2 mV

Isso significa que, mesmo quando teoricamente:

V+ = V−

pode existir uma pequena diferença equivalente na entrada devido às características internas do amplificador.

Em aplicações de maior precisão, esse parâmetro deve ser considerado.

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10. Aplicações

O LM324N pode ser utilizado em uma enorme quantidade de circuitos analógicos:

• amplificador de sensores;
• condicionamento de sinais;
• amplificador de tensão;
• amplificador não inversor;
• amplificador inversor;
• somador analógico;
• integrador;
• diferenciador;
• filtro passa-baixa;
• filtro passa-alta;
• filtro passa-faixa;
• detector de nível;
• detector de tensão;
• circuito de controle;
• controle de fontes;
• medição de corrente;
• medição de tensão;
• circuitos de temperatura;
• circuitos de instrumentação;
• conversão de sinais analógicos;
• osciladores de baixa frequência.

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11. LM324N × LM393P

É importante não confundir os dois componentes que você está cadastrando.

Característica	LM324N	LM393P
Fabricante	Texas Instruments	Texas Instruments
Função	Amplificador operacional	Comparador
Canais	4	2
Encapsulamento	PDIP-14	PDIP-8
Entrada +	Sim	Sim
Entrada −	Sim	Sim
Saída analógica	Sim	Não, saída open-collector
Uso principal	Amplificação/processamento	Comparação de tensão
Alimentação	3–32 V	2–36 V
Tipo de saída	Push-pull	Open collector

Essa diferença é bastante importante: o LM324N é um amplificador operacional, enquanto o LM393P é um comparador de tensão.