LM311P — компаратор напряжений (DIP-8)

Описание

LM311P — это быстродействующий компаратор напряжений общего назначения, выпускаемый в 8-выводном пластиковом корпусе DIP-8 (PDIP-8). Суффикс «P» в маркировке Texas Instruments обозначает именно DIP-корпус (в отличие от «D» — SOIC).

Компаратор предназначен для сравнения двух аналоговых напряжений и выдачи логического сигнала на выходе. Ключевые особенности LM311:

• Вход и выход можно развязать по питанию — выход выполнен по схеме с открытым коллектором (open-collector), что позволяет согласовывать его с логикой другого уровня (TTL, CMOS, реле, оптроны) и использовать отдельное напряжение для нагрузки.
• Широкий диапазон питающих напряжений — совместим как с однополярным, так и с двуполярным питанием.
• Входы защищены от больших дифференциальных напряжений — допускают разность входных напряжений вплоть до напряжения питания, что удобно при работе с сигналами произвольной формы.
• Выход способен коммутировать нагрузки до 50 В / 50 мА, что позволяет напрямую управлять реле или светодиодом.

LM311 широко применяется в Arduino-проектах: для считывания аналоговых пороговых сигналов,-square wave генераторов, детекторов нуля, формирователей импульсов, простых АЦП (например, в связке с ЦАП или ШИМ), схем защиты и т. п. Однако напрямую к 5 В Arduino компаратор подключать нежелательно без проверки: LM311 требует питания минимум ±15 В (или 5…36 В однополярного, в зависимости от версии/производителя — см. ниже), но многие современные клоны и версии работают от 5 В. Всегда сверяйтесь с даташитом конкретного производителя.

---

Технические характеристики (типовые, Texas Instruments LM311)

| Параметр | Значение | |---|---| | Тип | Компаратор напряжений | | Корпус | PDIP-8 (DIP-8), шаг 2.54 мм | | Число компараторов | 1 | | Напряжение питания (однополярное) | 3.5 В … 30 В (для TI — от ±1.75 В до ±15 В двуполярного; проверяйте конкретную версию) | | Напряжение питания (двуполярное) | ±15 В (макс.) | | Входное дифференциальное напряжение | До ±30 В (ограничено питанием и защитой) | | Входной ток смещения (Input Offset Current) | ~6 нА (тип.) / 50 нА (макс.) | | Входной ток (Input Bias Current) | ~100 нА (тип.) / 250 нА (макс.) | | Напряжение смещения (Input Offset Voltage) | ~2 мВ (тип.) / 7.5 мВ (макс.) | | Время отклика (Response Time) | ~200 нс (тип.) | | Выход | Открытый коллектор (open-collector), NPN | | Ток нагрузки выхода (Sink) | до 50 мА | | Макс. напряжение на выходе (off) | 40–50 В | | Рабочая температура | 0…+70 °C (коммерческий диапазон) | | Потребляемый ток | ~2.4 мА (тип.) / 6 мА (макс.) |

Цоколёвка DIP-8 (вид сверху):

    ┌───∪───┐
GND ┤1     8├ VCC+
IN+ ┤2     7├ OUT (коллектор)
IN− ┤3     6├ BAL/STROBE
V−  ┤4     5├ BAL/STROBE
    └───────┘

• 1 — GND / V− (общий, при двуполярном — минус)
• 2 — Неинвертирующий вход (IN+)
• 3 — Инвертирующий вход (IN−)
• 4 — V− (отрицательное питание, при однополярном — GND)
• 5, 6 — выводы балансировки (offset null) / стробирования
• 7 — Выход (открытый коллектор)
• 8 — V+ (плюс питания)

Вывод 5 и 6 используются для подключения потенциометра балансировки смещения (между 5 и 6, средний вывод — на V−/GND через резистор), либо выв. 6 может использоваться как вход стробирования (Strobe) — при подаче на него тока выход отключается.

Схема включения на Arduino (типовая, однополярное питание 5 В для совместимых версий):

• V+ (8) → 5 В, V−/GND (4, 1) → GND
• IN+ (2) — на аналоговый сигнал, IN− (3) — на опорное напряжение (или наоборот)
• Выход (7) — подтяжка резистором 4.7–10 кОм к +5 В, далее на цифровой вход Arduino
• Нагрузка (реле, светодиод) — между выходом (7) и плюсом питания нагрузки (может быть иным, чем питание компаратора)

---

Парт-номера

LM311 выпускается множеством производителей; ниже — основные парт-номера, встречﺎющиеся у поставщиков (все — DIP-8):

Texas Instruments:

• LM311P — стандартный DIP-8, 0…70 °C (самый распространённый)
• LM311N — то же в старом обозначении (линейка National Semiconductor, теперь TI)
• LM311PE4 — LM311P в упаковке (Pb-free, эквивалент)

STMicroelectronics:

• LM311N
• LM311P (встречается реже, чаще N)

ON Semiconductor / Fairchild:

• LM311N
• LM311NG (Pb-free)

Phillips / NXP:

• LM311N

Другие (аналогичные по функции, могут быть не полностью pin-compatible — проверяйте):

• LM111, LM211 (промышленный/военный температурный диапазон, тот же кристалл, отличаются условиями)
• КР554СА3 (советский/российский аналог, DIP-8 / иной корпус)

Внимание: обозначение «P» у разных производителей может означать DIP, а у некоторых — Pb-free/particular package. При заказе уточняйте корпус (PDIP-8).

---

Совместимые модели и аналоги

Прямые аналоги (pin-compatible, DIP-8, близкие параметры):

• LM111 / LM211 — те же параметры, расширенный температурный диапазон (−55…+125 °C / −25…+85 °C). Полностью совместимы по цоколёвке.
• КР554СА3 — советский функциональный аналог.
• μA311 (Fairchild/National) — тот же компаратор.
• NE529, LM306 — похожие быстродействующие компараторы, но не всегда pin-to-pin — сверяйте цоколёвку.

Компараторы с похожей функциональностью (НЕ всегда pin-compatible — проверяйте!):

• LM393 / LM2903 — сдвоенный компаратор с открытым коллектором (2 в одном корпусе, другая цоколёвка). Часто используется в Arduino-проектах, но это другой чип.
• LM339 / LM2901 — счетверённый компаратор (4 в одном корпусе).
• TLC372, TLC393 — CMOS-компараторы с открытым стоком.
• LM311 совместим по идеологии с LM319 (сдвоенный быстрый компаратор).

Модули и платы, где применяется LM311:

• Модули датчиков с пороговым выходом (например, модули уровня жидкости, датчики освещённости с компаратором).
• Наборы для Arduino «Comparator module».
• Схемы детекторов нуля в регуляторах мощности/диммерах на Arduino.

---

Краткая рекомендация для Arduino

Для большинства учебных задач с Arduino (5 В) проще и безопаснее использовать LM393 (питание 2…36 В, сдвоенный, тоже с открытым коллектором) или специализированные компараторы с rail-to-rail выходом (например, MCP6541). LM311 стоит выбирать, когда нужно:

• управлять нагрузкой с напряжением выше питания Arduino (до ~40 В) напрямую с выхода,
• нужно высокое быстродействие (~200 нс),
• или уже есть LM311 в наличии и известно, что конкретный экземпляр работает при 5 В.

Всегда проверяйте даташит конкретного производителя на допустимое минимальное напряжение питания — у TI LM311 минимум ±1.75 В (3.5 В однополярного), но у некоторых клонов может быть иначе.

Дополнительно: Arduino LM311P подходит для подбора по точному обозначению модели. Для корректной совместимости сопоставьте маркировку, электрические параметры, габариты, крепление и конфигурацию подключения. #10204-Arduino #ArduinoLM311P #ПромышленнаяАвтоматика #Автоматизация #Электрооборудование #ПромышленноеОборудование #Запчасти #Комплектующие #ТехническоеОбслуживание #КупитьДетали