LM358与LM324深度对比：运算放大器选型指南

LM358 vs LM324 是电子领域最常见的运放对比之一，因为这两款芯片位于通用模拟芯片的核心位置，每位工程师都至少在它们之间做过一次选择。LM358 是双路运算放大器，即一个封装内有两个独立放大器；LM324 是四路运算放大器，即一个更大的封装内有四个独立放大器。两款芯片共用相同的内部放大器设计、相同的电源范围和相同的电气特性，因此对比的重点不在于性能，而在于电路板需要多少个放大器以及采用哪种封装。两款芯片均可采用单电源供电（3V 至 32V）或双电源供电，均支持输入电压低至负电源轨，均面向通用任务设计——传感器、比较器、缓冲器、信号调理，这些是每块模拟电路板的常见应用。本指南从封装、引脚定义、电源、静态电流、速度、精度和音频性能等方面对两个系列进行对比，并给出选择规则，让下一次设计能够基于证据而非惯性思维在双路和四路之间做出选择。

本次对比同时也是进入一个替换极为便捷的系列的入口，这一点值得在开头说明，因为它会影响寻源决策。LM358 和 LM324 的引脚定义在众多厂商之间是通用的，市场上存在大量引脚兼容的替代型号，包括 LM2904 和 LM2902 系列变体、厂商重新编号的型号以及采用相同封装规格的国产器件，因此围绕任一芯片设计的电路板都有深厚的替换市场。因此本次对比不仅涵盖选择两款芯片中的哪一款，还涵盖当设计固定后选择哪款器件，因为双路与四路的决策和封装的决策与厂商的决策是分开的。本指南同时覆盖两条路径——选择系列的工程对比和保障供应链的替换视角，它是工程师或采购人员放在数据手册旁边的实用参考。

LM358 vs LM324：核心区别

LM358 与 LM324 的核心区别在于封装内的放大器数量，所有其他区别都源于这一事实。LM358 包含两个独立运放，每个运放都有自己的同相输入端和反相输入端以及自己的输出端，采用 8 引脚封装；LM324 包含四个采用相同设计的独立运放，采用 14 引脚封装。两款芯片共用相同的内部放大器架构、相同的电源范围、相同的输入级和相同的通用特性，因此围绕 LM358 放大器构建的电路，在使用 LM324 中相同的放大器时行为表现一致，条件是封装和引脚分配不同。因此对比不是性能竞赛，因为每个放大器的性能基本相同，它是封装和数量决策——电路板需要多少个放大器，哪种封装适合它们。理解这一点的工程师能正确解读后续对比内容：双路用于两个放大器的设计，四路用于四个放大器的设计，规格表则体现该系列的共同特性。

两款芯片也是同一放大器设计下的两种封装数量，这是理解整个对比的有用思维模型。德州仪器最初将 LM358 定义为双路、LM324 定义为同一通用放大器的四路版本，市场也以相同关系复制了这两款芯片，因此 LM324 实际上是 LM358 放大器在 14 引脚封装内重复四次的结果。其后果是数据手册中每个放大器的规格——每个放大器的电源电流、带宽、压摆率、输入失调——在两款芯片之间是可比的，而总静态电流、封装和引脚定义的差异才是选择时真正需要关注的差异。这一模型也解释了替换视角：需要四个放大器的设计可以选择 LM324，需要两个放大器的设计可以选择 LM358，两者都处于市场供货的引脚兼容器件系列中。核心区别在于数量，数量决定封装，封装决定引脚定义，而引脚定义才是电路板实际焊接的内容。

双路和四路运放系列按单个放大器对比

按单个放大器而非按封装对比两个系列，才是解读规格的正确方式。LM358 和 LM324 按单个放大器的电源电流是相同的设计参数，每个放大器约几百微安，因此当所有放大器均工作时，LM358 的电流约为 LM324 的一半，两款芯片之间的静态电流差异来自数量差异而非架构差异。带宽和压摆率按单个放大器是相同的，增益带宽积约 1MHz，压摆率约零点几伏每微秒，因为放大器是相同的硅片。输入失调和偏置电流按单个放大器是相同的，数据手册中的典型值和最大值适用于两个封装中每个放大器。因此按单个放大器对比就是对比共用设计，而 LM358 与 LM324 之间的选择就是数量和封装的选择，这是指南后续按数据手册解读的要点。

引脚定义与封装：LM358 vs LM324

封装和引脚定义是电路板实际关注的物理差异，比较首先是封装选型的决策。LM358采用8引脚封装，包括SOIC-8和DIP-8，内部集成两个运放：引脚1、引脚2和引脚3分别为第一个运放的输出、反相输入和同相输入，引脚5、引脚6和引脚7为第二个运放，引脚4和引脚8分别为负电源和正电源。LM324采用14引脚封装，包括SOIC-14和DIP-14，内部集成四个运放，电源位于引脚4和引脚11，其引脚定义为经典的四通道布局，这也是市场上常见的布局形式。

装载LM358的电路板无法直接替换为LM324，因为两者封装不同；而需要四个运放的设计也无法通过使用两个LM358来满足，否则将导致电路板面积翻倍、成本上升。封装选型是比较的首要决策，原理图和布局设计都以此为基础。

引脚定义还包含了电路板制作时设计人员查看的编号方式。LM358的8引脚双运放布局将第二个运放的引脚放置在封装与第一个运放相对的一侧；LM324的14引脚四运放布局则将四个运放交替排列在封装四周，电源引脚位于两端。各厂商之间的引脚兼容性是真实存在的：使用LM358双运放的设计配合相同8引脚布局的某厂商LM358系列器件，或使用LM324四运放的设计配合相同14引脚布局的某厂商LM324系列器件，两者替换时均无需更改电路板。因此，封装和引脚定义是比较的锚点，也是替代器件市场的锚点——工程师阅读这些信息后，选择电路板能够装载且供应商能够供货的器件。封装是比较的物理契约，引脚定义则是该契约的细则。

LM358 8引脚与LM324 14引脚布局对比

将8引脚和14引脚布局并排比较，可以直观看出差异。LM358的8引脚双运放在引脚4和引脚8共用电源，每个运放拥有独立的三个引脚——输出和两个输入，位于封装的同一侧；而LM324的14引脚四运放将电源放在引脚4和引脚11，四个运放的六个信号引脚交替排列在封装中间。电路板设计人员将布局视为封装焊盘图案，LM358的SOIC-8焊盘图案与LM324的SOIC-14焊盘图案截然不同，选型被锁定在原理图所绘制的布局上。

对于预留扩展空间的双运放设计，布局同样重要。因为设计若预期后续添加第三个或第四个运放，可以现在就选择LM324四运放并将多余的运放留空未用，或者选择LM358双运放，等设计扩展时再更改布局。布局比较是选型的物理层面，在原理图审查阶段解决，在数据手册审查开始之前完成。

供电范围与静态电流：LM358 vs LM324

LM358 和 LM324 的供电范围相同，这一规格特性使两款芯片在整个电路板电源架构中都具有实用价值。两款芯片均可采用单电源供电，电压范围为 3V 至 32V；也可采用双电源供电，电压范围为 ±1.5V 至 ±16V。两款芯片的输入电压均能覆盖负轨，这是输入级最显著的特征。宽电压供电范围意味着同一设计方案可以在不同电压等级的产品中通用——5V 电路板、12V 电路板、24V 电路板都无需更换放大器，这也是该系列芯片应用如此广泛的原因。静态电流的差异取决于放大器数量：LM358 消耗两个放大器所需的电流，LM324 消耗四个放大器所需的电流，因此当所有放大器均处于工作状态时，LM324 的总静态电流约为 LM358 的两倍。对于仅运行一至两个放大器的电池供电设计，应关注每放大器电流和关断特性，而非芯片的总静态电流。

供电对比还需关注输出摆幅和共模输入范围，因为单电源特性是数据手册重点突出的参数。两款芯片的输出摆幅均能接近正轨和负轨，经典限制是均无法实现完整的轨到轨输出；共模输入范围可覆盖负轨，但无法延伸至正轨，因此接近正轨的信号需要输入级提供额外余量。输入端接近负轨的单电源设计，即经典的传感器与地线连接方式，正是该系列芯片的设计初衷，因此对比分析应将这一特性视为共同特征，而非差异点。供电范围和静态电流是这场对比的电气基础，放大器数量差异是电池设计需要关注的数据，而共同的供电范围则是整个设计需要考量的参数。

如何读取双路和四路芯片的供电电流

读取双路和四路芯片的供电电流，需要关注放大器数量和负载情况。数据手册中的静态电流是指放大器不驱动负载时芯片消耗的电流，LM358 和 LM324 的每放大器静态电流数据相同，因此 LM324 的总静态电流约为 LM358 总静态电流乘以 2（加上两个额外放大器）。Rail 实际看到的电流是静态电流加上有源放大器驱动负载所需的电流，当输出驱动低阻抗负载时，驱动电流可能远超静态电流值。使用 LM324 四个放大器中两个的电池供电设计，应将 LM324 的有源静态电流与 LM358 进行对比；仅需四路芯片上两个放大器的设计，可能因更低的空载功耗而选择 LM358，也可能因预留未来扩展余量而选择 LM324——这一权衡就是在电流领域做出的数量决策。供电电流的读取是这场对比中实际能效决策的关键，是电池续航和热预算所依赖的参数。

带宽、压摆率和速度：LM358 vs LM324

LM358 和 LM324 的速度在每个放大器上是相同的，这是比较中通常声明的通用速度。约 1 兆赫兹的增益带宽积设定了在给定增益下的可用带宽，因此单位增益电路通过的信号最高约 1 兆赫兹，增益为 10 的电路通过的信号最高约 100 千赫兹，设计增益下的带宽就是选型读取的数字。约零点几伏每微秒的压摆率设定了大信号速度，必须再现快速大幅值信号的电路需要将压摆极限与信号的变化率进行对比。速度对于通用任务、传感器、控制回路、比较器和音频线路电平来说是足够的，对于高速信号处理则是极限，这部分留给更快的运放系列。因此速度的比较实际上是对共享设计的比较，LM358 和 LM324 速度相同，这正是数据手册做出的诚实声明。

速度读数也设定了对推动该系列电路的预期。一个以低速切换继电器或 LED 的比较器应用可以舒适地运行该系列，需要在几千赫兹精确响应的滤波器应用需要在滤波器的频率读取增益带宽积。需要采样保持的建立时间或脉冲的快速边沿的设计需要将压摆率与边沿进行对比，而该系列适度的压摆意味着快速脉冲是受限的。因此比较将速度与应用配对，规则是将 LM358 和 LM324 用于通用和低频任务，在带宽或压摆成为限制的地方选择更快的器件。速度是两个器件共同的边界，这个边界使比较保持诚实，选型保持脚踏实地。

增益带宽积如何限制两个运放

增益带宽积是表述两个器件速度极限的单一数字，它在电路使用的增益下读取。电压反馈运放的增益带宽积是一个常数，因此闭环带宽等于乘积除以闭环增益，LM358 和 LM324 的乘积约为 1 兆赫兹，提供约 1 兆赫兹的单位增益带宽和约 100 千赫兹的十倍增益带宽。需要 100 倍增益的电路读取 10 千赫兹的带宽，需要 1000 倍增益的电路读取 1 千赫兹的带宽，因此增益带宽积是增益相乘的边界。两个器件的比较是相同的边界，因为乘积是相同的设计参数，需要在同一增益下获得更多带宽的选型离开该系列选择更快的器件。增益带宽积读数是比较的速度准则，它是一个让通用器件保持在通用车道上的数字。

输入失调、偏置电流与精度：LM358 与 LM324

LM358 和 LM324 的精度规格每个放大器都相同，这定义了它们在模拟等级中的定位。输入失调电压通常在几毫伏范围内最多不超过十几毫伏，输入偏置电流在几十纳安级别，输入共模范围包含负电源轨，这些特性组合描述的是通用级输入级而非精密级。精度是电路误差预算的体现：读取毫伏级信号的传感器放大器将失调视为误差，而处理大信号的电平转换器或缓冲器则可忽略它，因此应用决定该芯片系列的精度是否满足需求。LM358 和 LM324 的精度比较结果相同，因为输入级是共用设计。若需要更低的失调或偏置电流，则需选择精密运放。精度边界是该芯片系列的明确定位，也是它们服务于通用任务而精密任务需要其他芯片的原因。

偏置电流值得单独关注，因为它与源阻抗相互作用。该芯片系列的输入偏置电流在几十纳安范围内，流经输入端并在外接阻抗上产生电压。对于高阻抗传感器源（如光电二极管或高值分压器），偏置被视为失调，需要通过平衡电阻和校准来补偿。使用高阻抗信号源的设计需在信号容限内评估偏置和失调，并添加补偿使芯片正常工作。双通道和四通道的偏置相同，因为输入级是共用的，选择取决于通道数量和封装。精度是芯片级比较的一半，由应用的误差预算决定，这也是该指南将精度保持在通用级框架内的原因。

LM358 和 LM324 精度足够的使用场景

该芯片系列的精度足以应对大多数模拟任务，明确使用场景有助于设定合理预期。在一伏特电平信号上切换阈值的比较器、映射信号范围的电平转换器、隔离信号源的缓冲器、经校准读取数十毫伏信号的传感器放大器，以及整形音频频段的有源滤波器，都可良好运行，因为失调和偏置相对信号很小，校准可吸收它们。该芯片系列不适合微伏级仪表测量、精密基准源或高精度转换器前端，这些设计中失调漂移和偏置电流占主导，应选择精密运放。判断规则是：信号远大于失调和偏置时选择 LM358 或 LM324，信号较小时选择精密运放。精度边界由应用决定，确保通用运放系列在其适合的领域发挥作用。

音频和信号路径考量

音频问题是 LM358 与 LM324 比较中最常见的问题之一，诚实的答案是这两个器件都不是高端音频放大器。LM358 和 LM324 提供通用速度，增益带宽积约 1 MHz，压摆率一般，加上经典输出级的交越失真，因此驱动负载的线路电平音频路径会听到交越失真和带宽限制。所以音频比较不是在两者之间选择（因为两者行为相同），而是关于音频角色的选择：控制信号、音调发生器、电平检测器或 LED 电平表可以接受地使用该系列，而听众评判的关键音频路径则需要选择音频级运放，如 TL072、NE5532 和音频行业标准化的其他器件。音频评估是比较的应用边界，也是指南直接说明该边界的原因，而不是美化这两个器件。

使用该系列的音频路径仍然可以做得足够好用，因为设计选择对质量的影响最大。在该系列上构建的线路电平缓冲器或音调控制级，配合正确的电源去耦、适中的源阻抗和轻负载，能够为非关键通道提供足够干净的信号，而需要音频级的设计则更换器件——通常使用相同的引脚定义，因为音频运放系列也包括引脚兼容的选项。因此，音频考虑是一个建议而非禁止，建议在选择器件之前先了解音频角色，在音频功能而非关键的地方使用该系列，在听众真正在意的地方选择音频级器件。音频评估完成了比较的应用映射，这也是 LM358 和 LM324 保持在由其速度和输出级定义的通用世界的原因。

为什么音频设计通常跳过 LM358 和 LM324

跳过 LM358 和 LM324 的音频设计有两个原因，数据手册已说明：带宽和输出级。约 1 MHz 的增益带宽积使开环增益和失真特性处于音频频段的区域，通用运放的失真和噪声对听感有影响，而经典输出级在音频大部分时间所处的低信号电平处增加了交越失真。音频级器件，如采用 JFET 输入且音频特性更干净的 TL072，以及驱动能力更强、带宽更宽的 NE5532，都是为音频路径而构建的，音频行业标准化它们是有原因的。需要干净音频信号的设计先了解音频角色，选择音频级器件，并经常发现相同引脚定义的布局可作为替代——这是通用级和音频级之间的替换桥梁。音频跳过是该系列的应用诚实判断，也是比较保持音频角色明确的原因。

LM358 和 LM324 的快速决策表

决策项	LM358（双路，8 引脚）	LM324（四路，14 引脚）
所需运放数量	两路	三路或四路
占位面积	SOIC-8、DIP-8	SOIC-14、DIP-14
静态电流	较低（两路运放）	较高（四路运放）
供电范围	单电源 3–32 V，双电源 ±1.5–16 V	相同
每路运放速度	~1 MHz 增益带宽积，压摆率一般	相同
输入特性	输入至负轨，通用失调/偏置	相同
音频	功能性，非关键	相同
最佳用途	简单两级信号路径、电池供电轨	多级模拟电路模块、每路运放成本优先

工作示例：为电池供电传感器板选择运放

为电池供电传感器板选择运放是展示比较权重在实际设计中应用的工作示例，双通道传感器信号路径是具体案例。该板由3.3V电池轨供电，通过两级路径读取传感器信号——放大级和缓冲级，需要两个放大器，这从一开始就指向LM358双通道而非LM324四通道。

应用权衡电池设计关注的各个维度：电源——3.3V轨在两个器件的供电范围内；静态电流——双通道比四通道的电流消耗更低；输入——传感器信号及其偏置和失调；输出——放大器和缓冲器所需的摆幅；速度——传感器信号带宽在家族限制范围内。

适合两级路径的候选方案是双通道型号，设计首先关注电流和电源，因为电池是限制因素，其次关注精度和速度，因为传感器信号允许这样的配置。该工作示例将比较展示为按应用权衡的过程，而指南末尾的决策表将这个过程简化为快速参考。

工作示例还读取电池设计增加的检查项目，因为该系列的静态电流及其在低电量时的行为是电池的真正考量。两个有源放大器消耗该系列每放大器的静态电流，总计约几百微安，这在电池预算中是真实但有限的消耗。该器件在3.3V轨上的表现，以及在电池放电时处于较低电量时的表现，需要根据设计所需的输出摆幅和输入范围来评估。

必须节省每微安的設計会审查该系列的静态电流与低功耗运放的对比，该系列与低功耗器件之间的比较采用与音频和精度评估相同的权衡方法。该工作示例完成了比较的实际一面，而采购视角随后予以保障。

如何采购LM358和LM324

LM358和LM324的采购对买家而言非常实际，因为两个器件都位于市场供应最广泛的系列中。LM358的8引脚双通道封装和LM324的14引脚四通道封装由每个主要供应商和众多国产器件再现，采购可以在相同的引脚布局上跨越供应商领域进行——LM358N、LM358DR、LM2904及国产双通道型号，以及LM324N、LM324DR、LM2902及国产四通道型号，这就是市场一直使用的第二货源深度。

采购按照系列已建立的流程对替代方案进行认证：来源、文档、测试证据和样品，验证运行本指南已读取的每放大器审查——电源、输入、输出、失调和偏置——对照数据手册和电路板。采购视角将LM358和LM324的选择转化为供应链保障的决策，这是比较的完成，也是两个器件保持为通用领域主力器件的原因。

LM358和LM324快速参考卡

问题	回答
设计需要多少个放大器？	两个：LM358双通道。三个或四个：LM324四通道。
电路板采用什么封装？	LM358：SOIC-8/DIP-8。LM324：SOIC-14/DIP-14。
电源轨是低功耗电池轨吗？	LM358消耗更低（两个放大器），两者都是通用器件。
信号需要音频或精密等级吗？	两个器件都不是音频或精密等级；请使用音频或精密系列。
两者接受什么电源范围？	3–32V单电源，±1.5–16V双电源。
每放大器的共有速度是多少？	约1 MHz增益带宽积，适中的压摆率。

快速参考卡是本指南的实践总结，是工程师在日常LM358与LM324决策时放在工作台旁边的卡片。

LM358 vs LM324：替代型号与替换方案

LM358 和 LM324 所属的系列在市场上有大量引脚兼容的替代型号，替换方案是本次对比的最后章节。LM358 采用 8 引脚双路布局，LM2904 和众多厂商变体也采用相同布局；LM324 采用 14 引脚四路布局，LM2902 和同样众多的厂商变体也采用相同布局。因此，设计可以从多个制造商采购相同功能的产品，也可以选择采用相同封装尺寸的国产器件。替换资质审核与其他任何替换遵循相同的规范：确认封装和引脚排列，确认供电范围和每通道放大器规格，确认设计所需的速度和精度，并在整个温度范围内对板上的替代器件进行测试。之所以引脚兼容，是因为该系列的布局已标准化；之所以功能兼容，是因为它们本质上是相同的通用放大器设计——正是这种组合使得 LM358 和 LM324 成为目录中最容易替换的器件之一。供应视角以供应保障结束本次对比。

该对比还为超出本系列范围的设计指明了速度更快、精度更高的同门器件。TL072、LM833 和音频级器件服务于音频通路，精密器件服务于仪器仪表，高速器件服务于快速信号处理，当应用需求超出本指南所划定的该系列边界时，可分别选择这些器件。LM358 和 LM324 仍是通用主力器件，是设计人员在需要稳定、单电源、多放大器功能且成本合理时的首选，本对比以客观的视角将其定位于这一角色。设计师以这种方式理解 LM358 vs LM324 对比后，会根据实际证据选择通道数、封装和供应商，而这一选择就是 datasheet 和电路板都能接受的工作答案。