LM148, LM248, LM348, LM149 Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

LM148/LM248/LM348
Quad 741 Op Amps
LM149
Wide Band Decompensated (A

V (MIN)

= 5)

General Description

The LM148 series is a true quad 741. It consists of four
independent, high gain, internally compensated, low power
operational amplifiers which have been designed to provide
functional characteristics identical to those of the familiar
741 operational amplifier. In addition the total supply current
for all four amplifiers is comparable to the supply current of a
single 741 type op amp. Other features include input offset
currents and input bias current which are much less than
those of a standard 741. Also, excellent isolation between
amplifiers has been achieved by independently biasing each
amplifier and using layout techniques which minimize
thermal coupling. The LM149 series has the same features
as the LM148 plus a gain bandwidth product of 4 MHz at a
gain of 5 or greater.

The LM148 can be used anywhere multiple 741 or 1558 type
amplifiers are being used and in applications where amplifier
matching or high packing density is required. For lower
power refer to LF444.

Features

n

741 op amp operating characteristics

n

Class AB output stage — no crossover distortion

n

Pin compatible with the LM124

n

Overload protection for inputs and outputs

n

Low supply current drain:

0.6 mA/Amplifier

n

Low input offset voltage:

1 mV

n

Low input offset current:

4 nA

n

Low input bias current

30 nA

n

High degree of isolation between amplifiers:

120 dB

n

Gain bandwidth product

n

LM148 (unity gain):

1.0 MHz

n

LM149 (A

V

5):

4 MHz

Schematic Diagram

DS007786-1

* 1 pF in the LM149

December 2000

LM148/LM149

Series

Quad

741

Op

Amp

© 2001 National Semiconductor Corporation

DS007786

www.national.com

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Absolute Maximum Ratings

(Note 4)

If

Military/Aerospace

specified

devices

are

required,

please

contact

the

National

Semiconductor

Sales

Office/Distributors for availability and specifications.

LM148/LM149

LM248

LM348

Supply Voltage

±

22V

±

18V

±

18V

Differential Input Voltage

±

44V

±

36V

±

36V

Output Short Circuit Duration (Note 1)

Continuous

Continuous

Continuous

Power Dissipation (P

d

at 25˚C) and

Thermal Resistance (

θ

jA

), (Note 2)

Molded DIP (N) P

d

750 mW

θ

jA

100˚C/W

Cavity DIP (J) P

d

1100 mW

800 mW

700 mW

θ

JA

110˚C/W

110˚C/W

110˚C/W

Maximum Junction Temperature (T

jMAX

)

150˚C

110˚C

100˚C

Operating Temperature Range

−55˚C

T

A

+125˚C

−25˚C

T

A

+85˚C

0˚C

T

A

+70˚C

Storage Temperature Range

−65˚C to +150˚C

−65˚C to +150˚C

−65˚C to +150˚C

Lead Temperature (Soldering, 10 sec.) Ceramic

300˚C

300˚C

300˚C

Lead Temperature (Soldering, 10 sec.) Plastic

260˚C

Soldering Information

Dual-In-Line Package

Soldering (10 seconds)

260˚C

260˚C

260˚C

Small Outline Package

Vapor Phase (60 seconds)

215˚C

215˚C

215˚C

Infrared (15 seconds)

220˚C

220˚C

220˚C

See AN-450 “Surface Mounting Methods and Their Effect on Product Reliability” for other methods of soldering surface mount

devices.

ESD tolerance (Note 5)

500V

500V

500V

Electrical Characteristics

(Note 3)

Parameter

Conditions

LM148/LM149

LM248

LM348

Units

Min

Typ Max Min

Typ Max Min

Typ Max

Input Offset Voltage

T

A

= 25˚C, R

S

10 k

1.0

5.0

1.0

6.0

1.0

6.0

mV

Input Offset Current

T

A

= 25˚C

4

25

4

50

4

50

nA

Input Bias Current

T

A

= 25˚C

30

100

30

200

30

200

nA

Input Resistance

T

A

= 25˚C

0.8

2.5

0.8

2.5

0.8

2.5

M

Supply Current All Amplifiers

T

A

= 25˚C, V

S

=

±

15V

2.4

3.6

2.4

4.5

2.4

4.5

mA

Large Signal Voltage Gain

T

A

= 25˚C, V

S

=

±

15V

50

160

25

160

25

160

V/mV

V

OUT

=

±

10V, R

L

2 k

Amplifier to Amplifier

T

A

= 25˚C, f = 1 Hz to 20 kHz

Coupling

(Input Referred) See Crosstalk

−120

−120

−120

dB

Test Circuit

Small Signal Bandwidth

LM148 Series

1.0

1.0

1.0

MHz

T

A

= 25˚C

LM149 Series

4.0

4.0

4.0

MHz

Phase Margin

LM148 Series (A

V

= 1)

60

60

60

degrees

T

A

= 25˚C

LM149 Series (A

V

= 5)

60

60

60

degrees

Slew Rate

LM148 Series (A

V

= 1)

0.5

0.5

0.5

V/µs

T

A

= 25˚C

LM149 Series (A

V

= 5)

2.0

2.0

2.0

V/µs

Output Short Circuit Current

T

A

= 25˚C

25

25

25

mA

Input Offset Voltage

R

S

10 k

6.0

7.5

7.5

mV

Input Offset Current

75

125

100

nA

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

2

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Electrical Characteristics

(Continued)

(Note 3)

Parameter

Conditions

LM148/LM149

LM248

LM348

Units

Min

Typ Max Min

Typ Max Min

Typ Max

Input Bias Current

325

500

400

nA

Large Signal Voltage Gain

V

S

=

±

15V, V

OUT

=

±

10V,

25

15

15

V/mV

R

L

>

2 k

Output Voltage Swing

V

S

=

±

15V, R

L

= 10 k

±

12

±

13

±

12

±

13

±

12

±

13

V

R

L

= 2 k

±

10

±

12

±

10

±

12

±

10

±

12

V

Input Voltage Range

V

S

=

±

15V

±

12

±

12

±

12

V

Common-Mode Rejection

R

S

10 k

70

90

70

90

70

90

dB

Ratio

Supply Voltage Rejection

R

S

10 k

,

±

5V

V

S

±

15V

77

96

77

96

77

96

dB

Note 1: Any of the amplifier outputs can be shorted to ground indefinitely; however, more than one should not be simultaneously shorted as the maximum junction
temperature will be exceeded.

Note 2: The maximum power dissipation for these devices must be derated at elevated temperatures and is dicated by T

jMAX

,

θ

jA

, and the ambient temperature,

T

A

. The maximum available power dissipation at any temperature is P

d

= (T

jMAX

− T

A

)/

θ

jA

or the 25˚C P

dMAX

, whichever is less.

Note 3: These specifications apply for V

S

=

±

15V and over the absolute maximum operating temperature range (T

L

T

A

T

H

) unless otherwise noted.

Note 4: Refer to RETS 148X for LM148 military specifications and refer to RETS 149X for LM149 military specifications.

Note 5: Human body model, 1.5 k

in series with 100 pF.

Cross Talk Test Circuit

Application Hints

The LM148 series are quad low power 741 op amps. In the
proliferation of quad op amps, these are the first to offer the
convenience

of

familiar,

easy

to

use

operating

characteristics of the 741 op amp. In those applications
where 741 op amps have been employed, the LM148 series
op amps can be employed directly with no change in circuit
performance.

The LM149 series has the same characteristics as the
LM148 except it has been decompensated to provide a
wider bandwidth. As a result the part requires a minimum
gain of 5.

DS007786-6

DS007786-7

DS007786-43

V

S

=

±

15V

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

3

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Typical Performance Characteristics

Supply Current

DS007786-23

Input Bias Current

DS007786-24

Voltage Swing

DS007786-25

Positive Current Limit

DS007786-26

Negative Current Limit

DS007786-27

Output Impedance

DS007786-28

Common-Mode Rejection
Ratio

DS007786-29

Open Loop Frequency
Response

DS007786-30

Bode Plot LM148

DS007786-31

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

4

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Typical Performance Characteristics

(Continued)

Bode Plot LM149

DS007786-32

Large Signal Pulse
Response (LM148)

DS007786-33

Large Signal Pulse
Response (LM149)

DS007786-34

Small Signal Pulse
Response (LM148)

DS007786-35

Small Signal Pulse
Response (LM149)

DS007786-36

Undistorted Output
Voltage Swing

DS007786-37

Gain Bandwidth

DS007786-38

Slew Rate

DS007786-39

Inverting Large Signal Pulse
Response (LM149)

DS007786-40

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

5

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Typical Performance Characteristics

(Continued)

Application Hints

The LM148 series are quad low power 741 op amps. In the
proliferation of quad op amps, these are the first to offer the
convenience

of

familiar,

easy

to

use

operating

characteristics of the 741 op amp. In those applications
where 741 op amps have been employed, the LM148 series
op amps can be employed directly with no change in circuit
performance.

The LM149 series has the same characteristics as the
LM148 except it has been decompensated to provide a
wider bandwidth. As a result the part requires a minimum
gain of 5.

The package pin-outs are such that the inverting input of
each amplifier is adjacent to its output. In addition, the
amplifier outputs are located in the corners of the package
which simplifies PC board layout and minimizes package
related capacitive coupling between amplifiers.

The input characteristics of these amplifiers allow differential
input voltages which can exceed the supply voltages. In
addition, if either of the input voltages is within the operating
common-mode range, the phase of the output remains
correct. If the negative limit of the operating common-mode
range is exceeded at both inputs, the output voltage will be
positive. For input voltages which greatly exceed the
maximum

supply

voltages,

either

differentially

or

common-mode, resistors should be placed in series with the
inputs to limit the current.

Like the LM741, these amplifiers can easily drive a 100 pF
capacitive load throughout the entire dynamic output voltage
and current range. However, if very large capacitive loads
must be driven by a non-inverting unity gain amplifier, a
resistor should be placed between the output (and feedback
connection) and the capacitance to reduce the phase shift
resulting from the capacitive loading.

The output current of each amplifier in the package is limited.
Short circuits from an output to either ground or the power
supplies will not destroy the unit. However, if multiple output
shorts occur simultaneously, the time duration should be
short to prevent the unit from being destroyed as a result of
excessive power dissipation in the IC chip.

Inverting Large Signal Pulse
Response (LM148)

DS007786-41

Input Noise Voltage and
Noise Current

DS007786-42

Positive Common-Mode
Input Voltage Limit

DS007786-43

Negative Common-Mode Input
Voltage Limit

DS007786-5

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

6

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Application Hints

(Continued)

As with most amplifiers, care should be taken lead dress,
component placement and supply decoupling in order to
ensure stability. For example, resistors from the output to an
input should be placed with the body close to the input to
minimize “pickup” and maximize the frequency of the
feedback pole which capacitance from the input to ground
creates.

A feedback pole is created when the feedback around any
amplifier is resistive. The parallel resistance and capacitance

from the input of the device (usually the inverting input) to AC
ground set the frequency of the pole. In many instances the
frequency of this pole is much greater than the expected 3
dB frequency of the closed loop gain and consequently there
is negligible effect on stability margin. However, if the
feedback pole is less than approximately six times the
expected 3 dB frequency a lead capacitor should be placed
from the output to the input of the op amp. The value of the
added capacitor should be such that the RC time constant of
this capacitor and the resistance it parallels is greater than or
equal to the original feedback pole time constant.

Typical Applications—LM148

One Decade Low Distortion Sinewave Generator

DS007786-8

f

MAX

= 5 kHz, THD

0.03%

R1 = 100k pot. C1 = 0.0047 µF, C2 = 0.01 µF, C3 = 0.1 µF, R2 = R6 = R7 = 1M,
R3 = 5.1k, R4 = 12

, R5 = 240

, Q = NS5102, D1 = 1N914, D2 = 3.6V avalanche

diode (ex. LM103), V

S

=

±

15V

A simpler version with some distortion degradation at high frequencies can be made by using A1 as a simple inverting amplifier, and by putting back to back
zeners in the feedback loop of A3.

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

7

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Typical Applications—LM148

(Continued)

Low Cost Instrumentation Amplifier

DS007786-9

V

S

=

±

15V

R = R2, trim R2 to boost CMRR

Low Drift Peak Detector with Bias Current Compensation

DS007786-10

Adjust R for minimum drift
D3 low leakage diode
D1 added to improve speed
V

S

=

±

15V

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

8

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Typical Applications—LM148

(Continued)

Universal State-Variable Filter

DS007786-11

Tune Q through R0,
For predictable results: f

O

Q

4 x 10

4

Use Band Pass output to tune for Q

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

9

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Typical Applications—LM148

(Continued)

A 1 kHz 4 Pole Butterworth

DS007786-12

Use general equations, and tune each section separately
Q

1stSECTION

= 0.541, Q

2ndSECTION

= 1.306

The response should have 0 dB peaking

A 3 Amplifier Bi-Quad Notch Filter

DS007786-13

Ex: f

NOTCH

= 3 kHz, Q = 5, R1 = 270k, R2 = R3 = 20k, R4 = 27k, R5 = 20k, R6 = R8 = 10k, R7 = 100k, C1 = C2 = 0.001 µF

Better noise performance than the state-space approach.

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

10

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Typical Applications—LM148

(Continued)

A 4th Order 1 kHz Elliptic Filter (4 Poles, 4 Zeros)

DS007786-14

R1C1 = R2C2 = t
R'1C'1 = R'2C'2 = t'
f

C

= 1 kHz, f

S

= 2 kHz, f

p

= 0.543, f

Z

= 2.14, Q = 0.841, f'

P

= 0.987, f'

Z

= 4.92, Q' = 4.403, normalized to ripple BW

Use the BP outputs to tune Q, Q', tune the 2 sections separately
R1 = R2 = 92.6k, R3 = R4 = R5 = 100k, R6 = 10k, R0 = 107.8k, R

L

= 100k, R

H

= 155.1k,

R'1 = R'2 = 50.9k, R'4 = R'5 = 100k, R'6 = 10k, R'0 = 5.78k, R'

L

= 100k, R'

H

= 248.12k, R'f = 100k. All capacitors are 0.001 µF.

Lowpass Response

DS007786-15

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

11

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Typical Applications—LM149

Minimum Gain to Insure LM149 Stability

DS007786-16

The LM149 as a Unity Gain Inverter

DS007786-17

Non-inverting-Integrator Bandpass Filter

DS007786-18

For stability purposes: R7 = R6/4, 10R6 = R5, C

C

= 10C

f

O(MAX)

, Q

MAX

= 20 kHz, 10

Better Q sensitivity with respect to open loop gain variations than the state variable filter.
R7, C

C

added for compensation

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

12

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Typical Applications—LM149

(Continued)

Active Tone Control with Full Output Swing (No Slew Limiting at 20 kHz)

DS007786-19

V

S

=

±

15V, V

OUT(MAX)

= 9.1 V

RMS

,

f

MAX

= 20 kHz, THD

1%

Duplicate the above circuit for stereo

Max Bass Gain

.

(R1 + R2)/R1

Max Treble Gain

.

(R1 + 2R7)/R5

as shown: f

L

.

32 Hz, f

LB

.

320 Hz

f

H

.

11 kHz, f

HB

.

1.1 Hz

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

13

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Typical Applications—LM149

(Continued)

Triangular Squarewave Generator

DS007786-20

Use LM125 for

±

15V supply

The circuit can be used as a low frequency V/F for process control.
Q1, Q3: KE4393, Q2, Q4: P1087E, D1–D4 = 1N914

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

14

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Typical Simulation

LM148, LM149, LM741 Macromodel for Computer Simulation

DS007786-21

For more details, see IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-9, No. 6, December 1974

Note 6:

o1

= 112I

S

= 8 x 10

−16

Note 7:

o2

= 144

*

C2 = 6 pF for LM149

DS007786-22

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

15

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Connection Diagram

DS007786-2

Top View

Order Number LM148J, LM148J/883, LM149J/883, LM248J, LM348M, or LM348N

See NS Package Number J14A, M14A or N14A

LM148J is available per JM38510/11001

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

16

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Physical Dimensions

inches (millimeters) unless otherwise noted

Ceramic Dual-In-Line Package (J)

Order Number LM148J, LM148J/883, LM149J/883, LM248J

NS Package Number J14A

S.O. Package (M)

Order Number LM348M or LM348MX

NS Package Number M14A

LM148/LM149/LM248/LM348

www.national.com

17

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/lm148-html.html
background image

Physical Dimensions

inches (millimeters) unless otherwise noted (Continued)

LIFE SUPPORT POLICY

NATIONAL’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT
DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT AND GENERAL
COUNSEL OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION. As used herein:

1. Life support devices or systems are devices or

systems which, (a) are intended for surgical implant
into the body, or (b) support or sustain life, and
whose failure to perform when properly used in
accordance with instructions for use provided in the
labeling, can be reasonably expected to result in a
significant injury to the user.

2. A critical component is any component of a life

support device or system whose failure to perform
can be reasonably expected to cause the failure of
the life support device or system, or to affect its
safety or effectiveness.

National Semiconductor
Corporation
Americas
Tel: 1-800-272-9959
Fax: 1-800-737-7018
Email: support@nsc.com

National Semiconductor
Europe

Fax: +49 (0) 180-530 85 86

Email: europe.support@nsc.com

Deutsch Tel: +49 (0) 69 9508 6208
English

Tel: +44 (0) 870 24 0 2171

Français Tel: +33 (0) 1 41 91 8790

National Semiconductor
Asia Pacific Customer
Response Group
Tel: 65-2544466
Fax: 65-2504466
Email: ap.support@nsc.com

National Semiconductor
Japan Ltd.
Tel: 81-3-5639-7560
Fax: 81-3-5639-7507

www.national.com

Molded Dual-In-Line Package (N)

Order Number LM348N

NS Package Number N14A

LM148/LM149

Series

Quad

741

Op

Amp

National does not assume any responsibility for use of any circuitry described, no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications.

Maker
National Semiconductor
Datasheet PDF Download