LM386 オペアンプのピン配置、動作、回路

LM386オーディオアンプ回路の作り方

LM386オペアンプは、オーディオ機器で非常に人気のある低電圧オーディオパワーアンプICです。趣味のプロジェクトから業務用機器まで、LM386はそのシンプルさ、効率性、そして使いやすさで知られています。このガイドでは、ピン配置、動作原理、内部回路図、一般的な回路設計、さらには代替品まで、LM386オペアンプについて知っておくべきことをすべて解説します。

LM386とは何ですか？

LM386は、オーディオ用途向けに特別に設計されたパワーアンプです。微弱なオーディオ信号の振幅を増幅し、小型スピーカーを駆動するために使用されます。LM386の最大の利点の一つは、多くの外付け部品を必要としないことです。そのため、初心者、プロトタイピング、そしてコンパクトなアプリケーションに最適です。

LM386は、汎用オペアンプとは異なり、スピーカーを直接駆動できる十分な電力を供給するように設計されています。単なるプリアンプではなく、完全なミニパワーアンプです。小型ながら、6V電源駆動時に8Ω負荷に約0.325Wのオーディオ出力を供給できます。

LM386の特徴

LM386 が低電力オーディオ アプリケーションに最適な主な機能は次のとおりです。

動作電圧: 4V～12V（LM386Nは最大18Vをサポート）

静止電流: わずか4mA、バッテリー駆動のデバイスに最適

得: 内部で20に固定されていますが、ピン1と8の間にコンデンサを接続することで200まで増加できます。

出力電力: 8Ωスピーカーで6Vで約0.325W

周波数応答: 300 Hz～100 kHz

THD（全高調波歪み）: 1%未満

コンパクトな8ピンDIP/SOICパッケージ

ノイズ低減のためのバイパスピンを内蔵

ほとんどのアプリケーションではヒートシンクは不要

これらの機能により、LM386 はポータブルラジオ、小型オーディオスピーカー、玩具、インターホンなどに適しています。

LM386 ピン配置

LM386を回路に配線する前に、ピン配置を理解することが不可欠です。以下に詳細を説明します。

ピン番号	名前	説明
1	得	ゲイン制御ピン
2	– 入力	反転入力
3	+ 入力	非反転入力
4	GND	地面
5	VOUT	出力
6	VS	供給電圧
7	バイパス	バイパスコンデンサピン
8	得	ゲイン制御ピン

コントロールを獲得

デフォルトでは、ゲインは 20 に設定されています。ピン 1 と 8 の間にコンデンサを接続すると、ゲインを最大 200 まで増やすことができます。これにより、必要な増幅レベルに応じて IC の適応性が大幅に向上します。

LM386の動作原理

LM386 はどのように動作するのでしょうか?

LM386 は、微弱なオーディオ信号を増幅して小型スピーカーやヘッドフォンを駆動する低電圧オーディオ パワー アンプです。

オーディオ入力:

入力信号は非反転入力 (ピン 3) に適用され、反転入力 (ピン 2) は接地されます。

ゲインコントロール:

デフォルトのゲインは 20 です。ピン 1 とピン 8 の間にコンデンサを接続すると、ゲインは最大 200 まで増加します。

増幅：

内部増幅段はゲインを適用し、信号の振幅を増加させます。

出力段:

増幅された信号は、通常は DC をブロックするカップリング コンデンサを介して、ピン 5 を介して接続されたスピーカーに送信されます。

電源とノイズ制御：

LM386 はピン 6 を介して 4V ～ 12V で動作し、ピン 7 のバイパス コンデンサによってノイズを低減できます。

この効率的な設計により、LM386 はポータブル スピーカー、ラジオ、DIY オーディオ プロジェクトに最適です。

LM386回路設計

LM386 回路を設計するときは、最適なパフォーマンスを確保するために次の要素を考慮してください。

電源電圧:

1. 4V～12V（一部モデルでは最大18V）で動作します。

2. ノイズを低減するために、ピン 6 の近くにデカップリング コンデンサ (0.1µF および 100µF) を使用します。

ゲインコントロール:

1. デフォルトのゲインは 20 です。ゲインを 200 に増やすには、ピン 1 と 8 の間に 10µF のコンデンサを追加します。

2. ゲインを高くするとノイズが発生する可能性があります。バイパス コンデンサを使用してノイズを最小限に抑えます。

スピーカーインピーダンス:

1. 8Ωスピーカーに最適です。

2. インピーダンスが低いと IC が過熱する可能性があり、インピーダンスが高いと出力電力が低下します。

ノイズ低減:

1. ノイズを低減するために、ピン 7 からグランドに 0.1µF のコンデンサを追加します。

2. 干渉を最小限に抑えるため、入力トレースと出力トレースを短くします。

熱管理:

1. 通常の使用ではヒートシンクは必要ありません。

2. 連続的に高出力のアプリケーションを実行する場合は、適切な換気を確保してください。

音量とトーンのコントロール:

1. 音量調整には 10kΩ ～ 100kΩ のポテンショメータを使用します。

2. 必要に応じて、トーン コントロール用のシンプルな RC フィルターを追加します。

回路保護:

1. より安全な操作のために逆接続保護ダイオードとヒューズを組み込みます。

2. これらのガイドラインに従うことで、オーディオ アプリケーション用の効率的で信頼性の高い LM386 回路を作成できます。

LM386 アプリケーション

LM386 は、そのシンプルさ、低コスト、効率性により、さまざまなアプリケーションで一般的に使用されている低電圧オーディオ パワー アンプです。

ポータブルオーディオアンプ:

小型スピーカー システム、バッテリー駆動デバイス、オーディオ再生モジュールに使用されます。

インターホンおよび通信機器:

インターホンシステム、双方向通信デバイス、音声録音ユニットに最適です。

音響効果回路:

効果音ジェネレーター、音楽玩具、教育機器に統合されています。

マイクプリアンプ:

音声増幅およびオーディオ処理のために、マイクからの低レベル信号を増幅します。

オーディオテスト機器:

スピーカーの出力や回路の機能を評価するための小規模テスト装置で使用されます。

補聴器および補助装置:

消費電力が低いため、補聴補助装置に適しています。

LM386 は汎用性が高いため、商用および DIY の電子プロジェクトの両方で人気のある選択肢となっています。

LM386の長所と短所

長所:

1. 外部コンポーネントが最小限で、シンプルで使いやすい。

2. 消費電力が低いため、バッテリー駆動のデバイスに最適です。

3. 1 つのコンデンサでゲイン (20 ～ 200) を調整できます。

4. 小規模プロジェクト向けのコンパクトな 8 ピン パッケージ。

5. 追加部品なしで小型スピーカーを直接駆動します。

短所:

1. 出力電力が制限されている（0.325W）ため、大型スピーカーには適していません。

2. 高ゲインではノイズや歪みが発生する可能性があります。

3. 高忠実度オーディオには適していません。

4. 連続高負荷使用により過熱する場合があります。

5. モノラル出力のみ。ステレオアプリケーションには 2 つの IC が必要です。

LM386 は小型で低電力のオーディオ アプリケーションには最適ですが、高品質または高電力のサウンド システムには適さない可能性があります。

LM386 同等品および代替 IC

LM386は汎用性と信頼性に優れたオーディオアンプICですが、より高い出力、より高い効率、あるいは追加機能が必要な場合は、いくつかの代替品があります。以下に、LM386の一般的な同等品および代替品をご紹介します。

写真	名前	タイプ	出力	供給電圧	主な特徴	パッケージ
	TDA2822	デュアルオーディオアンプ	チャンネルあたり1W	3V～15V	ステレオ出力をサポート、低コスト	DIP-8、SOP-8
	PAM8403	クラスDオーディオアンプ	チャンネルあたり3W	2.5V～5.5V	高効率デジタルアンプ	SOP-16
	TDA7052	モノラルオーディオアンプ	1W	3V～18V	出力に外部コンポーネントは不要	DIP-8、SO-8
	LM380	オーディオパワーアンプ	2W	10V～22V	LM386よりも高い出力	DIP-14、TO-220-14

適切な選択肢を選ぶ

1. より高い出力が必要な場合: LM386 の 0.325W を超える出力が必要な場合は、TDA2822 または LM380 を検討してください。

2. バッテリー駆動デバイスの場合: PAM8403 はより効率的なクラス D アンプであり、消費電力と発熱量が少なくなります。

3. ステレオ オーディオの場合: TDA2822 は、シンプルな回路でステレオ機能を提供します。

4. シンプルなアプリケーション向け: TDA7052 は、外部コンポーネントが最小限で使いやすいアンプであり、おもちゃや音声増幅に適しています。

LM386 は低電力のアナログオーディオ増幅に最適な選択肢ですが、これらの代替品は、より要求の厳しいアプリケーション向けの特殊なソリューションを提供します。

LM386 パッケージタイプ

SOIC（スモールアウトライン集積回路）:

SOICパッケージは、ガルウィングリードを備えた表面実装パッケージで、主に小型・軽量設計に使用されます。優れた電気特性を備え、民生用電子機器やポータブルオーディオ機器に広く使用されています。フットプリントが小さいため、スペースが限られたアプリケーションに最適です。

P（R-PDIP-T8）：

R-PDIP-T8（8ピンのプラスチック・デュアル・インライン・パッケージとも呼ばれる）は、従来型のスルーホールパッケージです。堅牢な機械的強度を備え、手作業による組み立てや試作段階での取り扱いが容易です。信頼性の高い接続とシンプルなPCB設計が求められるアプリケーションに最適です。

VSSOP (超薄型シュリンク スモール アウトライン パッケージ):

VSSOPは、高密度回路基板向けに設計された超小型表面実装パッケージです。薄型・小型のフォームファクタは、ポータブルスピーカー、補聴器、バッテリー駆動デバイスなど、スペースが限られたアプリケーションに最適です。小型でありながら、効率的な熱管理と信頼性の高いパフォーマンスを実現します。

結論

LM386オペアンプは、小型オーディオアンプに最適なコンパクトで実用的なソリューションです。DIYスピーカー、ミニチュアギターアンプ、あるいは初めて電子工学を学ぶ方など、どんな用途でも、LM386は性能とシンプルさを両立しています。LM386のピン配置、動作原理、そして回路の組み立て方を理解すれば、様々なプロジェクトに簡単に組み込むことができます。