National Semiconductor LM380 User Manual

TL/H/7380

LM380

Power

Audio

Amplifier

AN-69

National Semiconductor

Application Note 69

December 1972

LM380 Power Audio

Amplifier

INTRODUCTION

The LM380 is a power audio amplifier intended for consum-

er applications. It features an internally fixed gain of 50

(34 dB) and an output which automatically centers itself at

one-half of the supply voltage. A unique input stage allows

inputs to be ground referenced or AC coupled as required.

The output stage of the LM380 is protected with both short

circuit current limiting and thermal shutdown circuitry. All of

these internally provided features result in a minimum exter-

nal parts count integrated circuit for audio applications.

This paper describes the circuit operation of the LM380, its

power handling capability, methods of volume and tone con-

trol, distortion, and various application circuits such as a

bridge amplifier, a power supply splitter, and a high input

impedance audio amplifier.

CIRCUIT DESCRIPTION

Figure 1

shows a simplified circuit schematic of the LM380.

The input stage is a PNP emitter-follower driving a PNP dif-

ferential pair with a slave current-source load. The PNP

input is chosen to reference the input to ground, thus en-

abling the input transducer to be directly coupled.

The output is biased to half the supply voltage by resistor

ratio R

1

/R

2

. Negative DC feedback, through resistor R

2

,

balances the differential stage with the output at half supply,

since R

1

e

2 R

2

(

Figure 1

).

The second stage is a common emitter voltage gain amplifi-

er with a current-source load. Internal compensation is pro-

vided by the pole-splitting capacitor C

Ê

. Pole-splitting com-

pensation is used to preserve wide power bandwidth

(100 kHz at 2W, 8X). The output is a quasi-complementary

pair emitter-follower.

The amplifier gain is internally fixed to 34 dB or 50. This is

accomplished by the internal feedback network R

2

– R

3

. The

gain is twice that of the ratio R

2

/R

3

due to the slave current-

source which provides the full differential gain of the input

stage.

TABLE I. Electrical Characteristics (Note 1)

Parameter

Conditions

Min

Typ

Max

Units

Power Output (rms)

8X loads, 3% T.H.D. (Notes 3,4)

2.5

Wrms

Gain

40

50

60

V/V

Output Voltage Swing

8X load

14

V

p-p

Input Resistance

150k

X

Total Harmonic Distortion

P

o

e

1W, (Notes 4 & 5)

0.2

%

Power Supply Rejection

C

bypass

e

5 mF,

² e 120 Hz

38

dB

(Note 2)

Supply Voltage Range

8

22

V

Bandwidth

P

o

e

2W, R

L

e

8X

100k

Hz

Quiescent Output Voltage

8

9

10

V

Quiescent Supply Current

7

25

mA

Short Circuit Current

1.3

A

Note 1:

V

S

e

18V; T

A

e

25

§

C unless otherwise specified.

Note 2:

Rejection ratio referred to output.

Note 3:

With device Pins 3, 4, 5, 10, 11, 12 soldered into a

(/16

×

epoxy glass board with 2 ounce copper foil with a minimum surface of six square inches.

Note 4:

If oscillation exists under some load conditions, add a 2.7X resistor and 0.1 mF series network from Pin 8 to ground.

Note 5:

C

bypass

e

0.47 mF on Pin 1.

Note 6:

Pins 3, 4, 5, 10, 11, 12 at 50

§

C derates 25

§

C/W above 50

§

C case.

C1995 National Semiconductor Corporation

RRD-B30M115/Printed in U. S. A.