▲ Signetic公司产生的第一代NE555集成芯片
二、555集成芯片如何出身的?Hans R. Camenzind,在1971年设计了第一款555定时器集成芯片,当时他任职于美国Signetics公司。这个设计也成为Hans R. Camenzind在集成电路技能领域中最主要的一段经历。在1971年夏天,初版设计方案被审定,集成有恒流源电路,统共有9个管脚。

虽然方案被通过,Camenzind又提出了一个新的把稳,将原来的恒流源直接更换成一个电阻,这样所须要的芯片管脚就可以减少到8个,近而可以封装在8PIN电路封装里,而不须要利用14PIN的封装。在当年10月份新版的设计方案被通过,它统共包含有25个三极管、2个二极管以及15个电阻。通过外部的电阻、电容来确定定时器韶光周期。

▲ Hans R. Camenzind 发明了555定时器电路
在1972年,Signetic公司发布了第一款555定时器电路,有两款封装形式:8PIN的DIP封装以及8PIN的TO5金属罐封装。芯片旗子暗记为SE/NE555,是当时唯一商业化的芯片。由于这款新片价格低廉,但功能强大,一经问世就火爆脱销。后来,其他十二家公司也生产555集成芯片,它成为脱销集成芯片。
一贯有人认为555芯片之以是取名为555,是由于芯片中存在三个5k欧姆串联分压电阻。Hans R. Camnenzind在他的“Designing Analogue Chips”书中讲到,芯片的命名是由当时Segnetics公司主管,ArgFury给起的名字,而ArgFury最喜好的数字便是555。
关于555芯片的事情事理和利用先容可以拜会: 555 Timer-A complete Guide[1] 网文。
▲ 8PIN封装的555定时器电路管脚定义
三、555定时器电路运用经由多少年的积累,电子工程师和爱好者探索了555集成电路的不同运用领域,比如温度丈量、电源调理、各种振荡器。现在已经被上千例的运用方案。
555定时器的运用可以按照它的事情模式分类,正是它的丰富灵巧的事情模式使得它在很多电子设计中都霸占一席之地。
基本上,555定时器电路包括有三个事情模式: 1. 双稳态模式:施密特触发器; 2. 单稳态模式:单脉冲发生器; 3. 无稳态模式:自由多谐振荡器;
根据555的事情模式(无稳态、单稳态、双稳态),555集成电路可以组成不同形式的多谐振荡器。比如选择555组成单稳态模式,可以形成单稳态多谐振荡器。这些多谐振荡器可以进一步形成组成弛张振荡器、定时器、触发器等。
四、产生PWM波形可以通过改变555芯片的掌握引脚(PIN5)电压使得555缠手脉宽调制(PWM)旗子暗记,旗子暗记的占空比取决于掌握管脚的电压。
可以在开关电源电路中看到555集成电路的运用。开关电源中须要利用到PWM波形,很多设计者都将555定时器作为主要的选择,这得益于它价格低廉以及可以与其它电路很好结合。常日须要利用到两个555芯片,一个组成多谐振荡器,一个组成PWM旗子暗记产生电路。
小型DC-DC变换电路是其余一个555集成电路运用领域。此时,555定时器事情在振荡器状态,它的输出驱动逆变器产生输出的电压,这种电路是用在很多工业运用处所。
除此之外,555还被用于丈量温度、丈量湿度、波形产生以及各种定时器电路。
在实际运用中,CMOS工艺制作的555定时器电路运用最广,个中包括有MOTOROLA公司出品的MC1455。它可以直接更换NE555芯片,当时售价仅有0.25美元,十分亲民。
五、双极性三极管与CMOS两种工艺从555电路一开始设计,包括随后其他12个公司所生产的芯片它们都是相同的方案。个中包括有一些毛病,比如比较器失落衡,事情电路占用面积较大,对温度敏感等。
针对这些缺陷,Hans R. Camenzind重新设计了555电路,比起原来的电路改进了缺陷,提高了性能。新版555被命名为ZSCTI555。虽然芯片改进了,但是在某些蜂鸣器电路中却无法事情了,以是老的设计仍旧在市场上被发卖。
双极性555电路,花费电流大,会产生大的电流毛刺,在低功耗电路中无法运用。这也引起CMOS版本的555电路被设计出来,它可以极大降落电路的功耗以及所产生的电流毛刺噪声。
一款CMOS版本的555是由TI公司供应的LMC555.
▲ LM555集成芯片内部电路框图
六、555集成芯片的变种现在我们理解到了555电路的功能,它可构成连续振荡器电路,也可构成单脉冲振荡器电路。有很多功能兼容的555定时器集成电路被不同的公司生产出来,包括双极性和CMOS的555定时器。
下面给出了555集成芯片的两种封装形式:
▲ 555两种封装形式
有一种14PIN封装的电路,被称为556,它实际上是封装有两个相同的555的芯片。这两个555公用电源管脚,别的12管脚分别组成它们各自其他6个管脚。
TI公司产生的LM556便是一个双定时器电路芯片,比较适宜序列定时器的运用。
▲ LM556的管脚定义
还有一些DIP16封装的定时器电路,被称为558, 559。它们是集成有四个555芯片。558是用于边沿触发的四定时器芯片,省略了在序列定时运用中的耦合电容。
参考文献:The History of 555 Timer IC – Story of Invention by Hans Camenzind[3]参考资料[1]
555 定时器集成芯片: https://www.circuitstoday.com/555-timer
[2]
Circuit Today上的一篇文章: https://www.circuitstoday.com/the-history-555-timer-ic








