555定时器IC的历史

2021-04-29

555定时器IC的历史

该555计时器是著名的芯片之一，在電(diàn)子界。但是，其发明历史并不為(wèi)人所知。本文(wén)将带您探索555定时器IC从创建到现在的时间。

什么是555定时器IC？

555定时器IC是一种多(duō)功能(néng)集成電(diàn)路芯片，可(kě)在定时器，振荡和脉冲发生電(diàn)路中找到其应用(yòng)。它是電(diàn)子世界的著名和流行的发明之一。单片定时電(diàn)路555定时器与在相同區(qū)域工作的运算放大器一样，既可(kě)靠又(yòu)便宜。它能(néng)够产生占空比為(wèi)50％至100％的稳定方波。

555 Timer IC的诞生

1971年在美國(guó)Signetics公司的领导下设计了首款555定时器IC 。正是他(tā)的这项设计工作，在汉斯在集成電(diàn)路技术领域的杰出事业中最為(wèi)突出。1971年夏天，对第一个设计进行了评估，该设计使用(yòng)恒定電(diàn)流源并具有(yǒu)9个引脚。审查通过后，汉斯想到了用(yòng)直流電(diàn)阻代替恒流源的新(xīn)想法。这减少管脚数从9至8，并使芯片可(kě)以采用(yòng)8引脚封装而不是14引脚封装。这种新(xīn)设计在1971年10月的审查中获得通过。该IC由25个晶體(tǐ)管，2个二极管和15个電(diàn)阻组成。為(wèi)了定义定时，提供了将R和C从外部连接的规定。

1972年，Signetics Corp.发布了其首款555定时器IC，采用(yòng)8引脚DIP和8引脚TO5金属罐封装，作為(wèi)SE / NE555定时器，并且是当时唯一的商(shāng)用(yòng)定时器IC。它的低成本和多(duō)功能(néng)性使其立即受到市场的欢迎。后来由其他(tā)12家公司生产，成為(wèi)最畅销的产品。

虽然，有(yǒu)一种信念，这种IC得到它从三个5K電(diàn)阻名字在其内部電(diàn)路，汉斯- [R Camenzind透露在他(tā)的书中，“ d esigning模拟芯片”， 这是西格尼蒂克经理(lǐ)，ArtFury的，爱数“ 555”，导致電(diàn)路命名。

555定时器IC的应用(yòng)：

多(duō)年来，電(diàn)子爱好者和工程师已经探索了可(kě)以使用(yòng)该IC的各个领域。从温度测量到稳压器再到各种多(duō)谐振荡器，该IC在成千上万的应用(yòng)中占据了突出的地位。555 TIMER IC的实现取决于其工作模式。正是555Timer IC的这种多(duō)功能(néng)性使其对于许多(duō)应用(yòng)有(yǒu)用(yòng)。

555定时器IC基本上具有(yǒu)三种工作模式。

双稳态：施密特触发器

单稳态模式：单拍模式

不稳定模式：自由运行模式

555定时器作為(wèi)多(duō)谐振荡器：

根据要使用(yòng)哪种类型的多(duō)谐振荡器（稳定/单稳态或双稳态多(duō)谐振荡器），选择555定时器的工作模式。例如，如果要设计单稳态多(duō)谐振荡器，我们将在单稳态模式下连接555定时器。

这些多(duō)谐振荡器用(yòng)于各种两种状态的设备中，例如张弛振荡器，定时器和触发器。

555定时器IC作為(wèi)PWM发生器：

使用(yòng)变量“控制”输入，可(kě)以使用(yòng)555定时器IC创建脉冲宽度调制（PWM）发生器。这里的占空比取决于模拟输入電(diàn)压。

555定时器的这种操作也可(kě)以在开关電(diàn)源（SMPS）電(diàn)路中看到。由于这些SMPS電(diàn)路在脉冲宽度调制（PWM）上工作，因此555定时器成為(wèi)设计人员的最主要选择，因為(wèi)它便宜且易于集成到電(diàn)路设计中。在这些電(diàn)路中，使用(yòng)了两个定时器IC。一种工作在不稳定模式下，另一种工作在PWM模式下。

 555timer IC的另一个应用(yòng)领域是小(xiǎo)型DC-DC转换器電(diàn)路。555定时器在稳定模式下运行时，可(kě)以产生指定频率的连续脉冲流。IC输出被馈送到转换器以产生所需的输出電(diàn)压。这些转换器電(diàn)路具有(yǒu)广泛的工业应用(yòng)。

其他(tā)使用(yòng)555计时器的電(diàn)路包括温度测量，湿度测量波形发生器，各种计时器電(diàn)路等。

最近，最常用(yòng)的是CMOS版本的IC。其中，最受欢迎的是MOTOROLA生产的IC，如MC1455。它可(kě)以直接用(yòng)作原始NE555 IC的替代品。该IC便于携带，价格约為(wèi)0.28美元。

555定时器IC的双极性和CMOS版本

自从生产出第一个IC以来，已有(yǒu)12个以上的独立公司制造了相同的IC。原始设计存在一些设计缺陷，例如比较器不平衡，较大的工作電(diàn)路以及对温度的敏感性。

因此，Hans R Camenzind重新(xīn)设计了现有(yǒu)的IC，以减少设计缺陷。该IC的设计优于其原始设计。改进的IC随后由ZSCTI555出售，但无法像原始555timer IC那样引起嗡嗡声。因此，原始设计在市场上仍然很(hěn)受欢迎。

但是，经典的双极性555 IC版本（如NE555 IC）使用(yòng)双极性晶體(tǐ)管，该晶體(tǐ)管会耗散大量功率并产生高電(diàn)流尖峰。因此，这些IC不能(néng)用(yòng)于低功耗应用(yòng)中。这為(wèi)新(xīn)的和相同版本的CMOS版本的设计铺平了道路。

CMOS代表“互补金属氧化物(wù)半导體(tǐ)”，并在增强模式下结合使用(yòng)n型MOSFET（NMOS）和p型MOSFET（PMOS）。所有(yǒu)PMOS晶體(tǐ)管的输入都来自電(diàn)压源或其他(tā)PMOS，而所有(yǒu)NMOS晶體(tǐ)管的输入都接地或连接到其他(tā)NMOS晶體(tǐ)管。这种成分(fēn)可(kě)降低功耗并降低電(diàn)流尖峰。

德克萨斯州仪器公司生产的LMC555是555定时器的CMOS版本的一个示例。

555定时器IC的衍生产品：

现在我们知道单个555定时器IC可(kě)以做什么。这意味着555定时器可(kě)以在同一電(diàn)路中用(yòng)作振荡器和脉冲发生器。為(wèi)此，许多(duō)公司多(duō)年来生产了555定时器IC的双极性和CMOS版本的许多(duō)引脚兼容的衍生物(wù)。

这些IC既可(kě)以采用(yòng)圆形金属罐封装，也可(kě)以采用(yòng)更常见的8引脚DIP封装。

 

制造了一种称為(wèi)556 IC的555定时器IC的14引脚封装，其中一个芯片中包含两个555定时器IC。此处，两个IC共用(yòng)一个公共接地和電(diàn)源引脚。其他(tā)12个引脚分(fēn)配给各个555定时器的输入和输出。

由得克萨斯仪器公司生产的双计时器IC LM556就是这样一种IC。这些IC非常适合顺序时序应用(yòng)。

558和559是16位DIP封装中的其他(tā)衍生产品，具有(yǒu)四个IC，其中DIS和THR内部连接。558 IC為(wèi)四边形IC，且被边沿触发。这样就无需在时序控制应用(yòng)中使用(yòng)耦合電(diàn)容器。