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555定時(shí)器IC的歷史
555定時(shí)器IC的歷史
該555計(jì)時(shí)器是著名的芯片之一，在電子界。但是，其發(fā)明歷史并不為人所知。本文將帶您探索555定時(shí)器IC從創(chuàng)建到現(xiàn)在的時(shí)間。
什么是555定時(shí)器IC？
555定時(shí)器IC是一種多功能集成電路芯片，可在定時(shí)器，振蕩和脈沖發(fā)生電路中找到其應(yīng)用。它是電子世界的著名和流行的發(fā)明之一。單片定時(shí)電路555定時(shí)器與在相同區(qū)域工作的運(yùn)算放大器一樣，既可靠又便宜。它能夠產(chǎn)生占空比為50％至100％的穩(wěn)定方波。
555 Timer IC的誕生
1971年在美國(guó)Signetics公司的領(lǐng)導(dǎo)下設(shè)計(jì)了首款555定時(shí)器IC 。正是他的這項(xiàng)設(shè)計(jì)工作，在漢斯在集成電路技術(shù)領(lǐng)域的杰出事業(yè)中最為突出。1971年夏天，對(duì)第一個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了評(píng)估，該設(shè)計(jì)使用恒定電流源并具有9個(gè)引腳。審查通過后，漢斯想到了用直流電阻代替恒流源的新想法。這減少管腳數(shù)從9至8，并使芯片可以采用8引腳封裝而不是14引腳封裝。這種新設(shè)計(jì)在1971年10月的審查中獲得通過。該IC由25個(gè)晶體管，2個(gè)二極管和15個(gè)電阻組成。為了定義定時(shí)，提供了將R和C從外部連接的規(guī)定。
1972年，Signetics Corp.發(fā)布了其首款555定時(shí)器IC，采用8引腳DIP和8引腳TO5金屬罐封裝，作為SE / NE555定時(shí)器，并且是當(dāng)時(shí)唯一的商用定時(shí)器IC。它的低成本和多功能性使其立即受到市場(chǎng)的歡迎。后來由其他12家公司生產(chǎn)，成為最暢銷的產(chǎn)品。
雖然，有一種信念，這種IC得到它從三個(gè)5K電阻名字在其內(nèi)部電路，漢斯- [R Camenzind透露在他的書中，“ d esigning模擬芯片”， 這是西格尼蒂克經(jīng)理，ArtFury的，愛數(shù)“ 555”，導(dǎo)致電路命名。
555定時(shí)器IC的應(yīng)用：
多年來，電子愛好者和工程師已經(jīng)探索了可以使用該IC的各個(gè)領(lǐng)域。從溫度測(cè)量到穩(wěn)壓器再到各種多諧振蕩器，該IC在成千上萬的應(yīng)用中占據(jù)了突出的地位。555 TIMER IC的實(shí)現(xiàn)取決于其工作模式。正是555Timer IC的這種多功能性使其對(duì)于許多應(yīng)用有用。
555定時(shí)器IC基本上具有三種工作模式。
雙穩(wěn)態(tài)：施密特觸發(fā)器
單穩(wěn)態(tài)模式：?jiǎn)闻哪Ｊ?span>
不穩(wěn)定模式：自由運(yùn)行模式
555定時(shí)器作為多諧振蕩器：
根據(jù)要使用哪種類型的多諧振蕩器（穩(wěn)定/單穩(wěn)態(tài)或雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器），選擇555定時(shí)器的工作模式。例如，如果要設(shè)計(jì)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，我們將在單穩(wěn)態(tài)模式下連接555定時(shí)器。
這些多諧振蕩器用于各種兩種狀態(tài)的設(shè)備中，例如張弛振蕩器，定時(shí)器和觸發(fā)器。
555定時(shí)器IC作為PWM發(fā)生器：
使用變量“控制”輸入，可以使用555定時(shí)器IC創(chuàng)建脈沖寬度調(diào)制（PWM）發(fā)生器。這里的占空比取決于模擬輸入電壓。
555定時(shí)器的這種操作也可以在開關(guān)電源（SMPS）電路中看到。由于這些SMPS電路在脈沖寬度調(diào)制（PWM）上工作，因此555定時(shí)器成為設(shè)計(jì)人員的最主要選擇，因?yàn)樗阋饲乙子诩傻诫娐吩O(shè)計(jì)中。在這些電路中，使用了兩個(gè)定時(shí)器IC。一種工作在不穩(wěn)定模式下，另一種工作在PWM模式下。
555timer IC的另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是小型DC-DC轉(zhuǎn)換器電路。555定時(shí)器在穩(wěn)定模式下運(yùn)行時(shí)，可以產(chǎn)生指定頻率的連續(xù)脈沖流。IC輸出被饋送到轉(zhuǎn)換器以產(chǎn)生所需的輸出電壓。這些轉(zhuǎn)換器電路具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用。
其他使用555計(jì)時(shí)器的電路包括溫度測(cè)量，濕度測(cè)量波形發(fā)生器，各種計(jì)時(shí)器電路等。
最近，最常用的是CMOS版本的IC。其中，最受歡迎的是MOTOROLA生產(chǎn)的IC，如MC1455。它可以直接用作原始NE555 IC的替代品。該IC便于攜帶，價(jià)格約為0.28美元。
555定時(shí)器IC的雙極性和CMOS版本
自從生產(chǎn)出第一個(gè)IC以來，已有12個(gè)以上的獨(dú)立公司制造了相同的IC。原始設(shè)計(jì)存在一些設(shè)計(jì)缺陷，例如比較器不平衡，較大的工作電路以及對(duì)溫度的敏感性。
因此，Hans R Camenzind重新設(shè)計(jì)了現(xiàn)有的IC，以減少設(shè)計(jì)缺陷。該IC的設(shè)計(jì)優(yōu)于其原始設(shè)計(jì)。改進(jìn)的IC隨后由ZSCTI555出售，但無法像原始555timer IC那樣引起嗡嗡聲。因此，原始設(shè)計(jì)在市場(chǎng)上仍然很受歡迎。
但是，經(jīng)典的雙極性555 IC版本（如NE555 IC）使用雙極性晶體管，該晶體管會(huì)耗散大量功率并產(chǎn)生高電流尖峰。因此，這些IC不能用于低功耗應(yīng)用中。這為新的和相同版本的CMOS版本的設(shè)計(jì)鋪平了道路。
CMOS代表“互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體”，并在增強(qiáng)模式下結(jié)合使用n型MOSFET（NMOS）和p型MOSFET（PMOS）。所有PMOS晶體管的輸入都來自電壓源或其他PMOS，而所有NMOS晶體管的輸入都接地或連接到其他NMOS晶體管。這種成分可降低功耗并降低電流尖峰。
德克薩斯州儀器公司生產(chǎn)的LMC555是555定時(shí)器的CMOS版本的一個(gè)示例。
555定時(shí)器IC的衍生產(chǎn)品：
現(xiàn)在我們知道單個(gè)555定時(shí)器IC可以做什么。這意味著555定時(shí)器可以在同一電路中用作振蕩器和脈沖發(fā)生器。為此，許多公司多年來生產(chǎn)了555定時(shí)器IC的雙極性和CMOS版本的許多引腳兼容的衍生物。
這些IC既可以采用圓形金屬罐封裝，也可以采用更常見的8引腳DIP封裝。
制造了一種稱為556 IC的555定時(shí)器IC的14引腳封裝，其中一個(gè)芯片中包含兩個(gè)555定時(shí)器IC。此處，兩個(gè)IC共用一個(gè)公共接地和電源引腳。其他12個(gè)引腳分配給各個(gè)555定時(shí)器的輸入和輸出。
由得克薩斯儀器公司生產(chǎn)的雙計(jì)時(shí)器IC LM556就是這樣一種IC。這些IC非常適合順序時(shí)序應(yīng)用。
558和559是16位DIP封裝中的其他衍生產(chǎn)品，具有四個(gè)IC，其中DIS和THR內(nèi)部連接。558 IC為四邊形IC，且被邊沿觸發(fā)。這樣就無需在時(shí)序控制應(yīng)用中使用耦合電容器。