一顆1971年面世的芯片，依然大賣

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來源 ： 內(nèi)容 編譯自 allaboutcircuit 。

到了20世紀(jì)70年代初，工程師們已經(jīng)擁有了振蕩器、定時(shí)器和單穩(wěn)態(tài)電路，只是它們并不集成在一個(gè)集成電路中。使用分立元件的模擬電路笨重，而現(xiàn)有的定時(shí)器芯片缺乏靈活性。這種情況在1971年發(fā)生了改變，當(dāng)時(shí)，Signetics公司的承包商Hans Camenzind設(shè)計(jì)了一款通用定時(shí)器芯片，僅使用了約25個(gè)晶體管、幾個(gè)二極管和一個(gè)巧妙的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)。

最終，NE555應(yīng)運(yùn)而生：一款八引腳模擬定時(shí)器，可以根據(jù)連接方式產(chǎn)生單穩(wěn)態(tài)、方波和觸發(fā)器。它采用單電源供電，具有強(qiáng)大的輸出級(jí)，并且能夠耐受嘈雜的環(huán)境。Signetics 公司一經(jīng)推出，便迅速在業(yè)余愛好者和工業(yè)界掀起了一股熱潮。

在此后的幾十年里，555 芯片已廣泛應(yīng)用于 LED 閃光燈、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、伺服測(cè)試儀、壓控振蕩器 (VCO)、去抖電路等眾多領(lǐng)域。工程師們用它來控制繼電器、播放旋律、檢測(cè)脈沖丟失以及確保看門狗定時(shí)器的正常運(yùn)行。它的出貨量已達(dá)數(shù)百億顆，而如今的 CMOS 版本延續(xù)了這一傳統(tǒng)，在保留數(shù)百萬工程師成長過程中所秉持的思維模式的同時(shí)，功耗也大幅降低。

根據(jù)引腳的連接方式，555 可以在以下三種核心模式之一下運(yùn)行：

單穩(wěn)態(tài)（單觸發(fā)）：觸發(fā)端的負(fù)脈沖將輸入拉低至 1/3 VCC 以下，置位鎖存器并將輸出置高。然后，電容通過電阻充電，當(dāng)電壓達(dá)到 2/3 VCC 時(shí)，鎖存器復(fù)位，輸出下降。脈沖寬度為 t ≈ 1.1 RC。

非穩(wěn)態(tài)（自由振蕩）：在接地和引腳6 (THRES) 之間放置一個(gè)電容，并由兩個(gè)電阻（RA 和 RB）控制充電/放電時(shí)間，輸出將持續(xù)振蕩。頻率大約為 f ≈ 1.44 / ((RA + 2RB) x C)。

雙穩(wěn)態(tài)（觸發(fā)器）：TRIG 和 THRES 可用作置位/復(fù)位輸入，使 555 能夠用作基本存儲(chǔ)元件或去抖開關(guān)。

該IC還包含一個(gè)控制電壓引腳，用于外部調(diào)制或PWM控制，提供2/3 VCC閾值。如果不使用，通常會(huì)通過一個(gè)10 nF電容將其旁路至地，以避免不穩(wěn)定。

555 最實(shí)用的設(shè)計(jì)特性之一是其輸出級(jí)。雙極型輸出電流約為 200 mA，足以直接驅(qū)動(dòng)小負(fù)載，因此早在微控制器變得廉價(jià)且普及之前，它就已成為低元件數(shù)量電路的首選。

盡管 555 具有模擬簡單性，但它仍然出現(xiàn)在新設(shè)計(jì)中，因?yàn)閷⑵浼{入仍然有意義。

微控制器可能顯得有些過頭，但 555 芯片卻是一種快速、確定且堅(jiān)固耐用的解決方案，只需幾個(gè)無源元件即可實(shí)現(xiàn)脈沖、延遲或閃爍行為。隨著 TLC555 和 LMC555 等 CMOS 版本的推出，該芯片的吸引力擴(kuò)展到了低功耗、電池供電和軌對(duì)軌擺動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域。

當(dāng)然，也存在一些權(quán)衡。雙極型 NE555 由于其輸出瞬變較大，可能會(huì)引入 VCC 噪聲尖峰。此外，它還具有不對(duì)稱的輸出驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度，并且在基本非穩(wěn)態(tài)模式下最小占空比超過 50%，不過跨接 RB 的分流二極管或采用其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以解決這個(gè)問題。

盡管如此，對(duì)于那些從小就用面包板上的 555 芯片控制閃爍 LED 的工程師來說，這款芯片堪稱模擬電路優(yōu)雅的標(biāo)桿：無需固件，無需初始化，只需幾伏電壓和一個(gè)電容。而且，它的出貨量至今仍是大多數(shù)數(shù)字 IC 夢(mèng)寐以求的。

https://www.allaboutcircuits.com/news/the-ne555-the-timer-that-refused-to-quit/

*免責(zé)聲明：本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個(gè)人觀點(diǎn)，半導(dǎo)體行業(yè)觀察轉(zhuǎn)載僅為了傳達(dá)一種不同的觀點(diǎn)，不代表半導(dǎo)體行業(yè)觀察對(duì)該觀點(diǎn)贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯(lián)系半導(dǎo)體行業(yè)觀察。

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