Circuiti Integrati : 555

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1 ircuii Inegrai : 555

2 Il circuio inegrao 555, inrodoo per la prima vola inorno il 1971, fu il primo circuio inegrao commerciale con funzione di imer. ale componene è oggi uilizzao in molissimi circuii sia nella versione originale sia nella versione MO. Le due figure soosani mosrano i due package sandard e la corrispondene disposizione dei erminali. 1. Ground 2. rigger 3. Oupu 4. ese 5. onrol Vol. 6. hreshold 7. Discharge 8. (+) Ground rigger Oupu ese Discharge hreshold onrol Volage Per ale circuio inegrao esisono moleplici applicazioni che, d alra pare, corrispondono in genere a due modi di funzionameno: ome imer (Modo monosabile) ome oscillaore (Modo asabile)

3 + 6 onrollo 5 oglia 2 rigger 7 carica 1GND omp.1-4ese Q _ Q Uscia + omp.2-3 Il I 555, prende il suo nome dai 3 resisori da 5kΩ impiegai per realizzare l inegrao. I re resisori ripariscono la ensione Vcc in modo ale che sull ingresso + del comp.2 è applicaa una ensione pari a Vcc, menre sull ingresso - del comp.1 è applicaa la ensione 2Vcc. Per cui si può considerare la seguene abella: onrollo rigger < 2Vcc > Vcc > 2Vcc > Vcc < 2Vcc < Vcc > 2Vcc < Vcc Alo Alo Alo Alo Q n+1 & Ou Q n Alo Ind. Q n+1 Q n Alo Ind. Vcc 2 0 Ou Ou Vcc 2 0 Ou Ou

4 8+Vcc 4 ese Pin 1 (Massa) Pin 2 (rigger) Uilizzao per seare il flipflop, quando la ensione applicaa al pin 2 passa da un valore maggiore ad un valore minore di Vcc, l uscia del comparaore scaa al valore alo 6 onrollo seando così il flip-flop. Pin 3 (Uscia) l uscia del 555 è piloaa da un buffer inverene capace di raare correni di 200mA. on ensioni d uscia pari a circa Vcc-1.5 V o 0.1V. Pin 4 (ese) Quando è allo sao alo (Vcc) il rese è disaivao. Quando è allo sao basso (0-0.4V) il rese è aivo per cui Q è porao allo sao alo e l uscia allo sao basso. Pin 5 (oglia) apace di fornire un diverso valore (2Vcc) di rigger. In genere è connesso a massa ramie un condensaore da 0.01μF Pin 6 (onrollo) Ingresso al comparaore 1 è uilizzao per researe il flip-flop mediane una ensione che passa da un valore minore ad un valore maggiore di 2Vcc Pin 7 (carica) E connesso al colleore di un ransisor npn è uilizzao per corocircuiare il pin 7 quando è allo sao alo Pin 8 (Alimenazione ) ipicamene fra 4.5 e 16 V 5 oglia 2 rigger 7 carica 1GND + omp omp.2 - Q _ Q 3 Uscia

5 : Funzionameno asabile In ale modo il 555 agisce come un generaore d onda reangolare la cui forma d uscia può essere regolaa per mezzo di due circuii eserni di carica/scarica. Nella configurazione asabile quando è applicaa la ensione di alimenazione al chip il condensaore inizialmene è scarico ciò significa che sui erminali 2 e 6 la ensione è nulla quindi risula alo e basso Q basso e l uscia ala. ONOL VOLAGE HEHOLD rigger Vcc Ou Ou Ou 2 0 Ou Ou

6 on Q basso il ransisore è OFF ed il condensaore inizia a caricarsi alla ensione araverso 1 e 2. Quando la ensione del condensaore eccede V, il secondo comparaore assume in uscia valore basso per cui risula e quindi l uscia del Flip-Flop non varia. Quando la ensione del condensaore divena 2V risula e Alo conseguenemene Q è alo ed il BJ passa nello sao ON corocircuiando il erminale 7 a massa e scaricando il condensaore araverso 2. Quando la ensione del condensaore è minore di 2V, quindi Q e l uscia del Flip-Flop non variano. Quando la ensione del condensaore scende soo V l uscia del comparaore 2 sala al livello alo conseguenemene alo e basso Q assume il valore basso e l uscia del Flip- Flop è forzaa al livello alo. In ale siuazione il BJ passa allo sao OFF ed il condensaore inizia caricarsi Il risulao finale è una onda quadra i cui livelli sono approssimaivamene 0.1 e V-1.5V ed i cui periodi on/off sono deerminai da, 1 e 2

7 Il empo in cui V ou rimane a livello basso (0.1 V) dipende dalla cosane di empo 2 e dai livelli di ensione 1 e 2. Il empo in cui V ou permane a livello alo ( -1.5V) è deerminao dalla cosane di empo ( ) e dai livelli di ensione 1 e 2. Per oenere modalià di lavoro affidabili i resisori 1 e 2 devono essere compresi ra 10kΩ e 14MΩ ed il condensaore deve avere capacià è compresa ra 100pF e 1mF.

8 () v = A+ Be ( + ) ( 1+ 2) ( 1+ 2) ( ) () 1 2 V = v= V = A = 0 v= = A+ B B= V low = 2 = high high ( ) ( ) high high v = V V e = V e = 2 = + ln2= v = A+ Be 2V 2 = = = + = 3 3 = v= 0= A 0 v A B B V 2 v ( low ) V e 3 V 3 low 2 e 2 ln = = = low 2 2 ( ) = + = high low 1 2

9 : Funzionameno monosabile Il 555 agisce come un imer. Quando una ensione di rigger è applicaa al pin di rigger l uscia del I va dal valore basso al valore alo per un inervallo emporale deerminao da un circuio eserno. ONOL VOLAGE V 2 Alo Alo HEHOLD rigger V 2 Alo Alo Q -1.5V Vcc 2 Ou Il conneore 2 è manenuo alo ramie il resisore da 10kΩ connesso a, perano per il comparaore 2 V V+ (= Vcc) e quindi èbasso. 0 Ou Ou Ou Ou

10 : Funzionameno monosabile i suppone inizialmene l uscia bassa e Q alo, perano il ransisore è ON, il pin 7 è connesso a massa ed il condensaore è scarico. e il condensaore è inizialmene scarico per il comp. 1 V + < V - (=2Vcc) e quindi è basso. iò significa che l assunzione Q alo per e basso sarà verificaa valida se nello sao precedene. Q era alo. Quando è applicao un impulso negaivo, ale da porare il conneore 2 a ensione inferiore a Vcc, il comparaore 2 è forzao allo sao alo. Quindi si ha alo basso per cui l uscia passa allo sao alo e Q è allo sao basso. Per Q basso il ransisore è OFF ed il condensaore ende a caricarsi dalla ensione nulla verso la ensione Vcc mediane il resisore 1. Appena la ensione sul condensaore supera 2Vcc l uscia del comparaore 1 passa allo sao alo. L impulso sul pin 2 si è esaurio perano sul comparaore 2 risula ancora V - >V +, quindi risula basso alo conseguenemene Q è porao alo e l uscia bassa. Per Q alo il ransisore è ON ed il condensaore si scarica assumendo ensione nulla. Quando il condensaore si è scaricao risulerà per il comparaore 1 V - >V+ quindi si ha basso, basso e Q permane nello sao precedene. ioè allo sao alo confermando così la validià dell assunzione effeuaa all inizio del ciclo. L uscia sarà enua in queso sao basso finché un alro rigger è applicao. Il circuio monosabile ha solano uno sao sabile corrispondene all uscia a 0V (in realà a 0.1V) finchè un segnale di rigger è applicao in ingresso. ale impulso può essere implemenao corocircuiando il erminale 2 a massa mediane un push-buon swich.

11 Dopo che il rigger è applicao la ensione si porerà ad un valore alo (Vcc-1.5V) per la duraa imposa da 1. Per oenere modalià di lavoro affidabili 1 deve essere compreso ra 10kΩ e 14MΩ e compresa ra 100pF e 1mF () 1 v = A+ Be = 0 v= 0= A+ B B=V = v= V = A widh widh v ( widh ) = V V e = V e = 3 widh = ln3 1 =