555时基电路工作原理

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一、555时基电路工作原理

555时基电路是一种应用十分广泛的模拟-数字混合式集成电路，国外典型产品型号有NE555、LM555、XR555、CA555、RC555、uA555、SN52555、LC555等，国内产品型号有5G1555、SL555、FX555、FD555等。它们的内部功能结构和引脚排列序号都相同，因此可以在使用时互换。555时基电路具有定时精度高、温度漂移小、速度快、可直接与数字电路项链、结构简单、功能多、驱动电流较大等优点。它可以组成性能稳定的无稳态振荡器、单稳态触发器、双稳态R-S触发器和各种电子开关电路等。

555时基电路内部一共集成了21个晶体三极管、4个晶体二极管和16个电阻器，组成了两个电压比较器、一个R-S触发器、一个放电晶体管和一个由3只全等电阻组成的分压器。555时基集成电路功能方框图见图1中去虚线所围部分，图中，A1、A2是两个高增益电压比较器，它们的输出端分别接到触发器的R端（置“0”端）和S端（置“1”端），VT是放电晶体管；R1、R2和R3的阻值相等（约为5k并组成分压器，555的名称可能就是因此而得）。



图1中，A1为上比较器，A2为下比较器，由于R1、R2和R3的阻值相等，因此集成块的5脚（即控制端VC）电位固定在2/3VDD（VDD为时基集成电路的工作电压），6脚叫做阈值输入端TH。同理，下比较器A2的同相输入端电位被固定在1/3VDD，反相输入端（即2脚）作为触发输入端TR。A1与A2的输出端分别送到R-S触发器（即双稳态触发器）的置位端S和复位端R，以控制输出端OUT（即第3脚）的电平状态和放电管VT的导通与截止。

图1所示外部元件电阻Rt、电容Ct与555时基电路接成单稳态电路。由于A1的基准设在反相输入端（2/3 VDD），所以当阈值端TH电压高于或等于2/3 VDD时，A1输出高电平，使触发器复位，输出端3脚为低电平，即Q=0，非Q=1，此时放电管VT导通，时基电路的7、1两脚被VT短接，外部定时电容Ct可以通过7脚、1脚放电。而A2的基准是设在同相输入端，因此只有触发端电平小于或等于1/3 VDD时，A2输出高电平，触发器被置位，3脚输出高电平，即Q=1，非Q=0，放电管VT截止，7脚、1脚之间断路，相当于DIS端7脚悬空，此时外电容Ct可通过电阻Rt充电。为了便于记忆和理解，可以把阈值端6脚称为“高触发端”，它只对高电平（不小于2/3 VDD）有效，低电平对它不起作用。同理，把触发端2叫做“低触发端”，它只对低电平（不大于1/3 VDD）有效，高电平对它不起作用。即当低触发端2脚电位低于1/3 VDD时，集成块3脚就输出高电位；当高触发端6脚电位高于2/3 VDD（有一个先决条件：2脚电位必须大于1/3 VDD2时，集成块3脚输出低电位，这说明当2脚、6脚电位发生矛盾时，应先服从2脚的电平关系）

为适应某些应用的需要，电路还设置了第4脚强制复位端MR，即当4脚为低电位（不大于0.4V）时，不管6脚、2脚的电位高低，集成块的输出端3脚总是输出低电平，此时7脚、1脚被内部放电晶体管VT短接。放电端DIS（即第7脚）有时也可被认为是第二输出端，其电平变化规律与输出端第3脚同步。这就是说当3脚输出端低电平时，7脚也为低电平（因为它与地GND即第1脚相连接）；当3脚输出高电平时，7脚也为高电平。注意：7脚为集电极开路输出，其高电平为“虚高”，实质为悬空，不能向外馈送电流，故确切地说应是高阻状态。3脚高电平为“实高”，高电平时电位接近电源电压VDD，最大可向外馈送200mA的电流。

555时基电路的真值表 引脚 电平高低 电平高低 电平高低 电平高低

低触发端TR（2脚） 高触发端TH（6脚） 强制复位端MR（4脚） 输出端OUT（3脚） 放电端DIS（7脚） 不大于1/3 VDD 大于1/3 VDD 大于1/3 VDD 任意

任意

不小于2/3 VDD 小于2/3 VDD 任意

高 高 高

低（不大于0.4V）

高（置位） 低（复位） 维持原电平不变 低

悬空（置位） 低（复位） 与3脚相同 低

jiàozuòyù

时基电路的第5脚为控制端VC，可以通过外接分压电阻或稳压管来改变A1、A2两个电压比较器的基准电压以扩大其应

用范围，如果在VC与GND之间外接一只9V稳压管，则上比较器A1的基准电压就是9V，而下比较器A2的基准电压便为9V×1/2=4.5V。如果在VC端输入一个交变电压（如正弦波），则上、下两个比较器的基准电压将随时间而变化，从而使外部电路充放电时间也随之变化，因此可以起到调制作用。但通常使用时VC端一般可以悬空处理或通过0.01uF电容接地GND以


消除干扰。

表 555时基电路的主要电参数 参数 电源电压 工作电流 初始定时精度 温度漂移 阈值电压 触发电压 触发电流 复位电压 复位电流 控制电压电平 输出低电平电压 输出高电平电压 输出上升时间 输出下降时间 工作温度 存勖温度 允许引脚温度

符号 测试条件 VDD IDD VTH VTR ITR VMR IMR Vc VOL VOH TR TF Tstg

C=0.1uF

RA、RB=1～100kΩ

VDD =15V

VDD=15V,吸50mA VDD=15V,放100mA 双列封装 焊10s

最小值 典型值 最大值 单位 4.5 4.8 0.4 9.6 13 0 —65

10 0.5 30 0.005 5 0.5 0.7 0.1 10 0.4 13.3 100 100 300

18 12 2 100 0.02 5.2 1 0.4 10.4 0.5 +70 +150

V m A ﹪ ppm /℃ ﹪/V V V uA V mA V V V ns ns ℃ ℃ ℃

VDD =15V,输出低电平,空载

VDD变化引起漂移

2/3 VDD

TOPA 双列封装



由于555时基电路有着广泛的用途，因此不少厂家生产了双时基集成电路，如FX556、LM556、NE556、uA556型等，它们均采用14脚双列直插塑料封装，在芯片 内部集成了两个互相独立的单时基555电路，即相当于两块NE555时基集成电路。556双时基集成电路各引脚功能如图所示。

556

放电DIS11阈值TH12控制VC13复位MR1 4输出OUT1 5触发TR16地GND7

14

电源正V

13放电DIS212阈值TH211控制VC210复位MR29输出OUT28

触发TR2

属于模拟-数字混合式（即双极型）集成电路，其静态耗电约为10mA，该值在某些场合显得过大，因此后来又诞生了CMOS型时基集成电路，同样，CMOS型时基集成电路也有单时基与双时基之分，常见CMOS单时基集成电路的型号有：CC7555、ICM7555、CH7555、5G7555等。其引脚排列与555时基电路完全相同；CMOS双时基集成电路的型号有：C7556、ICM7556、uPD5556、5G7556、CH7556等，其引脚排列于556双时基集成电路相同。两者可以互换！只是两者的静态功耗与驱动能力相差甚远。



时基电路(1)

时基电路(2)

和任何事物都一样,凡事都具有两面性，555时基电路也有不足之处。由于555

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