Микросхема NE555: аналоги и применение

Микросхема NE555 завоевала огромную популярность благодаря своей универсальности и простоте применения. Уже более 50 лет она используется в самых разных областях - от бытовой техники до космических аппаратов. В этой статье мы подробно разберем историю создания NE555, ее характеристики и особенности, рассмотрим многочисленные аналоги и варианты применения в схемотехнике.

История создания NE555

Предпосылкой появления интегрального таймера NE555 стал экономический кризис в США в начале 1970-х годов. Многие высокотехнологичные компании сокращали персонал и закрывали проекты. Среди уволенных оказался и талантливый инженер Ганс Камензинд, разрабатывавший микросхемы ФАПЧ на Signetics.

Не найдя работу, Камензинд продолжил свои разработки в домашнем гараже. Сначала он отладил схему ГУНа с частотой, не зависящей от напряжения питания. Затем на ее основе был создан ждущий мультивибратор NE555, формирующий одиночные импульсы заданной длительности.

Несмотря на сопротивление руководства Signetics, микросхема была запущена в производство в 1971 году. Благодаря революционно низкой цене - 75 центов, NE555 быстро завоевал популярность.

В СССР полные аналоги NE555 выпускались под обозначениями КР1006ВИ1 в конце 1970-х и КР1441ВИ1 в 1990-е годы. Они полностью совместимы по выводам и характеристикам.

Устройство и принцип работы NE555

Внутри NE555 располагается всего 23 транзистора, 16 резисторов и 2 диода. Основным функциональным узлом является RS-триггер, переключающийся по фронту импульсов от двух внутренних компараторов.

Компараторы следят за зарядом и разрядом внешнего конденсатора через делитель напряжения. При достижении пороговых значений 2/3 и 1/3 напряжения питания они переключают RS-триггер.

Таким образом формируются одиночные или повторяющиеся импульсы на выходе NE555. Их длительность и частота задаются внешними RC-цепями, подключенными к выводам микросхемы.

Основные характеристики NE555

NE555 может работать в широком диапазоне напряжений питания - от 4,5 до 16 В. Потребляемый ток составляет от 3 до 15 мА.

Микросхема обеспечивает выходной ток до 200 мА и выдерживает импульсы до 500 мА. Максимальная частота переключения достигает 500 кГц.

Точность установки временных интервалов составляет около 1%, а температурный дрейф - менее 0,1% на градус Цельсия. NE555 отличается высокой надежностью и относится к классу "космических" микросхем.

Отечественные и зарубежные аналоги NE555

Полным аналогом NE555 является отечественная микросхема КР1006ВИ1. Она полностью совместима по выводам и электрическим параметрам.

Среди зарубежных аналогов можно выделить LM555 фирмы National Semiconductor, LMC555 от Texas Instruments, а также маломощные КМОП версии ICM7555 и TLC555.

Функциональными аналогами NE555 служат микросхемы КР1533ИР7, ICM7556, SA555, NJM555 и другие. Они отличаются деталями схемотехнических решений и параметрами.

При замене NE555 на аналог следует внимательно сравнивать их характеристики и учитывать совместимость выводов.

Применение NE555 в схемотехнике

Благодаря гибкости и универсальности, NE555 применяется в самых разных устройствах.

Наиболее распространенное применение - это различные таймеры и генераторы импульсов. С помощью внешних RC-цепей можно легко получить нужные временные интервалы и частоту.

Еще одно популярное применение NE555 - генераторы пилообразного напряжения для схем ШИМ. Они используются в источниках питания, регуляторах скорости двигателей, диммерах и других устройствах управления мощностью.

Микросхема также применяется для построения прецизионных источников опорного напряжения, триггеров, мультивибраторов, генераторов синусоидальных и других колебаний.

Возможности NE555 в схемотехнике поистине безграничны! Она до сих пор остается незаменимым "рабочим конем" для инженеров и радиолюбителей.

Применение NE555 в различных областях техники

Микросхемы NE555 и ее аналоги широко используются в самых разных областях:

• Бытовая техника: телевизоры, стиральные машины, СВЧ-печи, холодильники.
• Автоматика: системы управления тепловыми процессами, датчики, исполнительные устройства.
• Измерительные приборы: генераторы развертки, прецизионные таймеры.
• Радиоаппаратура: передатчики, приемники, генераторы сигналов.
• Медтехника: аппараты УЗИ, ЭКГ, оборудование для физиотерапии.

NE555 использовалась даже в бортовых системах космических аппаратов благодаря высокой надежности и стойкости к внешним воздействиям.

Универсальность этой микросхемы позволяет применять ее практически в любой области электроники и автоматики.

Особенно NE555 незаменима там, где нужно получить простыми средствами импульсы или колебания с требуемыми параметрами.

Примеры практических схем на NE555

Рассмотрим несколько примеров практического применения NE555 в различных устройствах.

Генератор прямоугольных импульсов

Самое распространенное применение NE555 - генератор прямоугольных импульсов. С помощью двух внешних резисторов R1 и R2 и конденсатора C1 можно легко получить импульсы нужной частоты и скважности.

Таймер для систем автоматики

В системах промышленной автоматики NE555 часто используется для создания задержек и таймеров. Например, для управления работой конвейера или задания такта выполнения операций роботом.

Генератор синусоидального сигнала

Используя NE555 в составе мостового инвертора напряжения, можно получить синусоидальный сигнал нужной частоты. Такие генераторы применяются в измерительных приборах и устройствах электропитания.

ШИМ-контроллер двигателя

Схема NE555, формирующая ШИМ-сигнал, позволяет плавно регулировать скорость вращения двигателя постоянного тока. Такие контроллеры часто используются в моделизме и робототехнике.

Импульсный источник питания

На основе NE555 можно построить простой импульсный источник питания с регулируемым выходным напряжением. Такие источники применяются для питания различных электронных устройств.

NE555 в развлекательной электронике

Благодаря доступности и простоте применения, NE555 часто используется в различных любительских конструкциях.

С ее помощью можно собрать мигающие гирлянды и индикаторы, звуковые генераторы, простые музыкальные инструменты, пульты дистанционного управления и многое другое.

NE555 позволяет реализовать самые смелые электронные фантазии для домашнего творчества и развлечений!

Перспективы применения NE555

Несмотря на 50-летний возраст, микросхема NE555 не теряет актуальности и востребованности. Она до сих пор массово применяется в самой разной аппаратуре.

Современные КМОП версии NE555 позволяют использовать ее в портативной технике с низким энергопотреблением. А биполярные варианты незаменимы там, где нужна высокая мощность.

NE555 будет актуальна до тех пор, пока инженерам нужен простой и надежный способ генерации точных импульсов. А значит, она еще долго будет оставаться в инструментарии разработчиков электроники!