NE555はじめに、内部構造、動作モード、アプリケーション

NE555は、さまざまなタイプのタイミング信号を生成できるモノリシック統合回路タイマーです。これは、電子時計、電源管理、計算機、LEDディスプレイ、およびさまざまなフィールドのその他の電子デバイスで広く使用されています。この記事の目的は、NE555に関する詳細な情報を提供し、その背景、設計、内部構造、PINの説明、運用モードと原則、およびアプリケーションを含め、このチップをよりよく利用するのに役立ちます。

NE555は、555タイマーICシリーズのモデルの1つです。このシリーズのピン機能とアプリケーションは相互に互換性がありますが、異なるチップモデルは、価格、安定性、発電パフォーマンス、振動頻度の点で異なる場合があります。

555タイマーICは、タイミングサーキットのユビキタスな多機能コンポーネントであり、デジタル電子製品に不可欠なさまざまなパルス信号を生成するために最小数の抵抗器とコンデンサのみが必要です。NE555の主な使用は、内部タイマーを使用してタイムベース回路を形成する能力にあり、それにより他の回路に正確なタイミングパルスを提供します。

2つの主要なパッケージタイプがあります。8ピン構成を直接挿入できるDIP（デュアルインラインパッケージ）と、スペースに敏感なアプリケーションに適したよりコンパクトなSOP-8パッケージです。

代替案と同等のオプション：

• •BL5372
• •NA555
• •KR3225Y

555タイマーICは、1971年にHans R. Camenzindによって、25のトランジスタ、2つのダイオード、15の抵抗器を備えたSignetics（後にPhilipsが買収）のために設計しました。この基礎デザインは、556（DIP-14パッケージに2つの555タイマーを含む）とモデル558および559を含むさまざまな導関数を生み出しました。

NE555は0°Cから70°Cの温度範囲内で動作し、一般市場にサービスを提供し、その軍事グレードのカウンターパートであるSE555は、-55°Cから125°Cの極端な温度に耐えるように設計されています。555タイマーICのパッケージングオプションは、その汎用性とアプリケーションの範囲を反映しており、高解放性の金属（接尾辞Tで示されている）および低コストのエポキシ樹脂（V）ケーシングを提供するため、包括的なラベルNE555V、NE555T、SE555V、およびSE555T。「555」の命名規則は、一般的にその内部の5kΩ抵抗に由来すると考えられていますが、Camenzind自身はこれに反論し、「555」名の選択がarbitrary意的であることを明確にしました。

エネルギー効率の追求において、555シリーズには、7555やCMOSベースのTLC555などの低電力モデルが含まれています。製造業者が主張しているように、7555モデルは、コントロールピンと地面の間のバイパスコンデンサを必要とせず、電源と地面の間の分離コンデンサを必要としません。

NE555は、古典的な統合回路です。内部回路構造は、出力段階の電圧コンパレータ、さまざまなコンパレータ、RSフリップフロップの3つの主要な動作ユニットで構成されています。以下は、NE555の内部回路の詳細な分析です。

1.電圧コンパレーター：NE555には、電源電圧のチェックをチェックし、その出力をRSフリップフロップにシームレスにリンクするために使用される電圧コンパレーターが内部に含まれており、正確な電圧モニタリングが確保されます。

2.出力段階：RSフリップフロップに接続されているため、出力ステージは主に出力ピンの状態を管理します（ピン3）。NE555の出力アーキテクチャは、高レベルの信号を独立して送信することができず、高レベルの信号が必要な場合に出力ピンを高状態にするために外部プルアップ抵抗器を必要とすることができないオープンドレイン設計です。

3.比較器：NE555では、2つのコンパレータが目立つ：それぞれピン6（THR）と2（TRIG）に関連付けられたしきい値コンパレータとトリガーコンパレータ。

（1）しきい値ピンの電圧（ピン6）が増加すると、しきい値コンパレータは出力を高レベル信号に引き上げます。しきい値電圧がトリガー電圧を超えると、それに応じてコンパレータの出力が変化します。

（2）トリガーピンの電圧（ピン2）が減少すると、トリガーコンパレータは出力を低レベル信号に減らします。トリガー電圧がしきい値電圧を下回ると、出力の変化が発生します。

4. rsフリップフロップ：NE555には、出力ピンの状態を保存するために使用されるRSフリップフロップが内部に含まれています（ピン3）。RSフリップフロップの入力は、しきい値コンパレータとトリガーコンパレータの出力によって制御されます。

（1）R入力は、RS Flip-Flopのリセットメカニズムを監督し、しきい値コンパレータの出力から生じます。

（2）S入力は、RSフリップフロップのセットアップを管理するトリガーコンパレータの出力から生じます。

NE555の内部回路の分析の概要は、その複雑な設計を強調しているため、多用途のタイミングソリューションとしての役割を確実に実行できるようにします。

NE555タイマーは、電子設計の多用途のコンポーネントであり、3つの主要なモードで動作し、それぞれ特定の回路関数に合わせて調整されています。

1.出現可能なモード：この構成は、その固有の不安定性によって特徴付けられ、安定した状態に入ることなく無期限に振動する。継続的な出力振動を容易にするために、フラッシャー、オーディオジェネレーター、パルスジェネレーター、タイミング回路などの反復信号を必要とするアプリケーションで広く使用されています。

2.双安定モード：自転車のキックスタンドの安定性を反映して、上げられたか低下しているかにかかわらず、このモードは2つの異なる状態で安定性を維持し、外部介入でのみ移行します。2つの安定した条件のためにBistableとして知られるため、NE555はトグルスイッチとして機能し、外部入力に応答して状態を変更できます。

3.モノストーブルモード：より近い装備されたドアと同様に、強制的に開くまでしっかりと閉じたままです。このモードでは、NE555は単一の状態で安定し、外部トリガーによってのみアクティブ化され、トリガーが削除された後に元の状態に自動的に戻る。この単一操作は、タイマー、タッチスイッチ、静電容量計などの単一のタイミング出力信号を必要とするアプリケーションに適しています。

電源電圧VCCが開始されると、回路が動作し始め、コンデンサCがすぐに充電を開始するようになります。コンデンサCの電圧がVCCの3分の2に達すると、内部コンパレータの出力が高くなり、出力を低から高に切り替えます。その後、コンデンサ電圧の3分の1にVCCの3分の1に減少すると、内部コンパレータがその出力を低く戻し、出力を高から低に戻します。その後、コンデンサCは充電を再開し、回路を新しい動作サイクルに推進します。

期間t（秒単位）は、外部コンデンサCと2つの外部抵抗器R1とR2の値によって決定され、式：t = 0.693×（R1 + 2×R2）×C。サイクル全体にわたる四角波の高レベルの持続時間の割合は、d =（r1+r2）/（r1+2×r2）として計算されます。したがって、コンデンサCと抵抗器R1およびR2の値を微調整することにより、四角波波形の期間とデューティサイクルを変更できます。

基本的に、NE555の動作原理は、タイミング回路の構築を中心に展開します。外部コンデンサと抵抗器の値を調整することにより、期間とデューティサイクルを制御し、目的のパルス波形の生成を促進できます。

1. NE555赤外線制御遅延光：

近代的な世帯には一般的に赤外線リモートコントロールが装備されており、これらの既存のリモコンを使用して、赤外線リモート制御遅延ライトを制御できます。このセットアップでは、「H」は統合された赤外線レシーバーを表し、「C1」はフィルタリングコンデンサとして機能します。リモートコントロールからの信号は、C1によってフィルタリングされた後、負のパルスを生成し、NE555の単独可能な回路をトリガーして活性化します。

2. NE555沸騰水アラーム：

このアラームシステムは、温度制御回路、低周波発振器、および高周波発振器を巧みに設計します。温度制御は、RP、RT、およびVT1を組み合わせて達成されます。低周波振動には、IC1、R2、R3、およびC1が含まれ、VT1はリセットピンに影響します（ピン4）。同時に、IC1、R4、R5、およびC2で構成される高周波発振器は、IC1によって変調されます。プリセット温度に達すると、RTの抵抗が低下し、VT1が機能を停止します。その結果、IC1は振動し、IC2の高周波発振器を調節する低周波パルスを放出し、それにより音アラームが生成されます。

3. NE555タッチアクティブタイミングスイッチ：

上記の構成は、通常の条件下でのIC1（NE555タイマー）がNE555のピン7でコンデンサC1を完全に排出し、ピン3での出力が低く、リレー（ks）と接続されたランプをオフにすることで、コンデンサC1が完全に排出される単調な回路です。金属板「P」のシンプルなタッチは、ランプをアクティブにし、C2を介してNE555トリガーピンに送信された人体からの漂流信号電圧を利用して、出力を高に反転させます。この操作はリレー（ks）をアクティブにし、ライトアップします。同時に、タイマーはR1がC1を充電し、タイミング期間はT1 = 1.1R1*C1で設定され、提供されたコンポーネント値に基づいてほぼ4分に相当します。D1のダイオードオプションには、モデル1N4148または1N4001が含まれます。

1.基本的なNE555タイマー回路

NE555チップと抵抗器およびコンデンサで構成されるこの基本的に広く使用されている回路は、パルスや正方形の波などのミリ秒レベルのタイミング信号を便利に生成します。その特徴は、そのシンプルさと精度にあり、正確なタイミング信号を簡単に作成します。

2. NE555単独回路

単一のパルス信号を生成できるこの構成は、さまざまな抵抗器とコンデンサとともにNE555の周りに構築されています。これらのコンポーネントを変更することにより、パルス幅と遅延時間を調整できるため、トリガーと同期信号を作成するのに理想的な選択肢になります。回路は、調整可能なパルス幅と遅延時間を備えた単一のパルス信号を生成する機能によって特徴付けられます。

3. NE555双安定回路

この回路は、ロジックフリップフロップ機能を実装し、ロジックフリップフロップと電圧比較アプリケーションに一般的に使用される抵抗器とコンデンサの調整により、トリガータイミングとしきい値電圧の変更を可能にします。

4. NE555平方波発電機回路

この回路内の抵抗器とコンデンサを調整する正方形の信号を生成するように設計されています。周波数とデューティサイクルが変わります。主にデジタルおよび変調信号の生成に使用される平方波周波数とデューティサイクルをカスタマイズする機能により、多数のデジタルおよび変調タスクに適しています。

5. NE555 ASTABLE MULTIVIBRATOR回路

2つのNE555チップと追加の抵抗器とコンデンサで構成されたこの回路は、調整可能な長方形波信号を生成します。周波数とデューティサイクルは微調整されているため、オーディオまたは変調信号の生成に適しています。回路は、カスタマイズ可能な周波数とデューティサイクルを長方形の波を提供する能力によって特徴付けられます。

1. NE555の機能は何ですか？

SE 555タイマーICは、-55°Cから125°Cの温度範囲内で動作し、IC NE 555は0°Cから70°Cの温度範囲内で使用されます。タイマー、遅延、パルス生成、発振器など、電子分野に幅広いアプリケーションがあります。

2. NE555とIC 555は同じですか？

はい、NE555タイマーICと555タイマーICは同じです。NE555はタイマーICの部品番号です。一般に、NE555 ICは555タイマーICと呼ばれます。

3. NE555の動作原則は何ですか？

リセット入力信号をリセットピンに接続し、設定された入力信号をTRピンに接続することにより、555タイマーは低レベルの有効SRラッチとして機能します（逆Q出力はありません）。したがって、一時的にセットを低く引くことは「セット」として機能し、出力を高状態（VCC）に切り替えます。