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555タイマとその応用
単安定マルチバイブレータとして働く線形ICである555タイマは，その動作に大きな特徴があります． また、アスタブルマルチバイブレータ、シュミットトリガ、出力波形（方形波など）、時間遅延パルス、パルス幅変調（PWM）、パルス位置変調（PPM）回路などのファンクションジェネレータは、さまざまな電子制御用途に使用されています。 555 ICは、1971年にHans R. CamenzindがSigneticsCorporationに入社し、設計しました。 このような状況下、当社では、「SigneticsCorporation（シグネティクス社）」において、「SE555タイマー」「NE555タイマー」という商品名で、それぞれ軍事・商業用途に555タイマーを生産しています。 実用的な回路では、単安定、双安定、双安定などのフリップフロップとして主に使用されている。 その用途から、ICタイムマシンとも呼ばれています。
555 ICは、民生用電子回路のタイマ機能として主に使用されています。 タイマ用途では、555タイマの外部に接続された抵抗を通してコンデンサを充放電することにより、出力パルスの持続時間や長さを決定する。 555タイマは、+5V～+18Vの電源電圧で動作し、TTL（トランジスタ・トランジスタ・ロジック）およびCMOS（相補型金属酸化膜半導体）論理回路と互換性があります。 現在では、555と556のDIPパッケージが最も一般的なパッケージです。 SE555とNE555は、Tパッケージとして知られる金属缶パッケージとVパッケージとして知られるエポキシ樹脂パッケージの両方で利用可能です。 NE555V、NE555T、SE555V、SE555Tなどの商品名で、パッケージの種類や用途が軍用、商用で表示されています。 (1)端子は電源のコモンまたはマイナス端子に接続されています。 グランド端子では、電圧レベルはゼロ電位になります。 電圧はこの端子を基準として測定されます。
- ハイレベル（状態）。 電源電圧VCC=5V、15Vのとき、それぞれ3.3V、13.3VのHigh状態になります。 出力の飽和レベルはVCCの大きさに依存します。
- ローレベル（状態）です。 電源電圧VCC = 5 Vの場合、Low状態は5 mAで0.25 Vとなり、最大200 mAまでシンクすることになります。 VCC = 15 Vの場合、出力Low電圧は2 Vのオーダーになります。
- Rise and Fall time is fast as 100 ns.
- Trigger.Trigger.Trigger.Trigger.Trigger.Trigger.Trigger。 トリガ入力電圧は、下位（またはトリガ）コンパレータに接続されています。 555 ICの(2)端子に接続されています。 R-Sフリップフロップの出力状態を制御します。 トリガ入力がⒶ以下になると、出力電圧が上昇し、出力パルスのインターバルが開始されます。 トリガは遅いROC(rate of changing)波形やパルスでも可能です。 トリガ電圧は+VCCとグランド端子の間にあります。 必要な電流は通常500nAです。
- 制御電圧。 コントロール電圧：コントロール電圧端子（555 IC番号5）は、上位（またはトリガ）コンパレータの入力側の基準点に接続されています。 各5kΩの抵抗3本で構成される分圧回路でVCCの2/3が確保できる点に接続されています。 また，下側（またはトリガ）コンパレータの基準電圧にも間接的にアクセスすることができます。 電圧制御の範囲はVCCより1V低い電圧から接地電圧より2V高い電圧までです。 電圧制御端子への外部信号により，単安定動作時のIC出力タイミングを変更することができます。 制御電圧はVCCの45%から90%まで変化させることができます。 アステーブルモードでは、外部制御電圧を印加することで、周波数変調器（FM）として動作させることができます。 この端子を使用しない場合は、寄生ノイズや誤動作を減らすために、この端子からグランドに10 nF程度のコンデンサを接続してください。 このピン（4）は，他の入力の状態に関係なく，フリップフロップ回路をリセット（ディセーブル）して出力をロー・ステートにするために使用されます。 ラッチリセット（フリップフロップ出力）を行うには、リセットパルス電圧0.5 V以上、電流容量0.1 mA以上が必要です。 パルス幅は通常0.5μs以上必要です。
- スレッショルド。 スレッショルド電圧は、上側（スレッショルド）コンパレータへの入力の1つです。 ピン(6)に印加されます。
555 IC タイマのブロック図
555 IC の内部ブロックは次のとおりです。
- 2つのコンパレータ（トリガコンパレータ、スレッショルドコンパレータ）
- R-S フリップフロップフロップ
- 5kΩ抵抗3個
- リセットトランジスタ
- 放電トランジスタ
- パワーアンプ
- OR Gate
555ICタイマーの用途
- モノスタブル・マルチバイブレータです。 ワンショットパルス発生器として動作します。 双安定マルチバイブレータ：フリーランニングパルス発生器（発振器）として動作します。
その他、555 IC タイマの応用製品として、以下のようなものがあります。
- DC-DCコンバータ、デジタルロジックプローブ
- 波形発生器（ランプ、方形波発生器）
- アナログ電圧からパルス長に変換するアナログ-デジタル変換
- アナログ周波数計、タコメーター
- 正確なクロック信号
- デバウンススイッチ
- PWM（パルス幅変調）回路、PPM（パルス位置変調）回路
- 交通信号灯制御回路
- 温度計測・制御装置