Temporizadores Integrados

555

1.Introducción

Ante la necesidad de obtener circuitos generadores de pulsos, multivibradores (temporizadores) ... se crearon circuitos basados en amplificadores operacionales en distintas aplicaciones.

Sin embargo en 1972 la compañía Signetics introdujo en el mercado un nuevo componente, que no solo cumplía con estas necesidades, sino que mejoraba los resultados obtenidos por los circuitos basados en amplificadores operacionales en muchos aspectos.

Hoy en día el 555 sigue siendo un componente básico en la construcción de circuitos multivibradores, generadores de pulsos, divisores de frecuencia ...

La principal ventaja del 555 radica en que consigue temporizaciones más precisas. Además, al ser un circuito integrado reduce el número de conexiones a la vez que el precio, factor que todo ingeniero debe tener en cuenta a la hora del diseño.

Descripción

El circuito integrado 555 presenta varios tipos de encapsulado :

Estando las dos últimas casi en desuso (a lo largo de la práctica usaremos el DIP 8 patillas).

Fig 1.Encapsulados del 555

Estructura interna

El C.I . 555 está formado por varios componentes :

Fig 2.Estructura interna del 555

•Comparadores :

Ofrecen a su salida dos estados perfectamente diferenciados (alto y bajo)en función de las tensiones aplicadas a sus entradas(+ y -), de tal forma que :

si V(+)>V(-), la salida toma un nivel alto

si V(+)<V(-), la salida toma un nivel bajo

No se contempla el caso V(+)=V(-), ya que una muy puqueña variación entre ambas haces que la salida adopte el nivel determinado por el sentido de dicha variación.

•Flip-flop (biestable RS) :

Su funcionamiento responde al de cualquier biestable, ofreciendo dos estados permanentes.Presenta dos entradas de activación R y S , que condicionan su salida Q :

Si R pasa de nivel bajo a alto, hace que el biestable pase a nivel bajo.Si S pasa de nivel bajo a alto, el biestable pasa a nivel alto. El paso de R o S de estado alto a bajo no influye al biestable

•Divisor de tensión :

Está formado por tres resistencias iguales (valores típicos :5k). Su comportamiento caracteriza el estado de los comparadores. Sitúa 1/3Vcc en la entrada no inversora del comparador I, y 2/3 Vcc en la inversora del comparador II.

•Transistores :

T1 descarga el condensador que se colocará externamente.

T2 se encarga de resetear el flip-flop, poniéndolo a nivel alto independientemente de los niveles de R y S.

•Etapa de salida :

La etapa de salida suele tener la siguiente forma :

Vin=0 ! Vout=1

Vin=1 ! Vout=0

Fig 3. Etapa de salida

La patilla 5 “control” permite variar los niveles de comparación a valores distintos de los fijados por el divisor de tensión, lo que aumenta la versatilidad del circuito. En caso de no utilizar esta posibilidad es recomendable utilizar un condensador (valor típico : 0.01 F) que aumenta la inmunidad al ruido y disminuye el rizado de las tensiones de comparación.

Características generales

•Elevada estabilidad térmica : variación del orden de 0.005 por 100ºC.

•El 555 se alimenta entre +Vcc y masa (no +Vcc y -Vcc como estamos acostumbrados). El margen de tensiones se sitúa entre 4.5 y 18V, lo que le permite ser compatible con tecnología digital TTL, CMOS ...

•Corriente de salida de hasta 200 mA tanto entregada como absorbida, lo que en muchos casos hace necesario el uso de circuitos exteriores para excitar a la carga.

•Impedancia de salida baja. Zout"10.

•Es un componente de rápida respuesta que puede trabajar a frecuencias mayores de 500 kHz. Con tiempo de subida y bajada del orden de 100 ns, independientemente de la tensión de salida.

2.Aplicaciones :

2.1 Multivibrador Astable

Fig 4. 555 en configuración Astable

Funcionamiento

Para el funcionamiento Astable se necesitan dos resistencias y un condensador.

Vamos a estudiar su funcionamiento :

Inicialmente C está descargado , Vo se encuentra en nivel alto , la salida del biestable se encuentra tambien en nivel alto y el divisor de tensión proporciona 1/3 Vcc en la entrada no inversora del comparador II y 2/3 Vcc en la entrada inversora del comparador I.