Обозначение микросхем серии 555
- Информация о материале
- Категория: Обозначения микросхем на электрических схемах.
- Просмотров: 75638
Примеры обозначений микросхем серии 555.
К555АГ3 |
К555АГ5 |
К555АП3 |
К555АП4 |
К555АП5 |
К555АП6 |
|
К555ВЖ1 |
К555ИД4 |
К555ИД5 |
К555ИД6 |
К555ИД7 |
К555ИД10 |
К555ИД18 |
К555ИД19 |
К555ИВ1 |
К555ИВ2 |
К555ИВ3 |
К555ИЕ2 |
К555ИЕ5 |
К555ИЕ6 |
К555ИЕ7 |
К555ИЕ9 |
К555ИЕ10 |
К555ИЕ13 |
К555ИЕ14 |
К555ИЕ15 |
К555ИЕ17 |
К555ИЕ18 |
К555ИЕ19 |
555ИЕ20 |
К555ИМ5 |
К555ИМ6 |
К555ИМ7 |
К555ИП4 |
К555ИП5 |
К555ИП6 |
К555ИП7 |
К555ИП8 |
К555ИП9 |
К555ИP8 |
К555ИP9 |
К555ИР10 |
К555ИР11 |
К555ИP8 |
К555ИP9 |
К555ИР10 |
К555ИР11 |
К555ИР15 |
|
К555ИP22 |
К555ИP23 |
К555ИР26 |
К555ИP27 |
К555ИР30 |
К555ИР32 |
К555ИP35 |
К555КП2 |
К555КП7 |
К555КП11 |
К555КП12 |
К555КП13 |
К555КП14 |
К555КП15 |
К555КП16 |
К555КП17 |
К555КП18 |
К555ЛА1 |
К555ЛА2 |
К555ЛА3 |
К555ЛА4 |
К555ЛА6 |
К555ЛА7 |
К555ЛА9 |
К555ЛА10 |
К555ЛА11 |
К555ЛА12 |
К555ЛА13 |
К555ЛЕ1 |
К555ЛЕ4 |
К555ЛИ1 |
|
К555ЛИ3 |
К555ЛИ4 |
К555ЛИ6 |
К555ЛЛ1 |
К555ЛН1 |
К555ЛН2 |
К555ЛП3 |
К555ЛП5 |
К555ЛП12 |
К555ТЛ2 |
К555ЛП8 |
К555ЛР4 |
К555ЛР11 |
К555ЛР13 |
К555PE4 |
К555СП1 |
К555ТВ6 |
К555ТВ9 |
К555ТM2 |
К555ТМ7 |
К555ТМ8 |
К555ТМ9 |
|
В материале использованы изображения условных обозначений из Комплекта для черчения электрических схем GOST Eleсtro for Visio.
Микросхемы 555 серии
Рассказать в: В статье рассмотрен вариант построения регулятора мощности с широтноимпульсным управлением на основе таймера КРВИ1. Мощность выходного сигнала микросхемы КРВИ1 достаточна для непосредственного управления такими тринисторами, у которых открывающий ток не превышает мА. Кроме того, в составе таймера — два компаратора и RS-триггер, что дает возможность простыми средствами обеспечить режим управления, приближающийся к наиболее экономичному — импульсному, когда открывающий ток спадает до нуля сразу после открывания тринистора. С описанием таймера можно ознакомиться в. Рассмотрим исходную функциональную схему включения таймера, изображенную на рис.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Микросхема 555 практическое применение
- :: СХЕМЫ НА МИКРОСХЕМЕ 555 ::
- Описание и применение таймера 555 (ne555)
- :: СХЕМЫ НА МИКРОСХЕМЕ 555 ::
- Микросхема таймер NE555 радиолюбительские конструкции
- Мультивибратор на 555 таймере
- Микросхемы 555 серии в ассортименте, Павлоград
- Микросхема 555: описание и практическое применение
- 555 микросхема аналог
- Микросхема 555: Собираем 5 гаджетов на базе микросхемы 555
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ШИМ на NE555
youtube.com/embed/aFZr1FLK_YE» frameborder=»0″ allowfullscreen=»»/>Микросхема 555 практическое применение
Общие сведения. Широкое внедрение цифровой техники в радиолюбительское творчество связано с появлением интегральных микросхем.
Цифровые устройства, собранные на дискретных транзисторах и диодах, имели значительные габариты и массу, ненадежно работали из-за большого количества элементов и особенно паяных соединений. Интегральные микросхемы, содержащие в своем составе десятки, сотни, тысячи, а в последнее время многие десятки и сотни тысяч и даже миллионы компонентов, позволили по-новому подойти к проектированию и изготовлению цифровых устройств. Надежность отдельной микросхемы мало зависит от количества элементов и близка к надежности одиночного транзистора, а потребляемая мощность в пересчете на отдельный компонент резко уменьшается по мере повышения степени интеграции.
В результате на интегральных микросхемах стало возможным собирать сложнейшие устройства, изготовить которые в радиолюбительских условиях без применения микросхем было бы совершенно невозможно. В настоящем издании описаны общие принципы функционирования комбинационных, последовательностных микросхем, ждущих мультивибраторов и генераторов, приведены схемы соединения микросхем для увеличения разрядности, фрагменты принципиальных схем цифровых устройств с применением различных описываемых микросхем, приведены описания формирователей и генераторов импульсов, квазисенсорных переключателей.
Автор надеется, что данная книга поможет многим радиолюбителям и радиоспециалистам творчески подойти к самостоятельной разработке и изготовлению многих полезных цифровых устройств. Микросхемы серии ТТЛ. Микросхемы комбинационного типа малой степени интеграции. У нас в стране обширна номенклатура выпускаемых интегральных микросхем. Для построения устройств автоматики и вычислительной техники широкое применение находят цифровые микросхемы серии К , которые изготавливают по стандартной технологии биполярных микросхем транзисторно-транзисторной логики ТТЛ.
Имеется свыше наименований микросхем серии К При всех своих преимуществах — высоком быстродействии, обширной номенклатуре, хорошей помехоустойчивости — эти микросхемы обладают большой потребляемой мощностью. Поэтому им на смену выпускают микросхемы серии К, принципиальное отличие которых — использование транзисторов с коллекторными переходами, зашунтированными диодами Шоттки.
В результате транзисторы микросхем серии К не входят в насыщение, что существенно уменьшает задержку выключения транзисторов.
К тому же они значительно меньших размеров, что уменьшает емкости их р-n-переходов. В результате при сохранении быстродействия микросхем серии К на уровне серии К удалось уменьшить ее потребляемую мощность примерно в Основное эксплуатационное отличие их от схем серии К — в 1. Средняя задержка распространения элементов микросхем серии К, К, КР примерно В случаях, когда требуется более высокое быстродействие, используют микросхемы серии КР Для сравнения основных параметров в табл.
Некоторые микросхемы допускают большие выходные токи и имеют большую нагрузочную способность, чем указано в табл. Часть микросхем особенно серии КР также имеют отличные от стандартных входные токи. Эти отличия специально указаны далее. Микросхемы выпускают в пластмассовых корпусах с 8, 14, 16, 20, 24, 28 выводами, температурный диапазон их работоспособности:. Часть микросхем серий К и К выпускают в керамических корпусах их обозначение КМ и КМ , температурный диапазон работоспособности таких микросхем На рис.
Из рисунка видно, что микросхемы серии КР имеют наибольший порог переключения — 1,52 В и, как следствие, наибольшую помехоустойчивость. Рассматриваемые серии имеют в своем составе однотипные микросхемы с совпадающими после номера серии цифробуквенными обозначениями. Логика работы однотипных микросхем, за редким ис-. В табл. При разработке принципиальных схем различных устройств всегда возникает вопрос: что делать с- неиспользуемыми входами интегральных микросхем.
Если по логике работы на вход необходимо подать лог. Во-первых, неиспользуемые входы микросхем серии К можно никуда не подключать, то есть подпаивать к контактной площадке минимальных размеров, к которой это важно не подключены никакие проводники. Но при этом несколько уменьшается быстродействие микросхем. Во-вторых, возможно подключение неиспользуемых входов к используемым входам того же элемента, но это увеличивает нагрузку на микросхему-источник сигнала, что также снижает быстродействие.
В-третьих, можно подключать неиспользуемые входы микросхем серий К и КР к выходу инвертирующего элемента, входы которого при этом надо соединить с общим проводом.
Недопустимо подключать ко входу микросхемы проводник, который во время работы может оказаться неподключенным к выходу источника сигнала, например при управлении от кнопки или переключателя, так как это резко снижает помехоустойчивость устройства. Их число определяется одним-двумя конденсаторами емкостью 0, Конденсаторы следует располагать на плате по возможности равномерно. Их следует также установить рядом со всеми микросхемами с мощным выходом например, КЛА6 или с потребляемой мощностью более 0,5 Вт.
Микросхемы серий КР требуют особого внимания при разводке цепей питания и общего провода. При изготовлении промышленных устройств на микросхемах этой серии используют многослойные печатные платы, один из слоев используют в качестве общего провода, другой — в качестве шины питания.
Если используют двухслойные платы, шины питания и общего провода выполняют навесными в виде латунных полос шириной около 5 мм, керамические блокировочные конденсаторы емкостью 0, В радиолюбительских условиях можно одну сторону печатной платы использовать под общий провод, другую — под сигнальные цепи и под провод питания, конечно, при этом придется устанавливать много перемычек и к каждой микросхеме блокировочный конденсатор.
Как правило, напряжение питания микросхем подводят к выводу с максимальным номером, общий провод — к выводу, номер которого вдвое меньше. Случаи исключения из этого правила приведены в табл.
Микросхемы серий К и КР можно применять вместо однотипных микросхем серии К и совместно с ними, при этом следует иметь в виду, что их нагрузочная способность на микросхемы серии К составляет 5. Микросхемы серии КР следует применять только в случае необходимости высокого быстродействия, так как они создают большой уровень помех, к которым особенно чувствительны микросхемы серии К, и потребляют большую мощность. Цифровые микросхемы по своим функциям делятся на два больших класса — комбинационные и последовательностные.
К первому относятся микросхемы, не имеющие внутренней памяти состояние выходов этих микросхем однозначно определяется уровнями входных сигналов в данный момент времени. Ко второму — микросхемы, состояние выходов которых определяется не только уровнями входных сигналов в данный момент времени, но и последовательностью состояний в предыдущие моменты времени из-за наличия внутренней памяти.
К комбинационным относятся простые логические микросхемы И-НЕ, И-ИЛИ-НЕ, НЕ, ИЛИ-НЕ, И, ИЛИ, более сложные элементы — дешифраторы, мультиплексоры, сумматоры по модулю 2, полные сумматоры, преобразователи кодов для семисегментных и матричных индикаторов, шифраторы, программируемые постоянные запоминающие устройства, преобразователи двоично-десятичного кода в двоичный и обратно, однонаправленные и двунаправленные буферные элементы, мажоритарные клапаны, триггеры Шмитта, которые, однако, имеют внутреннюю память и могут быть отнесены и к последовательностным микросхемам, а также некоторые другие.
К последовательностным микросхемам относятся триггеры, счетчики, сдвигающие регистры, оперативные запоминающие устройства и некоторые другие микросхемы. Ждущие мультивибраторы нельзя отнести однозначно ни к одному из упомянутых классов, так как внутренняя память этих микросхем помнит изменение входных сигналов ограниченное время, после чего состояние выходов микросхемы ни от чего не зависит.
То же самое относится и к генераторным микросхемам. Любительская Радиоэлектроника. Микросхемы серии ТТЛ Микросхемы комбинационного типа малой степени интеграции. Стандартные выходные уровни лог. В функциональном назначении буквы означают: OK — микросхемы имеют выход с открытым коллектором, ОЭ — с открытым эмиттером, Z — выходы могут переводиться в высокоимпедансное состояние.
Gainutdinov , — Все права защищены. Владелец данного сайта не несёт никакой ответственности за содержание расположенного здесь материала, а также за результаты использования информации, размещённой на этом сайте.
:: СХЕМЫ НА МИКРОСХЕМЕ 555 ::
Микросхемы применяются довольно часто в радиолюбительской практике — они практичны, многофункциональны и очень просты в использовании. На таких микросхемах можно реализовать любую конструкцию — как простейшие триггеры Шмитта с парочкой дополнительных элементов, так и многоступенчатые кодовые замки. На сегодняшний день эта микросхема активно применяется в конструкциях со светодиодами. Это разработка компании из США Signetics.
Микросхема появилась сорок лет назад и стала фактически первым таймером на широком рынке. С тех пор из-за бешеной.
Описание и применение таймера 555 (ne555)
Справочная информация по перечню и количеству содержания драгоценных металлов в изделии: Микросхема серии. Данные взяты из открытых источников: документации к изделию, формуляров, технической литературы, нормативной документации. Приводится точная масса содержания драгметаллов: золота, серебра, платины и металлов платиновой группы МПГ на единицу изделия в граммах. Примечание : по справочнику: «Справочник по содержанию драгоценных металлов в изделиях и элементах общепромышленного назначения. Утвержден приказом главнокомандующего г. Содержание драгметаллов в радиодеталях. Разъем содержание драгметаллов.
:: СХЕМЫ НА МИКРОСХЕМЕ 555 ::
Метки: ТТЛ , цифровые микросхемы , цоколевка микросхем. Рекомендуемый контент. Микросхемы серии Переключатели Отечественные интегральные компараторы и их зарубежные аналоги Малогабаритные электромагнитные реле РЭС32 — РЭС60 Схема для измерения частоты кварцевого резонатора. Справочные данные Варисторы, супрессоры, разрядники Динамические головки, звуковые излучатели, микрофоны Диоды, стабилитроны, варикапы, сборки, столбы Индикаторы вакуумные, ЖК Интегральные стабилизаторы, регуляторы Интегральные усилители НЧ Конденсаторы Люминесцентные, дуговые, импульсные лампы Микросхемы аналоговые Микросхемы цифровые Оптопары, фототранзисторы, фотодиоды, фоторезисторы, ИК приемники Резисторы, фоторезисторы Светодиоды, светодиодные матрицы Тиристоры, динисторы, симисторы Транзисторы импортные Транзисторы отечественные Трансформаторы Электрические двигатели Электромагнитные реле, твердотельные реле, переключатели, пускатели.
Эта микросхема в себе содержит порядка 20 транзисторов и предназначена для работы в двух режимах.
Микросхема таймер NE555 радиолюбительские конструкции
Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Микросхема Практика Электроника для начинающих Всем привет.
Мультивибратор на 555 таймере
Каждый радиолюбитель не раз встречался с микросхемой NE Этот маленький восьминогий таймер завоевал колоссальную популярность за функциональность, практичность и простоту использования. На таймере можно собрать схемы самого различного уровня сложности: от простого триггера Шмитта, с обвеской всего в пару элементов, до многоступенчатого кодового замка с применением большого количества дополнительных компонентов. В данной статье детально ознакомимся с микросхемой NE, которая, несмотря на свой солидный возраст, по-прежнему остается востребована. Стоит отметить, что в первую очередь данная востребованность обусловлена применением ИМС в схемотехнике с использованием светодиодов. NE является разработкой американской компании Signetics, специалисты которой в условиях экономического кризиса не сдались и смогли воплотить в жизнь труды Ганса Камензинда. Именно он в году сумел доказать важность своего изобретения, которое на тот момент не имело аналогов. ИМС NE имела высокую плотность монтажа при низкой себестоимости, чем заслужила особый статус.
Например, микросхема серии, содержащая D-триггеры, маркируется как КТМ2. Постановка задачи синтеза триггерных схем. Основным.
Микросхемы 555 серии в ассортименте, Павлоград
Разместить объявление. Комплектующие, аксессуары. Основная информация Отправлю через: Новая почта, Укрпочта.
Микросхема 555: описание и практическое применение
ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Золото из трёх КИП плат Микросхемы 155 серии
Наверное нет такого радиолюбителя, который не использовал бы в своей практике эту микросхему. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс. За прошедшие 39 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников, считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы. Меня эта микросхема по прежнему часто удивляет , как изменив в схеме подключение одного элемента, схема приобретает новую функциональность. Триггер Шмидта.
One of the most recommended microcircuit for beginner radio amateurs is the timer microcircuit.
555 микросхема аналог
Впервые выпущен в году компанией Signetics под обозначением NE Представляет собой асинхронный RS- триггер со специфическими порогами входов, точно заданными аналоговыми компараторами и встроенным делителем напряжения. Применяется для построения различных генераторов, модуляторов, реле времени, пороговых устройств и прочих узлов электронной аппаратуры. В качестве примеров применения микросхемы-таймера можно указать функции восстановления цифрового сигнала, искажённого в линиях связи, фильтры дребезга, двухпозиционные регуляторы в системах автоматического регулирования , импульсные преобразователи напряжения , устройства широтно-импульсного регулирования, таймеры и др. Летом года США находились в экономическом кризисе. Микроэлектронная компания Signetics сократила половину персонала. Камензинд продолжил работу над аналоговыми схемами у себя в гараже.
Микросхема 555: Собираем 5 гаджетов на базе микросхемы 555
Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям.
Подробное описание, применение и схемы включения NE555
В 70 годы роль изделия NE555 отводилась в основном «таймерной» конструкции, которую делали массы радиолюбителей.
Содержание
- 1 Технические характеристики
- 2 Описание и область применения
- 3 Особенности и недостатки
- 4 Основные параметры ИМС серии 555
- 5 Расположение и назначение выводов
- 6 Режимы работы
- 6.1 Одновибратор
- 6. 2 Мультивибратор
- 6.3 Прецизионный триггер Шмидта с rs триггером
- 7 Проверка работоспособности
- 8 Аналоги
- 9 Наиболее популярные схемы на основе ne555
- 9.1 Мигание светодиодом на мультивибраторе
- 9.2 Реле времени
- 9.3 Музыкальная клавиатура
- 9.4 Таймер
- 9.5 Имитатор сигнализации автомобиля
- 9.6 Простой имитатор полицейской сирены
- 9.7 Звуковой генератор уровня жидкости
- 9.8 Сигнализатор темноты
- 9.9 Точный генератор
Технические характеристики
Эксплуатационные параметры NE555 отражают параметры:
- Потенциал от ИП +4.5 до +18В.
- Мощность рассеивающая 600 мВт.
- Ток на выходе 200 мА.
- Частота рабочая до 500 кГц.
Превышение любого параметра даже на 5% чревато последствиями и приведёт к неисправности.
Описание и область применения
Расшивка NE555 или обозначение клемм не меняется 50 лет. Классика схем в пластиковом корпусе DIP-8 оформлена монтажом SOP-8 и SOIC-8. Низкая цена и доступность схемы, простота реализации и функциональные возможности позволяют создавать сложные электронные схемы. Без глубоких знаний NE555 делается игрушкой или металлоискателем пират. Всё зависит от желания радиолюбителя, что он хочет получить от продукта.
Особенности и недостатки
МС 555 «таймерного» типа обладает массой преимуществ, оттого конструкция популярна свыше 52 лет. Описать в 2 словах не получится. Главные достоинства, универсальность детали. При эксплуатации обнаружен недостаток: пиковое значение 400 мА. Это происходит по причине нагрева и увеличения тепловых потерь.
Основные параметры ИМС серии 555
Изделие работает исправно, когда выдерживаются электрические характеристики по входу и выходу сигнала. Примеры параметров сведены в стандартный ряд, где крайние значения показывают диапазон и допуски:
- Уровень напряжения на выводе (В) THRES (VCC15) – 8.8–11.2.
- Тоже при VCC (5В) – 2.4–4.2.
- Ток на выводе THRES (А) – 30 х 10-9и 250х10-9.
- Потенциал на выводе TRIG (В) при VCC15В – 4.5-5.6; VCC 5В 1.1–2.2.
- Остальные параметры работы на картинке 2.
Расположение и назначение выводов
Расположение выводов обозначает по клеммам:
- GND – (земля, минус).
- Trigger – (открытие).
- Output – (выходной сигнал).
- Reset – (сброс параметров).
- Control Voltage – (контроль).
- Threshold – (остановка).
- Dischage – (разряд).
- Vcc – (плюс, источника питания).
Первая метка маркируется круглым углублением или выпуклостью на корпусе.
Режимы работы
Вход (2) получает и обрабатывает одиночного цикла импульсы. При переключении микросхемы на выходе (3) появляется высокий уровень сигнала. Продолжительность импульсов (сек) доходит до: t=1,1*R*C. При прохождении временно́го отрезка (t) на выходе формируются сигналы низкого уровня. Выводы 4 и 8 целесообразно объединять.
Одновибратор
МК NE555 показан на картинке, он выдаёт на выходе OUT напряжение, равное потенциалу ИП минус 1. 7 Вольта. Например, 5-1.7=3.3В минимум. 15-1.7=13.3 максимум. Это происходит в отрезок времени, до поры пока вход IN находится замкнутым на «0» (землю).
Важно! Радиолюбители учитывают, R1 подбирают на 10 кОм – 15 МОм (реже 300 кОм), второй аспект С1 — 95 пФ. В этом случае схема задержки 1,1 сек.
Мультивибратор
В режиме мультивибратора наша микросхема выдаёт прямоугольные сигналы с заданной частотой. Периодичность каждому импульсу определяет значение времязадающей RC-цепочки. С добавлением 1 сопротивления, контакт 7 (разряда) соединить между резисторами Ra и Rb, логически отключает внутри универсальный таймер.
Важно! Частоту нельзя держать выше 360 кГц это сразу же приведёт к повреждению устройства.
Прецизионный триггер Шмидта с rs триггером
Высокой точности уровень срабатывания достигают, когда выполняют триггер ШМИТТА на базе КОМПАРАТОРА с аналоговым коммутатором. Выходное напряжение «Ue» держат таким, чтобы оно не превышало наименьших значений:
\[ Ue вкл. = (R1/R2) * Ua min \]
Правило обязательно для запуска и позволяет эффективно и надёжно функционировать сборке по варианту прецизионного триггера ШМИТТА.
Триггер представляет собой радиоэлектронный элемент, он находится в 2 состояниях. Переход от 1 до 2 состояние выполняется при изменении входных сигналов. Триггеры используют для счётчиков импульсов, делителей частоты, прочих сборок. Начальное положение происходит посредством 3 выводов, управление. Вход Е (вывод таймера 4) важен, имеет первостепенное значение. Используют для приостановки работы, сброса значений RS-триггера.
Таблица истинности RS триггера.
R | S | Q(t) | Q(t+1) | Пояснения |
---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 | Режим хранения информации R=S=0 |
0 | 0 | 1 | 1 | |
0 | 1 | 0 | 1 | Режим установки единицы S=1 |
0 | 1 | 1 | 1 | |
1 | 0 | 0 | 0 | Режим записи нуля R=1 |
1 | 0 | 1 | 0 | |
1 | 1 | 0 | * | R=S=1 запрещенная комбинация |
1 | 1 | 1 | * |
Проверка работоспособности
На картинке показана реализация схемы проверки рабочего состояния изделия. Простой тестер – «мигалка на светодиодах» позволяет выявить неисправность микросхемы. Подключение питания покажет мигание 2 диодов поочерёдно, что даёт ответ об исправности нашего изделия. Все иные режимы покажут – дефекты конструкции.
Аналоги
С 1975 аналогом создавался продукт серии КР1006ВИ1. Выпуск конструкции продолжают Рижский завод «АLFARPAR» (Латвийская Республика). Сохранено также с постсоветского периода (СССР) производство Беларусью. Их производство «Интеграл» продолжает выпускать изделия, только маркировку делает отличительной, серией IN555.
Обратите внимание! Изделие КР1006ВИ1 на русском языке целиком повторяет англоязычные варианты исполнения (datasheet 555).
Наиболее популярные схемы на основе ne555
Габариты разнотипных оформлений корпусов, и числом клемм 8 всего 4 варианта (размеры показаны в мм):
- PDIP (9.81 – 6.35).
- SOP (6.20 – 5.30).
- TSSOP (3.00 – 4.40).
- SOIC (4. 90 – 3.91).
Интересная конструкция получится при сборке металлического детектора на 1 МК IN 555. Понадобится малое число радиодеталей. Диаметр катушки не больше 70–90 мм по 250–290 витков провода. Делают лаковую изоляцию обмотки (ПЭЛ, ПЭВ), диаметром меди 0,4 мм. Взамен динамика подходят наушники, пьезо-элемент излучатель. Схема на картинке.
Мигание светодиодом на мультивибраторе
Схем мультивибраторов не один десяток, потому на скриншоте представлен 1 простой вариант. Этот показывает сборку нестабильного симметричного мультивибратора. Обычно это делают радиолюбители так. МИГАЛКА – её распаивают из самых, что ни есть подручных радиодеталей. Что находят в наличии, то и используют в сборке.
Реле времени
Схема реле времени простая. Классический вариант доступен повторению домашним специалистом.
Запускают устройство тумблером SB1. За длительность сигнала отвечает резистор R2. Среднее время срабатывания достигает 6 сек. Чтобы увеличить время, на R2 повышают ёмкость. Делают это конденсатором C1, подбором параметра. Что надо. Обычный электролитический конденсатор применяют 1600 мкФ.
Расчёт такой: T=C1*R2, где C1 ёмкость 1600 и R2 среднее сопротивление мегом.
Музыкальная клавиатура
Самое простое решение собрать детский орга́н. Игрушка понравится детям и взрослым. Причём для этого делается несложная сборка и пайка.
Таймер
Схема несложная, на эскизе. Правильная сборка не требует никакой настройки.
Важно! Присоединение выводом 2 с 4, не включает устройство, по указанной схеме меняют клемму 2 с контактом 6.
Имитатор сигнализации автомобиля
Устройство сигнализатора работает как обманка (просто мигает лампочка с частотой схожей с настоящей сигнализацией). На питание понадобится 12 В. На схеме указан переключатель режимов, в первом светодиод просто светит, в другом — мигает. Очень простая схема, идеально подходит для начинающих радиолюбителей.
Простой имитатор полицейской сирены
Тональность сирены меняет потенциометр на резисторе 100 кОМ между выводами 6 и 7. Номиналы остальных деталей показаны на эскизе. Управление устройством изменяют напряжением на выводе 2 (от 2.5 до 5В). Проверяют работоспособность подключением к вольтметру или осциллографу. Осциллограммы плавно стремятся и вверх, и вниз. На транзисторе кт361 собран аналог буферного каскада между 2 таймерами.
Звуковой генератор уровня жидкости
Более понятно увидеть изобретение уровня жидкости на ролике. Слабое место плюсовой электрод, он начинает быстро растворяться (эффект электролиза). Графитовые или из нержавейки продлевает жизнь конструкции.
youtube.com/embed/qMVx8WG99Zc?feature=oembed&wmode=opaque» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»>Сигнализатор темноты
Реализация сборки выполнена на скриншоте. Схема сигнализатора темноты издаёт звуковой сигнал с наступлением темноты. Начало фоторезистора задаёт темнота. Фотореле не освещено, когда на выводе №4 стоит низкий уровень напряжения. Таймер выведен в режим сброса. Освещения нет – сопротивление на фоторезисторе растёт, на выводе №4 возникает высокий уровень, что таймер запускает. На запуске таймер издаёт сигнал.
Точный генератор
Полезная информация предоставлена о принципе устройства на видео.
Как видно, из примеров микросхема позволяет делать большое количество различных приспособлений и изобретений.
К155 (555) Соответствие зарубежных ТТЛ-микросхем серий 74ххх отечественным аналогам
Портал QRZ.RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Спасибо.
Как добавить наш сайт в исключения AdBlock
QRZ.RU > Технические справочники > Справочники по микросхемам и п/п приборам > К155 (555) Соответствие зарубежных ТТЛ-микросхем серий 74ххх отечественным аналогам — справочник по микросхемам ТТЛ серий
class=»small»>
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип/Серия | Аналог | Производитель аналога | Назначение |
550УП1 | б/а | Оконечный усилитель постоянного и переменного токов. | |
551УД1 | uA725 | FAIRCHILD | ОУ широкого применения. |
551УД2 | NE5533 (uA739DC) | PHILIPS | Малошумящий ОУ. |
552РУ1 | . | ||
553УД1 | uA709 | FAIRCHILD | ОУ широкого применения. |
553УД2 | LM301 | NS | ОУ широкого применения. |
553УД3 | ~uA709 | FAIRCHILD | ОУ широкого применения. |
553УД6 | LM301A | NS | ОУ широкого применения. |
554СА1 | uA711 | FAIRCHILD | Компаратор. |
554СА2 | uA710 | FAIRCHILD | Компаратор. |
554СА3 | LM311 | NS | Компаратор. |
554СА4 | NE527 | PHILIPS | Компаратор. |
554СА6 | LM319 | NS | Компаратор. |
555АГ3 | SN74LS123 | TI | Два одновибратора с повторным запуском. |
555АГ4 | SN74LS221 | TI | Два одновибратора с триггером Шмитта на входе. |
555АГ5 | 96LS02 | FAIRCHILD | Два мультивибратора с перезапуском и установкой. |
555АП3 | SN74LS240 | TI | Два шинных формирователя с инверсией и тремя состояниями на выходе (4 р). |
555АП4 | SN74LS241 | TI | Два шинных формирователя с тремя состояниями на выходе (4 р). |
555АП5 | SN74LS244 | TI | Два шинных формирователя с тремя состояниями на выходе (4 р). |
555АП6 | SN74LS245 | TI | Двунаправленный шинный формирователь с тремя состояниями на выходе (8 р). |
555АП7 | SN74LS641 | TI | Двунаправленный шинный формирователь с открытым коллекторным выходом (8 р). |
555АП8 | SN74LS645 | TI | Двунаправленный шинный формирователь с тремя состояниями на выходе (8 р). |
555АП9 | SN74LS640 | TI | Двунаправленный шинный формирователь с тремя состояниями на выходе (8 р). |
555АП10 | SN74LS646 | TI | Двунаправленный приемопередатчик с регистром (8 р). |
555АП11 | Формирователь импульсов реверсивного счета из квадратурной последовательности импульсов. | ||
555АП12 | SN74LS540 | TI | Буферный усилитель с инверсией и тремя состояниями на выходе (8 р). |
555АП13 | SN74LS541 | TI | Буферный усилитель с тремя состояниями на выходе (8 р). |
555ВА2 | Контроллер ОШ. | ||
555ВЖ1 | SN74LS630 | TI | Схема исправления ошибок. |
555ГГ2 | SN74LS626 | TI | Два генератора управляемые напряжением. |
555ГГ6 | SN74LS624 | TI | Генератор управляемый напряжением. |
555ИВ1 | SN74LS148 | TI | Приоритетный шифратор 8 x 3. |
555ИВ2 | SN74LS348 | TI | Приоритетный шифратор 8 x 3. |
555ИВ3 | SN74LS147 | TI | Приоритетный шифратор 9 x 4. |
555ИД4 | SN74LS155 | TI | Сдвоенный дешифратор мультиплексор 2 x 4. |
555ИД5 | SN74LS156 | TI | Два дешифратора 2 х 5. |
555ИД6 | SN74LS42 | TI | Дешифратор 4 x 10. |
555ИД7 | SN74LS138 | TI | Дешифратор 3 x 8. |
555ИД10 | SN74LS145 | TI | Двоично-десятичный дешифратор. |
555ИД18 | SN74LS247 | TI | Дешифратор двоично-десятичный/семисегментный код (СИД. |
555ИЕ2 | SN74LS90 | TI | Двоично-десятичный счетчик (4 р). |
555ИЕ5 | SN74LS93 | TI | Двоичный счетчик (4 р). |
555ИЕ6 | SN74LS192 | TI | Синхронный реверсивный десятичный счетчик с параллельной загрузкой (4 р). |
555ИЕ7 | SN74LS193 | TI | Синхронный реверсивный двоичный счетчик с параллельной загрузкой (4 р). |
555ИЕ9 | SN74LS160 | TI | Синхронный десятичный счетчик (4 р). |
555ИЕ10 | SN74LS161 | TI | Синхронный двоичный счетчик (4 р). |
555ИЕ13 | SN74LS191 | TI | Синхронный реверсивный двоичный счетчик (4 р). |
555ИЕ14 | SN74LS196 | TI | Асинхронный десятичный счетчик (4 р). |
555ИЕ15 | SN74LS197 | TI | Асинхронный двоичный счетчик (4 р). |
555ИЕ17 | SN74LS169 | TI | Синхронный реверсивный двоичный счетчик (4 р). |
555ИЕ18 | SN74LS163 | TI | Синхронный реверсивный двоичный счетчик (4 р). |
555ИЕ19 | SN74LS393 | TI | Два двоичных счетчика (4 р). |
555ИЕ20 | SN74LS390 | TI | Два асинхронных двоично-десятичных счетчика (4 р). |
555ИЕ21 | SN74LS593 | TI | Двоичный счетчик с выходным регистром (8 р). |
555ИМ3 | SN74LS83 | TI | Четырехразрядный двоичный сумматор. |
555ИМ5 | SN74LS183 | TI | Два сумматора (1 р). |
555ИМ6 | SN74LS283 | TI | Сумматор с переносом (4 р). |
555ИМ7 | SN74LS385 | TI | Последовательный сумматор-вычитатель (4 р). |
555ИП3 | SN74LS181 | TI | Арифметическо-логическое устройство (4 p). |
555ИП4 | SN74LS182 | TI | Схема ускоренного переноса. |
555ИП5 | SN74LS280 | TI | Схема контроля четности (9 р). |
555ИП6 | SN74LS242 | TI | Двунаправленный шинный формирователь с инверсией и тремя состояниями на выходе (4 р). |
555ИП7 | SN74LS243 | TI | Двунаправленный шинный формирователь с тремя состояниями на выходе (4 р). |
555ИП8 | SN74LS261 | TI | Параллельный двоичный умножитель 2 x 4. |
555ИП9 | SN74LS384 | TI | Последовательно-параллельный умножитель (8 р). |
555ИП11 | Селектор адреса. | ||
555ИР8 | SN74LS164 | TI | Регистр сдвига с параллельным выводом (8 р). |
555ИР9 | SN74LS165 | TI | Регистр сдвига с параллельным вводом (8 р). |
555ИР10 | SN74LS166 | TI | Регистр сдвига (8 р). |
555ИР11 | SN74LS194 | TI | Универсальный регистр сдвига (4 р). |
555ИР15 | SN74LS173 | TI | Регистр с тремя состояниями на выходе (4 р). |
555ИР16 | SN74LS295 | TI | Универсальный регистр сдвига (4 р). |
555ИР20 | Am25S09 | AMD | Двухвходовой регистр (4 р). |
555ИР22 | SN74LS373 | TI | Регистр-защелка с потенциальным управлением (8 р). |
555ИР23 | SN74LS374 | TI | Регистр-защелка с импульсным управлением (8 р). |
555ИР24 | SN74LS299 | TI | Асинхронный регистр сдвига с тремя состояниями на выходе (8 р). |
555ИР25 | SN74LS395 | TI | Каскадируемый регистр сдвига (4 р). |
555ИР26 | SN74LS670 | TI | Регистровый файл 4 х 4 с тремя состояниями на выходе. |
555ИР27 | SN74LS377 | TI | Буферный регистр с разрешением записи (8 р). |
555ИР28 | SN74LS322 | TI | Параллельно-последовательный регистр (8 р). |
555ИР29 | SN74LS323 | TI | Синхронный регистр сдвига с тремя состояниями на выходе (8 р). |
555ИР30 | SN74LS259 | TI | Регистр хранения с адресацией (8 р). |
555ИР32 | SN74LS170 | TI | Регистровый файл 4 х 4 с открытым коллекторным выходом. |
555ИР35 | SN74LS273 | TI | Регистр хранения (8 р). |
555ИР36 | Регистр с дешифратором (5 р). | ||
555ИР43 | SN74LS396 | TI | Регистр-защелка (8 р). |
555КП2 | SN74LSI53 | TI | Сдвоенный цифровой селектор-мультиплексор 4 х 1. |
555КП7 | SN74LS151 | TI | Селектор-мультиплексор данных на 8 каналов со стробированием. |
555КП11 | SN74LS257 | TI | Селектор-мультиплексор 2 х 1 с тремя состояниями на выходе (4 р). |
555КП12 | SN74LS253 | TI | Селектор-мультиплексор 4 х 1 с тремя состояниями на выходе (2 р). |
555КП13 | SN74LS298 | TI | Мультиплексор 2 х 1 с памятью (4 р). |
555КП14 | SN74LS258 | TI | Селектор-мультиплексор 2 х 1 с инверсией и тремя состояниями на выходе (4 р). |
555КП15 | SN74LS251 | TI | Селектор-мультиплексор 8 х 1 с тремя состояниями на выходе. |
555КП16 | SN74LS157 | TI | Четырехразрядный селектор-мультиплексор 2 х 1. |
555КП17 | SN74LS353 | TI | Селектор-мультиплексор 4 х 1 с тремя состояниями на выходе (2 р). |
555КП18 | SN74LS158 | TI | Селектор-мультиплексор 2 х 1 с инверсией (4 р). |
555КП20 | SN74LS399 | TI | Мультиплексор 2 х 1 с памятью (4 р). |
555ЛА1 | SN74LS20 | TI | Два логических элемента 4И-НЕ. |
555ЛА2 | SN74LS30 | TI | Логический элемент 8И-НЕ. |
555ЛА3 | SN74LS00 | TI | Четыре логических элемента 2И-НЕ. |
555ЛА4 | SN74LS10 | TI | Три логических элемента 3И-НЕ. |
555ЛА6 | SN74LS40 | TI | Два логических элемента 4И-НЕ с большим коэффициентом разветвления по выходу. |
555ЛА7 | SN74LS22 | TI | Два логических элемента 4И-НЕ с открытым коллекторным выходом. |
555ЛА8 | SN74LS01 | TI | Четыре логических элемента 2И-НЕ с открытым коллекторным выходом. |
555ЛА9 | SN74LS03 | TI | Четыре логических элемента 2И-НЕ с открытым коллекторным выходом. |
555ЛА10 | SN74LS12 | TI | Три логических элемента 3И-НЕ с открытым коллекторным выходом. |
555ЛА11 | SN74LS26 | TI | Четыре высоковольтных логических элемента 2И-НЕ с открытым коллектором. |
555ЛА12 | SN74LS37 | TI | Четыре логических элемента 2И-НЕ с высокой нагрузочной способностью. |
555ЛА13 | SN74LS38 | TI | Четыре логических элемента 2И-НЕ с открытым коллектором. |
555ЛЕ1 | SN74LS02 | TI | Четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ. |
555ЛЕ4 | SN74LS27 | TI | Три логических элемента 3ИЛИ-НЕ. |
555ЛЕ5 | SN74LS28 | TI | Четыре буферных логических элемента 2ИЛИ-НЕ. |
555ЛИ1 | SN74LS08 | TI | Четыре логических элемента 2И. |
555ЛИ2 | SN74LS09 | TI | Четыре логических элемента 2И с открытым коллекторным выходом. |
555ЛИ3 | SN74LS11 | TI | Три логических элемента 3И. |
555ЛИ4 | SN74LS15 | TI | Три логических элемента 3И-НЕ с открытым коллекторным выходом. |
555ЛИ6 | SN74LS21 | TI | Два логических элемента 4И. |
555ЛЛ1 | SN74LS32 | TI | Четыре логических элемента 2ИЛИ. |
555ЛЛ3 | Четыре элемента исключающее ИЛИ с открытым коллекторным выходом. | ||
555ЛН1 | SN74LS04 | TI | Шесть логических элементов НЕ. |
555ЛН2 | SN74LS05 | TI | Шесть логических элементов НЕ с открытым коллекторным выходом. |
555ЛН6 | SN74LS366 | TI | Шесть инверторов с элементом управления по входам и тремя состояниями на выходе. |
555ЛП3 | б/а | Два шинных формирователя с инверсией и тремя состояниями на выходе (4 р). | |
555ЛП5 | SN74LS86 | TI | Четыре двухвходовых логических элемента исключающее ИЛИ. |
555ЛП6 | TI | Двунаправленный шинный формирователь с тремя состояниями на выходе (8 р). | |
555ЛП8 | SN74LS125 | TI | Четыре буферных элемента с тремя состояниями. |
555ЛП10 | SN74LS365 | TI | Шесть повторителей с элементом управления по входам и тремя состояниями на выходе. |
555ЛП11 | SN74LS367 | TI | Шесть буферных элементов с тремя состояниями. |
555ЛП12 | SN74LS136 | TI | Четыре двухвходовых логических элемента исключающее ИЛИ. |
555ЛП14 | SN74LS126A | TI | Четыре буферных усилителя с тремя состояниями на выходе. |
555ЛР4 | SN74LS55 | TI | Логический элемент 4-4И-2ИЛИ-НЕ с возможностью расширения по ИЛИ. |
555ЛР11 | SN74LS51 | TI | Логические элементы 2-2И-2ИЛИ-НЕ, 3-3И-2ИЛИ-НЕ. |
555ЛР13 | SN74LS54 | TI | Логический элемент 2-3-3-2И-4ИЛИ-НЕ. |
555ПЦ1 | SN74LS292 | TI | Программируемый делитель частоты (5 р). |
555РЕ1 | б/а | ППЗУ (2k x 8). | |
555РЕ4 | 6275 | MMI | ПЗУ с генератором знаков (2k x 8). |
555РУ12 | SN74LS224 | TI | ЗУ типа FIFO (16 х 4). |
555СП1 | SN74LS85 | TI | Схема сравнения 2-х чисел (4 р). |
555ТВ6 | SN74LS107 | TI | Два JK-триггера со сбросом. |
555ТВ9 | SN74LS112 | TI | Два JK-триггера со сбросом. |
555ТЛ1 | SN74LS13 | TI | Два триггера Шмитта с логическим элементом на входе 4И-НЕ. |
555ТЛ2 | SN74LS14 | TI | Шесть триггеров Шмитта с инверсией. |
555ТЛ3 | SN74LS132 | TI | Селектор-мультиплексор данных на 8 каналов. |
555ТМ2 | SN74LS74 | TI | Два D-триггера. |
555ТМ7 | SN74LS75 | TI | Четыре D-триггера с прямыми и инверсными выходами. |
555ТМ8 | SN74LS175 | TI | Четыре D-триггера. |
555ТМ9 | SN74LS174 | TI | Шесть D-триггеров. |
555ТМ10 | SN74LS379 | TI | Четыре D-триггера. |
555ТР2 | SN74LS279 | TI | Четыре RS-тригтера. |
555ХП1 | Частотно-фазовый дискриминатор. | ||
556АП1 | б/а | Формирователь импульсного питания для ПЗУ. | |
556РЕ1 | б/а | ПЗУ (х). | |
556РТ1 | PLS101, 82S101 | PHILIPS | ПЛМ (48 термов). |
556РТ2 | PLS100, 82S100 | PHILIPS | ПЛМ (48 термов). |
556РТ3 | Программируемый контроллер. | ||
556РТ4 | 82S126 | PHILIPS | ППЗУ (256 x 4). |
556РТ5 | 3604 | INTEL | ППЗУ (512 x 8). |
556РТ6 | 82S190 | PHILIPS | ППЗУ (512 x 8). |
556РТ7 | 82S191 | PHILIPS | ППЗУ (512 x 8). |
556РТ8 | 53RA481 | AMD | ППЗУ (512 x 8). |
556РТ9 | 82HS1281 | PHILIPS | ППЗУ (16k х 8). |
556РТ10 | б/а | ППЗУ (32k x 8). | |
556РТ11 | 93427С | FAIRCHILD | ППЗУ (256 x 4). |
556РТ12 | 82S136 | PHILIPS | ППЗУ (1k х 4). |
556РТ13 | 82S137 | PHILIPS | ППЗУ (1k x 4). |
556РТ14 | DM87S184 | NS | ППЗУ (2k x 4). |
556РТ15 | DM87S185 | NS | ППЗУ (2k x 4). |
556РТ16 | HM76641-5 | HARRIS | ППЗУ (8k x 8). |
556РТ17 | 3624А | INTEL | ППЗУ (256 x 8). |
556РТ18 | HM76161-5 | HARRIS | ППЗУ (2k x 8). |
556РТ20 | Am27S35C | AMD | ППЗУ (1k x 8). |
556РТ21 | PLS105A, 82S105A | PHILIPS | ПЛМ (48 термов). |
556РТ22 | PLS167A, 82S167A | PHILIPS | ПЛМ (48 термов). |
556РТ161 | 82HS641B | PHILIPS | ППЗУ (8k x 8). |
556РТ181 | TBP28S166-25 | TI | ППЗУ (2k x 8). |
557ХА1 | . | ||
558РР1 | BОРAМ-6000 | WESTINGHOUSE | ЭСППЗУ (256 х 8, р-МОП). |
558РР2 | HN48016 | HITACHI | ЭСППЗУ (2k x 8). |
558РР3 | ЗСППЗУ (8К х 8, n-МОП). | ||
558РР4 | IMS3630 | INMOS | ЭСППЗУ (8k x 8). |
558ХП1 | MN9106 | PLESSEY | Десятичный счетчик с ЭСППЗУ и ДШ (7 р). |
558ХП2 | SAA1095 | ITT | ЭСППЗУ с последовательным вводом-выводом через сдвиговый регистр (16 х 24). |
558ХПЗ | PCF8582 | PHILIPS | Энергонезависимое ЗУ (256 х 8). |
559ВА1 | TMS38051 | TI | Приемопередатчик кольцевой локальной сети. |
559ВВ1 | DC010 | DEC | Контроллер ПДП. |
559ВВ2 | DC006 | DEC | Счетчик адреса и слов. |
559ВГ1 | TMS38052 | TI | Контроллер интерфейса кольцевой локальной сети. |
559ВН1 | DC003 | DEC | Контроллер прерываний. |
559ВН2 | DC013 | DEC | Контроллер прерываний. |
559ВТ1 | DC004 | DEC | Селектор адреса. |
559ИП1 | DS3881 | NS | Магистральный передатчик (4 р). |
559ИП2 | DS8640 | NS | Магистральный приемник (4 р). |
559ИП3 | DS8641 | NS | Магистральный приемопередатчик (4 р). |
559ИП4 | 8Т23 | PHILIPS | Магистральный передатчик (2 р). |
559ИП5 | 8Т24 | PHILIPS | Магистральный приемник (2 р). |
559ИП6 | MC3440 | MOTOROLA | Магистральный приемопередатчик (4 р). |
559ИП7 | 8Т24 | PHILIPS | Магистральный приемник (3 р). |
559ИП8 | DC005 | DEC | Двунаправленный интерфейсный приемопередатчик (4 р). |
559ИП9 | 96106D | FAIRCHILD | Двунаправленный шинный формирователь (4 р). |
559ИП10 | DS7641 | NS | Магистральный приемник (4 р). |
559ИП11 | Am26LS32 | AMD | Дифференциальный приемник (4 р). |
559ИП12 | Am26LS31 | AMD | Дифференциальный передатчик (4 p). |
559ИП13 | DP8307 | NS | Двунаправленный приемопередатчик с инверсией (8 р). |
559ИП14 | DP8308 | NS | Двунаправленный приемопередатчик (8 р). |
559ИП15 | DC021C | DEC | Приемопередатчик со схемой управления (8 р). |
559ИП16 | DC007 | DEC | Схема контроля циклического кода. |
559ИП17 | Четыре магистральных передатчика. | ||
559ИП19 | MC1488 | MOTOROLA | Четырехканальный передатчик RS-232C. |
559ИП20 | MC1489 | MOTOROLA | Четырехканальный приемник RS-232C. |
559ИП21 | DS8923M | NS | Дифференциальный приемопередатчик (2 р). |
559ИП22 | Am7995 | AMD | Приемопередатчик локальной сети. |
559СК1 | DC102A | DEC | Схема сравнения 2-х чисел (8 р). |
559СК2 | DM8136 | NS | Схема сравнения 2-х чисел (6 р). |
Справочник «Цифровые Интегральные Микросхемы»
Справочник «Цифровые Интегральные Микросхемы» [ Содержание ] Увлекаетесь электроникой?
Приглашаем Вас принять участие
в бета-тестировании онлайн-редактора
электрических схем.
sapr.asvcorp.ru
Работайте со схемами прямо из браузера.
2.2. Стандартные серии ТТЛ
Базовым логическим элементом серий является логический элемент И-НЕ. На рис. 2.3 приведены схемы трех первоначальных элементов И-НЕ ТТЛ. Все схемы содержат три основных каскада: входной на транзисторе VT1, реализующий логическую функцию И; фазоразделительный на транзисторе VT2 и двухтактный выходной каскад.
Рис 2.3.a. Принципиальная схема базового элемента серии К131
Принцип работы логического элемента серии К131 (рис. 2.3.а) следующий: при поступлении на любой из входов сигнала низкого уровня (0 – 0,4В), базо-эмиттерный переход многоэмиттерного транзистора VT1 смещается в прямом направлении (отпирается), и практически весь ток, протекающий через резистор R1, ответвляется на «землю», вследствие чего VT2 закрывается и работает в режиме отсечки. Ток, протекающий через резистор R2, насыщает базу транзистора VT3. Транзисторы VT3 и VT4 подключенные согласно схеме Дарлингтона, образуют составной транзистор, который представляет собой эмиттерный повторитель. Он выполняет функцию выходного каскада для усиления мощности сигнала. На выходе схемы образуется сигнал высокого логического уровня.
В случае, если на все входы подаётся сигнал высокого уровня, базо-эмиттерный переход многоэмиттерного транзистора VT1 находится в закрытом режиме. Ток, протекающий, через резистор R1 насыщает базу транзистора VT1, вследствие чего, отпирается транзистор VT5 и на выходе схемы устанавливается уровень логического нуля.
Поскольку в момент переключения транзисторы VT4 и VT5 открыты и через них протекает большой ток, в схему введён ограничительный резистор R5.
VT2, R2 и R3 образуют фазоразделительный каскад. Он необходим для поочередного включения выходных n-p-n транзисторов. Каскад имеет два выхода: коллекторный и эмиттерный, сигналы на которых противофазны.
Диоды VD1 — VD3 являются защитой от отрицательных импульсов.
Рис 2.3.б, в. Принципиальные схемы базовых элементов серий К155 и K134
В микросхемах серий К155 и К134 выходной каскад построен на повторителе не составном (только транзистор VT3) и насыщаемом транзисторе VT5 с введением диода сдвига уровня VD4 (рис. 2.3,б, в). Два последних каскада образуют сложный инвертор, реализующий логическую операцию НЕ. Если ввести два фазоразделительных каскада, то реализуется функция ИЛИ-НЕ.
На рис. 2.3, а показан базовый логический элемент серии К131 (зарубежный аналог — 74Н). Базовый элемент серии К155 (зарубежный аналог — 74) показан на рис. 2.3, б, а на рис. 2.3, в — элемент серии К134 (зарубежный аналог — 74L). Сейчас эти серии практически не развиваются.
Микросхемы ТТЛ первоначальной разработки стали активно заменяться на микросхемы ТТЛШ, имеющие во внутренней структуре переходы с барьером Шотки. В основе транзистора с переходом Шотки (транзистора Шотки) лежит известная схема ненасыщенного транзисторного ключа (рис. 2.4.а).
Рис 2.4. Пояснение принципа получения структуры с переходом Шотки:
a — ненасыщенный транзисторный ключ; б — транзистор с диодом Шотки; в — символ транзистора Шотки.
Чтобы транзистор не входил в насыщение, между коллектором и базой включают диод. Применение диода обратной связи для устранения насыщения транзистора впервые предложено Б. Н. Кононовым [2, 6] Однако в этом случае может увеличиться до 1 В. Идеальным диодом является диод с барьером Шотки. Он представляет собой контакт, образованный между металлом и слегка легированным n-полупроводником. В металле только часть электронов являются свободными (те, что находятся вне зоны валентности). В полупроводнике свободные электроны существуют на границе проводимости, созданной добавлением атомов примеси. При отсутствии напряжения смещения число электронов, пересекающих барьер с обеих сторон, одинаково, т. е. ток отсутствует. При прямом смещении электроны обладают энергией для пересечения потенциального барьера и прохождения в металл. С увеличением напряжения смещения ширина барьера уменьшается и прямой ток быстро возрастает.
При обратном смещении электронам в полупроводнике требуется больше энергии для преодоления потенциального барьера. Для электронов в металле потенциальный барьер не зависит от напряжения смещения, поэтому протекает небольшой обратный ток, который практически остается постоянным до наступления лавинного пробоя.
Ток в диодах Шотки определяется основными носителями поэтому он больше при одном и том же прямом смещении а, следовательно, прямое падение напряжения на диоде Шотки меньше, чем на обычном p-n переходе при данном токе. Таким образом, диод Шотки имеет пороговое напряжение открывания порядка (0,2-0,3) В в отличие от порогового напряжения обычного кремниевого диода 0,7 В и значительно снижает время жизни неосновных носителей в полупроводнике.
В схеме рис. 2.4, б транзистор VT1 удерживается от перехода в насыщение диодом Шатки с низким порогом открывания (0.2…0.3) В, поэтому напряжение повысится мало по сравнению с насыщенным транзистором VT1. На рис. 2.4, в показана схема с «транзистором Шотки». На основе транзисторов Шотки выпущены микросхемы двух основных серии ТТЛШ (рис. 2.5)
На рис. 2.5, а показана схема быстродействующего логического элемента, применяемого как основа микросхем серии К531 (зарубежный аналог — 74S), (S — начальная буква фамилии немецкого физика Шотки (Schottky)). В этом элементе в эмиттерную цепь фазоразделительного каскада, выполненного на транзисторе VT2, включен генератор тока — транзистор VT6 с резисторами R4 и R5. Это позволяет повысить быстродействие логического элемента. В остальном данный логический элемент аналогичен базовому элементу серии К131. Однако введение транзисторов Шотки позволило уменьшить tзд.р вдвое.
На рис. 2.5, б показана схема базового .логического элемента серии К555 (зарубежный аналог — 74LS) . В этой схеме вместо многоэмиттерного транзистора на входе использована матрица диодов Шотки. Введение диодов Шатки исключает накопление лишних базовых зарядов, увеличивающих время выключения транзистора, и обеспечивает стабильность времени переключения в диапазоне температур.
Резистор R6 верхнего плеча выходного каскада создает необходимое напряжение на базе транзистора VT3 для его открывания. Для уменьшения потребляемой мощности, когда логический элемент закрыт () , резистор R6 подключе не к общей шине, а к выходу элемента.
Диод VD7, включенный последовательно с R6 и параллельно резистору коллекторной нагрузки фазоразделительного каскада R2, позволяет уменьшить задержку включения схемы за счет использования части энергии, запасенной в емкости нагрузки, для увеличения тока коллектора транзистора VT1 в переходном режиме.
Транзистор VT3 реализуется без диодов Шoтки, т. к, он работает в активном режиме (эмиттерный повторитель).
В настоящее время микросхемы серии К555 в основном заменили серию К134, а в последующем должны полностью заменить и серию К155.
Перспективные серии ТТЛШ имеют несколько измененные схемы базовых логических элементов. На рис. 2.6 приведены возможные схемы входных каскадов логических элементов.
Рис. 2.6. Варианты входных каскадов перспективных элементов ТТЛШ
Диодный вариант 1 входной цепи (маломощные, К555) имеет большую входную емкость и сниженное пороговое напряжение включения.
Транзисторный вариант II, применяемый в элементах серии К531,имеет повышенное значение входного тока высокого уровня .
Для перспективных ТТЛШ используется вариант III входного каскада, где применен дополнительный усилитель тока (транзистор VT1). Поэтому в такой схеме значительно снижен входной ток низкого уровня , увеличено пороговое входное напряжение до 1,5 В и оно зафиксировано. В перспективных ИС применены новые интегральные транзисторы со структурой, названной «Изопланар-II». Такие структуры отличаются:
- оксидной (а не р-n переходами) изоляцией между сосед- ними транзисторами;
- оболочковыми областями р — n переходов собственно тран- зистора;
- граничная частота транзисторов «Изопланар-II» достигает 5 ГГц (у транзисторов обычной планарной структуры fгр ~= 1,6 ГГц).
Среди трех перспективных серий ТТЛШ логические элементы серии КР1531 (зарубежный аналог — 74F) считаются как бы компромиссными, поскольку два других выполняются в милливаттном и сверхскоростном вариантах.
Сравнительная характеристика основных параметров микросхем ТТЛ приведена в табл. 2.1 [1].
Серия ТТЛ | Параметры | Нагрузка | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
отечественная | зарубежная | tзд.р., нс. | Pпот., мВт. | Э, пДж | Cн, пФ | Rн, кОм | нагрузочная способность |
К134 | SN74L | 33 | 1 | 33 | 50 | 4 | 10 |
К155 | SN74 | 10 | 10 | 100 | 15 | 0.4 | 10 |
К531 | SN74S | 3 | 20 | 60 | 15 | 0.28 | 10 |
К555 | SN74LS | 10 | 2 | 20 | 15 | 2 | 20 |
КР1531 | SN74F | 3 | 4 | 12 | 15 | 0,28 | 10 |
КР1533 | SN74ALS | 4 | 2 | 8 | 15 | 2 | 20 |
Схема выводов
, характеристики и характеристики
— Реклама —
ИС таймера 555 является неотъемлемой частью электронных проектов. Будь то простой проект, включающий один 8-битный микроконтроллер и несколько периферийных устройств, или сложный, включающий систему на кристалле (SoC), задействован таймер 555. Они обеспечивают временные задержки, как генератор и как элемент триггера среди других приложений.
Представленный в 1971 году американской компанией Signetics, 555 до сих пор широко используется благодаря своей низкой цене, простоте использования и стабильности. Он производится многими компаниями в оригинальных биполярных и маломощных типах CMOS. По оценкам, только в 2003 году было произведено миллиард единиц.
В зависимости от производителя стандартный корпус таймера 555 включает 25 транзисторов, 2 диода и 15 резисторов на кремниевой микросхеме, установленных в 8-выводном мини-двухрядном корпусе (DIP-8). Варианты состоят из объединения нескольких микросхем на одной плате. Тем не менее, 555 по-прежнему остается самым популярным. Прежде чем говорить о работе таймера 555, давайте посмотрим на схему выводов, чтобы получить представление об интегральной схеме таймера (ИС).
555 Таймер IC: блок-схема8-контактная конфигурация DIPСхема контактов и описание
Штифт | Имя | Назначение |
1 | ЗЕМЛЯ | Опорное напряжение заземления, низкий уровень (0 В) |
2 | ТРИГ | — Реклама — На контакт OUT устанавливается высокий уровень, и начинается временной интервал, когда этот вход падает ниже 1/2 напряжения CTRL (обычно это 1/3 В см3, по умолчанию CTRL составляет 2/3 В см3). если CTRL оставлен открытым). Другими словами, OUT высокий уровень, пока триггер низкий. Выход таймера полностью зависит от амплитуды внешнего триггерного напряжения, подаваемого на этот вывод. |
3 | ВЫХОД | Этот выход управляется примерно на 1,7 В ниже + В см3 или на GND. |
4 | СБРОС | Интервал времени можно сбросить, подключив этот вход к GND, но отсчет времени не начнется снова, пока значение RESET не превысит примерно 0,7 В. Переопределяет TRIG, который переопределяет порог. |
5 | КОНТРОЛЬ | Обеспечивает «управляющий» доступ к внутреннему делителю напряжения (по умолчанию 2/3 В куб.см). |
6 | ПОРТ | Интервал времени (ВЫХОД высокий) заканчивается, когда напряжение на пороге больше, чем напряжение на CTRL (2/3 В см3, если CTRL разомкнут). |
7 | ДИС | Выход с открытым коллектором, который может разряжать конденсатор между интервалами. В фазе с выходом. |
8 | В куб.см | Положительное напряжение питания, которое обычно составляет от 3 до 15 В в зависимости от модификации. |
Некоторые важные особенности таймера 555:
Таймер 555 сегодня используется почти во всех электронных схемах. Для таймера 555, работающего как триггер или как мультивибратор, он имеет определенный набор конфигураций. Некоторые из основных характеристик таймера 555:
- Он работает в широком диапазоне напряжения питания от +5 В до +18 В.
- Потребление или получение 200 мА тока нагрузки.
- Внешние компоненты должны быть подобраны правильно, чтобы временные интервалы можно было уложить в несколько минут при частотах, превышающих несколько сотен килогерц.
- Выходной контакт таймера 555 может управлять транзисторно-транзисторной логикой (TTL) из-за высокого выходного тока.
- Он имеет температурную стабильность 50 частей на миллион (ppm) на градус Цельсия при изменении температуры , что эквивалентно 0,005 %/°C.
- Рабочий цикл таймера регулируется.
- Кроме того, максимальная рассеиваемая мощность на корпус составляет 600 мВт, а входы триггерного импульса и сброса имеют логическую совместимость.
555 таймер работает
Модель 555 обычно работает в 3 режимах:
- А-стабильный
- Моностабильный
- Бистабильные режимы.
Нестабильный режим
Это означает, что на выходе не будет стабильного уровня. Таким образом, выход будет колебаться между высоким и низким. Этот характер нестабильного выхода используется в качестве тактового или прямоугольного сигнала для многих приложений.
Моностабильный режим
Эта конфигурация состоит из одного стабильного и одного нестабильного состояния. Стабильное состояние может быть выбрано пользователем как высокое, так и низкое. Если стабильный выход установлен на высокий уровень (1), выход таймера имеет высокий уровень (1). При подаче прерывания на выходе таймера устанавливается низкий уровень (0). Поскольку низкое состояние нестабильно, оно автоматически переходит в высокое (1) после прохождения прерывания. Аналогично обстоит дело и с малостабильным моностабильным режимом.
Бистабильный режим
В бистабильном режиме оба состояния выхода стабильны. При каждом прерывании выходной сигнал меняется с низкого (0) на высокий (1) и наоборот и остается на этом уровне. Например, если у нас есть высокий (1) выход, он станет низким (0) после получения прерывания и останется низким (0) до тех пор, пока следующее прерывание не изменит статус.
Этот технический паспорт должен дать представление о специфике: Таймер 555 IC
Приведенное ниже видео от Skinny R&D также дает представление о таймере 555.
Посмотрите это видео на YouTube
Также дайте нам знать, если Джейсон объяснил вам, как работает таймер 555.
Другие учебные пособия доступны в разделе обучения.
Эта статья была впервые опубликована 4 июня 2017 г. и недавно обновлена 19 января 2022 г. интегральная схема таймера 555,1 считается самой продаваемой интегральной схемой в мире с проданными миллиардами. Разработанный волшебником аналоговых ИС Гансом Камензиндом2, 555 был назван одним из лучшие фишки всех времен.
8-контактный таймер 555 с логотипом Signetics. На нем нет этикетки 555, вместо этого он помечен как «52B 01003» с кодом даты 7304, что указывает на 4-ю неделю 1973 года. Фото предоставлено Эриком Шлепфером.
Эрик Шлепфер (@TubeTimeUS) недавно наткнулся на указанный выше чип с загадочным номером детали. Он утомительно отшлифовал эпоксидную смолу, чтобы открыть кристалл (ниже), и определил, что чип представляет собой таймер 555. Signetics выпустила таймер 555 в середине 1972 г. 4 , а чип ниже имеет 19 января.73 код даты (7304), поэтому он должен быть одним из первых 555 таймеров. Любопытно, что он не имеет маркировки 555, так что, возможно, это прототип или внутренняя версия.3 Я сделал подробные фотографии штампов, которые я обсуждаю в этом сообщении в блоге.
Таймер 555 с отшлифованной упаковкой, чтобы обнажить кремниевый кристалл, крошечный квадратик посередине.
Краткое описание таймера 555
Таймер 555 имеет сотни приложений, работающих как таймер или защелка, как генератор или модулятор, управляемый напряжением. На приведенной ниже диаграмме показано, как таймер 555 работает как простой генератор. Внутри микросхемы 555 три резистора образуют делитель, формирующий опорные напряжения 1/3 и 2/3 от напряжения питания. Внешний конденсатор будет заряжаться и разряжаться между этими пределами, создавая колебания. Более подробно, конденсатор будет медленно заряжаться (А) через внешние резисторы, пока его напряжение не достигнет опорного значения 2/3. В этот момент (B) верхний (пороговый) компаратор отключает триггер и выход. Это включает разрядный транзистор, медленно разряжая конденсатор (С). Когда напряжение на конденсаторе достигает опорного значения 1/3 (D), включается нижний (триггерный) компаратор, устанавливая триггер и выход, и цикл повторяется. Значения резисторов и конденсатора определяют время от микросекунд до часов.5
Схема, показывающая, как таймер 555 может работать как осциллятор. Внешний конденсатор заряжается и разряжается через внешние резисторы под управлением таймера 555.
Подводя итог, ключевыми компонентами таймера 555 являются компараторы для определения верхнего и нижнего пределов напряжения, делитель с тремя резисторами для установки этих пределов и триггер для отслеживания того, заряжается или разряжается цепь. Таймер 555 имеет два других вывода (сброс и управляющее напряжение), которые я не рассмотрел выше; их можно использовать для более сложных схем.
Структура интегральной схемы
Фото ниже я создал из компоновки изображений микроскопа. Поверх кремния тонкий слой металла соединяет разные части чипа. Этот металл хорошо виден на фото в виде светлых следов. Под металлом тонкий стеклообразный слой диоксида кремния обеспечивает изоляцию между металлом и кремнием, за исключением случаев, когда контактные отверстия в диоксиде кремния позволяют металлу соединяться с кремнием. На краю чипа тонкие провода соединяют металлические площадки с внешними контактами чипа.
Штамп фото таймера 555. Нажмите на это изображение (или любое другое), чтобы увеличить его.
Различные типы кремния на чипе труднее увидеть. Области чипа обрабатываются (легируются) примесями для изменения электрических свойств кремния. Кремний N-типа имеет избыток электронов (отрицательный), в то время как кремний P-типа не имеет электронов (положительный). На фотографии эти области показаны немного другим цветом, окруженным тонкой черной рамкой. Эти области являются строительными блоками микросхемы, формируя транзисторы и резисторы.
Транзисторы NPN внутри микросхемы
Транзисторы являются ключевыми компонентами микросхемы. В таймере 555 используются биполярные транзисторы NPN и PNP. Если вы изучали электронику, вы, вероятно, видели схему NPN-транзистора, подобную приведенной ниже, на которой показаны коллектор (C), база (B) и эмиттер (E) транзистора. сэндвич из кремния P между двумя симметричными слоями кремния N; слои N-P-N составляют NPN-транзистор. Оказывается, транзисторы на микросхеме выглядят совсем не так, а база зачастую даже не посередине!
Схематическое обозначение NPN-транзистора вместе с упрощенной схемой его внутренней структуры.
На фотографии ниже крупным планом показан один из транзисторов 555, как он выглядит на микросхеме. Немного отличающиеся оттенки в кремнии указывают на области, которые были легированы с образованием областей N и P. Беловатые области — это металлический слой чипа поверх кремния — они образуют провода, соединяющиеся с коллектором, эмиттером и базой.
Структура транзистора NPN на кристалле.
Под фотографией находится поперечный разрез, иллюстрирующий конструкцию транзистора. Там гораздо больше, чем просто бутерброд N-P-N, который вы видите в книгах, но если вы внимательно посмотрите на вертикальное сечение под буквой «E», вы можете найти N-P-N, который образует транзистор. Провод эмиттера (E) подключен к кремнию N+. Ниже находится P-слой, соединенный с базовым контактом (B). А под ним находится слой N+, связанный (косвенно) с коллектором (C)6. Транзистор окружен кольцом P+, которое изолирует его от соседних компонентов.
PNP-транзисторы внутри микросхемы
Можно было ожидать, что PNP-транзисторы будут аналогичны NPN-транзисторам, просто поменяв местами N- и P-кремний. Но по разным причинам PNP-транзисторы имеют совершенно другую конструкцию. Они состоят из небольшого круглого эмиттера (P), окруженного кольцеобразным основанием (N), которое окружено коллектором (P). Это образует сэндвич PNP по горизонтали (сбоку), в отличие от вертикальной структуры транзисторов NPN.
На приведенной ниже диаграмме показан один из PNP-транзисторов в модели 555, а также поперечное сечение кремниевой структуры. Обратите внимание, что хотя металлический контакт для базы находится на краю транзистора, он электрически соединен через области N и N+ с его активным кольцом между коллектором и эмиттером.
Транзистор PNP в микросхеме таймера 555. Соединения для коллектора (C), эмиттера (E) и базы (B) помечены вместе с кремнием, легированным N и P. База образует кольцо вокруг эмиттера, а коллектор образует кольцо вокруг базы.
Выходные транзисторы модели 555 намного больше, чем другие транзисторы, и имеют другую структуру, обеспечивающую сильноточный выходной сигнал. На фото ниже показан один из выходных транзисторов. Обратите внимание на многочисленные сцепленные «пальцы» эмиттера и базы, окруженные большим коллектором.
Большой сильноточный выходной транзистор NPN в микросхеме таймера 555. Коллектор (C), база (B) и эмиттер (E) помечены.
Как резисторы реализованы в кремнии
Резисторы являются ключевым компонентом аналоговых микросхем. К сожалению, резисторы в ИС большие и неточные; сопротивление может варьироваться на 50% от чипа к чипу. Таким образом, аналоговые ИС спроектированы таким образом, что имеет значение только отношение резисторов, а не абсолютные значения, поскольку отношения остаются почти постоянными.
Резистор внутри таймера 555. Резистор представляет собой полоску кремния P между двумя металлическими контактами.
На фото выше показан 10KОм; Резистор в 555, образованный полоской кремния P (розовато-серого цвета), контактирующей с металлическими проводами на обоих концах. Другие металлические провода пересекаются резистор. Резистор имеет спиралевидную форму, чтобы его длина соответствовала доступному пространству. Ниже резистор на 100 кОм. пережимной резистор . Слой кремния N поверх пережимного резистора делает проводящую область намного тоньше (то есть сжимает ее), формируя гораздо более высокое, но менее точное сопротивление.
Пережимной резистор внутри таймера 555. Резистор представляет собой полоску кремния P между двумя металлическими контактами. Слой N сверху зажимает резистор и увеличивает сопротивление. Этот резистор пересекает вертикальная металлическая линия.
Компонент ИС: Текущее зеркало
Есть некоторые подсхемы, которые очень распространены в аналоговых ИС, но на первый взгляд могут показаться загадочными. Текущее зеркало является одним из них. Если вы смотрели на блок-схемы аналоговых интегральных схем, вы, возможно, видели приведенные ниже символы, указывающие на источник тока, и задавались вопросом, что такое источник тока и почему вы должны его использовать. Идея состоит в том, что вы начинаете с одного известного тока, а затем можете «клонировать» несколько копий тока с помощью простой транзисторной схемы, токового зеркала.
Схематические символы для источника тока.
На следующей схеме показано, как реализовано токовое зеркало с двумя идентичными транзисторами. 7 Опорный ток проходит через правый транзистор. (В этом случае ток задается резистором.) Поскольку оба транзистора имеют одинаковое напряжение эмиттера и напряжение базы, они вырабатывают одинаковый ток, поэтому ток справа соответствует эталонному току слева.8
Текущая схема зеркала. Ток справа копирует ток слева.
Токовое зеркало обычно используется для замены резисторов. Как объяснялось ранее, резисторы внутри ИС имеют неудобные размеры и неточны. По возможности, использование токового зеркала вместо резистора экономит место. Кроме того, токи, создаваемые токовым зеркалом, почти идентичны, в отличие от токов, создаваемых двумя резисторами.
Три транзистора образуют токовое зеркало в микросхеме таймера 555. Все они имеют одну базу, а два транзистора имеют общие эмиттеры.
Три приведенных выше транзистора образуют токовое зеркало с двумя выходами. Обратите внимание, что три транзистора имеют общее соединение базы, подключенное к коллектору справа, а эмиттеры справа соединены вместе. На схеме два транзистора справа изображены как один транзистор Q19 с двумя коллекторами.
Компонент интегральной схемы: дифференциальная пара
Второй важной схемой для понимания является дифференциальная пара, наиболее распространенная двухтранзисторная подсхема, используемая в аналоговых ИС. 9Вы, возможно, задавались вопросом, как компаратор сравнивает два напряжения или операционный усилитель вычитает два напряжения. Это работа дифференциальной пары.
Схема простой цепи дифференциальной пары. Источник тока посылает фиксированный ток I через дифференциальную пару. Если два входа равны, ток делится поровну.
На приведенной выше схеме показана простая дифференциальная пара. Источник тока в нижней части обеспечивает фиксированный ток I, который распределяется между двумя входными транзисторами. Если входные напряжения равны, ток будет разделен поровну на две ветви (I1 и I2). Если одно из входных напряжений немного выше другого, соответствующий транзистор будет проводить экспоненциально больший ток, поэтому одна ветвь получает больше тока, а другая ветвь — меньше. Небольшой входной разницы достаточно, чтобы направить большую часть тока в «выигрышную» ветвь, включая или выключая компаратор. Микросхема 555 использует одну дифференциальную пару для порогового компаратора, а другую — для триггерного компаратора.10
Схематический интерактивный проводник 555
Фото и схема кристалла 55511 ниже интерактивны. Щелкните компонент на кристалле или схеме, и отобразится краткое описание компонента. (Подробное обсуждение того, как работает таймер 555, см. 555 Принципы работы.)
Для краткого обзора см. большие выходные транзисторы и разрядный транзистор являются наиболее очевидными особенностями кристалла. Пороговый компаратор состоит из транзисторов с Q1 по Q8. Компаратор триггера состоит из транзисторов Q10–Q13 и токового зеркала Q9.. Q16 и Q17 образуют триггер. Три 5кОм; резисторы, образующие делитель напряжения, находятся в середине микросхемы.12 Городская легенда гласит, что 555 назван в честь этих трех резисторов 5K, но по словам его дизайнера 555 — это просто произвольное число в серии 500 чипов.
Нажмите на кристалл или схему для получения подробной информации…
Заключение
Надеюсь, вы нашли этот взгляд внутри микросхемы таймера 555 интересным. В следующий раз, когда вы будете создавать проект 555, вы точно будете знать, что находится внутри чипа. Я уже писал о таймере 555 раньше; этот пост почти такой же, как тот, но с другим кубиком. Я также писал о версии CMOS. Спасибо Эрику Шлепферу13 за предоставление штампа; см. его ветку в Твиттере, чтобы узнать об этом чипе.
Я сообщаю о своих последних сообщениях в блоге в Твиттере, так что подписывайтесь на меня @kenshirriff, и вы не пропустите ни одной статьи! У меня также есть RSS-канал.
Примечания и ссылки
Таймер 555 достаточно символичен, чтобы его можно было включить. кружки, сумки, кепки и футболки. Целые книги посвящены 555 таймер схемы. ↩
Книга Designing Analog Chips , написанная изобретателем 555 Гансом Камензиндом, действительно интересна, и я рекомендую ее, если вы хотите узнать, как работают аналоговые микросхемы. В главе 11 подробно обсуждается история и работа модели 555. На странице 11-3 утверждается, что 555 была самой продаваемой микросхемой каждый год, хотя я не знаю, так ли это до сих пор. Бесплатный PDF здесь или получить книга. ↩
Матрица имеет номер детали 1000 и версию «C», так что это, вероятно, соответствует номеру 01003 на упаковке. Я подозреваю, что эта микросхема является третьей ревизией маски оригинальной 555.
.Первый штамп 555 с выделенным номером детали «1000» и увеличенной версией «A».
Кристалл первой версии таймера 555 (выше) отмечен номером «1000» и ревизией «А». Я сравнил это изображение с фотографией кристалла, которую сделал, и не увидел никаких отличий, за исключением того, что ревизия изменилась на «C». Изменения маски, должно быть, были довольно тонкими. (Это изображение есть в Википедии и IEEE Спектр. Изображение подписано как штамп первой микросхемы таймера 555, произведенной в 1971.) ↩
Чип 555 был представлен в середине 1972 года, согласно Signetics Analog Applications, стр. 149. ↩
Отличительной особенностью таймера 555 является то, что частота колебаний зависит только от внешних резисторов и конденсатора и нечувствительна к напряжению питания. Если напряжение питания падает, эталоны 1/3 и 2/3 также падают, поэтому можно ожидать, что колебания будут быстрее. Но более низкое напряжение заряжает конденсатор медленнее, компенсируя это и поддерживая постоянную частоту.
Эта нечувствительность к напряжению настолько сложна, что разработчик микросхемы не понял этого до самого конца конструкции 555, но это имело большое значение. Первоначальная конструкция была более сложной и требовала девяти выводов, что является ужасным размером для микросхемы. так как нет пакетов между 8 и 14 пинами. Окончательная, более простая конструкция 555 работала с 8 контактами, что делало упаковку чипа намного дешевле. (Полную информацию см. на стр. 11-3 из Designing Analog Chips .) ↩
Вы, наверное, задавались вопросом, почему существует различие между коллектором и эмиттером транзистора, когда типичная схема транзистора симметрична. Как видно из фото кристалла, в реальном транзисторе коллектор и эмиттер сильно отличаются. Помимо очень большой разницы в размерах, легирование кремния отличается. В результате транзистор будет иметь плохой коэффициент усиления, если коллектор и эмиттер поменять местами. ↩
Для получения дополнительной информации о текущих зеркалах проверьте Википедию, любую книгу по аналоговым ИС или главу 3 Проектирование аналоговых микросхем. ↩
На схеме внизу изображен необычный символ, обозначающий транзистор с двумя коллекторами. База нарисована с той же стороны, что и эмиттер и коллекторы, что добавляет путаницы. На кристалле этот транзистор реализован двумя отдельными транзисторами с эмиттерами и базами, соединенными вместе. В других схемах иногда используется один транзистор с двумя физическими коллекторами.
Этот символ указывает на транзистор с двумя коллекторами.
↩
Дифференциальные пары также называются парами с длинными хвостами. Согласно с Анализ и проектирование аналоговых интегральных схем дифференциальная пара — это, пожалуй, наиболее широко применяемые двухтранзисторные подсхемы в монолитных аналоговые схемы.» (стр.214) Для получения дополнительной информации о дифференциальных парах см. Википедию, любую книгу по аналоговым микросхемам или главу 4 книги Designing Analog Chips . ↩
В модели 555 пороговый компаратор использует NPN-транзисторы, а триггерный компаратор — PNP-транзисторы. Это позволяет пороговому компаратору работать вблизи напряжения питания, а триггерному компаратору работать вблизи земли. Компараторы 555 также используют два транзистора на каждом входе (пара Дарлингтона) для буферизации входов. ↩
Схема 555, используемая в этой статье, взята из Техническое описание Филипс. Он идентичен схеме Signetics p150. ↩
Обратите внимание, что три резистора делителя напряжения расположены параллельно и рядом друг с другом. Это помогает гарантировать, что они имеют одинаковое сопротивление, даже если в кремнии есть электрические колебания. ↩
Злой безумный ученый продается очень круто комплект дискретного таймера 555, дублирующий схему 555 в большем масштабе с отдельными транзисторами и резисторами — он фактически работает как замена 555. Их табуретка высотой 555 футов также заслуживает внимания.
Крупногабаритный таймер 555, созданный лабораторией Evil Mad Scientist Lab.
↩
555 и как это получилось
Существует определенный минимальный набор вещей, который типичный читатель Hackaday должен иметь под рукой в любое время, когда он или она находится в магазине. Паяльная станция? Вероятно. Осциллограф? Может быть. Мультиметр? Вполне вероятно. Но есть одна вещь настолько базовая, без которой бессчетное количество проектов было бы гораздо сложнее выполнить, что магазин без одного или десятка копий почти немыслим. Это скромный чип таймера 555, крошечный кусок черного пластика с восемью выводами, который в сочетании с несколькими дополнительными компонентами может делать все: от мигания светодиода пару раз в секунду до создания музыки и звуковых эффектов.
Ранее мы уже заглядывали под капот 555-го и показывали много-много проектов, которые достаточно хорошо демонстрируют многогранность почтенного чипа. Но мы не смотрели, как появился первый чип для всех и что вдохновило его на разработку. Вот история модели 555 и того, как она стала такой.
Идеальное время
Ханс Р. Камензинд. Источник: IEEE Spectrum. Для инженера швейцарского происхождения Ганса Камензинда 1960-е годы были неоднозначными. Он приехал в Соединенные Штаты в начале десятилетия и получил степень магистра в Северо-восточном университете. В те дни кольцо сообществ вокруг Бостона становилось Меккой для технологий, и Ганс хотел участвовать в этом. Но с женой дома и детьми в пути каждый делает то, что должен, и он получил работу в P.R. Mallory Corporation, компании из Массачусетса, в основном занимающейся производством сухих батарей.
Мэллори не была передовой технологической фирмой, но Ганс продержался с ней шесть лет, надеясь, что солидная компания сделает что-то более захватывающее, чем батареи. Этого не произошло, и Ханс начал бомбардировать технологические компании от побережья до побережья резюме. В 1968 году он подписал контракт с Signetics, молодой компанией из Силиконовой долины, основанной бывшими инженерами Fairchild, которые были возмущены акцентом своей компании на дискретных компонентах и считали, что за интегральными схемами будущее. Наконец-то здесь было что-то, во что Ганс мог вонзить свои зубы.
К сожалению, это было ненадолго. Компания Signetics с самого начала столкнулась с трудностями, пытаясь построить свой бизнес на специализированных микросхемах, созданных по спецификациям клиентов. В конце концов компания добилась успеха на оборонном рынке, но к тому времени, когда Ханс присоединился к ней, конкуренция со стороны других, более крупных производителей, по иронии судьбы, включая Fairchild, поставила компанию в невыгодное финансовое положение. Это в сочетании со спадом в экономике США в 1970-х годах привело к череде увольнений в Signetics. В течение двух лет Ханс увидел, что половина его коллег по Signetics исчезла.
Зная, чем закончится история, Ганс решился. Он ушел из Signetics, но не раньше, чем убедил руководство снова нанять его в качестве консультанта. Компания отчаянно нуждалась в победе, поэтому они дали ему годичный контракт, чтобы он придумал что-то новое. Ганс работал за небольшую часть своей прежней зарплаты, но он делал то, что любил, и, что более важно, он работал, когда другие не работали. Летом 1970 года, работая в арендованном помещении в Саннивейле, зажатом между двумя китайскими ресторанами, Ханс приступил к работе.
Слишком много одной булавки
Когда Ганс начал самостоятельно, у Ганса уже была основная идея чипа таймера. Вдохновением для него послужило техническое образование в Швейцарии, которое включало работу радиомехаником, или «радиомехаником», как его называли швейцарцы. Так что он знал все о конструкции радиоприемников и во время работы в Мэллори размышлял, можно ли построить радиоприемник на микросхеме. Он знал, что традиционные конструкции с большими катушками не будут работать в кремнии, поэтому искал альтернативы.
Просматривая ночью библиотеку Массачусетского технологического института, Ганс обнаружил документы, описывающие контуры фазовой автоподстройки частоты, или ФАПЧ, и понял, что они идеально подходят для настроенных схем, необходимых для создания ИС радиоприемника. Когда он перешел на Signetics, он убедил свое новое руководство в том, что микросхема PLL может стать победителем. Они согласились, и Ханс приступил к разработке чипа 565 PLL, успешного продукта, который вышел на рынок как раз перед уходом Ганса.
Одной из основных частей PLL, которую разработал Ганс, был генератор, частота которого могла регулироваться внешними компонентами. Гансу пришло в голову, что это можно легко преобразовать в схему таймера, которую можно использовать либо в автономном, либо в однократном режиме, в зависимости от того, как подключены внешние компоненты. Он подумал, что такой таймер сам по себе будет удобным компонентом, и представил его Signetics в качестве контрактного проекта. Сначала они возражали, опасаясь, что таймер снизит продажи других чипов Signetics, но в конце концов одобрили эту идею.
Первые шесть месяцев своего контракта Ганс потратил на макетирование схемы и оптимизацию конструкции. Это работало, но у него была одна серьезная проблема: чипу требовалось девять контактов, что вынуждало бы его упаковать в 14-контактный DIP, а не в гораздо более дешевую и компактную 8-контактную часть. Недовольный компромиссом, но стесненный во времени, он отправил свой дизайн на рассмотрение и приступил к работе над литографией чипа.
Однако проблема не покидала его, и через две недели утомительных занятий, проведенных над световым столом, вручную вырезая ножом элементы схемы из литографической пленки, он понял, что совершил ошибку. Он мог устранить необходимость в девятом контакте, удалив схему преобразователя напряжения в ток и напрямую зарядив или разрядив внешний конденсатор. Это изменение означало потерю двух недель работы по компоновке, но преимущества улучшенной схемы были слишком хороши, чтобы отказываться от них.
Оригинальная схема 555. Обратите внимание, что Q18 и Q23 сконфигурированы как диоды. Источник: Designing Analog Chips, by H. CamenzindКомпоновка микросхемы, полностью ручной процесс в 1971 году, заняла почти остаток его годового контракта. Ганс, тем не менее, опередил время, несмотря на некоторые ухищрения со стороны бывшего сотрудника Signetics, который обратился в другую компанию, которая выпустила собственный чип таймера, очень похожий на схему, представленную Гансом в первоначальном обзоре дизайна. Этот продукт был отозван с рынка, когда Signetics выпустила свой чип, получивший название «555», только потому, что маркетологу Арту Фьюри понравилось, как он звучит.
Мгновенное попадание
Новый чип имел в общей сложности 23 транзистора, 16 резисторов и два диода на плате и был упакован либо в 8-контактный DIP, либо в металлический корпус TO-5 с восемью выводами. Когда он вышел в 1972 году, он продавался всего за 0,75 доллара и мгновенно стал хитом. Инженеры полюбили этот чип за его простоту и гибкость. Он мог делать что угодно, и Ганс постоянно удивлялся тому, какие приложения придумывали для него дизайнеры. Он видел в нем таймер, который можно было бы использовать как осциллятор, но не мог предвидеть все его применения.
Портрет классика: штамп 555. Источник: Кен ШирриффМодель 555 нашла применение в сотнях продуктов, от кухонной техники до игрушек, игровых консолей и ПК, и даже отправлялась в космос на спутниках. В период с 1972 по 2003 год было произведено более миллиарда чипов, и все это время их конструкция оставалась неизменной. К модели 555 присоединилась модель 556 с двумя независимыми таймерами в одном корпусе, а позже и счетверенная модель 558. Также была выпущена версия CMOS, и чип все еще производится по сей день.
Модель 555 выжила не потому, что у нее надежная конструкция; по собственному признанию Камензинда, он далек от совершенства. Что сделало его классическим, так это то, что он был специально сделан максимально гибким. Креативность отдает предпочтение неограниченным конструкциям, которые могут стать песочницей для разработки, и 555 обеспечивает это уже более полувека без каких-либо признаков замедления. То, что это произошло из-за стремления сохранить еду на семейном столе, делает его еще более привлекательным.
Внутри раннего чипа таймера 555
Таймер 555 считается самой продаваемой интегральной схемой в мире, продано миллиарды экземпляров. Разработанный волшебником аналоговых ИС Гансом Камензиндом, 555 известен как один из величайших чипов, когда-либо созданных.
Отшлифуйте эпоксидную капсулу, чтобы открыть микросхему (ниже) и убедиться, что микросхема представляет собой таймер 555. Signetics выпустила таймер 555 в середине 1972 года, а чип ниже имеет 19 января.73 код даты (7304), поэтому он должен быть одним из первых 555 таймеров. Как ни странно, он не помечен 555, так что это может быть прототип или внутренняя сборка.
Существуют сотни приложений для таймера 555, от таймеров и защелок до управляемых напряжением генераторов или модуляторов. На рисунке ниже показано, как таймер 555 работает как простой осциллятор. Внутри микросхемы 555 три резистора образуют делитель напряжения, который выдает опорное напряжение 1/3 и 2/3 от напряжения питания. Внешний конденсатор будет заряжаться и разряжаться между этими пределами, создавая колебания. Более подробно, конденсатор будет медленно заряжаться (А) через внешний резистор, пока его напряжение не достигнет 2/3 опорного напряжения. В этот момент (В) верхний (пороговый) компаратор выключает триггер и выключает выход. Это включает разрядный транзистор, позволяя конденсатору (C) медленно разряжаться. Когда напряжение на конденсаторе достигает 1/3 опорного напряжения (D), включается нижний (срабатывающий) компаратор, устанавливающий триггер и выход, и цикл повторяется. Номиналы резисторов и конденсаторов контролируют время, от микросекунд до часов.
555 схема
Приведенные ниже фотографии и схемы 555 кристаллов являются интерактивными. При нажатии на компонент на схеме отображается краткое описание компонента. Для краткого обзора, большие выходные транзисторы и разрядные транзисторы являются наиболее очевидными особенностями кристалла. Пороговый компаратор состоит из Q1-Q8. Компаратор триггера состоит из Q10-Q13 и токового зеркала Q9. Q16 и Q17 образуют триггер. Три резистора 5 кОм, составляющие делитель напряжения, расположены в середине микросхемы. Легенда гласит, что 555 назван в честь этих трех резисторов 5K, но, по словам его разработчиков, 555 — это просто произвольное число в семействе микросхем 500.
Натуральный песок ≠ чип! Недооцененный полупроводниковый песок
11 августа 2022 г.
Технология стекирования малых микросхем лидирует на рынке передовых процессоров, и крупные технологические компании присоединяются к компоновке.
5 августа 2022 г.
[Производство/упаковка и тестирование] Предварительное прохождение законопроекта о микросхемах США приветствует последние достижения
22 июля 2022 г.
Ожидается, что все остальные категории продуктов чипы и все регионы продемонстрируют положительную динамику роста в 2023 году.
1 июля 2022 г.
«Слой» в чипе, вы знаете, что это такое?
24 июня 2022 г.
Знание электронных компонентов | Как сделан чип? Процесс изготовления чипа
17 июня 2022 г.
ALLEGRO, письмо OMRON о внезапном повышении цен!
17 июня 2022 г.
Россия вдруг выстрелила: ограничьте экспорт! Индустрия чипов снова в панике?
3 июня 2022 г.
Для текущего автомобиля MCU по-прежнему может быть самым проблемным чипом в дефиците, но разные марки автомобильных MCU показывают разные изменения.
23 мая 2022 г.
Нехватка чипов, рост цен и трудности с исследованиями и разработками, российская индустрия чипов переживает огромный кризис?
13 мая 2022 г.
The 555: лучшая микросхема или устаревший анахронизм?
Какая самая универсальная, широко используемая и долгоживущая ИС, которую вы когда-либо видели? Многие из вас скажут, что это микросхема таймера 555. На самом деле, это по-прежнему лучший друг любителей электроники, и его широко преподают в университетах. Скорее всего, вы использовали 555, может быть, даже недавно. Тем не менее, мне интересно, почему люди до сих пор его используют — в конце концов, это 21-й век.
Компания Signetics впервые выпустила модель 555 в 1971 году. Спустя 36 лет после этого компания Signetics была куплена компанией Philips Semiconductors, которая теперь известна как NXP Semiconductors. Мы продолжаем использовать 555, особенно в хобби-проектах и школьных лабораториях, хотя я не нашел много новых продуктов, в которых он используется. По общему признанию, я не искал так тщательно, особенно за пределами США. Но я держу пари, что немногие из вас могут показать мне совершенно новый продукт, в котором он используется.
Я нашел только один новый продукт, в котором используется 555. Я тестировал новый учебный комплект Agilent U3000A Instrumentation Training Kit, который работает с испытательным оборудованием Agilent, чтобы научить студентов, как использовать осциллографы, генераторы функций/автоматические генераторы сигналов и другие инструменты, чтобы сделать основные измерения. Он нацелен на колледжи и университеты, в которых редко преподают приборостроение и измерения. В дополнение к PIC-микро, некоторым аналого-цифровым преобразователям (АЦП) и цифро-аналоговым преобразователям (ЦАП) и некоторым датчикам, на плате имеется 555, который действует как базовый генератор тактовых импульсов — насколько это уместно.
Недавно я где-то читал, что каждый год производятся миллионы новых 555-х и что общее количество проданных на сегодняшний день легко превышает 1 миллиард. Мне любопытно узнать, где эти чипы используются сегодня. Их использует не так много любителей и школ, так в чем же применение? В чем его привлекательность? Почему он выжил, в то время как большинство других интегральных схем той же эпохи почти исчезли?
Что это такое и как это работает
555 — это универсальное устройство, используемое в основном для синхронизации и генерации импульсов. Сделанный на биполярных транзисторах, он включает в себя два дифференциальных компаратора типа операционного усилителя, фиксированный внутренний делитель напряжения, который обеспечивает опорное напряжение для каждого компаратора, триггер, состояние которого определяется выходами компаратора, и сильноточный (200 мА ) транзисторный выход сток/исток. Он работает с внешними резисторами и конденсатором. На рис. 1 показан 555, подключенный как нестабильный, который генерирует прямоугольные импульсы. Конденсатор С1 заряжается и разряжается через резисторы R A и R B , в то время как компараторы изменяют состояние триггера.
Основной вариант корпуса — это 8-контактный мини-DIP (двухрядный корпус), который будет работать с источником питания постоянного тока от 4,5 до 15 В. Также доступен двойной 555 в 14-контактном DIP, называемый 556. Согласно последним каталогам Jameco и Digi-Key, вы можете получить 555 в корпусе SOIC-8 и 556 в корпусе SOIC-14. И не забывайте, что CMOS-версия 555 доступна уже много лет.
Первоначальный разработчик 555, Ханс Камензинд из Signetics, заявил в сентябрьском выпуске IEEE Spectrum за 1997 год, что 555 устарел, главным образом, потому, что он больше не совместим с главным образом низковольтными (менее 5 В) схемами, используемыми сегодня. . Кроме того, он потребляет слишком много энергии по сравнению с современными схемами. Он обсудил, как бы он изменил дизайн 555, если бы мог. Для получения дополнительной информации вы можете прочитать интервью с ним в Музее транзисторов, в котором рассказывается об оригинальном дизайне.
Модель 555 чаще всего используется в качестве тактового генератора. Он отлично подходит для создания низкочастотных (менее 1 МГц) прямоугольных волн для включения и выключения света или создания звуковых тонов. Его также можно использовать в качестве генератора, управляемого напряжением (ГУН), с внешним управляющим входом постоянного тока. Другое распространенное использование — это однократный импульс, который при срабатывании создает выходной импульс фиксированной длительности. Я использовал 555 в качестве маломощного преобразователя постоянного тока для получения –5 В из источника питания +5 В.
Поиск в Google или Yahoo по запросу «таймер 555» в Google или Yahoo выдаст множество полезной информации, в том числе несколько отличных учебных пособий.
Замена 555
Ничего не имею против 555, но мы его вообще не используем в современной электронике, как и уже не используем схемы с дискретными компонентами, как когда-то. (Помните генераторы на однопереходном транзисторе?). Чипы и продукты стали слишком быстрыми и начали использовать более низкие напряжения, оставив 555 в пыли. Конечно, это дешево, и есть множество вторичных источников, но есть и много хороших альтернатив.
Одной из таких альтернатив является более универсальный таймер производства Exar. Известный как XR-2240, он использует генератор частоты, такой как 555, но поставляется с двоичным счетчиком/делителем для более гибкого выбора времени и работы на более низких частотах. Другой вариант, ИС генератора функций XR-2206 от Exar (теперь Maxlinear), делает почти то же, что и 555, но также генерирует синусоидальные, треугольные и пилообразные волны, а также прямоугольные волны. Кроме того, он может быть амплитудно- или частотно-модулированным.
Я люблю XR-2206 и, вероятно, использовал его гораздо чаще, чем 555. XR-2240 и XR-2206 все еще доступны. Другая микросхема генератора с аналогичными функциями, 8038, по характеристикам и характеристикам напоминает XR-2206, но я ее больше не могу найти.
Другой заменой 555 является логический элемент CMOS или инвертор, подключенный как нестабильный (рис. 2а) . Его верхний частотный предел составляет около 1 МГц. Кроме того, не забывайте о простой нестабильности, которую можно получить с помощью триггера Шмитта TTL или CMOS 9. 0047 (рис. 2б) . Требуется только один конденсатор, и он хорошо работает в очень широком диапазоне частот — далеко за пределами 555.
Просто помните, что в этих схемах рабочий цикл не составляет 50%. Если вам требуется рабочий цикл 50%, генерируйте сигнал с удвоенной желаемой частотой. Затем следуйте за тактовым генератором с триггером, который делится на 2 и дает вам 50%-й рабочий цикл. Нестабильный триггер Шмитта также может быть реализован с помощью операционного усилителя, используемого в качестве компаратора (рис. 3) . Если вам нужен более широкий или биполярный выходной размах на более низкой частоте, эта схема является хорошим выбором.
Как мы это делаем сегодня
Что делать, если у вас есть требования к времени или часам для нового дизайна? Как вы это реализуете? Большинству схем требуются не только более высокие частоты, но и большая точность частоты, чем та, которая доступна в RC-сетях. Сегодня мы склонны использовать кристаллы или керамические резонаторы, чтобы получить большую точность частоты, а также повышенную температурную стабильность. Тем не менее, есть еще несколько хороших вариантов сети RC.
Одним из решений является использование 555, но добавление программируемого цифрового потенциометра для внешних резисторов времени (рис. 4) . Xicor X9315 хорошо сочетается с 555. Его последовательный ввод данных программирует частоту работы. Кроме того, эти цифровые потенциометры можно увеличивать и уменьшать, предоставляя некоторые интересные возможности для изменения частоты и рабочего цикла. Это должно сделать 555 гораздо более приемлемым сегодня.
Другой вариант — Dallas Semiconductor (ныне Maxim Integrated Circuits) DS1065. Он содержит осциллятор, прескалеры и делитель частоты. Размещается в трехвыводном ТО-92, это полный осциллятор и делитель, который может быть установлен на частоты от 30 кГц до 100 МГц.
Его единственный контакт ввода-вывода обеспечивает вывод. Но с подтягивающим резистором на этом выводе микросхема переходит в программируемый режим, который позволяет вам вводить параметры выбора предварительного делителя и делителя, чтобы получить желаемую частоту. И самое классное в этом чипе то, что он не использует никаких внешних компонентов. Первоначально допуск по частоте составляет ±0,5%, но может варьироваться в пределах ±3% в зависимости от температуры и изменения напряжения, что довольно хорошо для некритичных тактовых приложений.
DS1085 компании Maxim — еще одна такая микросхема генератора/делителя. Это довольно хороший синтезатор частот, который может быть настроен на частоты от 8,1 кГц до 133 МГц и поставляется в корпусе SOIC с восемью выводами. Двухпроводной последовательный интерфейс позволяет запрограммировать устройство на желаемую частоту. Допуск по частоте составляет ± 1%.
Кроме того, специальные микросхемы таймеров Maxim MAX7387 и MAX7388 имеют генератор с фиксированной частотой в диапазоне от 32 кГц до 32 МГц. Стандартные частоты 1, 4, 8 и 16 МГц есть в наличии, но вы можете заказать любую частоту в этом диапазоне по цене. Эта конкретная часть используется в основном для сторожевого таймера и приложений сбоя питания.
Еще одна интересная замена 555, LTC6906 от Linear Technology (теперь Analog Devices), представляет собой импульсный генератор с диапазоном частот от 10 кГц до 1 МГц — почти такой же диапазон, как у 555. Он сделан из КМОП и использует только одиночный внешний резистор для установки частоты. Внешний конденсатор не требуется. И точность 0,5%. Микросхема работает от источника питания от 2,25 до 5,5 В и потребляет очень мало энергии (менее 12 мкА на частоте 100 кГц). Корпус представляет собой шестиконтактный SOT-23 (ThinSOT) размером 3 на 3 мм для поверхностного монтажа тип 9.0047 (рис. 5) .
Его внешний резистор (R SET ) определяет частоту по простой формуле: использовать металлопленочный резистор с допуском 0,5%. N в приведенной выше формуле — это коэффициент делителя частоты. LTC6906 имеет встроенный делитель частоты с коэффициентами 1, 3 и 10. Требуемый коэффициент выбирается напряжением на выводе DIV: земля для деления на 1, разомкнут для деления на 3 и +V (напряжение питания ) для деления на 10. Вы можете получить частоты примерно до 10 кГц или чуть меньше до 1 МГц. Это довольно крутая часть и одна из первых за долгое время, которая касается приложений часов и времени.
Linear Technology также имеет другую аналогичную деталь, которая может заменить кварцевые или керамические генераторы часов в некоторых приложениях. LTC6905 работает от 2,7 до 5,5 В и выполнен в корпусе SOT-23. Его частотный диапазон составляет от 17 до 170 МГц. Опять же, частота выбирается с помощью одного внешнего резистора и коэффициента делителя. Погрешность частоты составляет всего около ±0,5%, а джиттер менее 50 пс на частоте 170 МГц. Это очень хорошо и может использоваться во многих цифровых приложениях в качестве тактового генератора без необходимости использования дорогого кристалла.
Варианты включают LTC1799, LTC6900, LTC6902, LTC6903 и LTC6904 с различными диапазонами частот и программированием одного внешнего резистора. LTC6903 и LTC6904 имеют диапазон частот от 1 кГц до 68 МГц. LTC6903 программируется через шину I²C, а LTC6904 — через шину SPI.
Если вам абсолютно необходима кристальная точность по низкой цене, вы можете использовать MM5369 от National Semiconductor (теперь Texas Instruments). Он использует недорогой 3,579Кварц 545 МГц для создания генератора, за которым следует 17-ступенчатый делитель. Делитель программируется на широкий диапазон частот, включая 60 Гц.
Вероятно, наиболее популярным подходом к генерации тактового генератора с программируемой частотой является использование дешевого встроенного контроллера (рис. 6) . Любой 8-битный микропроцессор может легко дублировать работу 555, а затем и некоторых других. Все, что вам нужно сделать, это написать некоторый код, который помещает процессор в один или два цикла синхронизации и импульсирует выходной порт.
Но разумно ли заменить сверхдешевый и простой в использовании 555 более дорогим и сложным микропроцессором, который требует от нас написания программного обеспечения? Абсолютно. В любом случае большинство продуктов являются цифровыми, и практически каждый из них содержит как минимум один встроенный контроллер. Таким образом, вполне естественно реализовать функции синхронизации с помощью микропроцессора.
Встроенные контроллеры, такие как PIC, производные от 8051, 68HC05/11 и другие, в больших количествах стоят очень дешево. Кроме того, большинство из вас уже хорошо разбираются в программировании, поэтому написание кода является тривиальной задачей. Кроме того, кристаллический или керамический резонатор обычно управляет часами микроконтроллера, поэтому он выдает очень точные синхронизирующие импульсы. Это смягчает проблемы, связанные с попытками добиться точности синхронизации и температурной стабильности с помощью RC-сети.
Благодаря встроенному контроллеру вы получаете высокую точность и сверхнадежную повторяемость. Добавьте к этому наличие функций широтно-импульсной модуляции (ШИМ) на многих микроконтроллерах, и вы получите дополнительные функциональные возможности без нового оборудования — просто еще немного кода. Используя длинный счетный цикл, вложенные циклы или встроенные счетчики и таймеры, а также точный подсчет времени выполнения команд, вы можете запрограммировать чип так, чтобы он обеспечивал даже самые необычные частоты, которые могут понадобиться вашему приложению.
А как насчет 555?
Я не отказываюсь от 555. Я просто пытаюсь понять его текущее использование, когда доступно так много других решений. И почему он выжил, когда другие ИС 1970-х годов и позже устарели? В большинстве случаев микроконтроллеры и программируемые логические устройства, такие как PROM, PAL, GAL и FPGA, заменили когда-то повсеместно распространенные логические микросхемы DTL и TTL, а также логические микросхемы CMOS. Да, вы все еще можете получить логику TTL и CMOS, но они не часто используются в новых проектах.
Старые линейные устройства, вероятно, все еще более распространены, чем старые цифровые устройства. Операционный усилитель 741 почти так же стар, как таймер 555. Как и 555, он, вероятно, никогда не умрет, тем более, что хорошие линейные устройства, кажется, никогда не исчезнут. Эти линейные усилители, например, все еще существуют: операционный усилитель 301, линейные стабилизаторы 78xx, регуляторы 317, балансный модулятор 1496 и ВЧ-микшер 602. Мне до сих пор нравится старый RCA 3028.
Я предполагаю, что долгий срок службы 555 обусловлен сочетанием таких факторов, как очень низкая стоимость, множество источников доступности, чрезвычайная универсальность и широкое знание дизайна. Его формат DIP в старом стиле также упрощает использование, плюс он прочный и щадящий — его трудно превзойти.
Хотя вы не найдете 555 во многих новых проектах, я подозреваю, что мы продолжим использовать его в наших хобби-проектах, и школы продолжат преподавать его. Время от времени вы можете найти для него идеальное применение. Просто помните, что есть альтернативы, которые будут создавать схемы меньшего размера с меньшим количеством дискретных компонентов.
А пока поздравляем Ханса Камензинда и команду дизайнеров Signetics, где бы вы ни находились. Да здравствует 555.
25 микрочипов, которые потрясли мир
Мы составили список из 25 интегральных схем, которые, по нашему мнению, заслуживают лучшего места на каминной полке дома, построенного Джеком Килби и Робертом Нойсом. Некоторые из них стали непреходящими объектами поклонения чиперати: например, таймер Signetics 555. Другие, такие как операционный усилитель Fairchild 741, стали образцами учебников. Некоторые из них, такие как микроконтроллеры PIC от Microchip Technology, были проданы миллиардными тиражами и продолжают продаваться до сих пор. Лишь немногие, такие как флэш-память Toshiba, создали совершенно новые рынки. И, по крайней мере, один из них стал эталоном в популярной культуре. Вопрос: На каком процессоре работает Бендер, алкоголик, заядлый курильщик, морально предосудительный робот из «Футурамы»? Ответ: 6502 компании MOS Technology.
Что общего у этих чипов, так это то, что они являются одной из причин, по которой инженеры мало работают.
Конечно, такие списки вызывают споры. Кто-то может обвинить нас в капризном выборе и вопиющих упущениях (и нет, это будет не в первый раз). Почему микропроцессор Intel 8088, а не 4004 (первый) или 8080 (знаменитый)? Где радиационно-стойкий процессор военного класса RCA 1802, который был мозгом многочисленных космических аппаратов?
Если вы вынесете из этого введения только одну вещь, пусть она будет следующей: наш список — это то, что осталось после нескольких недель бурных дебатов между автором, его доверенными источниками и несколькими редакторами журнала. Спектр IEEE . Мы никогда не собирались составлять исчерпывающий список всех микросхем, имевших коммерческий успех или значительное техническое достижение. Мы также не могли включить в список микросхемы, которые были отличными, но настолько малоизвестными, что только пять инженеров, которые их разработали, могли помнить о них. Мы сосредоточились на фишках, которые оказались уникальными, интригующими и впечатляющими. Нам нужны были чипы разных типов, как крупных, так и мелких компаний, созданные давно или совсем недавно. Прежде всего, мы искали микросхемы, которые повлияли на жизнь многих людей — микросхемы, которые стали частью потрясающих гаджетов, символизировали технологические тенденции или просто радовали людей.
Для каждого чипа мы описываем, как он появился и почему он был инновационным, с комментариями инженеров и руководителей, которые его разработали. И поскольку мы не те IEEE Annals of the History of Computing , мы не упорядочивали 25 микросхем в хронологическом порядке, по типу или важности; мы произвольно разбросали их по этим страницам таким образом, чтобы, по нашему мнению, было удобно читать. История мутная, в конце концов.
В качестве бонуса мы попросили именитых технологов о своих любимых чипсах. Вы когда-нибудь задумывались, какая ИС занимает особое место в сердцах Гордона Мура из Intel и Морриса Чанга, основателя Taiwan Semiconductor Manufacturing Company? (Подсказка: это чип DRAM.)
Мы также хотим знать, что вы думаете. Есть ли фишка, отсутствие которой в нашем списке вызывало у вас приступы ярости? Сделайте несколько глубоких вдохов, выпейте чашечку ромашкового чая, а затем присоединиться к обсуждению.
Таймер Signetics NE555 (1971 г.)Это было летом 1970 года, и дизайнер чипов Ханс Камензинд мог рассказать вам кое-что о китайских ресторанах: его небольшой офис втиснулся между двумя ресторанами в центре Саннивейла, штат Калифорния. Камензинд работал консультантом в Signetics, местной полупроводниковой фирме. . Экономика захлебнулась. Он зарабатывал менее 15 000 долларов США в год, и у него дома были жена и четверо детей. Ему действительно нужно было изобрести что-то хорошее.
Так он и сделал. Фактически, это один из величайших чипов всех времен. 555 был простой микросхемой, которая могла функционировать как таймер или генератор. Он станет бестселлером среди аналоговых полупроводников, а затем будет использован в производстве кухонной техники, игрушек, космических кораблей и нескольких тысяч других вещей.
«И это почти не было сделано», — вспоминает Камензинд, который в свои 75 лет все еще разрабатывает чипсы, хотя и далеко не китайский ресторан.
Идея 555 пришла ему в голову, когда он работал над системой, называемой фазовой автоподстройкой частоты. С некоторыми изменениями схема может работать как простой таймер: вы запускаете ее, и она работает в течение определенного периода времени. Как бы просто это ни звучало, ничего подобного вокруг не было.
Сначала инженерный отдел Signetics отверг эту идею. Компания уже продавала компоненты, которые клиенты могли использовать для изготовления таймеров. На этом можно было бы и закончить. Но Камензинд настаивал. Он обратился к Арту Фьюри, менеджеру по маркетингу Signetics. Фьюри понравилось.
Камензинд провел почти год, тестируя прототипы макетов, рисуя компоненты схемы на бумаге и вырезая листы маскировочной пленки Rubylitha. «Все было сделано вручную, без компьютера», — говорит он. В его окончательной конструкции было 23 транзистора, 16 резисторов и 2 диода.
Когда модель 555 появилась на рынке в 1971 году, это была сенсация. В 1975 году Signetics была поглощена Philips Semiconductors, теперь NXP, которая говорит, что было продано много миллиардов. Инженеры до сих пор используют 555 для создания полезных электронных модулей, а также менее полезных вещей, таких как фары в стиле «Рыцаря дорог» для автомобильных решеток.
Синтезатор речи Texas Instruments TMC0281 (1978)Если бы не TMC0281, E.T. никогда бы не смог «позвонить домой». Это потому, что TMC0281, первый одночиповый синтезатор речи, был сердцем (или, лучше сказать, ртом?) обучающей игрушки Texas Instruments Speak & Spell. Спилберга, инопланетянин с плоской головой использует его для создания своего межпланетного коммуникатора (для справки, Инопланетянин также использует вешалку для одежды, банку из-под кофе и циркулярную пилу).
TMC0281 передавал голос с помощью метода, называемого кодированием с линейным предсказанием; звук получился комбинацией жужжания, шипения и хлопков. Это было неожиданное решение для того, что считалось «невозможным в интегральной схеме», — говорит Джин А. Франц, один из четырех инженеров, разработавших игрушку, и до сих пор работающий в TI. Варианты чипа использовались в аркадных играх Atari и Chrysler K-cars. В 2001 году TI продала свою линейку микросхем для синтеза речи компании Sensory, которая прекратила их выпуск в конце 2007 года. единицы в отличном состоянии на eBay примерно за 50 долларов США.
Микропроцессор MOS Technology 6502 (1975 г.)Когда пухлолицый выродок вставил этот чип в компьютер и загрузил его, вселенная екнула. Компьютерщиком был Стив Возняк, компьютером был Apple I, а чипом был 6502, 8-битный микропроцессор, разработанный MOS Technology. Чип впоследствии стал основным «мозгом» смехотворно оригинальных компьютеров, таких как Apple II, Commodore PET и BBC Micro, не говоря уже об игровых системах, таких как Nintendo и Atari. Чак Педдл, один из создателей чипа, вспоминает, как они представили 6502 на торговой выставке в 1919 году.75. «У нас было две стеклянные банки, наполненные чипсами, — говорит он, — и моя жена сидела и продавала их». Появились Орды. Причина: 6502 был не только быстрее, чем его конкуренты, но и намного дешевле, продаваясь за 25 долларов США, в то время как Intel 8080 и Motorola 6800 стоили почти 200 долларов.
Прорывом, по словам Билла Менша, создавшего 6502 вместе с Педдлом, стал минимальный набор инструкций в сочетании с производственным процессом, который «давал в 10 раз больше хороших микросхем, чем конкуренты». Этот чип до сих пор используется в некоторых встроенных системах. Возможно, более интересно, что 6502 — это электронный мозг Бендера, развратного робота из «Футурамы».99 серия.
[Видеть » Правда о мозге Бендера» в этом выпуске, где Дэвид X. Коэн, исполнительный продюсер и главный сценарист «Футурамы», объясняет, как возник выбор модели 6502.]
Цифровой процессор обработки сигналов Texas Instruments TMS32010 (1983 г.)Большой штат Техас дал нам много замечательных вещей, в том числе 10-галлонную шляпу, жареный куриный стейк, Dr Pepper и, что менее заметно, чип цифрового сигнального процессора TMS32010. Созданный Texas Instruments, TMS32010 не был первым DSP (это был DSP-1 Western Electric, представленный в 1980), но он, безусловно, был самым быстрым. Он мог вычислить операцию умножения за 200 наносекунд — подвиг, который заставил инженеров трепетать. Более того, он мог выполнять инструкции как из встроенного ПЗУ, так и из внешнего ОЗУ, тогда как конкурирующие чипы имели только стандартные функции DSP. «Это сделало разработку программ [для TMS32010] гибкой, как и в случае с микроконтроллерами и микропроцессорами», — говорит Ванда Гасс, член группы разработчиков DSP, которая до сих пор работает в TI. В конце концов, продажи выросли, и DSP стал частью модемов, медицинских устройств и военных систем. Да, и еще одно приложение: Джули из Worlds of Wonder, жуткая кукла в стиле Чаки, которая могла петь и говорить («Мы делаем Слишком много шума?»). Этот чип был первым в большом семействе цифровых сигнальных процессоров (DSP), которые принесли — и продолжают приносить — состояние TI.
Microchip Technology PIC 16C84 Микроконтроллер (1993 г.)Еще в начале 1990-х огромная вселенная 8-битных микроконтроллеров принадлежала одной компании, всемогущей Motorola. Затем появился небольшой претендент с невзрачным названием, Microchip Technology. Microchip разработала PIC 16C84, который включал в себя тип памяти, называемый EEPROM, для электрически стираемой программируемой постоянной памяти. Ему не нужно было стирать УФ-излучение, как это делал его прародитель, СППЗУ. «Теперь пользователи могли изменять свой код на лету», — говорит Род Дрейк, ведущий разработчик чипа, а ныне директор Microchip. Более того, чип стоил менее 5 долларов США, или четверть стоимости существующих альтернатив, большинство из которых от, да, Motorola. 16C84 нашел применение в смарт-картах, пультах дистанционного управления и беспроводных автомобильных ключах. Это было начало линейки микроконтроллеров, которые стали суперзвездами электроники среди компаний из списка Fortune 500 и любителей по выходным. Было продано около 6 миллиардов , используемый в таких вещах, как промышленные контроллеры, беспилотные летательные аппараты, цифровые тесты на беременность, управляемые чипом фейерверки, светодиодные украшения и монитор септика под названием Turd Alert.
Операционный усилитель Fairchild Semiconductor µA741 (1968 г.)Операционные усилители — это нарезанный хлеб аналоговой конструкции. Вы всегда можете использовать некоторые из них, и вы можете соединить их практически с чем угодно и получить что-то удовлетворительное. Конструкторы используют их для изготовления аудио- и видеопредусилителей, компараторов напряжения, прецизионных выпрямителей и многих других систем, которые являются частью повседневной электроники.
В 1963 году 26-летний инженер по имени Роберт Видлар разработал первую монолитную микросхему операционного усилителя μA702 в компании Fairchild Semiconductor. Он продавался по 300 долларов США за штуку. Затем Видлар разработал улучшенную конструкцию μA709., снизив стоимость до 70 долларов и сделав этот чип огромным коммерческим успехом. История гласит, что вольный Видлар попросил прибавку к зарплате. Когда он не понял, он уволился. National Semiconductor была только рада нанять парня, который в то время помогал устанавливать дисциплину проектирования аналоговых ИС. В 1967 году Видлар создал для National еще более совершенный операционный усилитель LM101.
Пока менеджеры Fairchild беспокоились о внезапной конкуренции, в научно-исследовательской лаборатории компании Дэвид Фуллагар тщательно изучил LM101. Он понял, что этот чип, каким бы блестящим он ни был, имел пару недостатков. Чтобы избежать определенных частотных искажений, инженерам пришлось присоединить к микросхеме внешний конденсатор. Более того, входной каскад микросхемы, так называемый входной каскад, для некоторых микросхем был чрезмерно чувствителен к шуму из-за различий в качестве полупроводников.
«Передняя часть выглядела какой-то неуклюжей», — говорит он.
Фуллагар приступил к разработке собственного дизайна. Он расширил границы производственных процессов полупроводников того времени, включив в микросхему конденсатор емкостью 30 пикофарад. Теперь, как улучшить интерфейс? Решение было предельно простым — «не знаю, оно пришло ко мне только что, когда я ехал в Тахо» — и состояло из пары дополнительных транзисторов. Эта дополнительная схема сделала усиление более плавным и последовательным от микросхемы к микросхеме.
Фуллагар передал свой проект главе отдела исследований и разработок в Fairchild, парню по имени Гордон Мур, который отправил его в коммерческое подразделение компании. Новый чип µA741 станет стандарт для операционных усилителей. ИС и варианты, созданные конкурентами Fairchild, разошлись сотнями миллионов экземпляров. Теперь за 300 долларов (цена того первобытного операционного усилителя 702) вы можете получить около тысячи сегодняшних микросхем 741.
Генератор сигналов Intersil ICL8038 (около 1983*)Критики насмехались над ограниченной производительностью ICL8038 и склонностью к хаотичному поведению. Чип, генератор синусоидальных, прямоугольных, треугольных, пилообразных и импульсных сигналов, действительно был немного темпераментным. Но вскоре инженеры научились надежно использовать этот чип, и 8038 стал главным хитом, в конечном итоге проданным сотнями миллионов экземпляров и найдя применение в бесчисленных приложениях, таких как знаменитые музыкальные синтезаторы Moog и «синие ящики», которые «фрикеры» использовали. использовал, чтобы победить телефонные компании в 1980-е годы. Эта часть была настолько популярна, что компания выпустила документ под названием «Все, что вы всегда хотели знать о ICL8038». Пример вопроса: «Почему подключение контактов 7 к контактам 8 обеспечивает наилучшие температурные характеристики?» Intersil прекратил выпуск 8038 в 2002 году, но любители все еще ищут его сегодня, чтобы делать такие вещи, как самодельные генераторы функций и терменвоксы.
* Ни отдел по связям с общественностью Intersil, ни последний инженер компании, работавший с деталью, не знают точной даты внедрения. Ты?
Western Digital WD1402A UART (1971)Гордон Белл известен запуском серии миникомпьютеров PDP в Digital Equipment Corp. в 1960-х годах. Но он также изобрел менее известную, но не менее важную технологию: универсальный асинхронный приемник/передатчик, или UART. Беллу требовалась некоторая схема для подключения телетайпа к PDP-1, задача, которая требовала преобразования параллельных сигналов в последовательные сигналы и наоборот. В его реализации использовалось около 50 дискретных компонентов. Western Digital, небольшая компания, производящая микросхемы калькуляторов, предложила создать одночиповый UART. Основатель Western Digital Эл Филлипс до сих пор помнит, как его вице-президент по инженерным вопросам показал ему листы Rubylith с дизайном, готовым к изготовлению. «Я посмотрел на него с минуту и обнаружил обрыв, — говорит Филлипс. — Вице-президент впал в истерику». Western Digital представила WD1402A около 1971, и вскоре последовали другие версии. Сейчас UART широко используются в модемах, периферийных устройствах ПК и другом оборудовании.
Процессор Acorn Computers ARM1 (1985)В начале 1980-х Acorn Computers была маленькой компанией с большим продуктом. Фирма, базирующаяся в Кембридже, Англия, продала более 1,5 миллиона настольных компьютеров BBC Micro. Пришло время разработать новую модель, и инженеры Acorn решили создать собственный 32-битный микропроцессор. Они назвали это Acorn RISC Machine, или ARM. Инженеры знали, что это будет нелегко; на самом деле, они почти ожидали, что столкнутся с непреодолимым препятствием при проектировании и будут вынуждены отказаться от всего проекта. «Команда была настолько мала, что каждое проектное решение должно было основываться на простоте — иначе мы никогда не закончим проект», — говорит дизайнер Стив Фербер, ныне профессор вычислительной техники в Манчестерском университете. В конце концов, простота имела решающее значение. . ARM был маленьким, маломощным и простым в программировании. Софи Уилсон, разработавшая набор инструкций, до сих пор помнит, как они впервые протестировали чип на компьютере. правильный ответ», — говорит она. «Мы открывали бутылки с шампанским». В 1990, Acorn выделила свое подразделение ARM, и архитектура ARM стала доминирующим 32-битным встраиваемым процессором. Более 10 миллиардов ядер ARM использовались во всевозможных гаджетах, включая один из самых унизительных провалов Apple, карманный компьютер Newton, и один из самых блестящих успехов — iPhone.
Датчик изображения Kodak KAF-1300 (1986 г.)Выпущенная в 1991 году цифровая камера Kodak DCS 100 стоила 13 000 долларов США и требовала 5-килограммового внешнего устройства хранения данных, которое пользователи должны были носить на плечевом ремне. Вид человека, тащащего приспособление? Не момент Kodak. Тем не менее, электроника камеры, размещенная внутри корпуса Nikon F3, включала в себя одну впечатляющую аппаратную часть: чип размером с ноготь, который мог захватывать изображения с разрешением 1,3 мегапикселя, достаточного для четких отпечатков размером 5 на 7 дюймов. «В то время 1 мегапиксель был магическим числом», — говорит Эрик Стивенс, ведущий разработчик чипа, который до сих пор работает в Kodak. Чип — настоящее устройство с двухфазной зарядовой связью — стал основой для будущих ПЗС-датчиков, помогая чтобы начать революцию в цифровой фотографии. Какая, кстати, была самая первая фотография, сделанная с помощью KAF-1300? «Э-э, — говорит Стивенс, — мы просто направили датчик на стену лаборатории».
Шахматная фишка IBM Deep Blue 2 (1997)На одной стороне доски 1,5 килограмма серого вещества. С другой стороны 480 шахматных фишек. Окончательно люди увлеклись компьютерами в 1997 году, когда играющий в шахматы компьютер IBM Deep Blue обыграл действующего чемпиона мира Гарри Каспарова. Каждый из чипов Deep Blue состоял из 1,5 миллиона транзисторов, объединенных в специализированные блоки, подобные логической матрице генератора движений, а также из некоторого количества ОЗУ и ПЗУ. Вместе чипы могли обрабатывать 200 миллионов шахматных позиций в секунду. Эта грубая сила в сочетании с умными функциями оценки игры дала Deep Blue решающие — Каспаров назвал их «некомпьютерными» — ходы. «Они оказывали сильное психологическое давление», — вспоминает вдохновитель Deep Blue Фэн-хсюн Сюй, ныне работающий в Microsoft.
Transmeta Corp. Процессор Crusoe (2000)С большой мощностью приходят отличные радиаторы. И короткое время автономной работы. И сумасшедшее потребление электричества. Отсюда и цель Transmeta разработать процессор с низким энергопотреблением, который бы посрамил тех свиней, предлагаемых Intel и AMD. План: Программное обеспечение будет переводить инструкции x86 на лету в собственный машинный код Crusoe, чей более высокий уровень параллелизма сэкономит время и энергию. Его превозносили как величайшую вещь со времен нарезки кремния, и какое-то время так оно и было. «Инженерные волшебники создают золотой процессор» — так Обложка IEEE Spectrum от мая 2000 года. Crusoe и его преемник, Efficeon, «доказали, что динамическая двоичная трансляция была коммерчески жизнеспособной», — говорит Дэвид Дитцель, соучредитель Transmeta, ныне работающий в Intel. К сожалению, добавляет он, чипы появились за несколько лет до того, как рынок маломощных компьютеров взлетел. В конце концов, хотя Transmeta не выполнила своих обещаний, она заставила Intel и AMD — посредством лицензий и судебных исков — успокоиться.
Цифровое микрозеркальное устройство Texas Instruments (1987)18 июня 1999 года Ларри Хорнбек пригласил свою жену Лауру на свидание. Они пошли смотреть Звёздные войны. Эпизод 1. Скрытая угроза в театре Бербанка, Калифорния. Не то чтобы седеющий инженер был заядлым поклонником джедаев. Причина, по которой они были там, на самом деле заключалась в проекторе. В нем использовался чип — цифровое микрозеркальное устройство, которое Хорнбек изобрел в Texas Instruments. Чип использует миллионы шарнирных микроскопических зеркал, чтобы направлять свет через проекционный объектив. Показ был «первой цифровой демонстрацией крупного кино», — говорит Хорнбек, научный сотрудник TI. Теперь кинопроекторы, использующие эту цифровую технологию обработки света — или DLP, как ее назвала TI, — используются в тысячах кинотеатров. используются в рирпроекционных телевизорах, офисных проекторах и крошечных проекторах для мобильных телефонов. «Перефразируя Гудини, — говорит Хорнбек, — микрозеркала, джентльмены. Эффект создается с помощью микрозеркал».
Микропроцессор Intel 8088 (1979 г.)Был ли какой-то чип, благодаря которому Intel попала в список Fortune 500? Intel говорит, что был: 8088. Это был 16-разрядный ЦП, который IBM выбрала для своей оригинальной линейки ПК, которая продолжала доминировать на рынке настольных компьютеров.
По странному стечению обстоятельств, чип, который создал то, что впоследствии стало известно как архитектура x86, не имел имени с добавлением «86». 8088 был в основном просто слегка модифицированным 8086, первым 16-разрядным процессором Intel. Или как однажды сказал инженер Intel Стивен Морс, 8088 был «кастрированной версией 8086». Это связано с тем, что главное новшество нового чипа не было шагом вперед в техническом плане: 8088 обрабатывал данные 16-битными словами, но использовал 8-битную внешнюю шину данных.
Менеджеры Intel держали проект 8088 в секрете, пока разработка 8086 не была в основном завершена. «Руководство не хотело откладывать выпуск 8086 даже на день, даже сказав нам, что они имеют в виду вариант 8088», — говорит Питер А. Столл, ведущий инженер проекта 8086, который немного поработал над 8088—а. однодневная оперативная группа по исправлению ошибки микрокода, на которую ушло три дня».
Только после того, как вышел первый функциональный процессор 8086, Intel отправила чертежи и документацию по 8086 в проектное подразделение в Хайфе, Израиль, где два инженера, Рафи Реттер и Дэни Стар, переделали чип на 8-битную шину.
Модификация оказалась одним из лучших решений Intel. ЦП 8088 с 29 000 транзисторов требовал меньшего количества менее дорогих микросхем поддержки, чем 8086, и имел «полную совместимость с 8-битным оборудованием, а также обеспечивал более быструю обработку и плавный переход на 16-битные процессоры», как Роберт Нойс и Тед из Intel. Хофф написал в 1981 году статью для журнала IEEE Micro.
Первым ПК, использующим 8088, была модель IBM 5150, монохромная машина, которая стоила 3000 долларов США. Сейчас почти все ПК в мире построены на процессорах, которые могут считать 8088 предком. Неплохо для кастрированного чипа.
MP3-декодер Micronas Semiconductor MAS3507 (1997 г.)До iPod был Diamond Rio PMP300. Не то чтобы ты помнил. Выпущенный в 1998 году, PMP300 мгновенно стал хитом, но затем шумиха угасла быстрее, чем Milli Vanilli. Одна вещь, однако, была примечательна в игроке. Он нес чип MAS3507 MP3-декодер — процессор цифровых сигналов на основе RISC с набором инструкций, оптимизированным для сжатия и распаковки звука. Чип, разработанный Micronas, позволил Rio втиснуть во флэш-память около дюжины песен — сегодня это смешно, но в то время этого было достаточно, чтобы конкурировать с портативными проигрывателями компакт-дисков. Причудливо, да? Rio и его преемники проложили путь для iPod, и теперь вы можете носить с собой в кармане тысячи песен, а также все альбомы и видеоклипы Милли Ванилли.
Mostek MK4096 4-килобитная динамическая память (1973)Mostek не был первым, кто выпустил DRAM. Интел был. Но 4-килобитная микросхема DRAM от Mostek привела к ключевой инновации — схемному трюку под названием мультиплексирование адресов, придуманному одним из основателей Mostek Бобом Пробстингом. По сути, чип использовал одни и те же контакты для доступа к строкам и столбцам памяти путем мультиплексирования сигналов адресации. В результате чипу не потребовалось бы больше контактов по мере увеличения плотности памяти, и его можно было бы сделать за меньшие деньги. Была только небольшая проблема с совместимостью. 4096 использовалось 16 контактов, тогда как у памяти, сделанной Texas Instruments, Intel и Motorola, было 22 контакта. За этим последовало одно из самых эпических столкновений в истории DRAM. Поскольку компания Mostek сделала ставку на чип, ее руководители решили обратить в свою веру клиентов, партнеров, прессу и даже своих сотрудников. Фред К. Бекхузен, недавно нанятый для тестирования устройств 4096, вспоминает, как Пробстинг и главный исполнительный директор Л. Дж. Севин пришли в его ночную смену, чтобы провести семинар — в 2 часа ночи. слышать или интересоваться 22-контактной DRAM», — говорит Бекхузен. Они были правы.6 и ее преемники стали доминирующей DRAM на долгие годы.
Xilinx XC2064 FPGA (1985)Еще в начале 1980-х годов разработчики микросхем пытались получить максимальную отдачу от каждого транзистора в своих схемах. Но затем у Росса Фримена возникла довольно радикальная идея. Он придумал микросхему, состоящую из транзисторов, которые образовывали свободно организованные логические блоки, которые, в свою очередь, можно было конфигурировать и реконфигурировать с помощью программного обеспечения. Иногда куча транзисторов не использовалась — ересь! — но Фримен держал пари, что закон Мура в конечном итоге сделает транзисторы действительно дешевыми. Так и было. Чтобы продать чип, называемый программируемой вентильной матрицей или FPGA, Фриман стал соучредителем Xilinx. (Очевидно, странная концепция требовала странного названия компании.) Когда первый продукт компании, XC2064, вышел в 1985, сотрудники получили задание: они должны были нарисовать пример схемы с использованием логических блоков XC2064, как это сделали бы клиенты Xilinx. Билл Картер, бывший главный технический директор, вспоминает, как к нему обратился генеральный директор Берни Вондершмитт, который сказал, что у него «небольшие трудности с выполнением домашней работы». Картер был только рад помочь боссу. «с бумагой и цветными карандашами, работая над заданием Берни!» Сегодня ПЛИС, продаваемые Xilinx и другими компаниями, используются во многих вещах, которые невозможно перечислить здесь. Приступайте к переконфигурированию!
Микропроцессор Zilog Z80 (1976 г.)Федерико Фаггин хорошо знал, сколько денег и человеко-часов нужно, чтобы продать микропроцессор. Работая в Intel, он участвовал в разработке двух образцовых моделей: первобытного 4004 и 8080, прославивших Altair. Поэтому, когда он вместе с бывшим коллегой по Intel Ральфом Унгерманном основал компанию Zilog, они решили начать с чего-то более простого: одночипового микроконтроллера.
Фаггин и Унгерманн арендовали офис в центре Лос-Альтоса, штат Калифорния, составили бизнес-план и отправились на поиски венчурного капитала. Они пообедали в соседнем супермаркете Safeway — «сыр камамбер и крекеры», — вспоминает он.
Но вскоре инженеры поняли, что рынок микроконтроллеров переполнен очень хорошими микросхемами. Даже если бы у них было лучше, чем у других, они бы увидели лишь небольшую прибыль — и продолжали бы обедать сыром и крекерами. Zilog нужно было, так сказать, стремиться выше по пищевой цепочке, и так родился проект микропроцессора Z80.
Цель состояла в том, чтобы превзойти 8080, а также обеспечить полную совместимость с программным обеспечением 8080, чтобы переманить клиентов от Intel. В течение нескольких месяцев Фаггин, Унгерманн и Масатоши Сима, еще один бывший инженер Intel, работали по 80 часов в неделю, сгорбившись над столами, рисуя схемы Z80. Вскоре Фаггин понял, что, когда дело доходит до микрочипов, маленькие — это красиво, но могут повредить глаза.
«В конце концов мне пришлось носить очки, — говорит он. — Я стал близорук».
Команда трудилась с 1975 по 1976 год. В марте того же года у них наконец появился прототип чипа. Z80 был современником 6502 от MOS Technology, и, как и этот чип, он выделялся не только элегантным дизайном, но и очень дешевой ценой (около 25 долларов США). Тем не менее, чтобы вывести продукт на рынок, потребовалось немало усилий. «Это было просто напряженное время», — говорит Фаггин, у которого тоже развилась язва.
Но в конце концов продажи пошли. Z80 использовался в тысячах продуктов, включая Osborne I (первый портативный или «переносимый» компьютер) и домашние компьютеры Radio Shack TRS-80 и MSX, а также принтеры, факсимильные аппараты, копировальные аппараты, модемы, Zilog по-прежнему производит Z80, который популярен в некоторых встраиваемых системах.Сегодня в базовой конфигурации он стоит 5,73 доллара — даже меньше, чем ланч с сыром и крекерами.
Процессор Sun Microsystems SPARC (1987)Давным-давно (начало 1980-х) было время, когда люди носили неоновые гетры и смотрели «Даллас», а разработчики микропроцессоров стремились увеличить сложность инструкций ЦП, чтобы добиться большего в каждом вычислительном цикле. Но затем группа из Калифорнийского университета в Беркли, всегда являвшегося оплотом контркультуры, призвала к противоположному: упростите набор инструкций, говорили они, и вы будете обрабатывать инструкции с такой скоростью, что с лихвой компенсируете их выполнение. меньше каждый цикл Группа Беркли, возглавляемая Дэвидом Паттерсоном, назвала свой подход RISC для вычислений с сокращенным набором команд.
В качестве академического исследования RISC звучал великолепно. Но был ли он товарным? Sun Microsystems сделала ставку на это. В 1984 году небольшая группа инженеров Sun приступила к разработке 32-разрядного RISC-процессора под названием SPARC (от Scalable Processor Architecture). Идея заключалась в том, чтобы использовать чипы в новой линейке рабочих станций. Однажды Скотт МакНили, в то время генеральный директор Sun, появился в лаборатории разработки SPARC. «Он сказал, что SPARC превратит Sun из компании с годовым оборотом в 500 миллионов долларов в компанию с годовым оборотом в миллиард долларов, — вспоминает Паттерсон, консультант проекта SPARC.
Если бы этого было недостаточно, многие за пределами Sun выразили сомнение в том, что компания справится с этим. Что еще хуже, маркетинговая команда Sun пришла к ужасающему выводу: SPARC, написанный задом наперёд, был… ЧЕРТ! Члены команды должны были поклясться, что не скажут этого слова никому даже внутри Sun, чтобы слух не дошел до главного конкурента MIPS Technologies, который также исследовал концепцию RISC.
Первая версия минималистского SPARC состояла из «процессора с 20 000 вентильных матриц без целочисленных инструкций умножения/деления», — говорит Роберт Гарнер, ведущий архитектор SPARC, а ныне исследователь IBM. Тем не менее, при 10 миллионах операций в секунду он работал примерно в три раза быстрее, чем современные компьютерные процессоры со сложным набором инструкций (CISC).
Sun будет использовать SPARC для обеспечения прибыльных рабочих станций и серверов на долгие годы. Первым продуктом на базе SPARC, представленным в 1987 г., была линейка рабочих станций Sun-4, которая быстро завоевала рынок и помогла увеличить доходы компании до отметки в миллиард долларов, как и предсказывал МакНили.
Аудиоусилитель Tripath Technology TA2020 (1998 г.)Есть группа аудиофилов, которые настаивают на том, что ламповые усилители воспроизводят лучший звук, и так будет всегда. Поэтому, когда некоторые в аудиосообществе заявили, что полупроводниковый усилитель класса D, придуманный компанией Tripath Technology из Силиконовой долины, воспроизводит звук такой же теплый и яркий, как ламповые усилители, это было большим событием. Хитрость Tripath заключалась в том, чтобы использовать 50-мегагерцовую систему дискретизации для управления усилителем. Компания хвасталась, что ее TA2020 работает лучше и стоит намного дешевле, чем любой сопоставимый полупроводниковый усилитель. Чтобы продемонстрировать свою фишку на торговых выставках, «мы играли эту песню — очень романтичную из Titanic », — говорит Адья Трипати, основатель Tripath. Как и большинство усилителей класса D, 2020 был очень энергоэффективным, не требовал радиатора и мог использовать компактный корпус. Младшая 15-ваттная версия Tripath. TA2020 продавался за 3 доллара США и использовался в бум-боксах и министериях.Другие версии — самая мощная с выходной мощностью 1000 Вт — использовались в домашних кинотеатрах, высококачественных аудиосистемах и телевизорах Sony, Sharp, Toshiba. , и др. В конце концов, крупные полупроводниковые компании догнали, создав аналогичные чипы и отправив Tripath в небытие. Однако его чипы приобрели преданный культ. Комплекты аудиоусилителей и продукты на основе TA2020 по-прежнему доступны от таких компаний, как Аудио 41 Гц, Sure Electronics и Winsome Labs.
Набор микросхем Amati Communications Overture ADSL (1994)Помните, когда появился DSL, и вы выбросили этот жалкий модем на 56,6 кбит/с в мусор? Вы и две трети пользователей широкополосного доступа в мире, которые используют DSL, должны быть благодарны Amati Communications, стартапу Стэнфордского университета. В 1990-х годах компания разработала подход к модуляции DSL, названный дискретным многотональным сигналом или DMT. По сути, это способ сделать одну телефонную линию похожей на сотни подканалов и улучшить передачу, используя обратную стратегию Робин Гуда. «Биты крадут у самых бедных каналов и отдают самым богатым каналам», — говорит Джон М. Чоффи, соучредитель Amati, а ныне профессор инженерии в Стэнфорде. стандарт для DSL.В середине 19В 90-е годы набор микросхем Amati DSL (один аналоговый, два цифровых) продавался в скромных количествах, но к 2000 году объем продаж увеличился до миллионов. В начале 2000-х объем продаж превышал 100 миллионов чипов в год. Texas Instruments купила Amati в 1997 году.
Микропроцессор Motorola MC68000 (1979 г.)Motorola опоздала на вечеринку с 16-битными микропроцессорами, поэтому решила прибыть стильно. Гибридный 16-разрядный/32-разрядный MC68000 содержал 68 000 транзисторов, что более чем в два раза превышает количество транзисторов Intel 8086. У него были внутренние 32-разрядные регистры, но 32-разрядная шина сделала бы его непомерно дорогим, поэтому 68000 использовали 24-битный адрес и 16-битные строки данных. Похоже, что 68000 был последним крупным процессором, созданным с использованием карандаша и бумаги. «Я разослал уменьшенные копии блок-схем, ресурсов исполнительных устройств, декодеров и управляющей логики другим участникам проекта», — говорит Ник Треденник, разработавший логику 68000. коллеги нашли способ сделать это ясным. «Однажды я пришел в свой офис и нашел копию блок-схем размером с кредитную карту, лежащую на моем столе», — вспоминает Треденник. 68000 нашел свое применение во всех ранних компьютерах Macintosh, а также в Amiga и Atari ST. Большие объемы продаж пришлись на встроенные приложения в лазерные принтеры, аркадные игры и промышленные контроллеры. Но 68000 также стал предметом одного из величайших промахов в истории, как раз тогда, когда Пит Бест потерял свое место в качестве барабанщика Битлз. IBM хотела использовать 68000 в своей линейке ПК, но компания выбрала Intel 8088, потому что, среди прочего, 68000 все еще был относительно дефицитным. Как позже заметил один наблюдатель, если бы Motorola победила, дуополия Windows-Intel, известная как Wintel, могла бы быть вместо Winola.
Набор микросхем и технологий AT (1985)К 1984 году, когда IBM представила линейку своих ПК 80286 AT, компания уже становилась явным победителем в области настольных компьютеров и намеревалась сохранить свое господство. Но планам Big Blue помешала крошечная компания Chips & Technologies из Сан-Хосе, Калифорния. C&T разработала пять микросхем, которые дублировали функциональность материнской платы AT, в которой использовалось около 100 микросхем. Чтобы убедиться, что набор микросхем совместим с IBM PC, инженеры C&T решили, что нужно сделать только одну вещь. «У нас была нервная, но, по общему признанию, занимательная задача — играть в игры в течение нескольких недель», — говорит Рави Бхатнагар, ведущий разработчик набора микросхем, а ныне вице-президент Altierre Corp. в Сан-Хосе, Калифорния. Чипы C&T позволили таким производителям, как Тайваньская Acer, чтобы сделать более дешевые ПК и начать вторжение клонов ПК Intel купила C&T в 1997.
Компьютер Cowboys Sh-Boom Processor (1988)Два дизайнера микросхем заходят в бар. Это Рассел Х. Фиш III и Чак Х. Мур, а бар называется Sh-Boom. Нет, это не начало шутки. На самом деле это часть технологической истории, наполненной разногласиями и судебными процессами, множеством судебных процессов. Все началось в 1988 году, когда Фиш и Мур создали странный процессор под названием Sh-Boom. Чип был настолько оптимизирован, что мог работать быстрее, чем часы на печатной плате, управляющие остальными частями компьютера. Таким образом, два дизайнера нашли способ заставить процессор работать со своими собственными сверхбыстрыми внутренними часами, сохраняя при этом синхронизацию с остальной частью компьютера. Sh-Boom никогда не имел коммерческого успеха, и после того, как Мур и Фиш запатентовали его инновационные детали, они пошли дальше. Позже Фиш продал свои патентные права фирме Patriot Scientific из Карлсбада, штат Калифорния, которая оставалась бесприбыльной крупицей компании, пока ее руководители не сделали откровение: за годы, прошедшие после изобретения Ш-Бума, скорость процессоров значительно снизилась. превзошли материнские платы, и поэтому практически каждый производитель компьютеров и бытовой электроники в конечном итоге использовал решение, подобное тому, которое запатентовали Фиш и Мур. Ка-цзин! Патриот подал шквал судебных исков против американских и японских компаний. Вопрос о том, зависят ли чипы этих компаний от идей Sh-Boom, остается спорным. Но с 2006 года Patriot и Moore получили более 125 миллионов долларов США в виде лицензионных отчислений от Intel, AMD, Sony, Olympus и других компаний. Что касается названия Sh-Boom, Мур, работающий сейчас в IntellaSys в Купертино, Калифорния, говорит: «Предположительно, оно произошло от названия бара, где мы с Фишем пили бурбон и рисовали на салфетках. В этом мало правды. Но мне понравилось имя, которое он предложил».
Флэш-память Toshiba NAND (1989 г.)История изобретения флэш-памяти началась, когда управляющий фабрикой Toshiba по имени Фудзио Масуока решил заново изобрести полупроводниковую память. Мы вернемся к этому через минуту. Во-первых, немного (стон) истории в порядке.
До появления флэш-памяти единственным способом хранения того, что тогда считалось большим объемом данных, было использование магнитных лент, дискет и жестких дисков. Многие компании пытались создать твердотельные альтернативы, но такие варианты, как EPROM (или стираемая программируемая постоянная память, для стирания данных которой требовался ультрафиолетовый свет) и EEPROM (дополнительная буква E означает «электрически», устраняли с УФ) не может экономично хранить много данных.
Входит Масуока-сан из Toshiba. В 1980 году он нанял четырех инженеров для полусекретного проекта, направленного на разработку микросхемы памяти, которая могла бы хранить большое количество данных и была бы доступной. Их стратегия была проста. «Мы знали, что стоимость чипа будет продолжать снижаться, пока транзисторы уменьшаются в размерах», — говорит Масуока, ныне технический директор Unisantis Electronics в Токио.
Команда Масуоки придумала вариант EEPROM, в котором ячейка памяти состояла из одного транзистора. В то время для обычной EEPROM требовалось два транзистора на ячейку. Это была, казалось бы, небольшая разница, которая оказала огромное влияние на стоимость.
В поисках броского названия они остановились на «флеш-памяти» из-за способности чипа к сверхбыстрому стиранию. Теперь, если вы думаете, что Toshiba поспешила запустить изобретение в производство и наблюдала, как потекли деньги, вы мало что знаете о том, как огромные корпорации обычно используют внутренние инновации. Как оказалось, боссы Масуоки в Toshiba сказали ему, ну, вычеркнуть эту идею.
Конечно, нет. В 1984 году он представил доклад о своей конструкции памяти на Международной конференции по электронным устройствам IEEE в Сан-Франциско. Это побудило Intel начать разработку флэш-памяти на основе логических вентилей НЕ-ИЛИ. В 19В 88 году компания представила 256-килобитный чип, который нашел применение в автомобилях, компьютерах и других товарах массового потребления, создав для Intel хороший новый бизнес.
Это все, что понадобилось Toshiba, чтобы, наконец, принять решение о продаже изобретения Масуоки. Его флэш-чип был основан на технологии NAND, которая обеспечивала большую плотность хранения, но оказалась более сложной в производстве. Успех пришел в 1989 году, когда на рынок вышла первая флэш-память Toshiba NAND. Как и предсказывал Масуока, цены продолжали падать.
В конце 1990-х цифровая фотография дала вспышке большой импульс, и Toshiba стала одним из крупнейших игроков на многомиллиардном рынке.