555IC应用的一个新思路

　　NE555,LM555等是双极型集成定时器,在集成电路中通常用于构成多谐振荡器、单稳态触发器[1]等,在其中起定时作用,或用作施密特触发器,对信号波形作整形处理。本文根据555IC的基本功能和特性,通过理论分析和实验,将其用作门电路使用,使其具有一般门所不可比拟的优点和特色。

　　1　555集成定时器的基本功能和特性

　　1.1　555IC等效电路结构

　　根据内部电路连接的不同,555IC可有8种不同的电路结构,最基本的等效电路结构^[2] 见图1。

　　1.2　NE555的功能

　　图1所示电路的逻辑功能见表1。

　　1.3　NE555的主要电参数

　　NE555的电源电压VCC为4.5~16 V,最大负载电流可达200 mA。在电压控制端不外接电压的情况下,2个阈值电压分别为2/3V_CC和1/3V_CC。

　　2　555IC应用的新思路

　　2.1　把555IC接成传输门

　　2.1.1　电路连接　把NE555IC接成传输门的电路见图2(a)。

　　2.1.2　电路实现的逻辑功能　把图2的连接情况和表1相对照可知,电路实现的是表1中的第1行和第4行的功能,符合传输门逻辑功能特点,构成了传输门功能,Y1=A,Y1为图腾柱输出,同时,7脚可用作集电极开路输出(OC输出),同样为传输门功能,Y ₂=A。等效逻辑图见图2(b)。

　　2.1.3　电路的基本特性

　　1)电压传输特性　实验测得图2电路的电压传输特性见图3。可见其阈值电压V_TH= 0.7 V(典型值),一般在0.5~1.0 V范围之内。

　　2)输入特性　输入特性指输入电流iI随输入电压VI变化的关系,i _I=f (V _I)。测试结果见表2和图4曲线

　　3)输入端的负载特性　输入端的电压VI随输入端对地所接电阻R变化的关系,V _I=f (R),测试电路见图5,测试结果见表3和图6

　　4)输出特性　高电平输出特性的测试结果见表4,低电平输出特性测试结果见表5。

　　可见,该门负载能力很强。

　　5)输出上升时间为100 ns。最高工作频率为300 kHz^[3] 。

　　2.1.4　特殊问题的处理

　　由上述研究可见,该电路的阈值电压V_TH=0.7 V左右,比一般门低。为了电平相容,可在输入端加电平转移电路,见图7。

　　R ₁和R ₂可在50 kΩ以下按下式选定,

　　式中:VT_Lmax为A’端输入低电平的最大值;V_TH为555IC4脚的阈值电压值。