Folha de dados CMOS IC LMC555 - Funciona com fonte de 1,5 V

Nesta postagem, estudamos a ficha técnica, a pinagem e as especificações técnicas do IC LMC555 que é um Versão CMOS do IC 555 padrão. O IC é equipado com muitos recursos excelentes, o mais surpreendente é sua faixa de alimentação mínima, que é de até 1,5V. Isso significa que agora você tem um IC 555 que pode funcionar até mesmo com uma célula AAA de 1,5 V, com saída estável garantida.

CMOS significa semicondutor de óxido metálico complementar, é uma tecnologia usada para fabricar dispositivos semicondutores aprimorados que os permitem trabalhar em modo digital. Ou seja, os dispositivos respondem apenas a entradas bem definidas e rejeitam todos os sinais de entrada espúrios ou indefinidos.

Principais características

• Projetado para gerar registro de frequência astável mais rápida em 3 MHz
• Vem com o menor pacote DSBGA de 8 saliências (1,43 mm × 1,41 mm)
• A menor dissipação de energia de cerca de 1 mW na fonte de 5 V
• Funciona com tensões tão baixas quanto alimentação de 1,5 V
• Sendo uma versão CMOS, a saída pode ser conectada diretamente com TTL e CMOS Logic em 5 V de alimentação
• Testado com corrente de −10 mA, até níveis de 50 mA
• O IC mostra picos de corrente de alimentação mínimos enquanto a saída está nas fases de transição
• Requer uma corrente extremamente mínima para ações de disparo, redefinição e limite.
• Grande estabilidade, mesmo com grandes variações de temperatura ambiente.
• Pino a pino direto compatível com a série normal de temporizadores IC 555

Introdução

Todos nós estamos familiarizados com a série IC 555 padrão da indústria, o IC LMC555 proposto é uma variante CMOS avançada deste IC 555 padrão. A versão CMOS está disponível em muitos pacotes além do pacote padrão, como (SOIC, VSSSOP e PDIP ), e também em '8-bump' do tamanho de um chip que incorpora a tecnologia de pacote DSBGA da Texas Instruments.

A principal vantagem desta versão CMOS LMC555 é sua capacidade de fornecer exatamente os mesmos recursos do IC 555 padrão como atrasos de tempo e frequências precisas, mas com dissipação de energia altamente reduzida e picos de corrente durante as transições de pulso.

Embora configurado como modo único ou modo monoestábico, o LMC555 gera intervalos de tempo precisos que são efetivamente controlados por meio de um único resistor externo e um capacitor.

Quando é operado no modo astável. a frequência de saída, PWM e o ciclo de trabalho são executados idealmente por meio de um par de resistores e um único capacitor.

O processo LMCMOS de última geração da Texas Instruments no IC não apenas permite que ele trabalhe com dissipação extremamente baixa, mas também estende drasticamente a faixa de fornecimento mínimo do chip. Ele permite o uso de uma alimentação tão baixa quanto 1,5 V, mas fornece uma operação garantida para o IC, em seus vários modos.

Detalhes de pinagem

• Pino # 1: Tensão de referência de terra
• Pino 2: Destina-se à mudança do flip-flop através de conjunto para zerar. A saída do IC é determinada pela amplitude do pulso de disparo externo colocado neste pino
• Pin # 3 : Resultado
• Pin # 4 : Você pode aplicar um aterramento ou tensão negativa neste pino para desativar ou redefinir a função do temporizador. Se não for usado para as ações de reinicialização, certifique-se de conectar o pino ao VCC para permitir o acionamento adequado
• Pin # 5 : O pino de tensão de controle é configurado para controlar o limite e os níveis de disparo. Ele configura o pulso da forma de onda de saída. Você pode aplicar um sinal de modulação externo neste pino para modificar os PWMs de saída
• Pin # 6 : Analisa a tensão aplicada à pinagem tendo uma tensão de referência de 2/3 Vcc. A amplitude da tensão colocada neste terminal influencia a condição definida do flip-flop.
• Pin # 7 : Saída de coletor aberto que descarrega um capacitor de temporização em intervalos de tempo (em fase com a saída). Ele alterna a saída de alta para baixa quando a tensão se estende a 2/3 da tensão de alimentação
• Pin # 8 : Tensão de alimentação em relação ao GND

Avaliações máximas absolutas

• Tensão de alimentação não deve exceder acima de + 15V
• A saída atual é de no máximo 100mA. Não sobrecarregue acima deste limite.
• Temperatura máxima de soldagem nt deve exceder acima de 150 graus Celsius.

Descrição detalhada

Dissipação de baixa potência

O LMC555 oferece a mesma capacidade de gerar atrasos de tempo e frequências precisas que o IC 555 padrão, mas com dissipação de energia muito menor. Uma dissipação de energia de menos de 0,2 mW pode ser alcançada com uma tensão de alimentação operacional de 1,5 V e menos de 1 mW com uma tensão de alimentação operacional de 5 V. O uso do processo LMCMOS da TI permite essa baixa corrente de alimentação e capacidade de tensão. Os picos de corrente de alimentação reduzidos durante as transições de saída e as correntes de reset, disparo e limite extremamente baixas também fornecem vantagens de baixa dissipação de energia com o LMC555.

Modos Funcionais do Dispositivo

Modo monoestável:

Nesta configuração, o IC funciona como um temporizador de disparo único.

Inicialmente, o circuito interno mantém o capacitor de temporização externo descarregado. Assim que o gatilho negativo inferior a 1/3 VS é aplicado no pino de entrada do gatilho, configura o flip-flop interno causando um curto-circuito no capacitor externo, que por sua vez faz com que o pino de saída fique alto.

Posteriormente, sem sinal de disparo, a tensão através do capacitor começa a aumentar exponencialmente por um intervalo de tempo t_H= 1,1 R_PARAC equivalente ao tempo durante o qual a saída é mantida alta, após o qual a tensão no capacitor atinge 2/3 VS. O comparador interno responde a essa mudança e reinicializa o flip-flop, que descarrega rapidamente o capacitor externo revertendo a saída em seu estado inicial baixo.

Operação Astable

No modo astável, conforme mostrado na figura a seguir (Limiar e pinos de disparo em curto), o circuito entra em modo de disparo automático, na forma de um multivibrador de funcionamento livre.

A combinação de resistor R_PARA+ R_B, e R_Bsozinho carrega e descarrega alternadamente o capacitor de temporização, respectivamente, gerando uma cadeia de ondas retangulares de saída contínua, com um ciclo de trabalho específico.

Uma vez que os resistores mencionados controlam a taxa de carga e descarga do capacitor, implica que esses resistores se tornem diretamente responsáveis ​​por determinar o ciclo de trabalho dos pulsos de saída, e seus valores podem ser alterados de forma adequada para atingir o ciclo de trabalho desejado.

Assim como no modo de disparo monoestável, aqui também o capacitor passa por um processo de carga e descarga nos níveis de 1/3 Vs e 2/3 Vs.

Circuitos de aplicação usando CMOS versão IC LMC555

Divisor de frequência

A configuração monoestável de disparo único explicada acima pode ser implementada como um divisor de frequência, alterando adequadamente o comprimento da frequência de temporização. A figura a seguir mostra as formas de onda para uma configuração de divisão por três.

Modulador de largura de pulso

O IC LMC555 pode ser usado efetivamente como um circuito modulador de largura de pulso ou um circuito gerador PWM modificando adequadamente uma configuração monoestável conforme mostrado abaixo.

Aqui podemos ver que no modo monoestável, se o pino de disparo nº 2 for continuamente disparado por meio de pulsos de onda quadrada externos, a saída PWM do IC pode ser modulada por meio de um sinal calculado aplicado no pino de controle nº 5 do IC.

Modulador de posição de pulso

Nesta configuração, podemos alterar a posição ou a densidade dos pulsos de saída através do sinal modulante mais uma vez aplicado no pino 5, que é o pino de controle do IC.

O IC é definido em seu modo astável e um sinal de modulação é conectado ao pino de controle do IC, o que faz com que a tensão limite varie com o sinal e, portanto, o atraso de tempo do PWM também varia proporcionalmente. A imagem da forma de onda esclarece a situação abaixo.

Oscilador de ciclo de trabalho de 50%

Se você estiver procurando por CMOS, circuito oscilador de ciclo de trabalho de 50% compatível com TTL, esta configuração pode ajudar a conseguir o mesmo com a máxima eficiência. A figura a seguir mostra o mínimo necessário para obter os resultados especificados.

A fórmula para calcular a frequência é:

f = 1 / (1,4 R _c C)

Conclusão

• LMC555 é uma versão CMOS compatível pino a pino de nosso IC 555 padrão
• A principal vantagem desta versão CMOS é principalmente a dissipação de energia extremamente baixa e a faixa de tensão operacional mínima, que é tão baixa quanto 1,5 V.
• Quando operado com 5 V (CV), a saída torna-se perfeitamente compatível com circuitos TTL e 74 designs baseados em LS.
• O consumo de corrente de espera deste CMOS LMC555 é em uA, que é insignificante em comparação com o consumo normal de IC 555, que pode ser em mA.