Neste post estudamos a ficha técnica, pinagem e especificações técnicas do IC LMC555 que é um Versão CMOS do padrão IC 555. O IC está equipado com muitos recursos notáveis, sendo o mais surpreendente sua faixa de alimentação mínima que é de até 1,5V. Ou seja, agora você tem um IC 555 que pode funcionar mesmo com uma célula AAA de 1,5 V, com saída estável garantida.
CMOS significa complementar metal-oxide-semiconductor, é uma tecnologia usada para fabricar dispositivos semicondutores aprimorados que lhes 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 a frequência astável mais rápida de registro em 3 MHz
- Vem com o menor pacote DSBGA de 8 colisões (1,43 mm × 1,41 mm)
- Menor dissipação de energia de cerca de 1 mW em alimentação de 5 V
- Funciona com tensões tão baixas quanto 1,5 V de alimentação
- Sendo uma saída de versão CMOS pode ser interfaceada diretamente com TTL e CMOS Logic na fonte de 5 V
- Testado com corrente de -10 mA, até 50 mA Níveis
- O IC mostra picos mínimos de corrente de alimentação enquanto a saída está nas fases de transição
- Requer corrente extremamente mínima para ações Trigger, Reset e Threshold.
- Grande estabilidade mesmo com amplas temperaturas ambientes flutuantes.
- Compatível pino a pino direto com a série normal de temporizadores IC 555
Introdução
Estamos todos muito familiarizados com a série IC 555 padrão da indústria, o IC LMC555 proposto é uma variante CMOS avançada deste padrão IC 555. A versão CMOS está disponível em muitos pacotes além do pacote padrão, como (SOIC, VSSSOP e PDIP ), e também no tamanho de chip “8-bump” incorporando a tecnologia de pacote Texas Instruments DSBGA.
A principal vantagem desta versão do CMOS LMC555 é sua capacidade de fornecer exatamente os mesmos recursos do IC 555 padrão, como atrasos de tempo e frequências precisos, mas com dissipação de energia altamente reduzida e picos de corrente durante as transições de pulso.
Enquanto configurado como modo one-shot ou modo monostabe, 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 através 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 funcione com dissipação extremamente baixa, mas também estende drasticamente a faixa de alimentação mínima do chip. Ele permite o uso de uma alimentação tão baixa quanto 1,5 V e ainda fornece uma operação garantida para o CI, em seus vários modos.
Detalhes da pinagem
- Pino nº 1: Tensão de referência de terra
- Pino nº 2: Destinado à comutação do flip-flop através de set to reset. A saída do IC é determinada pela amplitude do pulso de disparo externo colocado neste pino
- Pin#3: Saída
- Pino #4: Você pode aplicar um terra ou tensão negativa neste pino para desabilitar ou redefinir a função do temporizador. Se não for usado para as ações de redefinição, certifique-se de conectar o pino ao VCC para permitir o acionamento adequado
- Pino nº 5: O pino de tensão de controle é configurado para controlar os níveis de limiar e disparo. 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
- Pino nº 6: Analisa a tensão aplicada na pinagem com 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 alternadamente 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
Classificações máximas absolutas
- A tensão de alimentação não deve exceder +15V
- A saída de corrente é máxima de 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 precisos que o IC 555 padrão, mas com dissipação de energia muito menor. Uma dissipação de energia inferior a 0,2 mW pode ser alcançada com uma tensão de alimentação operacional de 1,5 V e inferior a 1 mW com uma tensão de alimentação operacional de 5 V. O uso do processo LMCMOS da TI permite essa baixa capacidade de corrente e tensão de alimentação. Picos de corrente de alimentação reduzidos durante as transições de saída e correntes extremamente baixas de reset, trigger e threshold também oferecem 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 trigger negativo menor que 1/3 do VS é aplicado no pino de entrada do trigger, 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.
Subsequentemente, sem sinal de disparo, a tensão no capacitor começa a aumentar exponencialmente por um intervalo de tempo tH = 1,1 RUMAC 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 Astável
No modo astável, conforme mostrado na figura a seguir (Limiar e pinos de disparo em curto), o circuito entra em um modo de disparo automático, na forma de um multivibrador de funcionamento livre.
A combinação de resistores RUMA + RB e RB sozinho 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 adequadamente para atingir o ciclo de trabalho desejado.
Assim como no modo de disparo monoestável, aqui também o capacitor sofre um processo de carga e descarga através dos níveis de 1/3 Vs e 2/3 Vs.
Circuitos de Aplicação Usando CMOS Versão IC LMC555
Divisor de Frequência
A configuração monoestável de um disparo 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 #2 do trigger for continuamente acionado através de pulsos de onda quadrada externa, o PWM de saída do IC pode ser modulado através de um sinal calculado aplicado no pino #5 de controle do IC.
Modulador de Posição de Pulso
Nesta configuração podemos alterar a posição ou a densidade dos pulsos de saída através do sinal modulante aplicado novamente no pino 5, que é o pino de controle do CI.
O IC é ajustado em seu modo astável, e um sinal modulante é conectado no pino de controle do IC, o que faz com que a tensão de limiar varie com o sinal e, portanto, o atraso de tempo do PWM também varie proporcionalmente. A imagem da forma de onda esclarece a situação abaixo.
50% Oscilador do Ciclo de Trabalho
Se você estiver procurando por um circuito oscilador de ciclo de trabalho de 50% compatível com CMOS, TTL, essa configuração pode ajudar a obter 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/(1,4RcC)
Conclusão
- O LMC555 é uma versão CMOS compatível com pino a pino do 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 5V (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, o que é insignificante em comparação com o consumo normal do IC 555, que pode ser em mA.
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