A. Hermosa

El circuito integrado 555 A2.1 Introducción

El CI 555 es un circuito muy popular dada su versatilidad como

generador de señales. Mediante unos pocos componentes externos, permite

eficaces aplicaciones, básicamente, como generador de impulsos (clock) y

como monoestable (temporizador).

Puede funcionar con una tensión de alimentación entre unos 4,5 y 18 V y

tiene una alta cargabilidad de salida (puede proporcionar una corriente de

200 mA). Asimismo, es muy estable térmicamente y bastante inmune a las

variaciones de la tensión de alimentación.

En su versión clásica aparece en un encapsulado DIL de 8 patillas, de

tecnología bipolar. Posteriormente apareció el modelo 556, en formato de DIL

de 14 patillas, que contiene dos circuitos 555 idénticos.

Existe también en tecnología CMOS (por ejemplo, el TLC555, de Texas

Instruments ).

En su versión clásica, tecnología bipolar, la corriente típica de consumo (ICC)

es de unos 3 mA (para VCC = 5 V). En tecnología CMOS el consumo es de

sólo unos 100 µA (VDD = 5 V), aunque en contrapartida tiene menos

cargabilidad de salida (además de otras diferencias respecto a la versión

bipolar, que puede ser necesario tener en cuenta en ciertas aplicaciones).

A2.2 Estructura interna

En la figura A2.1 se muestra su estructura interna y del patillaje del CI

en su versión más popular (DIL de 8 patillas).

La estructura interna del 555 se basa en dos comparadores de tensión, un

biestable SR activado por niveles, un transistor de descarga y la etapa de

salida (buffer).

A. Hermosa

Un divisor resistivo, compuesto por las tres resistencias R (de 5 KΩ), produce

dos tensiones de referencia:

V1 = 1/3 Vcc

V2 = 2/3 Vcc

Constituyen las tensiones de comparación de los comparadores. Los dos

comparadores controlan el estado del biestable SR y en consecuencia el

estado de la salida (patilla 3).

b)

Figura A2.1. a) Estructura interna del 555. b) Formato de encapsulado más popular.

2

1

3

4

7

8

6

5

GND

Disparo

Salida

Reset Control

Umbral

Descarga

+ VCC

555

a)

+ VCC

Biestable

R

R

R

V2

V1

6

5

2

7

Umbral

Control

Disparo

Descarga

3

Salida

8

4

Reset

1

GND

Comparador 2

Comparador 1

Buffer

R Q

Q CL S

A. Hermosa

Asimismo, el biestable actúa sobre un transistor NPN de salida cuya

saturación permite la descarga de un condensador exterior.

El circuito de salida, buffer, es controlado por el biestable y se pueden

obtener 200 mA.

A2.2.1 Señales de control

El control del circuito se realiza mediante las entradas umbral y disparo.

Tensión umbral (patilla 6):

La patilla umbral es la entrada no inversora del comparador 2. En la otra

entrada del comparador, la inversora, se encuentra la tensión de referencia

V2 = 2/3 Vcc. Cuando la tensión en la entrada umbral (patilla 6) es superior a

2/3 VCC, la salida del comparador activa la entrada R del biestable y en

consecuencia la salida Q pasa a nivel bajo y la Q a nivel alto; esto hace que

la salida (patilla 3) se ponga a potencial de masa (0 V) y, a la vez, se sature

el transistor de descarga (con lo cual la patilla 7 también se pone a potencial

de masa).

Así, pues:

⇒> CCVumbral32

Tensión

Tensión de disparo (patilla 2):

Esta entrada constituye la entrada inversora del comparador 1. En la otra

entrada del comparador se encuentra la tensión de referencia V1 = 1/3 Vcc.

Cuando la tensión en la patilla 2 desciende por debajo de 1/3 de Vcc, el

comparador activa la entrada S del biestable y esto hace que Q = 1 y 0=Q ;

o sea, la salida (patilla 3) se pone a nivel alto (≅ VCC) y se bloquea el

Patilla 3 (Salida) = 0 V Patilla 7(Descarga) = 0 V

A. Hermosa

transistor de descarga (con lo cual la patilla 7 se pone en estado de alta

impedancia, colector abierto).

⇒< CCVdisparo31

Tensión

Reset (patilla 4):

Esta entrada, activa por nivel bajo (< 1V), es de estado prioritario y fuerza el

biestable al estado 1,0 == QQ ; la salida (patilla 3) pasa a nivel bajo y se

satura el transistor de descarga (patilla 7 a masa), se hace un reset.

⇒< V Reset 1

Tensión de control (patilla 5):

Esta entrada permite modificar los niveles de tensión de referencia,

aplicando un tensión externa. Tiene utilidad para hacer modulaciones,

controles de frecuencia por tensión. Cuando no se utiliza, esta entrada se

desacopla a masa por medio de un condensador típicamente de 100 nF.

Patilla 3 (Salida) ≅ VCC

Patilla 7(Descarga) = Colector abierto

Patilla 3 (Salida) ≅ 0 V

Patilla 7(Descarga) ≅ 0 V