Ficha técnica de CMOS IC LMC555: funciona con suministro de 1,5 V

En este post estudiamos la hoja de datos, pinout y especificaciones técnicas del IC LMC555 el cual es un Versión CMOS del estándar IC 555. El IC está equipado con muchas características sobresalientes, la más sorprendente es su rango de suministro mínimo que se reduce a 1.5V. Lo que significa que ahora tiene un IC 555 que puede funcionar incluso con una celda AAA de 1,5 V, con una salida estable garantizada.

CMOS significa semiconductor complementario de óxido de metal, es una tecnología utilizada para fabricar dispositivos semiconductores mejorados que les permiten trabajar en un modo digital. Es decir, los dispositivos responden solo a entradas bien definidas y rechazan todas las señales de entrada falsas o indefinidas.

Principales características

• Diseñado para generar la frecuencia estable más rápida de registro a 3 MHz
• Viene con el paquete DSBGA de 8 golpes más pequeño (1,43 mm × 1,41 mm)
• Disipación de energía mínima de alrededor de 1 mW a 5 V de suministro
• Funciona con voltajes tan bajos como 1,5 V de suministro
• Al ser una versión CMOS, la salida se puede interconectar directamente con TTL y CMOS Logic a 5 V de suministro
• Probado con corriente desde −10 mA, hasta niveles de 50 mA
• El IC muestra picos de corriente de suministro mínimos mientras la salida está en las fases de transición
• Requiere una corriente extremadamente mínima para las acciones de activación, reinicio y umbral.
• Gran estabilidad incluso con grandes fluctuaciones de temperatura ambiente.
• Compatible pin a pin directo con la serie normal de temporizadores IC 555

Introducción

Todos estamos muy familiarizados con la serie IC 555 estándar de la industria, el LMC555 IC propuesto es una variante CMOS avanzada de este IC 555 estándar. La versión CMOS está disponible en muchos paquetes además del paquete estándar como (SOIC, VSSSOP y PDIP ), y también en '8-bump' del tamaño de un chip que incorpora la tecnología de paquete DSBGA de Texas Instruments.

La principal ventaja de esta versión CMOS LMC555 es su capacidad para ofrecer exactamente las mismas características del estándar IC 555 como frecuencias y retardos de tiempo precisos, pero con una disipación de potencia muy reducida y picos de corriente durante las transiciones de pulso.

Si bien está configurado como modo de disparo único o modo monoestabilizador, el LMC555 genera intervalos de tiempo precisos que se controlan eficazmente a través de una única resistencia externa y un capacior.

Cuando se opera en el modo astable. la frecuencia de salida, PWM y el ciclo de trabajo se ejecutan idealmente a través de un par de resistencias y un solo condensador.

El proceso LMCMOS de última generación de Texas Instruments en el IC no solo le permite trabajar con una disipación extremadamente baja, sino que amplía drásticamente el rango de suministro mínimo del chip. Permite el uso de una fuente de tan solo 1,5 V, pero proporciona un funcionamiento garantizado para el CI, en sus diversos modos.

Detalles de Pinout

• Pin # 1: Voltaje de referencia de tierra
• Pin # 2: Destinado para el cambio de flip-flop a través de set to reset. La salida del IC está determinada por la amplitud del pulso de disparo externo colocado en este pin
• Pin # 3 : Producción
• Pin # 4 : Puede aplicar un voltaje a tierra o negativo en este pin para deshabilitar o restablecer la función del temporizador. Si no se usa para las acciones de reinicio, asegúrese de conectar el pin a VCC para habilitar la activación adecuada
• Pin # 5 : El pin de voltaje de control está configurado para controlar el umbral y los niveles de activación. Configura el pulso de forma de onda de salida. Puede aplicar una señal de modulación externa en este pin para modificar los PWM de salida
• Pin # 6 : Analiza el voltaje aplicado al pinout que tiene un voltaje de referencia de 2/3 Vcc. La amplitud de voltaje colocada en este terminal influye en la condición establecida del flip-flop.
• Pin # 7 : Salida de colector abierto que descarga un condensador de temporización en intervalos de tiempo (en fase con salida). Alternativamente cambia la salida de alta a baja cuando el voltaje se extiende a 2/3 del voltaje de suministro
• Pin # 8 : Tensión de alimentación con respecto a GND

Índices absolutos máximos

• Voltaje de suministro que no exceda los + 15V
• La salida de corriente es un máximo de 100 mA. No sobrecargue por encima de este límite.
• La temperatura máxima de soldadura nt debe superar los 150 grados Celsius.

Descripción detallada

Disipación de baja potencia

El LMC555 ofrece la misma capacidad de generar frecuencias y retardos de tiempo precisos que el IC 555 estándar, pero con una disipación de energía mucho menor. Se puede lograr una disipación de potencia de menos de 0,2 mW con una tensión de alimentación de funcionamiento de 1,5 V y menos de 1 mW con una tensión de alimentación de funcionamiento de 5 V. El uso del proceso LMCMOS de TI permite esta capacidad de voltaje y corriente de suministro bajos. Los picos de corriente de suministro reducidos durante las transiciones de salida y las corrientes de umbral, activación y reinicio extremadamente bajas también brindan ventajas de baja disipación de energía con el LMC555.

Modos funcionales del dispositivo

Modo monoestable:

En esta configuración, el IC funciona como un temporizador de un disparo.

Inicialmente, el circuito interno mantiene descargado el condensador de temporización externo. Tan pronto como se aplica el disparador negativo inferior a 1/3 VS en el pin de entrada del disparador, se configura el flip flop interno provocando un cortocircuito en el condensador externo, lo que a su vez hace que el pin de salida suba.

Posteriormente, sin señal de disparo, el voltaje a través del capacitor comienza a aumentar exponencialmente durante un intervalo de tiempo t_H= 1,1 R_AC equivalente al tiempo durante el cual la salida se mantiene alta, después del cual el voltaje a través del capacitor alcanza 2/3 VS. El comparador interno responde a este cambio y reinicia el flip flop, que descarga rápidamente el capacitor externo invirtiendo la salida en su estado inicial bajo.

Operación estable

En el modo astable, como se muestra en la siguiente figura (umbral y pines de activación en cortocircuito), el circuito entra en un modo de activación automática, en forma de multivibrador de funcionamiento libre.

La combinación de resistencias R_A+ R_By R_Bsolo carga y descarga alternativamente el condensador de temporización respectivamente, generando una cadena de ondas rectangulares de salida continua, con un ciclo de trabajo específico.

Dado que las mencionadas resistencias controlan la tasa de carga y descarga del condensador, implica que estas resistencias se vuelven directamente responsables de determinar el ciclo de trabajo de los pulsos de salida, y sus valores pueden modificarse de manera apropiada para lograr el ciclo de trabajo deseado.

Al igual que en el modo de disparo monoestable, aquí también el condensador se somete a un proceso de carga y descarga a través de los niveles de 1/3 Vs y 2/3 Vs.

Circuitos de aplicación que utilizan CMOS versión IC LMC555

Divisor de frecuencia

La configuración monoestable de un disparo explicada anteriormente se puede implementar como un divisor de frecuencia cambiando adecuadamente la longitud de la frecuencia de sincronización. La siguiente figura muestra las formas de onda para una configuración de división por tres.

Modulador de ancho de pulso

El IC LMC555 se puede utilizar de forma eficaz como un circuito modulador de ancho de pulso o un circuito generador de PWM modificando adecuadamente una configuración monoestable como se muestra a continuación.

Aquí podemos ver que en el modo monoestable si el pin de disparo n. ° 2 se activa continuamente a través de pulsos de onda cuadrada externos, la salida PWM del IC se puede modular a través de una señal calculada aplicada en el pin de control n. ° 5 del IC.

Modulador de posición de pulso

En esta configuración podemos cambiar la posición o la densidad de los pulsos de salida a través de la señal de modulación aplicada nuevamente en el pin # 5, que es el pin de control del IC.

El IC se establece en su modo astable y se conecta una señal moduladora en el pin de control del IC, lo que hace que el voltaje de umbral varíe con la señal y, por lo tanto, el retardo de tiempo del PWM también varía proporcionalmente. La imagen de forma de onda aclara la situación a continuación.

Oscilador del ciclo de trabajo del 50%

Si está buscando un circuito oscilador de ciclo de trabajo del 50% compatible con CMOS, TTL, esta configuración puede ayudarlo a lograr lo mismo con la máxima eficiencia. La siguiente figura muestra el mínimo necesario para obtener los resultados especificados.

La fórmula para calcular la frecuencia es:

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

Conclusión

• LMC555 es una versión CMOS compatible pin a pin de nuestro IC 555 estándar
• La principal ventaja de esta versión CMOS es principalmente una disipación de energía extremadamente baja y el rango de voltaje operativo mínimo que es tan bajo como 1,5 V.
• Cuando se opera con 5V (CV), la salida se vuelve perfectamente compatible con circuitos TTL y 74 diseños basados ​​en LS.
• El consumo de corriente de reserva de este CMOS LMC555 está en uA, que es insignificante en comparación con el consumo normal de IC 555 que puede estar en mA.