IC 555: Hiểu Về Cấu Tạo Nguyên Lý Và Ứng Dụng

Bạn có biết về IC 555 và vai trò của nó trong các mạch điện thông thường ngày nay? IC 555 là một trong những sản phẩm đáng chú ý từ công ty Signetics Corporation. Trong số đó, SE555/NE555 là hai dòng sản phẩm được sử dụng rộng rãi nhất.

Có thể bạn quan tâm

IC 555 là mạch tích hợp được sử dụng để tạo thời gian trễ và tạo xung hoạt động ổn định. Nó có mức độ ổn định và chính xác cao. Đặc biệt, IC NE555 là một mạch tích hợp CMOS phổ biến, được sử dụng để tạo xung PWM và thay đổi tần số theo thiết bị. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về ứng dụng và cấu tạo nguyên lý của IC 555.

Bạn đang xem: IC 555: Hiểu Về Cấu Tạo Nguyên Lý Và Ứng Dụng

Contents

1 Cấu Tạo Kỹ Thuật IC 555
2 Chức Năng Hoạt Động Mạch IC 555
3 IC 555: Cấu Tạo Nguyên Lý Và Ứng Dụng
4 Mạch Ứng Dụng IC 555 Phổ Biến

Cấu Tạo Kỹ Thuật IC 555

IC NE555 bao gồm một bộ OP-AMP dùng để so sánh điện áp, mạch lật và transistor để xả điện. Cấu tạo đơn giản này mang lại tính chính xác cao cho IC.

Bên trong, có 3 điện trở kết nối để chia điện áp nguồn Vcc thành 3 phần để tạo điện áp chuẩn. Điện áp 1/3 Vcc kết nối với chân cực dương OP-AMP 1 và điện áp 2/3 Vcc kết nối với chân âm của OP-AMP 2.

Khi điện áp chân 2 nhỏ hơn 1/3 Vcc, chân S kích hoạt và chân R của FF được reset khi điện áp chân 6 lớn hơn 2/3 Vcc. IC 555 hoạt động với dải điện áp từ 2.0 đến 18V và có chuẩn ra tương thích với chuẩn TTL nguồn cấp 5V, dòng điện rút và áp lên đến 200mA.

Thông số kỹ thuật của IC 555:

Nguồn điện áp đầu vào: từ 2 đến 18V
Dòng điện tiêu thụ: từ 6 đến 15mA
Công suất tiêu thụ tối đa: 600mW
Điện áp logic 1 (mức 1): từ 0.5 đến 15V
Điện áp logic 0 (mức 0): từ 0.03 đến 0.06V

Chức Năng Hoạt Động Mạch IC 555

Khi điện áp tại chân 2 (trigger) thấp hơn ngưỡng kích, mạch Flip-Flop ở trạng thái Set (mức 1), dẫn đến ngõ ra (OUT) ở mức cao. Khi điện áp tại chân TRIG cao hơn ngưỡng kích và đồng thời trên ngưỡng (THRES – chân 6), Flip-Flop bị reset về mức 0, và ngõ ra cũng xuống mức 0.

Ngoài ra, khi chân RESET (chân 4) thấp, Flip-Flop sẽ bị reset dẫn đến ngõ ra (OUT) xuống mức 0. Khi ngõ ra ở mức 0, DISCH (chân 7) được nối với GND.

IC 555 thường được ứng dụng để tạo xung PWM, điều khiển tần số trong các bộ biến tần năng lượng mặt trời hoặc sử dụng để phát hồng ngoại.

Xem thêm : 1m bằng bao nhiêu cm, dm, mm?

Các chân của IC 555:

Chân 1 (GND): chân kết nối GND – mass chung.
Chân 2 (TRIGGER): chân đầu vào, dùng làm chốt tần số áp, sử dụng Transistor PNP với điện áp chuẩn là 2/3 Vcc.
Chân 3 (OUTPUT): đầu ra logic ở mức 0 và mức 1.
Chân 4 (RESET): lập định trạng thái đầu ra của IC 555. Khi chân 4 nối với mass, OUTPUT sẽ xuống mức 0. Khi chân 4 ở mức cao, trạng thái đầu ra sẽ theo mức áp trên chân 2 và chân 6.
Chân 5 (CONTROL VOLTAGE): sử dụng để điều chỉnh mức điện áp chuẩn trong IC 555.
Chân 6 (THRESHOLD): chân so sánh điện áp cố định.
Chân 7 (DISCHARGE): khóa điện tử, khi ngõ ra xuống mức 0, khóa này được đóng lại. Lúc này, chân 7 sẽ làm nhiệm vụ như một tụ nạp xả điện cho mạch R-C.
Chân 8 (Vcc): nguồn cấp cho IC 555, từ 2 đến 18V.

IC 555: Cấu Tạo Nguyên Lý Và Ứng Dụng

Trên mạch H, đầu ra ở mức 1 gần bằng Vcc, mức 0 là L. Sử dụng FF – RS.

Khi S = 1, Q = 1 và /Q = 0.

Sau đó, khi S = 0, Q = 1 và /Q = 0.

Khi R = 1, /Q = 1 và Q = 0.

Khi S = 1, Q = 1 và khi R = 1, Q = 0 vì /Q = 1.

Khi điện áp trên chân 6 không vượt quá ngưỡng V2 và điện áp tại chân 2 thấp hơn ngưỡng kích, Transistor sẽ mở để cực C được nối tiếp với đất. Do đó, điện áp không được nạp vào tụ C và điện áp chân 6 không vượt quá ngưỡng V2. Khi ngõ ra của OP-AMP 2 ở mức 0, FF sẽ không được reset lại trạng thái cũ.

Khi mạch đóng, tụ C sẽ nạp qua Ra, Rb với thời hằng (Ra+Rb)C.

Tụ C nạp điện áp từ 0V lên đến 1/3 Vcc:

V+1 (V+) > V-1. Do đó, OP-AMP 1 ở mức logic 1 (H).
V+2 < V-2 (V-2 = 2/3 Vcc). Do đó, OP-AMP 2 ở mức logic 0 (L).
R = 0, S = 1 -> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.

Xem thêm : Khảo sát đặc tuyến volt-ampere của diode và transistor

Q = 1 -> Đầu ra = 1.

Q = 0 -> Transistor không dẫn.

Tụ C tiếp tục nạp từ điện áp 1/3 Vcc lên đến 2/3 Vcc:

V+1 < V-1. Do đó, OP-AMP 1 = 0.
V+2 < V-2. Do đó, OP-AMP 2 = 0.
R = 0, S = 0 -> Q, /Q giữ trạng thái trước đó (Q=1, /Q=0).
Transistor vẫn không dẫn.

Tụ C nạp qua ngưỡng 2/3 Vcc:

V+1 < V-1. Do đó, OP-AMP 1 = 0.
V+2 > V-2. Do đó, OP-AMP 2 = 1.
R = 1, S = 0 -> Q = 0, /Q = 1.
Khi /Q = 1, Transistor dẫn, điện áp chân 7 xuống 0V.

Tụ C xả qua Rb với thời hằng Rb.C. Khi điện áp trên tụ C giảm xuống, tụ C đang xả và điện áp tụ C giảm xuống dưới 2/3 Vcc.

Tụ C tiếp tục xả từ 2/3 Vcc xuống 1/3 Vcc:

V+1 < V-1. Do đó, OP-AMP 1 = 0.
V+2 < V-2. Do đó, OP-AMP 2 = 0.
R = 0, S = 0 -> Q, /Q giữ trạng thái trước đó (Q=0, /Q=1).
Transistor vẫn dẫn.

Tụ C xả qua ngưỡng 1/3 Vcc:

V+1 > V-1. Do đó, OP-AMP 1 = 1.
V+2 < V-2 (V-2 = 2/3 Vcc). Do đó, OP-AMP 2 = 0.
R = 0, S = 1 -> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.
Q = 1 -> Đầu ra = 1.
/Q = 0 -> Transistor không dẫn -> chân 7 ở mức thấp và tụ C lại được nạp với điện áp ban đầu là 1/3 Vcc.