IC 555

1. Giới thiệu về IC 555.

IC 555 là một loại  linh kiện khá phổ  biến thường dùng trong việc tạo xung vuông và có thể  thay đổi tần số tùy thích. Dưới đây là hình ảnh thực tế của IC.

2. Sơ đồ chân.

- Chân 1 (GND) và 8 (VCC): là hai chân dùng để cấp nguồn cho IC.

- Chân 2 (TRIGGER): chân so áp với áp chuẩn là 1/3 áp nguồn nuôi (1/3 VCC).

- Chân 6 (THRESHOLD):  chân so áp với áp chuẩn là 2/3 áp nguồn nuôi (2/3 VCC).

- Chân  3  (OUT):  chân  xuất  tín  hiệu  ra. Trạng  thái  của  tín  hiệu  ra được xác định theo mức 0 và 1.

- Tín hiệu xuất ra chân 3 là mức 1 khi  áp trên chân số  2 nhỏ hơn VCC/3 và áp trên chân số 6 nhỏ hơn 2VCC/3.    

- Tín hiệu xuất ra chân 3 là mức 0 khi áp trên chân số 2 lớn hơn VCC/3 và áp trên chân số 6 lớn hơn 2VCC/3.

- Chân 5 (CONTROL VOLTAGE):  chân điều khiển điện áp chuẩn dùng để  so sánh, ta có thể  thay đổi điện áp chuẩn bằng cách tác động vào chân này: dùng biến áp ngoài hay dùng các điện trở  ngoài

cho nối GND. Chân này  có  thể  không  nối cũng  được nhưng để  giảm nhiễu người ta thường nối

chân này xuống GND thông qua tụ  điện từ  0.01uF đến 0.1uF, các tụ  này lọc nhiễu và giữ  cho điện

áp chuẩn được ổn định.

-  Chân 4 (RESET): Khi chân này  ở  mức thấp thì trạng thái ngõ ra trên chân số  3 (OUT) luôn  ở  mức thấp, không có tín hiệu được xuất ra chân 3. Khi chân này ở mức cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và 6.

-  Chân 7 (DISCHARGE): là một khóa điện tử đóng/ngắt theo mức áp trên chân số 3.

3. Hoạt động.

Để tìm hiểu hoạt động của IC 555, ta khảo sát một ứng dụng cụ thể: mạch phát xung vuông.  Khi mới đóng mạch, tụ C sẽ nạp qua Ra, Rb với thời hằng (Ra+Rb)C.

Có 5 giai đoạn cần khảo sát:

Chú ý: Điện áp trên hai đầu tụ cũng chính là điện áp trên chân số 2 và chân số 6 của IC 555 (xem hình 3)

-  Giai đoạn 1: Tụ C nạp từ điện áp 0V đến VCC/3

-  Lúc này điện áp trên chân 2 và 6 nhỏ hơn VCC/3 nên tín hiệu xuất ra chân số 3 có mức 1.

-  Giai đoạn 2: Tụ C nạp từ điện áp VCC/3 đến 2VCC/3

-  Lúc này điện áp trên chân 2 và 6 nằm trong khoảng từ VCC/3 đến 2VCC/3, tín hiệu ra chân 3 vẫn giữ trạng thái trước đó, tức là vẫn ở mức 1.

-  Giai đoạn 3: Tụ C nạp qua ngưỡng 2VCC/3

-  Lúc này điện áp trên chân 2 và 6 lớn hơn 2VCC/3, tín hiệu ra chân 3 xuống mức 0 làm cho transistor ở chân 7 (xem hình 2) dẫn, chân 7 được kéo xuống mức 0. Tụ C bắt đầu xả qua Rb, điện áp trên tụ giảm dần.

-  Giai đoạn 4: Tụ C xả từ 2VCC/3 đến VCC/3

-  Tương tự giai đoạn 2, tín hiệu ra chân 3 vẫn giữ trạng thái trước đó, tức là mức 0

-  Giai đoạn 5: Tụ C xả qua ngưỡng VCC/3

-  Khi tụ C xả qua ngưỡng VCC/3 (tức là điện áp trên tụ C bắt đầu thấp hơn VCC/3) thì lúc này tương tự giai đoạn 1, tín hiệu ra chân 3 sẽ là mức 1 và tụ C bắt đầu nạp lại.

-  Chu kỳ nạp xả của tụ tiếp tục.

Tóm lại:

-  Trong quá trình hoạt động bình thường của 555, điện áp trên tụ C chỉ dao động quanh điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3.

-  Khi nạp điện, tụ C nạp điện với điện áp ban đầu là Vcc/3, và kết thúc nạp ở thời điểm điện áp trên C bằng 2Vcc/3. Nạp điện với thời hằng là (Ra+Rb)C.

-   Khi xả điện, tụ C xả điện với điện áp ban đầu là 2Vcc/3, và kết thúc xả ở thời điểm điện áp trên C bằng Vcc/3. Xả điện với thời hằng là Rb.C.

-   Thời gian mức 1 ở ngõ ra chính là thời gian nạp điện, mức 0 là xả điện.

-  Tín hiệu ngõ ra sẽ có dạng xung vuông.

- Dưới đây là 1 ví dụ nhỏ về IC 555 và IC 4017. Trong hình các bạn có thể thấy IC 555 được sử dụng để tạo xung clock cho IC 4017.