NE555

Le NE555 est un circuit intégré utilisé pour la temporisation ou en mode multivibrateur. Le NE555 a été créé en 1970 par Hans R.



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Circuit intégré - Composant actif - Composant électronique

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  • Le NE555 est un circuit intégré utilisé pour gérer des temps... 7 – DISCH : (décharge) Décharge le condensateur de temporisation.... les tensions 2/3 et 1/3 de VCC, servant de tension de référence pour les 2 comparateurs.... (source : forum.ouedkniss)
NE555 dans un boitier dual inline
NE556, version double du 555

Le NE555 (plus fréquemment appelé 555) est un circuit intégré utilisé pour la temporisation ou en mode multivibrateur. Le NE555 a été créé en 1970 par Hans R. Camenzind et commercialisé en 1971 par Signetics. Ce composant est toujours utilisé aujourd'hui à cause de sa facilité d'utilisation, son faible coût et sa stabilité. Un milliard d'unités sont fabriquées par an.

Le NE555 contient 23 transistors, 2 diodes et 16 résistances[1] qui forment 4 éléments :

Le NE555 peut fonctionner selon trois modes : monostable, astable ou bistable.

Historique

Hans R. Camenzind cultivait l'idée de concevoir un circuit intégré servant à capturer un signal électrique en utilisant une boucle à verrouillage de phase. Il a eu cette idée à l'époque où il travaillait pour la compagnie PR Mallory. Cependant, l'entreprise n'étant pas intéressée par la commercialisation des produits de leurs recherches sous forme de circuits intégrés, Camenzind quitta Mallory pour Signetics. Lors de son entrée à Signetics, il conçut deux circuits intégrés basés sur ce concept qui sont devenus le 565 et le 566. Ces deux composants nécessitaient pour leur fonctionnement un oscillateur simple et stable et peu de composants externes pour les configurer. C'est cet oscillateur qui devint la base du NE555 en lui ajoutant les fonctionnalités d'amorçage et d'arrêt. Signetics commercialisa le 555 en 1971 qui devint rapidement un des circuits intégrés parmi les plus populaires jamais fabriqués. [2]

Brochage

Symbole schématique du 555

Le NE555 existe aussi en version double avec l'appellation NE556. La table suivante présente les broches présentes sur la version simple dans un boitier DIP. Les autres boitiers utilisent les mêmes noms de broches[3].

# Nom Description
1 GND Masse
2 TRIG Gâchette, amorce la temporisation
3 OUT Signal de sortie
4 RESET Remise à zéro, interruption de la temporisation
5 CONT Accès à la référence interne (2/3 de VCC)
6 THRES Signal la fin de la temporisation quand la tension dépasse 2/3 de VCC
7 DISCH Limite permettant de décharger le condensateur de temporisation
8 VCC Tension d'alimentation, le plus souvent entre 5 et 15V

«NE555» est le nom originel du composant proposé par Signetics. De nombreux fabricants ont proposé ce composant avec une compatibilité du brochage, et un préfixe différent. Actuellement les versions CMOS de ce composant (tel que le MC1455 de Motorola) sont le plus fréquemment utilisées[4].

Principe de fonctionnement

Schéma bloc simplifié du NE555

On peut voir à partir du schéma bloc les différents composants du NE555, soit :

L'opération du 555 suit la logique de fonctionnement du schéma bloc présenté et peut prendre 4 états différents.

Ces états sont résumés dans le tableau suivant :


RESET TRIG THRES OUT DISCH
0 X X 0 Actif
1 <1/3 Vcc X 1 Inactif
1 >1/3 Vcc >2/3 Vcc 0 Actif
1 >1/3 Vcc <2/3 Vcc Valeur précédente

Fonctionnement monostable

Diagramme schématique du NE555 en configuration monostable non redéclenchable

L'utilisation du NE555 en configuration monostable sert à générer une impulsion d'une durée définie uniquement avec une résistance et d'un condensateur comme illustrée dans le schéma ci-contre. Une impulsion est génèrée suite à l'application d'un front descendant à l'entrée du circuit, le graphique ci-dessous présente les formes d'ondes résultantes.

Immédiatement après l'application du front descendant la bascule interne est activée mais aussi la sortie. Du même coup, le transistor de décharge est désactivé permettant au condensateur C de se charger à travers la résistance R. La forme d'onde aux limites du condensateur est celle d'un circuit de premier ordre RC face à un échelon de tension, c'est-à-dire une exponentielle croissante. Quand cette exponentielle atteint une valeur égale à deux tiers de la tension d'alimentation Vcc, la bascule interne est désactivée ramenant la sortie et le condensateur à zéro. La durée de l'impulsion tw est donnée par la formule suivante :



t_w = 1\times R \times C

On trouve aussi le schéma du 555 en monostable redéclenchable, qui est comme une copie conforme excepté la pin 4 Reset reliée au trigger : à chaque impulsion d'entrée le timer est réinitialisé même si l'impulsion précédente n'est pas terminée.

Fonctionnement astable

Diagramme schématique du NE555 en configuration astable

La configuration astable permet d'utiliser le NE555 comme oscillateur. Deux résistances et un condensateur permettent de modifier la fréquence d'oscillations mais aussi le rapport cyclique. L'arrangement des composants est tel que présenté par le schéma ci-contre. Dans cette configuration, la bascule est réinitialisée automatiquement à chaque cycle générant un train d'impulsion perpétuelle comme ci-dessous.

Une oscillation complète est effectuée quand le condensateur se charge jusqu'à 2/3 de Vcc et se décharge à 1/3 de Vcc. Lors de la charge, les résistances Ra et Rb sont en série avec le condensateur, mais la décharge s'effectue à travers de Rb uniquement. C'est de cette façon que le rapport cyclique peut être modifié. La fréquence d'oscillations f mais aussi le rapport cyclique α suivent les relations suivantes :



f = \frac {1D} { (R_a + 2R_b)C }



\alpha = 1 - \frac {R_b} { (R_a + 2R_b) }


Applications

Le circuit 555 est toujours utilisé dans le milieu de l'éducation. On le trouve aussi dans des montages simples nécessitant peu de composants et une conception rapide (clignotement de DELs, mesure de température).


Circuits intégrés équivalents

SA555 SE555

Notes et références de l'article

  1. (en) - Datasheet NE555
  2. (en) semiconductormuseum. com - An interview with Hans Camenzind
  3. (en) Datasheet du NE555 Texas Instruments[pdf]
  4. (en) Tony van Roon - 555 timer tutorial

Voir aussi

Liens externes

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 07/04/2010.
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