Não é verdade. "Como surgiu o nome 555?" "A signética tinha números" 500 ", e o produto anterior em que trabalhei foram os 565, 566 e 567. Ele foi escolhido arbitrariamente. Foi Art Fury (Gerente de Marketing) que pensou que o circuito iria vender muito e escolheu o nome" 555 "."
Ignacio Vazquez-Abrams
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Geralmente não é. O valor de 5k vem do mito. Eu acredito que é realmente cerca de 4,2k.
Ignacio Vazquez-Abrams
3
Eu acho que essa pergunta não deve ficar em espera. Perguntar por que algo é um valor específico é importante para entender as vantagens e desvantagens do designer. Seja 5K ou 5,1K, pode ser baseado em opiniões, mas o OP estava perguntando sobre diferenças eletronicamente significativas nos valores.
Spehro Pefhany
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Porque se fosse 6k, o produto teria sido o 666 e provavelmente não seria vendido quase tão bem.
Dan is Fiddling por Firelight
Respostas:
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O 555 original com resistores de 5K:
E aqui está uma versão CMOS com resistores de 40K:
A escolha dos resistores para R7, R8, R9 (versão bipolar) seria influenciada por duas coisas:
1) O desejo de minimizar o consumo de energia (o mais alto valor possível, sem usar muita área de chip)
2) O desejo de minimizar as variações de temperatura devido às alterações beta dos pares Darlington Q3 / Q4 e Q12 / Q13.
O segundo ponto não se aplica à versão do CMOS.
É fácil ver que a resistência da fonte equivalente de Thevenin para qualquer nó é 2/3 do valor do resistor.
Podemos facilmente adivinhar quais são os limites de produção nas correntes desenhadas nesses nós a partir de uma folha de dados 555 - o circuito é simétrico (horizontalmente) e as correntes serão as mesmas que as correntes de disparo e limite. As correntes são bem diferentes, provavelmente devido ao baixo beta dos PNPs laterais.
Hans Camenzind diz que o offset do comparador pode ser tão grande quanto 30mV, o que implica uma grande tensão de offset acima do máximo de 7mV devido à corrente de polarização de entrada, mas a corrente de polarização de entrada é bastante variável com a temperatura (talvez 3: 1 acima da faixa operacional ) Se assumirmos que ele muda de 0,7uA para 2uA, a 5V, isso seria uma mudança no limiar de 0,25% ou cerca de 15ppm / K. A precisão real total é de cerca de 24ppm / K, portanto os resistores não são excessivamente dominantes (o deslocamento mudará a algo como proporcional à temperatura absoluta).
Nos anos 70, 10mA a 15V ou 3mA a 5V era considerado uma potência razoavelmente baixa, então o HC provavelmente escolheu os resistores como sendo "razoáveis" - nem grandes nem pequenos demais, e isso tudo era pré-computadores, para que ele não quisesse. tiveram a opção de executar uma rotina de otimização para obter um valor ímpar que minimizava alguma função de custo arbitrária.
Foto legal! É fácil descobrir que o pino 1 está no canto superior direito e que eles vão no sentido anti-horário a partir daí. O pino 3 possui dois transistores grandes para sua saída de pólo totem e o pino 7 possui um transistor grande para seu pulldown. O pino 5 está realmente conectado diretamente à torneira superior da corrente divisória.
Dave Tweed
Como uma impedância de entrada?
21413 Scott Seidman
@ScottSeidman Como uma consideração de design? Imagino que Hans o desejaria tão alto quanto prático - os projetos posteriores (incluindo o seu próprio projeto bipolar de baixa potência, projetado 33 anos após o primeiro), todos tinham resistências divisórias mais altas - 20K a 40K, pelo menos. Como o valor absoluto dos resistores difusos não é muito bem controlado (e é completamente não especificado, exceto pelo que você pode imaginar da corrente de alimentação), ele deve ser acionado com uma fonte de Z relativamente baixa de qualquer maneira.
Spehro Pefhany
9
Não importa qual é o valor exato, desde que todos os três resistores tenham o mesmo valor.
O valor é uma troca entre várias restrições de design. Por um lado, você deseja que o valor seja grande, para minimizar os requisitos de corrente inativos do chip. Por outro lado, resistores de grande valor ocupam muito espaço físico no chip. Há também a consideração de que você deseja que as correntes de polarização de entrada dos comparadores sejam uma pequena fração da corrente nos resistores.
Levando tudo isso em consideração, o designer decidiu um valor em torno de 5K.
Os três resistores de 5k são as barras horizontais na parte superior do chip. Fazer resistores em silício é uma dor; os materiais disponíveis são todos bastante condutivos, por isso é difícil fabricar resistores precisos de grande valor. Na época do design do 555, o tamanho mínimo do recurso era bastante grande, grande o suficiente para ser visto com um microscópio óptico, como naquela foto. Existe a restrição adicional de design de que esses resistores afetam a precisão do temporizador. Isso provavelmente determina a escolha do material, que terá uma certa resistência em ohms por micrômetro.
A partir daí, podemos ver que os resistores de 5k não poderiam ser muito maiores no espaço disponível. Talvez eles pudessem ter feito 6k, mas a escolha de 5k torna mais simples para os usuários do chip calcular os valores do timer manualmente.
(Eu acho que o "5.0E" no chip existe realmente uma marca de registro indicando que essa é a camada 5, como as menores na parte superior do chip. Não é um valor de componente.)
O valor real dos resistores não tem nada a ver com o cálculo dos valores de tempo, que depende apenas de suas proporções. De fato, esse foi um dos principais insights do design do 555. Além disso, essa foto é da versão CMOS, que não usa resistores de 5K de qualquer maneira.
Dave Tweed
Aqui está uma foto do dado NE555 (clone) real. Talvez alguém possa fazer algo disso.
Spehro Pefhany
Aqui está uma foto muito mais clara (crédito ao designer)
Spehro Pefhany
1
Interessante que eles intercalaram os resistores na versão CMOS, para combinar melhor os resistores com os gradientes de temperatura do processo e da matriz.
Respostas:
O 555 original com resistores de 5K:
E aqui está uma versão CMOS com resistores de 40K:
A escolha dos resistores para R7, R8, R9 (versão bipolar) seria influenciada por duas coisas:
1) O desejo de minimizar o consumo de energia (o mais alto valor possível, sem usar muita área de chip)
2) O desejo de minimizar as variações de temperatura devido às alterações beta dos pares Darlington Q3 / Q4 e Q12 / Q13.
O segundo ponto não se aplica à versão do CMOS.
É fácil ver que a resistência da fonte equivalente de Thevenin para qualquer nó é 2/3 do valor do resistor.
Podemos facilmente adivinhar quais são os limites de produção nas correntes desenhadas nesses nós a partir de uma folha de dados 555 - o circuito é simétrico (horizontalmente) e as correntes serão as mesmas que as correntes de disparo e limite. As correntes são bem diferentes, provavelmente devido ao baixo beta dos PNPs laterais.
Hans Camenzind diz que o offset do comparador pode ser tão grande quanto 30mV, o que implica uma grande tensão de offset acima do máximo de 7mV devido à corrente de polarização de entrada, mas a corrente de polarização de entrada é bastante variável com a temperatura (talvez 3: 1 acima da faixa operacional ) Se assumirmos que ele muda de 0,7uA para 2uA, a 5V, isso seria uma mudança no limiar de 0,25% ou cerca de 15ppm / K. A precisão real total é de cerca de 24ppm / K, portanto os resistores não são excessivamente dominantes (o deslocamento mudará a algo como proporcional à temperatura absoluta).
Nos anos 70, 10mA a 15V ou 3mA a 5V era considerado uma potência razoavelmente baixa, então o HC provavelmente escolheu os resistores como sendo "razoáveis" - nem grandes nem pequenos demais, e isso tudo era pré-computadores, para que ele não quisesse. tiveram a opção de executar uma rotina de otimização para obter um valor ímpar que minimizava alguma função de custo arbitrária.
Aqui está a foto real do molde ( tirada pelo HC e publicada no IEEE Spectrum ), com os resistores destacados.
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Não importa qual é o valor exato, desde que todos os três resistores tenham o mesmo valor.
O valor é uma troca entre várias restrições de design. Por um lado, você deseja que o valor seja grande, para minimizar os requisitos de corrente inativos do chip. Por outro lado, resistores de grande valor ocupam muito espaço físico no chip. Há também a consideração de que você deseja que as correntes de polarização de entrada dos comparadores sejam uma pequena fração da corrente nos resistores.
Levando tudo isso em consideração, o designer decidiu um valor em torno de 5K.
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Vamos olhar para o silicone!
Os três resistores de 5k são as barras horizontais na parte superior do chip. Fazer resistores em silício é uma dor; os materiais disponíveis são todos bastante condutivos, por isso é difícil fabricar resistores precisos de grande valor. Na época do design do 555, o tamanho mínimo do recurso era bastante grande, grande o suficiente para ser visto com um microscópio óptico, como naquela foto. Existe a restrição adicional de design de que esses resistores afetam a precisão do temporizador. Isso provavelmente determina a escolha do material, que terá uma certa resistência em ohms por micrômetro.
A partir daí, podemos ver que os resistores de 5k não poderiam ser muito maiores no espaço disponível. Talvez eles pudessem ter feito 6k, mas a escolha de 5k torna mais simples para os usuários do chip calcular os valores do timer manualmente.
(Eu acho que o "5.0E" no chip existe realmente uma marca de registro indicando que essa é a camada 5, como as menores na parte superior do chip. Não é um valor de componente.)
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