工作の前に部品の特徴を知ろう タイマIC 555の しくみと使い方 電子回路の設計時に，時間で制御したい場面が多くあります． そんなとき，タイマIC 555の使い方を知っていると役に立ちます． 厳密に正確な時間合わせが必要ない場合は簡単な回路でお手軽に 回路を組んでみましょう． 丹羽 一夫 ＋VCC 555 の内部構造と各端子の機能 タイマIC の555（通称555）にはいくつかの応用 回路があります．代表的なのは単安定マルチバイ ブレータと非安定マルチバイブレータです．単安 定マルチバイブレータはタイマに，非安定マルチ バイブレータは発振器に使われます． 8 コンパレータ1 R （COMP1） VCC スレッ 6 ショルド R 5 コント フリップ ロール フロップ R （FF） 2 トリガ S R 555 の内部構造は図1-1 のようになっています． この小さなIC の中には，2 個のコンパレータとフ リップフロップ，放電用トランジスタ，それに出 力段が入っています． リセット RESET コンパレータ2 4 （COMP2） 放電用Tr （電子 スイッチ） 7 3 ディス チャージ （放電） 出力 出力段 （OUT） 1 555 GND 図1-1 タイマIC 555 の内部構造 555 の基本機能は，抵抗を通してコンデンサを 充放電する場合の時定数を利用するという，わか りやすいものです． 図 1-2 は，図 1-1 に示したトリガ端子に加える まず，ピン 1 とピン 8 は電源端子で，ピン 1 は GND，ピン8 は+VCC です． トリガ電圧とスレッショルド端子に加えるスレッ ピン2 のトリガ端子にはトリガ電圧を加えます ショルド電圧を漫画チックに示したものです．こ が，図1-2でわかるようにトリガ電圧が1/3VCC に の絵の出展は図 1-2 に示したとおりですが，555 なるとトリガがかかります．トリガがかかるとど の動作をよく表しています． のようになるかは，あとで説明します． 図 1-1 に示した 1 ∼ 8 は，555 のピン番号です． では，このピン番号にしたがって機能を説明して みることにしましょう． 20 ピン3 は，出力を取り出す端子です． ピン4 はリセット端子で，この端子をGNDにつ なぐとフリップフロップがリセットされます． タイマIC 555の しくみと使い方 VCC 1/3 VCC VCC 2/3 VCC 555 GROUND （a）トリガ電圧 1 V 3 CC （b）スレッショルド電圧 2 V 3 CC 図1-2 555 のトリガ電圧とスレッショルド電圧 ［出典：NE555技術資料（シグネティックス/旭硝子） ］ ピン5 のコントロール端子はパルス変調をかけ るときに信号波を加えますが，それ以外の場合に は使いません． ピン6 のスレッショルド端子はコンデンサへの 充電 VR 100k a R1 そして，ピン7 のディスチャージ端子は，スレッ 8 7 c R2 Vc 4 b b 充電完了を検出するところで，スレッショルド電 圧は図1-2 に示したように2/3VCC です． ＋VCC 6V a C 0.01 放電 c 6 555 3 出力 2 5 1 ショルド端子がコンデンサへの充電完了を検出し たときに，コンデンサに溜まった電荷を放電する 役目をする放電用 Tr（電子スイッチ）です．この 図 1-3 555 の基本動作を確かめる（非安定マルチバイブ レータ） 電子スイッチは，出力が“L”のときにON になっ ており，出力が“H”に上がるとOFFになります． の各部の波形をオシロスコープで観測してみたも のです．出力の方形波とコンデンサC の端子電圧 555 の動作を調べてみる VC を比べてみると，555の動作がよくわかります． ちなみに，図 1-4 を見ると発振周波数は 1.25kHz では，図1-3 のような非安定マルチバイブレー タを実際に用意して，555 の動作を調べてみるこ とにしましょう． 最初に，555 は抵抗 R を通してコンデンサ C を となっています． では，図1-4を説明してみることにしましょう． まず，出力が“H”だと放電用の電子スイッチは OFF となり，R1 とR2 を通じてC が充電されます． 充放電する場合の時定数T を利用するといいまし そして，VC が2/3VCC になるまで充電は続けられ た．図 1-3 の回路の場合は C が 0.01 μF です．ま ます．ここまでが充電時間T1 です． た，R はR1 とR2 がそれで，実際には実験のために VC が2/3VCC になると出力は“L”に転じます．す 図 1-3 に示したように 100 kΩの可変抵抗器（VR） ると放電用の電子スイッチがON になってC の電 としました． 荷は R 2 を通じて放電されます．そして，V C が 図 1-4 は，図 1-3 の非安定マルチバイブレータ 2008 May 1/3VCC になるまで放電が続けられます．ここまで 21
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