555-Timer-IC in CMOS. Darum hat diese Version soviele Vorteile!

Es ist nur möglich auf der Hauptseite des ELKO das begleitende Titelbild zum folgenden Text zu sehen. Damit dies im Newsletter auch möglich ist, öffne man im Web-Browser den folgenden Link:

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Dieser 555-Newsletter-Beitrag soll dazu dienen, dass der ELKO-Leser einen leichteren Zugang zur modernen und zeitgemässen CMOS-Version des 555-Timer-IC findet. Ich stelle im ELKO-Forum immer wieder fest, wenn irgendwelche Fragen auftauchen zu einem Schaltungsproblem mit einem 555er, ist fast immer der alte NE555 (bipolare Schaltungstechnik) gemeint. Dies ganz einfach deshalb, weil der LMC555 und der TLC555 oft gar nicht bekannt sind. Es gibt auch noch andere 555er-IC-Fabrikate als CMOS-Versionen.

Der kürzlich verstorbene Schweizer Elektronik-Guru Hans Camenzind erfand im Jahre 1971 den NE555. Zu Beginn der 1980er-Jahren kam es zu einer Modernisierung durch die CMOS-Version, z.B. der LMC555 von National und der TLC555 von Texas-Instruments. Die 1980er-Jahre standen generell in der CMOS-Aufbruchsphase. Man sieht also, die CMOS-Version ist auch bereits gute 30 Jahre alt. Die Vorteile sind derart eindeutig, dass man auf die bipolare Version (NE555) getrost verzichten kann.

Im Falle einer Betriebsspannung von +15 VDC ist das so wenig ein Argument wie die bessere Treiberfähigkeit des NE555: Für +15 VDC (Worstcase +18 VDC) eignet sich die CMOS-Version TLC555. Und für die Treiberfähigkeit im unteren 100mA-Bereich kann man beim CMOS-Einsatz einen kleinen Transistor verwenden mit sehr wenig Schaltungsaufwand. Das Argument des Preisunterschiedes und des Mehrverbrauchs des Printplatzes ist hinfällig, weil es bei der CMOS-Version keinen Alu-Elko in der Betriebsspannung braucht, um die viel niedrigeren Stromtransienten abzublocken.

Wir kommen damit zum Titelbild: In drei Spalten werden Unterschiede zwischen der alten Bipolar- und der modernen CMOS-Version gezeigt. Im linken Spalten sieht man die Unterschiede der Betriebsströme und auch gleich die Grenzen der maximalen Frequenzen von Recheckspannungen am Ausgang. Bei der maximalen Frequenz von 6 MHz benötigt der LMC555 gerade mal 7 mA und der NE555 bei seiner Maximalfrequenz von nur gerade 600 kHz ganze 60 mA. Zu Buche schlägt auch der Stromvergleich bei niedrigeren Frequenzen. Die mittlere Spalte illustriert die Einfachheit eines zeitsymmetrischen Rechteckgenerators bei der CMOS-Version im Vergleich zu der mit bipolaren Version. In Bezug auf Einfachheit kommen weitere Vorteile. Im Spalten ganz rechts, werden die Stromtransienten (Stromimpulse) verglichen, wenn die Endstufe ihren Pegel umschaltet. Bei der CMOS-Version ist dieser Strom 14 mal niedriger und dies während einer Zeitdauer die 10 mal kleiner ist. Eine 140-fache Verbesserung! Genau deshalb ist nur beim NE555  bei der Betriebsspannung zusätzlich ein Alu-Elko notwendig.

Ich denke, all diese Argumente sind überzeugend genug, sich für den Einsatz der CMOS-Versionen des legendären 555-Timer-IC zu entscheiden.

UPDATE: Im folgenden Link hat es ein kleines Update, das aus einer Linkzusammenfassung aller Elektronik-Minikurse besteht, die mit der CMOS-Version des 555-Timer-IC (LMC555 und TLC555) zu tun haben. Der letzte Link verweist auf das Timer-555-ELKO-Buch, eine Zusammenarbeit von Patrick Schnabel und mir.

Viel Freude wünscht
der ELKO-Thomas