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硅芯片拆解:早期 555 定时器芯片内部一览

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作者:Ken Shirriff,排版:晓宇

微信微信官方账号:芯片之家(ID:chiphome-dy)

555定时器

如果你玩过电子电路,你很可能知道 555 据说定时器集成电路是世界上最畅销的集成电路,已经售出数十亿。 IC 奇才 Hans Camenzind 设计的

一个带有 Signetics 标志的 8 针 555 定时器 555 标签上标有52B 01003”和 7304 日期代码,表示 1973 年的第 4 周。

将环氧树脂包装打磨无聊,露出芯片(下图),确定芯片为 555 定时器。Signetics 在 1972 年中发布 555 定时器,下面的芯片有一个 1973 年 1 月的日期代码(7304),。奇怪的是,它没有标记 555,所以它可能是原型或内部版本。我拍了一张详细的模具照片,详细的模具照片。

555 定时器的包装被抛光,中间有硅芯片和小方块。

555 从定时器或。下图说明了 555 定时器如何作为简单的振荡器工作? 555 芯片内,三个电阻形成分压器,。外部电容器在这些限制之间充放电,产生振荡。更详细地说,电容器将通过外部电阻器缓慢充电 (A),直到电压达到 2/3 参考电压。在该点 (B),上(阈值)比较器关闭触发器并关闭输出。这将打开电晶管,使电容器 (C) 缓慢放电。当电容器上的电压达到时 1/3 参考电压 (D) 打开低(触发)比较器,设置触发器和输出,循环重复。

显示 555 如何将定时器作为振荡器工作的图表。 555 在定时器的控制下,外部电容器通过外部电阻器充放电。

总而言之,555 定时器的关键部件是、设置这些限制的三电阻分压器和跟踪电路是充放电的触发器。 我上面没提到的定时器还有两个引脚(复位和控制电压),可以用于更复杂的电路。

以下照片是从显微镜图像的合成中创建的。在硅的顶部,一层薄薄的金属连接芯片的不同部分。这种金属在照片中清晰可见。在金属下方,一层薄薄的玻璃二氧化硅层在金属和硅之间提供绝缘,除了二氧化硅中的接触孔允许金属连接到硅。在芯片的边缘,细线将金属焊盘连接到芯片的外引脚。

555 模具照片的计时器

芯片上不同类型的硅更难看到。芯片区域采用杂质处理(掺杂)来改变硅的电特性。N 型硅电子(负)过多,而型硅电子(负)过多 P 型硅缺乏电子(正)。照片中,这些区域的颜色略有不同,周围有细黑色边框。这些区域是芯片的组成部分,形成晶体管和电阻。在windows大家都修改了hosts之后,它不能直接保存。

NPN 晶体管的原理图符号及其内部结构的简化图

裸片上 NPN 晶体管结构。

555定时器内部的电阻。电阻器是两个金属触点之间的一个 P 硅。

555 中的一个 10KΩ 电阻器

电流镜电路。右侧的电流复制左侧的电流。

电流镜。它们共享相同的基极,两个晶体管共享发射极。

电流源通过差分对发送固定电流 I

下面的 555 模具照片和原理图 是交互式的。点击原理图中的元件,会显示元件的简要说明。快速概览一下,大输出晶体管和放电晶体管是裸片上最明显的特征。阈值比较器由 Q1 到 Q8 组成。触发比较器由 Q10 到 Q13 以及电流镜 Q9 组成。Q16 和 Q17 构成触发器。构成分压器的三个 5KΩ 电阻位于芯片中间。 传说 555 是以这三个 5K 电阻命名的,

Evil Mad Scientist 销售一款非常酷的 ,使用单独的晶体管和电阻器在更大范围内复制 555 电路——它实际上可以作为 555 的替代品。

http://www.righto.com/2022/01/silicon-die-teardown-look-inside-early.html

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