タイマーIC「555」の動作解説（４）～50％Duty発振回路～-電気系ものづくりブログ

今回は、（タイマーIC「555」の動作解説（１）～基本動作～）をふまえて、タイマーIC「555」の50％Duty発振回路の動きについて考えていきます。

50%dutyとは？

dutyが50%というのは、周期Tのうち、"H"である期間tHが50%、ということです。

"L"の期間tLも50%となり、tH＝tLとなります。

上記のように、周期の半分が"H"、残りの半分が"L"のような、矩形波を出す回路が「50%duty発振回路」です。

前回（タイマーIC「555」の動作解説（３）～無安定動作～）の無安定動作の回路で、Dutyが50%になるように設定すればいいのでは？

と思いがちですが、前回の回路でtH=tLとするには、(Ra+Rb)=Rbとする必要があるため（Ra=0はDCHピンで電源短絡となるためNG）、dutyを50%にすることができません。

そこで、簡単にduty50% の矩形波を出す回路がこちら。

ちなみに、この50%duty発振回路はCMOS版の555で使える回路です。バイポーラ版の555ではうまくいかないらしい（試したことない）です。

555の基本動作は、

です。なので、50%duty発振回路のコンデンサ電圧（＝Trigger電圧＝Threshold電圧）が電源電圧の1/3を下回ると出力"1"、電源電圧の2/3を上回ると出力が"0"に切替わります。

出力が"1"の期間に、出力から抵抗Rcを介して、コンデンサが充電されます。コンデンサが電源電圧の2/3まで充電されたら、出力が"0"に切替わります。

出力が"0"となると、コンデンサが抵抗Rcを介して出力へと放電されます。コンデンサ電圧が電源電圧の1/3まで放電されたら、出力が"1"に切替わり、再びコンデンサは充電されます。

充電・放電とも同じ抵抗Rcを介して行われるので、出力が"1"となる期間と"0"となる期間が同じ時間になります。

出力が"0"の期間では、DCH（7番ピン）の内部FETがONとなります。内部FETがONとなると、DCH（7番ピン）はGNDと同電位となるので、Alternate outputは"0"となります。

出力が"1"の期間では、DCH（7番ピン）の内部FETがOFFとなります。Alternate outputは電源電圧を抵抗Rでプルアップされているので、Alternate outputは電源電圧となり、"1"となります。

ということで、Alternate outputとOutput（3番ピン）は同じ動き（論理）となります。

"H"となる時間tHと、"L"となる時間tLはそれぞれ、

となります。なので、周期Tは

となります。