电子史 · 555集成电路的前世今生

电子专业 徐 自远 535℃

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555电路之父

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在昨天我们所推送的《简易的网线质量检测仪》中,一个灵魂性的集成电路芯片就是产生信号脉冲的555集成电路了。而今天为各位带来的则是这片在电子历史上起到翻天覆地性推动作用的芯片的来龙去脉……

对于来自瑞士的工程师Hans Camenzind来说,20世纪60年代是他人生中影响最为重大的十年。在结束了自己的电机工程硕士学位和工商管理硕士学位后,他希望能够在美国的电子半导体公司中做出自己的一番事业,然而在经历过许多年无聊的尝试后,他毅然决然地选择辞职并加入了Signetic公司——这家公司也是当时美国半导体工业的一个写照:它由那些不满意于传统公司专注于分立元器件、忽视了集成电路的重要性的员工所组成。

在当时,收音机仍由分立元器件组成。Hans一直在考虑如何将无线电设备“集成电路化”,但那些传统的线圈和电容很难与由硅和锗为主要原材料的集成电路组合在一起,因此他决心找到一种能够替代传统收音机电路的集成解决方案。在设计收音机的本机振荡器的过程中,他意外地发现只要将设计稍加修改、并根据设计的要求选择外部电路,这款振荡器就可以变成不同类型的多种振荡器,于是他说服Signetics的管理层并开始着手去设计这款新的通用芯片——现在我们都知道,它就是555电路的雏形。

555电路的雏形

设计并优化该款芯片的电路花去了他近6个月的时间,但这时他遇到了一个麻烦:原设计的555芯片需要9个引脚,这样芯片就必须要使用14脚DIP封装而不是更加便宜的8脚封装。他必须要砍掉一个脚的设计。最终,去掉这一个脚的工作又耗去了他两个月的时间,使得电路变为了现在我们所看到的模样。原版的555电路可以在Hans的图书《Designing Analog Chips(设计模拟芯片)》中找到。

顺便一提该书在他的网站上提供免费下载,有兴趣的朋友们可以下载阅读:

http://www.designinganalogchips.com/

1971年,NE555的原型片

设计、流片、测试和选择公司发布,该芯片从概念到投产花去了整整一年的时间,而在这期间Hans甚至还跳了一次槽,但这一切都不能影响芯片于1972年投入市场之后,立刻引起了前所未有的热潮——售价仅为0.75美元、封装紧凑、应用广泛,只要你想实现振荡器或触发器,555电路都能够实现。

555的显微镜照片,最显眼的“王”字形结构为输出三极管

之后Hans继续投身于模拟集成电路设计,一生获取了20余项美国专利并撰写了大量技术书籍和文章。2012年8月15日去世,享年78岁。而在它身后,已有半个世纪历史的555电路毫无疲态,仍然广泛地被应用在人类电子的各个领域之中……

 

 

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