Una versión CMOS del integrado 555

Si el 555 común ya es el más popular de los circuitos integrados, usándose en una infinidad de aplicaciones en las que se desea la producción de señales de baja y mediana frecuencia y temporización, imagine lo que puede hacerse con una versión "incrementada" del nuevo circuito en una configuración CMOS de frecuencia más alta, menor consumo y entradas de impedancia altísima. En este artículo abordamos las características de la versión CMOS, basados en las informaciones obtenidas para el tipo TLC 555 de la Texas Instruments (*)
(*) A pesar de que CMOS 555 es popular en muchos países, apareciendo con denominaciones como TLC555 o 7555, a veces no es fácil de adquirir.
Nadie puede negar la versatilidad y la utilidad del 555. Hojee las revistas especializadas de los últimos 5 años y vea cuántos proyectos usan este componente y cuántos se basan totalmente en las propiedades de ese CI.
Pero, aún siendo extremadamente versátil, el 555 aún no puede considerarse el circuito ideal para la función que ejerce.
Algunas limitaciones encontradas en el 555 bipolar, condujeron al desarollo de la nueva versión CMOS, con las mismas características tradicionales del 555 común más algunas otras, que lo hacen aplicable a una variedad increíble de circuitos.
El 555 en su versión CMOS puede intercambiarse con el 555 bipolar, pero existen aplicaciones en las que solamente el 555 CMOS es adecuado, por sus características insustituibles.

¿Por qué es mejor el 555 CMOS?
El 555 CMOS que también se designa TLC555 (Texas) y también 7555, tiene la misma configuración interna del 555 común, como muestra la figura 1.
Lo que tenemos son dos comparadores de tensión que disparan en forma típica con 1/3 y 2/3 de la tensión de alimentación, pudiendo alterarse estos valores por la conexión de componentes externos y por el uso del terminal externo de control.
Los dos comparadores activan e inactivan un "flip-flop" que puede excitar una etapa de potencia de salida y también un transistor CMOS de control de descarga.
Si comparamos las características y no el funcionamiento de los dos tipos de CMOS, podremos evaluar mejor sus diferencias.
La primera diferencia se refiere a la corriente de consumo de los dos tipos, sobre todo en el momento de la conmutación. Lo que ocurre es que la corriente que consume un 555 en el momento de la conmutación es muy alta, llegando casi a los 400mA, mientras que el tlc555 CMOS consume en ese instante, apenas 10mA.
En las aplicaciones que usan pilas o baterías, esta alta corriente de conmutación puede producir fallas de funcionamiento que no ocurren con la versión CMOS.
La segunda diferencia es la frecuencia máxima de operación. Si bien el 555 común alcanza sólo 500kHz, la versión CMOS llega a los 2MHz en la configuración astable.
En tercer lugar tenemos la elevada impedancia de entrada, que alcanza 1012 ohms. Eso significa que podemos excitar esta versión del 555 con corrientes bajísimas.
Es claro que siendo CMOS y teniendo una impedancia alta de entrada, el componente está sujeto a daños por las descargas electrostáticas. La versión TLC555, de Texas, está protegida internamente contra las descargas de tensión hasta más de 2.000 volts, pero en la práctica se recomienda tener cuidado si se expone a altas tensiones estáticas.
Finalmente, tenemos la banda de tensiones de alimentación que está entre 2 y 18V con un consumo de corriente bajísimo, lo que significa una pequeña potencia absorbida. Típicamente la versión TLC555 de la Texas exige sólo 1mW de potencia para una alimentación de 5V.
Las demás características son similares o iguales a la versión bipolar, según se ve en la tabla comparativa siguiente:
Las características absolutas para la versión CMOS TL555 son:

Corriente máxima proporcionada por la salida 10mA (típ)
Corriente máxima drenada por la salida 100mA (típ.)
Banda de tensiones de alimentación 2 a 18V
Banda de tensiones de entrada -0,3 a 18V
Disipación total continua (a 25ºC) 600mW
Corriente de disparo (Vdd 5V) 10µA

Aplicaciones
Entre las aplicaciones más comunes podemos citar:

• Configuración astable
• Astable simétrico
• Oscilador de audio
• Oscilador con relación variable marca-espacio
• Interruptor de toque

O también podemos armar una sirena de la siguiente manera:
Dos TLC555 forman esta sirena, que produce un sonido de gran volumen modulado, debido al empleo de una etapa transistorizada de potencia (figura 2).
El primer TLC555 genera una señal en diente de sierra de aproximadamente 1 segundo de período, que sirve para modular el tono producido por el segundo TLC555 que funciona como estable excitando la etapa de potencia.
Podemos alterar la velocidad de las variaciones, modificando el capacitor de 10µF, del mismo modo que podemos modificar la tonalidad alterando el capacitor de 47nF.
En la figura 3 damos una opción de la placa de circuito impreso