Dauerbrenner: 50 Jahre Timerbaustein NE555 von Signetics

Fast hätten wir seinen Geburtstag vergessen: Der berühmte Timer-Baustein von Signetics fand vor einem halben Jahrhundert seinen Weg auf den deutschen Markt.

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Von
  • Carsten Meyer

Ehre, wem Ehre gebührt: Mit über einer Milliarde Exemplaren ist der nun 50 Jahre alte NE/SE555 immer noch der meistproduzierte Chip der Welt, und jeder Elektronik-Bastler kommt schon in den ersten Monaten seines Schaffens unweigerlich mit ihm in Kontakt. Angekündigt wurde er zwar bereits 1971, aber erst 1972 kam er in größeren Stückzahlen auf den deutschen Markt.

Entworfen hat ihn damals der Schweizer Ingenieur Hans R. Camenzind, der sich beim Batterie- und Kondensator-Hersteller Mallory gelangweilt hatte und 1968 zum Halbleiterhersteller Signetics ging. Dessen Geschäfte liefen zu jener Zeit eher mäßig – es fehlte ein echter Knüller im Programm, und der finanziell gut aufgestellte Konkurrent Fairchild Semiconductor hatte mit an Signetics-Designs angelehnten ICs längst den Markt erobert. 1970 nahm sich Camenzind eine Auszeit, angeblich um ein Buch zu schreiben, kehrte aber bald mit einem Chip-Design zurück, das es bis dato nicht gab: Ein universeller Timer-Baustein, der verschiedene Betriebsarten beherrscht, mit seinem hohen Ausgangsstrom ein kleines Relais direkt ansteuern konnte und mit nur 25 integrierten bipolaren Transistoren preiswert herzustellen war. Vorher hatte man sich mit diskreten Schaltungen wie dem Phantastron, einem Entwurf aus der Röhren-Ära, herumplagen müssen.

Blockschaltbild des NE555-Designs

(Bild: Wikipedia)

Sein erster Entwurf sah noch eine Konstantstromquelle zur Ladung des zeitbestimmenden externen Kondensators vor; dieses Design hätte aber 9 Anschlussbeinchen erfordert und wäre nicht im preiswerten 8-poligen DIL-Gehäuse unterzubringen gewesen. Es stellte sich aber schnell heraus, dass Camenzinds Grundschaltung auch mit einem simplen Widerstand ratiometrisch arbeitete, also unabhängig von der Höhe der Betriebsspannung. Das ist eine Grundvoraussetzung, um auch bei nicht stabilisierter Betriebsspannung präzise reproduzierbare Schaltzeiten zu erreichen.

Der Legende nach geht die "555" im Namen auf die drei 5-kOhm-Widerstände im Spannungsteiler der Eingangs-Komparatoren (im Blockschaltbild grün hinterlegt) zurück, andererseits hatte Camenzind vorher auch schon andere Entwürfe mit ähnlicher Nomenklatur (NE565 bis NE567, Oszillatoren und PLL-Schaltkreise) vorgelegt, die mit diesem wenig gemein hatten, und einem Signetics-Manager gefiel die Zahl einfach gut.

Der NE555 und sein nach militärischen Spezifikationen gefertigter Bruder SE555 bescherten Signetics einen umwerfenden Erfolg: Schon im ersten Quartal verkaufte man eine halbe Million Stück. In Deutschland wurde der NE555 erst 1973 so richtig bekannt, als das Elektronik-Magazin Elektor in seinem Halbleiterheft eine Grundschaltung mit dem brandneuen Baustein vorstellte und ihn erste Inserenten zum Kauf anboten – wobei man sich bei Preisen um anfangs 6 DM (inflationsbereinigt 10 Euro) schon überlegen musste, ob nicht eine diskret aufgebaute Schaltung mit ein paar Transistoren den gleichen Zweck billiger erfüllte.

Bei Händlern in Deutschland tauchte der NE555 erstmals Ende 1972 auf - zu Preisen von 5 bis 6 DM.

Trotz des immensen Erfolges mit diesem Chip konnte Signetics Verluste an anderer Stelle nicht auffangen und wurde 1975 an Philips (heute NXP) verkauft, blieb aber als Marke noch einige Jahre erhalten. NXP selbst produzierte den Baustein bis 2003, nach einem Brand in einem Halbleiterwerk wurde die Fertigung nicht wieder aufgenommen. Die Rolle des NE555 hat inzwischen überwiegend die CMOS-Version ICM7555 übernommen, die bei nahezu vollständiger Kompatibilität deutlich weniger Strom verbraucht und auch ein paar andere Macken des Original-555 vermeidet, etwa hohe Stromspitzen bei Schaltvorgängen oder eine gewisse Temperaturabhängigkeit.

Trotzdem wird die bipolare Version von anderen Herstellern immer noch gefertigt; der 555 ist somit nicht nur der meistverkaufte, sondern vielleicht auch bald der am längsten unverändert produzierte Chip der Welt – wenn der noch ältere µA741-OpAmp irgendwann eingestellt wird. Den vollständigen Werdegang des 555 kann man übrigens im Buch Designing Analog Chips von Hans Camenzind im Kapitel 11 nachlesen. Das Buch ist als PDF kostenlos verfügbar.

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