555タイマー 計算機（発振周波数・パルス幅）

非安定モード（発振回路）の計算式

R1（Ra）, R2（Rb）, コンデンサ C を使った標準的な発振回路では、出力の周波数とデューティ比は次式で決まります。

f = 1.44 ÷ ( (R1 + 2·R2) × C )

HIGH = 0.693×(R1+R2)×C ／ LOW = 0.693×R2×C

コンデンサは R1+R2 経由で充電、R2 経由で放電するため、HIGH時間がLOW時間より必ず長くなります。 そのため標準回路のデューティ比は50%を超えます。50%に近づけたいときは R1 を小さく、R2 を大きくします。

単安定モード（ワンショット）の計算式

トリガ（2番ピン）をLOWにすると、一定時間だけHIGHを出力して戻ります。そのパルス幅は次式です。

t = 1.1 × R × C

チャタリング除去、タイマー、トリガ遅延などに使います。 式に電源電圧が出てこないことからわかるように、パルス幅は電源電圧が変わってもほぼ変化しません。 555が内部の分圧抵抗で電源電圧の1/3と2/3をしきい値にしているため、電圧が上下しても充電時間の比が変わらないからです。 電池駆動で電圧が下がっていく用途でも時間がずれにくいのは、この構造のおかげです。

定数の選び方の目安

同じ周波数を出す組み合わせは無数にありますが、極端な値を選ぶと動作が不安定になります。 実用的にはおおむね次の範囲に収めます。

• 抵抗は1kΩ〜1MΩ程度：1kΩより小さいと放電時のピーク電流が大きくなり、ICの発熱と電源のノイズが増えます。 1MΩを超えると、ICの入力漏れ電流やコンデンサの絶縁抵抗が効いてきて時間がずれます。
• コンデンサは1nF〜100µF程度：容量が小さすぎると配線の浮遊容量が相対的に効きます。 大きい容量で電解コンデンサを使う場合は、漏れ電流と経年変化で時間が延びやすい点に注意してください。
• 長い時間が欲しいときは抵抗より容量を増やす：ただし電解コンデンサは誤差が±20%以上あるものも多く、時間精度は容量の精度で決まります。

計算どおりにならないときの確認点

• 5番ピン（CONT）が開放：ここは内部分圧点で、ノイズが乗るとしきい値が揺れて周期がばらつきます。0.01µF程度でGNDへ落とすのが定石です。
• 電源のパスコンがない：555は出力が切り替わる瞬間に大きな電流を引きます。電源とGNDの間に0.1µFを近くに入れないと、 自分が出したノイズで誤トリガして周期が乱れます。
• コンデンサの実容量：積層セラミックの高誘電率品は直流電圧をかけると容量が大幅に減ることがあります。時間が計算より短いときはこれを疑ってください。
• バイポーラ版とCMOS版の違い：NE555（バイポーラ）とLMC555などのCMOS版では、使える抵抗値の上限や消費電流、出力電流が違います。 上の式はどちらにも当てはまりますが、実用範囲は型番のデータシートで確認してください。

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