本文是一款爆款芯片的设计师汉斯・卡门津德（Hans Camenzind）的回忆录，第一手回报了这款经年累稔的集成电路背后的研发故事。

那是1970年的夏天，经济正处于周期谷底。两年前我刚加入的新星企业西格尼蒂克（Signetics），一下子裁掉了半数职工。

目睹这般变故，我凉了半截，决心寂寥自主。我在加州桑尼维尔市中心的两家中餐馆之间，租下了一小块办公模样。西格尼蒂克（其后被飞利浦收购）不仅借给我研发所需的蛊惑，还与我签下了一份为期一年的条约，寄予我开发一款新式集成电路。

NE566压控触动器：灵感的发轫

这款新芯片的研发灵感，源于我在西格尼蒂克从事锁相环接头时的责任。那时，我需要一款触动频率可通过外接电阻和电容鼎新的触动器，同期它的性能还不可受电源电压波动和温度变化的影响。基于这一中枢设计念念路，咱们接续推出了多款居品，NE566压控触动器等于其中之一（见图1）。

图1 NE566触动器基本结构

注：在内容电路中，相比器与触发器被整合为一个施密特触发器。

这款触动器的中枢模块是一个电压-电流袭击器。运算放大器正输入端的参考电压并未经由稳压处置，仅为电源电压的一部分。通过负反应机制，运算放大器大要守护外接电阻两头的电压牢固，因此流经该电阻的电流可暗意为：

由触发器限制的开关，会决定外接电容的充放电情景：电容要么通过上述电流充电，要么通过1:1电流镜，由等量电流完成放电。

电路中设有一个由三个等值电阻组成的分压鸠合，两个分压点的电压分歧为

和

。两个相比器以此为参考电压，及时监测外接电容两头的电压。当电容电压升至

时，电路会触发一系列四百四病：

1相比器1输出高电平，置位触发器；

1开柔顺换通路，将电流导向电流镜；

1外接电容驱动放电。

当电容电压降至

时，相比器2会复位触发器，电容巧合再次参加充电情景。如斯轮回来回的轮回，便生成了图2所示的三角波。

图2 NE566触动器输出的三角波

尽管三角波的幅值受电源电压影响，但充放电电流雷同与电源电压接洽，这两种效应相互对消。放弃芯片里面的轻微差错（如运算放大器和相比器的失调电压、电流镜的匹配精度等），触动频率可精准暗意为：

初代设计的缺憾：我本不错作念得更好

我向西格尼蒂克建议了一个矫正决策：对NE566电路进行优化，使其具备触发功能，大要输出单周期信号。换句话说，这款芯片既能充任触动器，又能看成定时器使用。

这个名堂的确胎死腹中。公司的工程师团队并不看好这个想法——在那时，定时器常常由运算放大器或相比器，外加一两个皆纳二极管瓜分立元件搭建而成。他们认为，这款新式集成定时器会冲击公司现存集成电路居品的销量。

要害技能，商场部司理阿特·富里无可争辩。凭借丰富的行业实战劝诫，他直观细目这款定时器必将大见效利。

这份条约的期限为一年，而电路设计就破费了半年时代。那时莫得任何辩论机接济分析器用，统共电路都得靠手工搭建推行板，反复调磨真金不怕火证。当原型电路十足达到设计办法后，我撰写了一份研发回报，并在西格尼蒂克组织了一场设计评审会。令东谈主无意的是，这份设计决策毫无异议地顺利通过。

但我总认为那边不合劲。我恍惚察觉到，我方似乎遗漏了什么要害细节，这款电路本该有更优的设计。最让我耿耿在怀的是，它需要9个引脚——这个引脚数号称“最麻烦的选拔”：那时市面上既有8引脚封装，下一档就是14引脚封装，9引脚的设计十足找不到适配的门径封装。

灵光一闪：改写芯片庆幸的迫害

接下来我驱动入辖下手电路疆域的绘制。1971年的疆域设计，意味着要在画图板前破费数周时代，将一个个元器件排布成最小的矩形结构，每一个尺寸参数都得靠手工查对。

就在设计评审收尾两周后的一个放工路上，我一刹灵光一闪：要是去掉电压-电流袭击器，平直用电阻对电容进行充放电，会发生什么？这一篡改，巧合能将引脚数降至8个！

我当即掉转车头，赶回责任室考据这个想法。竟然，调节电源电压后，电路的定时精度涓滴未受影响。此前我一直堕入念念维定式，误以为只须让充电电流与电容电压呈线性关联，身手竣事差错对消的效用。

而内容情况是，即便电容通过电阻充电时，电压呈指数递次高潮，差错对消的效用依然显耀。更重要的是，去掉电压-电流袭击器后，新电路不仅体积更小，定时精度也大幅提高。

引爆商场：一款传闻芯片的出生

我坐窝修改了电路设计，却莫得再恳求组织第二次设计评审会，仅仅把这个篡改告诉了阿特·富里。得知电路能适配8引脚封装，他感奋不已——在阿谁年代，8引脚封装的资本远低于14引脚封装。

接下来的五个月里，我完成了疆域绘制，手工在红膜片上刻制电路图案，趴在光绘仪前反复查对尺寸和连线（全程无辩论机接济），制作光刻掩膜版和芯片原型晶圆，最终完成了这款集成电路的性能测试。阿特·富里为它定名为 NE555。

就在这段时代，我的一位前共事从西格尼蒂克下野，加入了一家初创公司。这家新公司推向商场的首款居品，恰是我在设计评审会上展示的那款9引脚定时器。他们的居品比西格尼蒂克的NE555早两个月上市，可是当委果的NE555定时器问世后，他们的居品很快就寂寞退场。

NE555定时器还是面市，商场反响号称炸裂。阿特·富里作念出了一个改写行业历史的决定——将这款芯片的售价定为史无先例的0.75好意思元。我在设计时有利赋予了NE555极高的生动性，但令我始料未及的是，它90%的诈欺场景，都是我当初从未设想过的。尔后数月，我每天都会接到无数工程师的回电，共享他们挖掘出的NE555新奇用法。

直于本日，NE555定时器依旧是巨匠销量最高的集成电路之一。无数厂商竞相仿制这款芯片，除了其后推出的CMOS版块外，它的中枢设计决策半个多世纪以来从未改变。

本文编译整理自allaboutcircuits