CD4011芯片電路圖、引腳圖及作用

CD4011芯片，主要是以下幾個(gè)方面：

1、CD4011 是什么芯片?

2、CD4011 引腳圖及作用

3、CD4011 3D 模型

4、CD4011 芯片功能介紹

5、CD4011 特性參數(shù)

6、CD4011 最簡單電路圖

7、CD4011 振蕩電路原理

8、CD4011 與非門邏輯電路

9、CD4011 聲光控制電路圖

10、CD4011 蜂鳴器電路

一、CD4011 是什么芯片?

CD4011 芯片帶有四個(gè)獨(dú)立的與非門。需要注意的是，該 IC 的輸出電壓和工作電壓是相等的。該芯片廣泛用于許多電路中，包括 mp3 播放器、AV 接收器、藍(lán)光播放器和家庭影院。

如果你想將此芯片用作邏輯反相器，你可以將 NAND 門重新配置為 NOT 門。

更短的轉(zhuǎn)換時(shí)間使該器件成為高速應(yīng)用的最佳選擇。

該器件的典型工作電壓為 5V，采用 14 引腳 PDIP、GDIP 和 PDSO 封裝。

工作電壓范圍為 -55 至 125C，傳播延遲時(shí)間為 60ns。

器件以正邏輯執(zhí)行布爾函數(shù) Y = A × B 或 Y = A + B。該 IC 用于 AV 接收器、便攜式音頻基座和藍(lán)光播放器。

CD4011實(shí)物圖

二、CD4011引腳圖及作用

CD4011引腳圖及作用

CD4011引腳圖及作用

三、CD4011 3D模型

1、CD4011 電路符號(hào)

CD4011 電路符號(hào)

2、CD4011 封裝尺寸

CD4011 封裝尺寸

3、CD4011 3D模型

CD4011 3D模型

四、CD4011 芯片功能介紹

1、什么是與非門?

與非門是一種邏輯門，其工作方式類似于與門，輸出端有一個(gè)非門。因此它通常被稱為 NOT-AND。

由 AND 和 NOT 門構(gòu)建的 NAND 門。

與非門

與門的任何輸出都由非門反轉(zhuǎn)。因此，簡單地說，與非門是一種邏輯門，僅當(dāng)所有輸入為高時(shí)才提供低輸出，如下面的真值表所示。

與非門的真值表

與非門用于設(shè)計(jì)廣泛的邏輯功能，包括 SR 鎖存器和 D 觸發(fā)器。你經(jīng)常會(huì)看到連接兩個(gè)輸入以創(chuàng)建一個(gè)輸入的電路示例。這將 NAND 轉(zhuǎn)換成一個(gè)非門，將輸入反轉(zhuǎn)。

2、如何使用 CD4011?

首先，你需要一個(gè) 3 到 15V 的電源電壓。某些版本的芯片支持高達(dá) 20V。檢查你的芯片版本的數(shù)據(jù)表以獲取確切值。

為了能夠使用芯片中的任何與非門，你需要首先將 VDD 引腳連接 到正電源端子，將 GND 引腳連接 到負(fù)電源端子。A 和 B 引腳 是 IC 中四個(gè)與非門的輸入。Q 引腳 是 NAND 門的輸出。

CD4011 功能結(jié)構(gòu)

CD4011 有 12 個(gè)輸入輸出引腳，用于四個(gè)與非門。要使用 CD4011 IC，只需使用 Vcc 和接地引腳為其供電。IC的典型工作電壓為+5V，但也可以工作在+7V。輸出引腳上 IC 的輸出電壓將等于 IC 的工作電壓。根據(jù)與非門真值表，當(dāng)門的兩個(gè)輸入均為低電平時(shí)，輸出將為高電平，否則為低電平。

五、CD4011 特性參數(shù)

雙輸入與非門——四通道封裝

典型工作電壓：5V

高電平輸出電流：- 1.5 mA

低電平輸出電流：1.5mA

傳播延遲時(shí)間：60 ns(典型值)，CL = 50 pF，VDD = 10 V

工作溫度范圍：- 55 C to + 125 C

可用封裝：14-pin PDIP、GDIP、PDSO

緩沖輸入和輸出

標(biāo)準(zhǔn)化對稱輸出特性

在18 V的全封裝溫度范圍內(nèi)最大輸入電流為1 μA;18 V 和 25°C 時(shí)為 100 nA

100% 的 20 V 靜態(tài)電流測試

5V、10V 和 15V 參數(shù)額定值

噪聲容限(在整個(gè)封裝溫度范圍內(nèi)：VDD = 5 V 時(shí) -1 V;VDD = 10 V 時(shí) -2 V;-2.5 在 VDD = 15 V。

六、CD4011 最簡單電路圖

下圖是一個(gè)可以使用 NAND 門構(gòu)建的實(shí)際示例，在以下電路中，有兩個(gè)觸摸傳感器;一個(gè)用于打開 LED，另一個(gè)用于關(guān)閉 LED。

該電路使用兩個(gè) NAND 門設(shè)置為由兩個(gè)觸摸傳感器設(shè)置或重置的鎖存器。

所需的元器件清單：

一個(gè) LED (L1)

帶有與非門的芯片，例如 CD4011BE

3 個(gè) 10 kΩ 電阻 (R1-R3)

2 x 兩個(gè)金屬板靠在一起形成觸摸傳感器

七、CD4011 振蕩電路原理

1、CD4011 振蕩電路原理

在任何模擬和數(shù)字電路中，都會(huì)通過反饋產(chǎn)生振蕩。也是這種情況下，我們使用 R1、C2 將電流輸出反饋到輸入導(dǎo)致振蕩。

CD4011 振蕩電路原理

下圖為 CD4011 振蕩電路原理：

我們假設(shè) IC1a 或引腳 3 的輸出邏輯為“1”，所以 IC1b 或引腳 4 的輸出為“0”，然后，引腳 3 上的電壓將開始通過 R1 為 C1 充電。

但 C1 也連接到門 1 的輸入，最終，充電 C1 將變?yōu)椤?”，足以將 IC1a 的輸出從“1”切換為“0”邏輯。

這導(dǎo)致 IC1b 改變狀態(tài)，其輸出變?yōu)椤?”?，F(xiàn)在 C1 由 IC1b 的輸出放電。最終，C1 和 R1 處的電壓變?yōu)椤?”，IC1a 切換回之前的狀態(tài)。然后將返回并按循環(huán)繼續(xù)。

如果我們降低電源電壓會(huì)降低音量輸出。我們可以在 3V 到 15V 之間使用。

我們應(yīng)該將未使用的 IC-4011 輸入(引腳 8、9、12 和 13)接地。

這種壓控振蕩器設(shè)計(jì)基于 CMOS 集成電路 CD4011。該振蕩器提供了相當(dāng)好的線性度，其電流消耗非常低。電源電壓范圍為 5 至 15 伏。該電路可以用作頻率調(diào)制器。

振蕩器的輸出頻率取決于R1、R2、C1的參數(shù)和電源電壓。

2、CD4011 壓控振蕩器電路

該電路包括兩個(gè)基于 NAND 門的 RS 鎖存器 - DD1.1、DD2.1 和 DD3.1、DD4.1。如果輸出 OUT1 為低電平，則輸出 OUT2 為高電平，二極管 D2 不導(dǎo)通電流。

管腳 1 的邏輯電平為高，電容 C1 放電。引腳 6 的邏輯電平從高變?yōu)榈停虼艘_ 4 和 3 的邏輯電平也發(fā)生變化。電容 C1 以相反的極性充電(充電電流通過邏輯門輸入端的保護(hù)二極管)。

該電路產(chǎn)生的脈沖幅度取決于電源電壓，其頻率取決于控制電壓源 U ctrl。如果 U ctrl則提供中頻=0。注意，如果改變二極管D1、D2的極性，控制電壓U ctrl應(yīng)相對于電源電壓+U施加。

壓控振蕩器電路

DD1-CD4011;D1，D2 - 1N4148;

R1、R2 - 100k;C1 - 4.7nF;C2、C3 - 0.1 μF;

±U ctrl = -1.5..3 +U = 5 V;

+U = 5..15 V

壓控振蕩器電路的工作頻率上限取決于R1、R2、C1和集成電路DD1的參數(shù)。最高工作頻率可達(dá)數(shù)MHz，對于 5 V 的電源電壓，頻率與電壓的比約為 360 Hz/V。

八、CD4011 的與非門邏輯電路

CD4011 的與非門邏輯電路

CD4011 的與非門邏輯電路

首先，我們必須給 4011 NAND 門芯片供電。我們將為它提供 5V 的電源，因此我們將 +5V 提供給引腳 14，并將引腳 7 連接到 GND。這為芯片建立了電源。

我們?yōu)槊總€(gè)按鈕連接一個(gè) 10KΩ 電阻，這些電阻用作上拉電阻。它們將按鈕上拉至 V CC，即邏輯電平 1，因此按鈕通常具有明確定義的邏輯高(或 1)狀態(tài)。

當(dāng)按下按鈕時(shí)，電阻還可以防止 Vcc 直接短路到地。因此，當(dāng)按鈕單獨(dú)未按下時(shí)，其邏輯值通常為 1。因此，當(dāng)兩者均未按下時(shí)，將 2 個(gè)邏輯高(或 1)值輸入到與非門，這意味著 NAND 將產(chǎn)生低(或 0)輸出。請記住，兩個(gè)邏輯高電平將為與非門產(chǎn)生邏輯低電平輸出。因此，與非門不會(huì)為負(fù)載通電，因此當(dāng)兩個(gè)按鈕都沒有按下時(shí)，LED 將熄滅。

當(dāng)按下按鈕時(shí)，按鈕現(xiàn)在與地面接觸。相應(yīng)的輸入引腳現(xiàn)在將接地，其邏輯電平將變?yōu)檫壿嫷碗娖?現(xiàn)在它與地面接觸)。當(dāng)其中一個(gè)或兩個(gè)按鈕被按下時(shí)，與非門將輸出邏輯高電平(或 1)，連接到輸出的負(fù)載將通電。因此在這種情況下 LED 會(huì)亮起。

九、CD4011 聲光控制電路圖

制作 LED 閃光燈電路需要以下組件：

LED 閃光燈元器件清單

CD4011閃光器電路

CD4011 IC在電路中作為多諧振蕩器接線，IC的柵極B和柵極D的產(chǎn)量由晶體管通過1K電阻處理，每個(gè)晶體管通過470歐姆限流電阻驅(qū)動(dòng)兩個(gè)LED。該電路的工作電壓為9V DC。通過使用更高的 NPN 晶體管，例如BD139或 TIP31 ，可以額外擴(kuò)展 LED 的數(shù)量。

十、CD4011 蜂鳴器電路

制作蜂鳴器電路需要以下組件：

元器件清單

蜂鳴器電路：

蜂鳴器電路

工作說明：

該電路的核心是通過 CD4011 IC 工作的 2 個(gè) NAND 門。在這里，2 個(gè) NAND 門連接為一個(gè)非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，因此 IC 引腳 4 的輸出連續(xù)變高和變低。

這會(huì)連續(xù)切換為壓電蜂鳴器提供驅(qū)動(dòng)的 2N4401 晶體管(開和關(guān))。因此，壓電蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲，LED 持續(xù)閃爍。

審核編輯：湯梓紅