CD4011芯片的具体使用方法是什么？

豆面 2024-12-15 02:17:06 14

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摘要： CD4011是一种常用的CMOS集成电路，内部包含四个独立的2输入与非门，这种电路广泛应用于各种数字和模拟电路中，例如信号处理、逻辑控制、定时器等，本文将详细介绍CD4011的使用...

CD4011是一种常用的CMOS集成电路，内部包含四个独立的2输入与非门，这种电路广泛应用于各种数字和模拟电路中，例如信号处理、逻辑控制、定时器等，本文将详细介绍CD4011的使用方法，包括其基本特性、引脚配置、功能表、典型应用电路以及常见问题解答。

一、基本特性

CD4011是一款CMOS型四二输入与非门集成电路，具有以下特性：

1、电源电压范围：3V至15V，某些版本支持高达20V。

2、功耗：普通封装为700mW，小外形封装为500mW。

3、工作温度范围：CD4001BM型号为55℃至+125℃，CD4001BC型号为40℃至+85℃。

4、逻辑功能：当所有输入均为高电平时，输出为低电平；只要有一个输入为低电平，输出即为高电平。

二、引脚配置

CD4011采用DIP14/SOP14/TSSOP14封装形式，其引脚配置如下：

引脚编号	功能
1	数据输入端A
2	数据输入端B
3	数据输出端Y
4	接地（GND）
5	数据输入端A
6	数据输入端B
7	数据输出端Y
8	接地（GND）
9	数据输入端A
10	数据输入端B
11	数据输出端Y
12	电源正（VDD）
13	数据输入端A
14	数据输入端B

三、功能表

CD4011的逻辑功能表如下：

输入A	输入B	输出Y
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

四、典型应用电路

声光控制开关电路

声光控制开关电路是CD4011的一个典型应用，该电路能够在天黑且有声音时自动点亮灯，并在一段时间后自动熄灭，具体电路组成及工作原理如下：

1、声音信号输入电路：由话筒MIC、电阻R1、R2、R3、电容C1和三极管T1组成，声音信号经话筒MIC转换为电信号后，经C1耦合至T1放大，最后由T1的集电极输出并送入集成电路IC1的2脚。

2、光信号输入电路：由电阻R4和光敏电阻Rg组成，光的强弱经光敏电阻Rg转换为高、低电平后送入集成电路IC1的1脚。

3、桥式整流电路：由二极管D2、D3、D4、D5组成，将220V交流市电转换为脉动直流电压。

4、降压滤波电路：由电阻R5、R6和电容C2组成，对桥式整流电路输出的脉动直流电压进行降压滤波，获得约10V左右的直流电压，作为控制电路的直流电源。

5、延时电路：由二极管D1、电阻R8和电容C3组成，延时时间由R8和C3决定。

6、控制电路：由集成电路IC1、电阻R7和双向可控硅T2组成，IC1的核心元件型号为TC4011BP，其中1、2脚和3脚分别为与非门1的输入和输出端；5、6和4脚分别为与非门2的输入和输出端；8、9和10脚分别为与非门3的输入和输出端；12、13和11脚分别为与非门4的输入和输出；7和14脚分别是接地和电源脚，与非门1和与非门2组成声音信号和光信号与逻辑电路；与非门3、与非门4和电阻R7组成触发电路。

7、负载：由白炽灯EL组成，最大可接100W。

电路工作原理如下：220V交流电通过白炽灯EL后，经D2、D3、D4、D5桥式整流电路把交流电压变为脉动直流电压，由R5和R6分压、C2滤波，获得约10V左右的直流电压，作为控制电路的工作电源，此时通过白炽灯EL的电流小于2mA，所以白炽灯不会发光，电阻R4和光敏电阻Rg串联分压，当有光照射光敏电阻Rg时，它呈低阻状态，即IC1的1脚（与非门1的光信号输入端）为低电平，此时声音信号被屏蔽（不起作用），与非门1的输出即IC1的3脚为高电平，与非门1的3脚输出端接与非门2的5、6脚输入端，所以与非门2的4脚输出为低电平，此时二极管D1截止，触发电路无触发信号，双向可控硅T2截止，白炽灯EL熄灭，当无光照射时，光敏电阻Rg呈高阻状态，即IC1的1脚（与非门1的光信号输入端）为高电平，与非门1打开，声音信号可以输入，话筒MIC和电阻R1将外界的声音信号变成电信号，在外界无声的情况下，三极管T1处于饱和状态，使与非门1的输入端即IC1的2脚（与非门1的声音信号输入端）为低电平，与非门1的输出即IC1的3脚为高电平，最终使与非门2的输出4脚为低电平，白炽灯EL熄灭，若外界有声音，三极管T1将出现反复饱和、截止，使与非门1的2端反复出现高、低电平的转换过程，若与非门1的两个输入端有一个为低电平时，与非门2便输出低电平，只有当与非门1的两个输入端都为高电平时，与非门2才输出高电平，当与非门2输出高电平时，通过隔离二极管D1给电容C3充电，当C3充电电压达到与非门3的阈值电平时，使与非门4输出高电平，通过电阻R7触发双向可控硅T2使其导通，主回路便有较大的电流通过白炽灯EL使其发光，T2导通后，由于没有了声音信号，与非门1的输入端IC1的2脚很快变为低电平，从而使与非门2输出为低电平，但延时电路的电容C3通过电阻R8放电，经过大约1分钟的时间下降到与非门3的阈值电平以下，使与非门4输出低电平，当交流电过零点时，T2自动关断，白炽灯EL熄灭，白天白炽灯EL不亮，只有到了晚上话筒MIC接收到声音信号时，才能产生触发信号，使双向可控硅T2导通，白炽灯EL发光，延时一段时间后白炽灯EL自动熄灭。