CD4011工作原理及引腳圖,功能,參數(shù),作用詳解

　　現(xiàn)在，很多朋友已經(jīng)放棄單硅后極，轉(zhuǎn)向MOS或IGBT等更節(jié)能，更輕便的斬波電路。常規(guī)的單NE555調(diào)頻調(diào)寬電路，調(diào)節(jié)的時(shí)候頻率脈寬相互影響，用2片555可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立可調(diào)，但線路相對(duì)復(fù)雜了，外圍元件多了。向大家推薦CD4011，四2輸入與非門(mén)芯片CD4011內(nèi)部由四2輸入端與非門(mén)單元電路構(gòu)成，采用N和P溝道增強(qiáng)型MOS晶體管提供的對(duì)稱(chēng)電路，具有很高的抗干擾度。

　　一：CD4011工作原理及引腳圖,功能,參數(shù),作用詳解---CD4011工作原理

　　相信大部分的電子工程師都對(duì)CD4011有所涉獵，CD4011是應(yīng)用廣泛的數(shù)字IC之一，它們內(nèi)含4個(gè)獨(dú)立的2輸入端與非門(mén)，其邏輯功能是：輸入端全部為“1”時(shí)，輸出為“0”；輸入端只要有“0”，輸出就為“1”，當(dāng)兩個(gè)輸入端都為0時(shí)，輸出是1。

cd4011內(nèi)部為4組與非門(mén)，供電為14正，7負(fù)，123腳是一組與非，12腳同時(shí)高電平，3腳為低電平，12腳別的狀態(tài)3腳都是高電平，另外三組在電路中為反相器，也就是11腳和3腳是相反的，3高11低，3低11高，1腳外接光控，2腳為觸發(fā)延時(shí)。

　　CD4011屬于數(shù)字電路，當(dāng)將它一組的兩個(gè)輸入端相連時(shí)，這一組就變成了一個(gè)非門(mén)。其特點(diǎn)是：輸入高電平時(shí)，輸出低電平，輸入低電平時(shí)，輸出高電平。

　　CD4011還能夠放大電壓，當(dāng)運(yùn)放的+接地，-只接高電平而不接電阻時(shí)，它的輸出是什么，是低電平。反之，-只接低電平而不接電阻時(shí)，它的輸出是什么，是高電平。注意到上面的比較沒(méi)有，其實(shí)，CD4011在此時(shí)與運(yùn)放的功能完全一樣。CD4011與兩個(gè)電阻配合，其一為輸入電阻，其二為反饋電阻，它的作用就是一個(gè)反向比例放大器。因此，CD4011能放大電壓。

二：CD4011工作原理及引腳圖,功能,參數(shù),作用詳解---CD4011參數(shù)

　　cd4011的直流電氣特性與交流電氣特性見(jiàn)下表：

　　CD4011 ? BM -55℃ - +125℃ ?
? ? ? ? CD4011 ? BC -40℃ - +85℃
? ?　VDD電壓范圍：－0.5V ----- 18V
　　功耗：雙列普通封裝 ? 700mW ? ? 小型封裝 ? ?500mW

三：CD4011工作原理及引腳圖,功能,參數(shù),作用詳解---CD4011的邏輯功能

　　（1）當(dāng)X=0、Y=0時(shí)，將使兩個(gè)NAND門(mén)之輸出均為1，違反觸發(fā)器之功用，故禁止使用。如真值表第一列。

　?。?）當(dāng)X=0、Y=1時(shí)，由于X=1導(dǎo)致NAND-A的輸出為”1”，使得NAND-B的兩個(gè)輸入均為”1”，因此NAND-B的輸出為”0”，如真值表第二列。

　　（3）當(dāng)X=1、Y=0時(shí)，由于Y=0導(dǎo)致NAND-B的輸出為”1”，使得NAND-1的兩個(gè)輸入均為””1，因此NAND-A的輸出為”0”，如真值表第三列。

　?。?）當(dāng)X=1、Y=1時(shí)，因?yàn)橐粋€(gè)””1不影響NAND門(mén)的輸出，所以?xún)蓚€(gè)NAND門(mén)的輸出均不改變狀態(tài)，如真值表第四列。

四：CD4011工作原理及引腳圖,功能,參數(shù),作用詳解----CD4011的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路

　　　cd4011內(nèi)部為4組與非門(mén)，供電為14正，7負(fù)，123腳是一組與非，12腳同時(shí)高電平，3腳為低電平，12腳別的狀態(tài)3腳都是高電平，另外三組在電路中為反相器，也就是11腳和3腳是相反的，3高11低，3低11高，1腳外接光控，2腳為觸發(fā)延時(shí)。

? ? ? ? ?CD4011的芯片功能圖、引腳圖、邏輯電路圖請(qǐng)見(jiàn)下圖：

　　圖1 芯片功能圖

　　圖2 CD4011內(nèi)部保護(hù)網(wǎng)絡(luò)

　　圖4 邏輯圖

五：CD4011工作原理及引腳圖,功能,參數(shù),作用詳解----CD4011真值表

CD4011對(duì)應(yīng)的邏輯參數(shù)很重要，在電路設(shè)計(jì)工程中要留意不能夠搞錯(cuò)了，CD4011真值表如下：

　　六：CD4011的工作原理及特性：CD4011管腳功能及其作用：

　　圖3 引腳圖

　　1A 數(shù)據(jù)輸入端

　　2A 數(shù)據(jù)輸入端

　　3A 數(shù)據(jù)輸入端

　　4A 數(shù)據(jù)輸入端

　　1B 數(shù)據(jù)輸入端

　　2B 數(shù)據(jù)輸入端

　　3B 數(shù)據(jù)輸入端

　　4B 數(shù)據(jù)輸入端

　　VDD 電源正

　　VSS 地

　　1Y 數(shù)據(jù)輸出端

　　2Y 數(shù)據(jù)輸出端

　　3Y 數(shù)據(jù)輸出端

　　4Y 數(shù)據(jù)輸出端

　　七：CD4011工作原理及引腳圖,功能,參數(shù),作用詳解----案例分析：基于CD4011的聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)原理與制作

CD4011的應(yīng)用廣泛，在這里給大家分享一個(gè)基于CD4011的聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)原理與制作。

　　用聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開(kāi)關(guān)，只有在天黑以后，當(dāng)有人走過(guò)樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時(shí)，樓道燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，提供照明，當(dāng)人們進(jìn)入家門(mén)或走出公寓，樓道燈延時(shí)幾分鐘后會(huì)自動(dòng)熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會(huì)亮，可以達(dá)到節(jié)能的目的。聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公樓、教學(xué)樓等公共場(chǎng)所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，適合廣大電子愛(ài)好者自制。

　　一、CD4011聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)電路的工作原理

　　電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路cd4011，其內(nèi)部含有4個(gè)獨(dú)立的與非門(mén)vd 1～vd4，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。

　　顧名思義，聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)就是用聲音來(lái)控制開(kāi)關(guān)的“開(kāi)啟“，若干分鐘后延時(shí)開(kāi)關(guān)“自動(dòng)關(guān)閉”。因此，整個(gè)電路的功能就是將聲音信號(hào)處理后，變?yōu)?a target="_blank">電子開(kāi)關(guān)的開(kāi)動(dòng)作。明確了電路的信號(hào)流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個(gè)單元，由此可畫(huà)出圖2所示的方框圖。

　　聲音信號(hào)（腳步聲、掌聲等）由駐極體話筒bm接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)c1耦合到vt的基極進(jìn)行電壓放大，放大的信號(hào)送到與非門(mén)（vd1）的2腳，r4、r7是vt偏置電阻，c2是電源濾波電容。

　　為了使聲光控開(kāi)關(guān)在白天開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，即燈不亮，由光敏電阻rg等元件組成光控電路，r5和rg組成串聯(lián)分壓電路，夜晚環(huán)境無(wú)光時(shí)，光敏電阻的阻值很大，rg兩端的電壓高，即為高電平間t=2πr8c3，改變r(jià)8或c3的值，可改變延時(shí)時(shí)間，滿足不同目的。vd3和vd4構(gòu)成兩級(jí)整形電路，將方波信號(hào)進(jìn)行整形。當(dāng)c3充電到一定電平時(shí)，信號(hào)經(jīng)與非門(mén)vd3、vd4后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開(kāi)關(guān)閉合;c3充滿電后只向r8放電，當(dāng)放電到一定電平時(shí)，經(jīng)與非門(mén)vd3、vd4輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，完成一次完整的電子開(kāi)關(guān)由開(kāi)到關(guān)的過(guò)程。

　　二極管vd1～vd4將交流220v進(jìn)行橋式整流，變成脈動(dòng)直流電，又經(jīng)r1降壓，c2濾波后即為電路的直流電源，為bm、vt、ic等供電。

　　二、CD4011聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)元器件的選擇

　　ic選用cmos數(shù)字集成電路cd4011，其里面含有四個(gè)獨(dú)立的與非門(mén)電路。內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3，vss是電源的負(fù)極，vdd是電源的正極。可控硅t選用1 a/400v的進(jìn)口單向可控硅1 00-6型，如負(fù)載電流大可選用3a、6a、10a等規(guī)格的單向可控硅，單向可控硅的外形如圖4所示，它的測(cè)量方法是：用r×1檔，將紅表筆接可控硅的負(fù)極，黑表筆接正極（如印制板圖所示），這時(shí)表針無(wú)讀數(shù)，然后用黑表筆觸一下控制極k，這時(shí)表針有讀數(shù)，黑表筆馬上離開(kāi)控制極k這時(shí)表針仍有讀數(shù)（注意觸控制極時(shí)正負(fù)表筆是始終連接說(shuō)明該可控硅是完好的。駐極體選用的是一般收錄機(jī)用的小話筒，它的測(cè)量方法是：用r×100檔將紅表筆接外殼的s、黑表筆接d，這時(shí)用口對(duì)著駐極體吹氣，若表針有擺動(dòng)說(shuō)明該駐極體完好，擺動(dòng)越大靈敏度越高;光敏電阻選用的是625a型，有光照射時(shí)電阻為20k以下，無(wú)光時(shí)電阻值大于100mq，說(shuō)明該元件是完好的。二極管采用普通的整流二極管1n4001～1n4007。總之，元件的選擇可靈活掌握，參數(shù)可在一定范圍內(nèi)選用。其它元件按圖1所示的標(biāo)注即可。

　　三、CD4011聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)的安裝制作

　　準(zhǔn)備好全套元件后，用萬(wàn)用表粗略地（因出廠前已測(cè)量過(guò)）測(cè)量一下各元件的質(zhì)量，做到心中有數(shù)。

　　焊接時(shí)注意先焊接無(wú)極性的阻容元件，電阻采用臥裝，電容采用直立裝，緊貼電路板，焊接有極性的元件如電解電容、話筒、整流二極管、三極管、單向可控硅等元件時(shí)千萬(wàn)不要裝反，注意極性的正確，否則電路不能正常工作甚至燒毀元器件。