德州儀器CD4011BE邏輯門(mén)與反相器中文資料

一、型號(hào)與類(lèi)型

CD4011BE是德州儀器（Texas Instruments，簡(jiǎn)稱(chēng)TI）生產(chǎn)的一款標(biāo)準(zhǔn)CMOS邏輯系列中的與非門(mén)（NAND Gate）集成電路。它屬于4000系列CMOS邏輯門(mén)，提供了直接實(shí)現(xiàn)NAND功能的解決方案。CD4011BE采用PDIP（Plastic Dual In-line Package，塑料雙列直插式封裝），具有14個(gè)引腳，封裝類(lèi)型為DIP-14。這款芯片內(nèi)部集成了四個(gè)獨(dú)立的2輸入NAND門(mén)，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以靈活地在電路中使用。

　　廠商名稱(chēng)：TI德州儀器

　　元件分類(lèi)：邏輯門(mén)與反相器

　　中文描述： 德州儀器，4個(gè)，2輸入，NAND，邏輯門(mén)，4.2mA，14引腳，PDIP封裝

　　英文描述： NAND Gate 4-Element 2-IN CMOS 14-Pin PDIP Tube

　　數(shù)據(jù)手冊(cè)：

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　　CD4011BE概述

　　CD4011BE是4000系列CMOS邏輯系列的一系列標(biāo)準(zhǔn)邏輯門(mén)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了NAND功能的直接實(shí)現(xiàn)，并補(bǔ)充了現(xiàn)有的CMOS門(mén)系列。所有輸入和輸出均被緩沖。

　　緩沖的輸入和輸出

　　標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)稱(chēng)輸出特性

　　在整個(gè)封裝溫度范圍內(nèi)為18 V時(shí)，最大輸入電流為1?A；在18 V和25°C時(shí)為100 nA

　　100％已測(cè)試20 V的靜態(tài)電流

　　5V，10V和15V參數(shù)額定值

　　CD4011BE中文參數(shù)

　　CD4011BE引腳圖

二、工作原理

CD4011BE的工作原理基于NAND門(mén)的邏輯特性。NAND門(mén)是一種基本的數(shù)字邏輯門(mén)，其輸出為低電平（0）僅當(dāng)且僅當(dāng)所有輸入均為高電平（1）時(shí)；當(dāng)任一輸入為低電平時(shí)，輸出為高電平（1）。在CD4011BE中，這四個(gè)NAND門(mén)是獨(dú)立工作的，互不干擾，每個(gè)門(mén)都有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。

具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)NAND門(mén)的兩個(gè)輸入端均為高電平時(shí)，根據(jù)NAND門(mén)的邏輯，其輸出應(yīng)為低電平。例如，在IC的某一NAND門(mén)中，如果引腳1和引腳2（或相應(yīng)的其他輸入引腳對(duì)）均被置為高電平，則對(duì)應(yīng)的輸出引腳（如引腳3或引腳4等）將輸出低電平。反之，如果任一輸入端為低電平，則輸出為高電平。

三、特點(diǎn)

1. 低功耗：CD4011BE作為一款CMOS芯片，具有低功耗的特點(diǎn)。在靜態(tài)條件下，其電流消耗極低，有助于延長(zhǎng)電池壽命和減少熱量產(chǎn)生。

2. 高速度：該芯片具有較短的傳播延遲時(shí)間，使得它適用于需要快速響應(yīng)的高速應(yīng)用場(chǎng)景。

3. 寬電壓范圍：CD4011BE支持的工作電壓范圍廣泛，從3V到18V，這為設(shè)計(jì)者提供了更大的靈活性，可以適應(yīng)不同的電源電壓需求。

4. 高溫度范圍：該芯片能在-55°C至+125°C的溫度范圍內(nèi)正常工作，這使得它適用于各種環(huán)境條件下的電子設(shè)備。

5. 多功能性：通過(guò)適當(dāng)?shù)呐渲?，CD4011BE可以實(shí)現(xiàn)多種邏輯功能，如非門(mén)（NOT Gate）等，增強(qiáng)了其在電路設(shè)計(jì)中的通用性。

6. 高集成度：在一個(gè)封裝內(nèi)集成了四個(gè)獨(dú)立的NAND門(mén)，減少了電路板的占用空間，并簡(jiǎn)化了布線。

四、應(yīng)用

CD4011BE因其功能強(qiáng)大、靈活易用而廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。以下是一些典型的應(yīng)用場(chǎng)景：

1. 數(shù)字電路：在數(shù)字電路中，CD4011BE常被用作邏輯門(mén)電路的構(gòu)建塊，用于實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能。

2. AV接收器：在音頻視頻（AV）接收器中，CD4011BE可用于信號(hào)處理和邏輯控制，如音頻通道的選擇、音量控制等。

3. 便攜式音頻設(shè)備：如MP3播放器、藍(lán)牙耳機(jī)等便攜式音頻設(shè)備中，CD4011BE可用于音頻信號(hào)的解碼、放大和邏輯控制。

4. 家庭影院系統(tǒng)：在家庭影院系統(tǒng)中，CD4011BE可用于視頻信號(hào)的切換、音頻信號(hào)的放大和邏輯控制等方面。

5. 振蕩電路：CD4011BE還可以用于構(gòu)建振蕩電路，通過(guò)合理的電路設(shè)計(jì)，可以產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩信號(hào)，用于時(shí)鐘信號(hào)生成或信號(hào)調(diào)制等。

五、參數(shù)

以下是CD4011BE的主要參數(shù)：

• 電源電壓：3V至18V

• 工作溫度：-55°C至+125°C

• 引腳數(shù)目：14

• 封裝類(lèi)型：PDIP-14

• 邏輯功能：NAND

• 最長(zhǎng)傳播延遲時(shí)間：

• @ 15V：90ns

• @ 10V：120ns

• @ 5V：250ns

• 最小工作電源電壓：3V

• 最大工作電源電壓：18V

• 最大低電平輸出電流：4.2mA（或根據(jù)具體型號(hào)有所不同）

• 最大高電平輸出電流：-4.2mA（或根據(jù)具體型號(hào)有所不同）

• 安裝類(lèi)型：通孔

• 尺寸：19.3mm x 6.35mm x 4.57mm

• 靜態(tài)電流：在18V和25°C時(shí)為100nA

• 噪聲容限：

• VDD = 5V時(shí)：-1V

• 輸入電壓范圍：

• 高電平輸入電壓（VIH）：通常要求輸入電壓高于VDD的一定比例（如0.7VDD），具體值取決于電源電壓和芯片規(guī)格，但一般接近VDD時(shí)被認(rèn)為是高電平。

• 低電平輸入電壓（VIL）：通常要求輸入電壓低于GND的一定比例（如0.3VDD），同樣具體值取決于電源電壓和芯片規(guī)格，但一般接近GND時(shí)被認(rèn)為是低電平。

• 輸出電壓范圍：

• 高電平輸出電壓（VOH）：在輸出為高電平時(shí)，輸出電壓接近VDD，但可能略低于VDD，具體值取決于負(fù)載電流和電源電壓。

• 低電平輸出電壓（VOL）：在輸出為低電平時(shí)，輸出電壓接近GND，但可能略高于GND，具體值取決于負(fù)載電流和電源電壓。

• 扇出能力：指一個(gè)邏輯門(mén)能驅(qū)動(dòng)的最大負(fù)載數(shù)量。CD4011BE的扇出能力適中，足以驅(qū)動(dòng)一定數(shù)量的其他邏輯門(mén)或負(fù)載，但具體值需參考數(shù)據(jù)手冊(cè)。

• 功耗：在靜態(tài)（無(wú)開(kāi)關(guān)活動(dòng)）狀態(tài)下，功耗非常低，適合低功耗應(yīng)用。在動(dòng)態(tài)（有開(kāi)關(guān)活動(dòng)）狀態(tài)下，功耗會(huì)有所增加，但總體上仍屬于低功耗范疇。

• 開(kāi)關(guān)時(shí)間：包括上升時(shí)間和下降時(shí)間，分別表示輸出從低電平到高電平（或反之）所需的時(shí)間。這些時(shí)間參數(shù)對(duì)于需要精確控制信號(hào)時(shí)序的應(yīng)用至關(guān)重要。

• 封裝和引腳排列：CD4011BE采用DIP-14封裝，引腳排列遵循標(biāo)準(zhǔn)CMOS邏輯門(mén)IC的慣例，便于在電路板上布線和連接。

六、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. 電源電壓選擇：根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的電源電壓，確保在CD4011BE的工作電壓范圍內(nèi)。

2. 負(fù)載匹配：在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)注意匹配CD4011BE的輸出負(fù)載，避免超出其扇出能力，導(dǎo)致信號(hào)失真或損壞芯片。

3. 去耦電容：在電源引腳附近添加適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙?，以減少電源噪聲對(duì)芯片性能的影響。

4. 信號(hào)完整性：在高速或長(zhǎng)距離傳輸信號(hào)時(shí)，需考慮信號(hào)完整性問(wèn)題，如采用適當(dāng)?shù)木彌_器、驅(qū)動(dòng)器等措施來(lái)保持信號(hào)質(zhì)量。

5. 溫度影響：雖然CD4011BE具有較寬的工作溫度范圍，但在極端溫度條件下使用時(shí)仍需注意其性能變化，必要時(shí)需采取散熱或保溫措施。

6. 靜電防護(hù)：CMOS芯片對(duì)靜電敏感，因此在處理、安裝和測(cè)試過(guò)程中需采取靜電防護(hù)措施，避免芯片損壞。

七、結(jié)論與展望

CD4011BE作為一款經(jīng)典的CMOS與非門(mén)集成電路，以其低功耗、高速度、寬電壓范圍和高集成度等特點(diǎn)，在數(shù)字電路、音頻設(shè)備、家庭影院系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)邏輯門(mén)電路的性能要求也在不斷提高。未來(lái)，我們期待看到更多具有更高性能、更低功耗和更小尺寸的CMOS邏輯門(mén)集成電路問(wèn)世，以滿足日益增長(zhǎng)的電子市場(chǎng)需求。同時(shí)，隨著智能化、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的興起，邏輯門(mén)電路在智能設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)終端等領(lǐng)域的應(yīng)用也將更加廣泛和深入。