CD4011BE(HGSEMI 华冠)产品概述
一、产品简介
CD4011BE 是一颗属于 4000 系列的 CMOS 四路两输入与非门(Quad 2-Input NAND)逻辑芯片。该器件以高输入阻抗、低静态功耗和宽工作电源范围著称,适合在多种直流电源电压环境下完成与非逻辑功能。该型号由 HGSEMI(华冠)封装提供,常见封装为 DIP-14,便于通用电路板插装与原型试验。
二、主要电气参数(典型/测试条件)
- 逻辑类型:与非门(NAND)
- 通道数:4(每通道为 2 输入)
- 输入引脚数:每门 2 个输入
- 工作电源范围:4000 系列典型支持 3V ~ 15V(本参数表给出不同 VDD 下的典型阈值)
- 静态电流 (Iq):典型 30 μA(无负载、常温下)
- 输入高电平阈值 (VIH):11 V;7 V;3.5 V(对应不同 VDD 测试条件,常见对应 VDD=15V、10V、5V)
- 输入低电平阈值 (VIL):1.5 V;3 V;4 V(对应不同 VDD 测试条件;注意下面的“注意事项”)
- 输出高电平 (VOH):14.95 V;9.95 V;4.95 V(近似等于 VDD,在各测试电压下的典型输出高电平)
- 输出低电平 (VOL):约 50 mV(典型)
- 传播延迟 (tpd):110 ns @ 5 V,CL = 50 pF(单门传播延迟的典型值)
- 工作温度范围:-40 ℃ ~ +85 ℃
- 系列:CMOS 4000 系列
- 封装:DIP-14(常见),表贴封装可参考对应型号
三、功能与引脚概述
- 每颗 CD4011BE 包含四个独立的两输入 NAND 门,输出为标准 CMOS 推挽结构。
- 引脚排列标准,VDD 与 VSS 分别置于封装两端(DIP-14),便于电源接入与旁路电容布局。
- 适合与其它 4000 系列器件无缝集成,用于组合逻辑、状态机、可配置逻辑块等。
四、典型应用场景
- 通用逻辑门电路:构建与、或、非等组合逻辑(多个 NAND 可实现任意组合逻辑)。
- 反相器或基本触发器:通过 NAND 互联可构成单稳/双稳态触发电路。
- 低功耗控制逻辑:在电池供电或低功耗需求的设计中,借助低静态电流特点降低待机能耗。
- 教学与原型开发:DIP-14 易于面包板 prototyping,适合教学与快速验证。
五、设计与使用建议
- 电源去耦:在 VDD 与 VSS 之间放置 0.01 μF ~ 0.1 μF 陶瓷旁路电容,靠近芯片引脚,以抑制瞬态噪声并稳定输出。
- 输入避免浮空:CMOS 输入阻抗高,浮空输入会产生不确定状态或增加功耗,建议通过上拉/下拉电阻保证确定电平。
- 负载与扇出:虽然输出为推挽结构,但驱动大电容或多路 TTL 负载会增加传播延迟与瞬态电流,设计时应考虑输出驱动能力与所需的上升/下降时间。
- 温度与电源裕度:在极端温度或最低电源电压下,逻辑阈值与延迟会改变,关键应用应在目标环境下验证性能。
- 与 TTL 等其他逻辑电平接口:如要与 TTL(5V)接口,注意阈值与噪声裕度,必要时使用电平移位或缓冲器。
六、封装与可靠性
- 封装形式为 DIP-14(易于插装)同时有多种表贴封装可选,生产与维修均方便。
- 工作温度范围覆盖工业级(-40 ℃ ~ +85 ℃),适合多数工业与消费应用。长期可靠性建议参考厂商加速寿命测试与 ESD 规范。
七、注意事项与资料查询
- 关于所列阈值:提供的 VIH、VIL 等数值为在不同 VDD 下的典型测试项(通常顺序对应 VDD=15V、10V、5V)。需要注意的是,给出的 VIL 在 VDD=5V 时(列为 4 V)与该电压下的 VIH(3.5 V)出现矛盾情况——这可能为抄录误差或测量条件差异导致。建议以芯片原厂完整数据手册为准,或在目标电源/温度条件下做实测确认。
- 参考资料:为保证设计安全与性能,务必查阅 HGSEMI(华冠)或其他主流厂商的 CD4011 系列数据手册,获取详细的最大额定值、热阻、典型特性曲线及布局建议。
如需,我可以根据你的工作电源电压(例如 5V、10V 或 15V)和具体应用场景,给出更具体的阈值分析、噪声裕度计算和 PCB 布局建议。