CD4093BM/TR 产品概述

一、产品简介

CD4093BM/TR（制造：HGSEMI 华冠）为 4000 系列 CMOS 器件中的四路双输入与非门（NAND）带施密特触发特性（Schmitt trigger）。器件封装为 SOIC-14，"TR" 表示卷盘包装（Tape & Reel），适合自动贴片生产。器件工作电压范围宽（3V～15V），静态电流极小，适用于广泛的电源条件和低功耗系统。

二、主要电气参数（典型/典型条件说明）

• 工作电压：3 V ～ 15 V
• 通道数：4（每通道为双输入 NAND，带施密特触发）
• 输入电平阈值（随 VCC 而变化）：在不同供电电压下有明显变化，典型取值示例如下：
  • VCC = 15 V 时：VIH ≈ 8.8 V ～ 9.5 V，VIL ≈ 4.0 V ～ 5.4 V（呈现较大的滞回）
  • VCC = 5 V 时：VIH ≈ 3.2 V ～ 4.0 V，VIL ≈ 1.0 V ～ 1.8 V（适合 TTL/CMOS 逻辑接口）
• 输出电平（开路负载条件下典型值）：
  • VOH ≈ 14.95 V（VCC=15V）、9.95 V（VCC=10V）、4.95 V（VCC=5V）
  • VOL ≈ 50 mV（近地电平）
• 驱动能力：
  • 下拉电流 IOL（下拉/吸电流）：典型 32.5 mA
  • 上拉电流 IOH（拉电流）：典型 13.7 mA
• 传播延迟（tpd，CL=51 pF，典型）：
  • tpd ≈ 60 ns @ VCC = 15 V
  • tpd ≈ 70 ns @ VCC = 10 V
  • tpd ≈ 130 ns @ VCC = 5 V
• 静态电流 Iq（典型）：约 1.2 µA（器件在静态或无频开关时功耗极低）
• 工作温度范围：0 ℃ ～ +60 ℃

（注：上述阈值与延迟等参数随温度、负载与封装工艺存在差异，具体设计时请参考器件完整数据手册）

三、器件特性与优势

• 宽电源范围：支持 3 V ～ 15 V，便于在多种供电环境下直接使用，无需外加电平转换。
• 施密特触发输入：输入端具滞回特性，可有效抑制毛刺与噪声，适合慢上升/下降沿或电气噪声较大的传感器输入。
• 低静态功耗：静态电流典型仅 1.2 µA，适用于电池供电与低功耗系统。
• 较强驱动能力：上/下拉电流能直接驱动小负载或通过外接限流电阻驱动 LED、继电器驱动器输入等。
• 标准封装与自动贴片配套：SOIC-14 易于 PCB 布局与自动化贴片，TR 卷盘便于批量生产。

四、典型应用场景

• 抗抖开关与按键处理：施密特输入非常适合机械按键或开关的去抖与整形。
• 方波/占空比可调振荡器：与 RC 网络配合，可构成简单稳健的本振或脉宽产生器。
• 传感器信号整理：用于模拟传感器（霍尔、光电、陶瓷震动等）信号的阈值检测与整形。
• 电平接口与缓冲：在不同电压域间做简单逻辑判断或缓冲驱动。
• 工业控制、家电与玩具等对成本敏感的逻辑功能实现。

五、设计与使用建议

• 电源旁路：为保证稳定工作并减少开关噪声，VCC 与 GND 之间应放置 0.1 µF 陶瓷旁路电容，靠近器件引脚布置。
• 输入保护：避免输入长时间悬空（可能导致不确定行为）；若存在高频干扰或超过电源范围的信号，建议添加限流电阻或二极管保护。
• 负载考虑：虽然器件具有一定驱动能力，但在驱动大电流负载（如继电器、马达）时应使用外部驱动器或缓冲级，注意热耗与电流限制。
• 温度与可靠性：器件标定温度为 0 ℃～+60 ℃，若工作于更极端环境应选用工业级器件或做额外验证。
• 布局引导：高速切换时注意走线长度与回流路径，避免长输入线引入寄生电容和噪声。

六、封装与订购信息

• 型号：CD4093BM/TR
• 品牌：HGSEMI（华冠）
• 封装：SOIC-14（标准双列扁平封装）
• 包装：TR = Tape & Reel（卷盘，适合 SMT 自动贴片）

总结：CD4093BM/TR 是一款通用性强、功耗低、输入抗噪能力优秀的四路施密特触发 NAND 门器件，适用于按键去抖、信号整形、振荡与中等驱动能力的逻辑功能场景。设计时关注电源旁路、输入保护与负载限制，可保证器件在宽电压范围内稳定可靠运行。