CD4011工作原理及引脚图,功能,参数,作用详解

　　现在，很多朋友已经放弃单硅后极，转向MOS或IGBT等更节能，更轻便的斩波电路。常规的单NE555调频调宽电路，调节的时候频率脉宽相互影响，用2片555可以实现独立可调，但线路相对复杂了，外围元件多了。向大家推荐CD4011，四2输入与非门芯片CD4011内部由四2输入端与非门单元电路构成，采用N和P沟道增强型MOS晶体管提供的对称电路，具有很高的抗干扰度。

　　一：CD4011工作原理及引脚图,功能,参数,作用详解---CD4011工作原理

　　相信大部分的电子工程师都对CD4011有所涉猎，CD4011是应用广泛的数字IC之一，它们内含4个独立的2输入端与非门，其逻辑功能是：输入端全部为“1”时，输出为“0”；输入端只要有“0”，输出就为“1”，当两个输入端都为0时，输出是1。

cd4011内部为4组与非门，供电为14正，7负，123脚是一组与非，12脚同时高电平，3脚为低电平，12脚别的状态3脚都是高电平，另外三组在电路中为反相器，也就是11脚和3脚是相反的，3高11低，3低11高，1脚外接光控，2脚为触发延时。

　　CD4011属于数字电路，当将它一组的两个输入端相连时，这一组就变成了一个非门。其特点是：输入高电平时，输出低电平，输入低电平时，输出高电平。

　　CD4011还能够放大电压，当运放的+接地，-只接高电平而不接电阻时，它的输出是什么，是低电平。反之，-只接低电平而不接电阻时，它的输出是什么，是高电平。注意到上面的比较没有，其实，CD4011在此时与运放的功能完全一样。CD4011与两个电阻配合，其一为输入电阻，其二为反馈电阻，它的作用就是一个反向比例放大器。因此，CD4011能放大电压。

二：CD4011工作原理及引脚图,功能,参数,作用详解---CD4011参数

　　cd4011的直流电气特性与交流电气特性见下表：

　　CD4011   BM -55℃ - +125℃  
        CD4011   BC -40℃ - +85℃
   　VDD电压范围：－0.5V ----- 18V
　　功耗：双列普通封装   700mW     小型封装    500mW

三：CD4011工作原理及引脚图,功能,参数,作用详解---CD4011的逻辑功能

　　（1）当X=0、Y=0时，将使两个NAND门之输出均为1，违反触发器之功用，故禁止使用。如真值表第一列。

　　（2）当X=0、Y=1时，由于X=1导致NAND-A的输出为”1”，使得NAND-B的两个输入均为”1”，因此NAND-B的输出为”0”，如真值表第二列。

　　（3）当X=1、Y=0时，由于Y=0导致NAND-B的输出为”1”，使得NAND-1的两个输入均为””1，因此NAND-A的输出为”0”，如真值表第三列。

　　（4）当X=1、Y=1时，因为一个””1不影响NAND门的输出，所以两个NAND门的输出均不改变状态，如真值表第四列。

四：CD4011工作原理及引脚图,功能,参数,作用详解----CD4011的内部结构电路

　　　cd4011内部为4组与非门，供电为14正，7负，123脚是一组与非，12脚同时高电平，3脚为低电平，12脚别的状态3脚都是高电平，另外三组在电路中为反相器，也就是11脚和3脚是相反的，3高11低，3低11高，1脚外接光控，2脚为触发延时。

         CD4011的芯片功能图、引脚图、逻辑电路图请见下图：

　　图1 芯片功能图

　　图2 CD4011内部保护网络

　　图4 逻辑图

五：CD4011工作原理及引脚图,功能,参数,作用详解----CD4011真值表

CD4011对应的逻辑参数很重要，在电路设计工程中要留意不能够搞错了，CD4011真值表如下：

　　六：CD4011的工作原理及特性：CD4011管脚功能及其作用：

　　图3 引脚图

　　1A 数据输入端

　　2A 数据输入端

　　3A 数据输入端

　　4A 数据输入端

　　1B 数据输入端

　　2B 数据输入端

　　3B 数据输入端

　　4B 数据输入端

　　VDD 电源正

　　VSS 地

　　1Y 数据输出端

　　2Y 数据输出端

　　3Y 数据输出端

　　4Y 数据输出端

　　七：CD4011工作原理及引脚图,功能,参数,作用详解----案例分析：基于CD4011的声光控延时开关原理与制作

CD4011的应用广泛，在这里给大家分享一个基于CD4011的声光控延时开关原理与制作。

　　用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合广大电子爱好者自制。

　　一、CD4011声光控延时开关电路的工作原理

　　电路中的主要元器件是使用了数字集成电路cd4011，其内部含有4个独立的与非门vd 1～vd4，使电路结构简单，工作可靠性高。

　　顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启“，若干分钟后延时开关“自动关闭”。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出图2所示的方框图。

　　声音信号（脚步声、掌声等）由驻极体话筒bm接收并转换成电信号，经c1耦合到vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门（vd1）的2脚，r4、r7是vt偏置电阻，c2是电源滤波电容。

　　为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻rg等元件组成光控电路，r5和rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，rg两端的电压高，即为高电平间t=2πr8c3，改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同目的。vd3和vd4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当c3充电到一定电平时，信号经与非门vd3、vd4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合;c3充满电后只向r8放电，当放电到一定电平时，经与非门vd3、vd4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。

　　二极管vd1～vd4将交流220v进行桥式整流，变成脉动直流电，又经r1降压，c2滤波后即为电路的直流电源，为bm、vt、ic等供电。

　　二、CD4011声光控延时开关元器件的选择

　　ic选用cmos数字集成电路cd4011，其里面含有四个独立的与非门电路。内部结构见图3，vss是电源的负极，vdd是电源的正极。可控硅t选用1 a/400v的进口单向可控硅1 00-6型，如负载电流大可选用3a、6a、10a等规格的单向可控硅，单向可控硅的外形如图4所示，它的测量方法是：用r×1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极（如印制板图所示），这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极k，这时表针有读数，黑表笔马上离开控制极k这时表针仍有读数（注意触控制极时正负表笔是始终连接说明该可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：用r×100档将红表笔接外壳的s、黑表笔接d，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高;光敏电阻选用的是625a型，有光照射时电阻为20k以下，无光时电阻值大于100mq，说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管1n4001～1n4007。总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。其它元件按图1所示的标注即可。

　　三、CD4011声光控延时开关的安装制作

　　准备好全套元件后，用万用表粗略地（因出厂前已测量过）测量一下各元件的质量，做到心中有数。

　　焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、话筒、整流二极管、三极管、单向可控硅等元件时千万不要装反，注意极性的正确，否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。