CD4049 CMOS Hex-Inverter IC: Eigenschaften, Anwendungen & Schaltungen – Der ultimative Guide

Der CD4049 gehört zu den besten Inverter-ICs auf dem Markt. Er ist eine zuverlässige Kernkomponente in Logikschaltungen – besonders für Pegelwandlung (Logic Level Conversion) die erste Wahl.

Andere Schaltungen profitieren ebenfalls von diesem IC. Wir zeigen, wie Sie diverse Projekte mit diesem einsteigerfreundlichen Baustein realisieren.

1. CD4049 Eigenschaften

Das Datenblatt listet alle Parameter. Wesentliche Punkte:

1. Versorgungsspannung: 3 – 15 V
2. Hohe Sink/Source-Stromfähigkeit: Treibt 2 TTL-Lasten bei 5 V über gesamten Temperaturbereich
3. Eingangsschutz: Erlaubt Eingangsspannung > VDD (Schutz vor statischer Entladung)
4. High-to-Low Logikpegelwandlung
5. Max. Eingangsstrom: 1 µA bei 18 V (voller Temp.-Bereich), 100 nA bei 25 °C / 18 V
6. 100 % getesteter Ruhestrom bei 20 V
7. Gehäuse: 16-Pin (SOIC, PDIP, SO, TSSOP)
8. Parametrische Nennspannungen: 5 V, 10 V, 15 V

2. Pin-Belegung & Funktion (16 Pins)

• Pin 1: VDD (Versorgungsspannung)
• Pins 3, 5, 7, 9, 11, 14 (A–F): Inverter-Eingänge
• Pins 2, 4, 6, 10, 12, 15 (G–L): Inverter-Ausgänge
• Pin 8: VSS (Masse/Ground)
• Pins 13, 16: NC (Not Connected)

3. Anwendungen

Hauptanwendung: Logikpegelwandlung. Weitere Einsatzgebiete:

• Rechteckgenerator (Square-Wave Oscillator)
• DTL/TTL-Wandler
• Spannungsvervielfacher (Voltage Multiplier)
• Schalt-/Ein-Aus-Schaltungen
• Stromsenken/-quellen-Treiber (Current Source/Sink Driver)

4. Einfache Schaltungen mit CD4049 aufbauen

Diskussion: CD4049 vs. CD4049UBE (unbuffered) – für extreme Fuzz/Noise-Schaltungen ist die ungepufferte Version besser.

Standardwerte: Frequenz F = 1 / (R × C × 1,39). Ideale Versorgung: 3–12 V DC.

Wir bauen zwei Beispielschaltungen:

Prellfreier Schalter (Bounceless Switch)

Beliebt wegen geringem Rauschen, hoher Qualität. Arbeitet als RS-Flip-Flop.

Prinzip: Die Schaltung verriegelt den Ausgang (High oder Low). Der mechanische Schalter gibt einen Initialimpuls; nachfolgende Prell-Impulse werden ignoriert. Ausgang an digitalen Inverter-Eingang → Steuerschaltung erhält einzigen sauberen Impuls.

Rechteckgenerator (Square Wave Oscillator)

Einfacher Aufbau: Nur ein Kondensator, ein Widerstand und der CD4049 (Hex-Inverter).

Merkmale: Geringer Stromverbrauch, konstante Ausgangsfrequenz, geringe Frequenzdrift bei Versorgungsschwankungen, 50 % Tastverhältnis.

Touch-Ein/Aus-Schaltung mit CD4049

Funktionsweise wie Flip-Flop: Berührung → LED an, erneute Berührung → LED aus. Anwendung: Touch-Lampen.

Benötigte Bauteile

• CD4049 Hex-Inverter IC
• 470 Ω, 1 MΩ, 4,7 MΩ Widerstände
• 100 nF Keramikkondensator, 1 µF Elektrolytkondensator
• LED, Breadboard, Jumper-Wires, 5 V DC Netzteil

Der IC hat 6 unabhängige Inverter-Gatter. Pins mit "A" = Eingänge, "Y" = Ausgänge.

Wahrheitstabelle (NOT-Gatter)

EINGANG	AUSGANG
Low (0)	High (1)
High (1)	Low (0)

Aufbau-Schritte

1. Versorgung anschließen: Pin 1 (VDD) → 12 V, Pin 8 (VSS) → GND.
2. 10 MΩ Widerstand zwischen Pin 3 und Pin 4.
3. 10 MΩ von Touch-Platte zu Pin 2; parallel 100 nF Kondensator zur Touch-Platte.
4. Gegenpol der Touch-Platte an Pin 3; parallel 1 µF Kondensator.
5. 1 MΩ zwischen Pin 2 und Pin 3.
6. Ausgang Gate 1 (Pin 2) → Eingang Gate 2 (Pin 5).
7. Ausgang Gate 2 (Pin 4) → LED mit 470 Ω Vorwiderstand.

Hardware fertig – Touch-Ein/Aus funktionsbereit.

Fazit

Der CD4049 ist ein vielseitiger Logikpegelwandler und digitaler Inverter für diverse Anwendungen. Seine Funktion hängt von der Beschaltung ab.

Bei Problemen oder Fragen: Nutzen Sie unser Kontaktformular.