CD4066:Funktionen, Arbeitsprinzip und Anwendungen

CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) ist ein MOSFET-Typ, der symmetrische und komplementäre Paare von n- und p-Typ-MOSFETs in logischer Funktion verwendet. Einige gängige CMOS-Chips umfassen:Zähler wie CD4017, Decoder (CD4028 und CD4511) und analoge Schalter, z. B. CD4066, unter anderem.

Für den heutigen Artikel lernen wir den zweiseitigen Quad-Analogschalter CD4066 kennen.

1. Was ist CD4066?

CD4066 ist ein CMOS-IC mit vier Schaltern aus der Familie der CD4000-ICs. Es fällt unter die Kategorie der analogen Schalter.

Einer der CD4000-Serie

Das 4-bilaterale Schalterdesign des CD4066 dient hauptsächlich zur Übertragung analoger oder digitaler Signale und zum Multiplexen.

2. Pin-Konfiguration

Der bilaterale Quad-Schalter CD4066 ist ein 14-poliger IC. Wir werden die Funktionalität der einzelnen Pins weiter unten besprechen.

• Pins 1, 3, 8, 11 – Sie sind Eingangspins für die 4-bilateralen Schalter.
• Die Pins 10, 9, 4, 2 – Sie sind die Ausgangspins für die vierseitigen bilateralen Schalter.
• Pins 13, 12, 6, 5 – Dies sind die Steuerpins für CD4066.
• VCC (Pin 14) – Es ist die Stromquelle für den integrierten Schaltkreis.
• Masse (Pin7) – das ist der Erdungspin des IC.

3. Funktionen

Die Spezifikationen und Merkmale des CD4066 lauten wie folgt:

• Erstens haben sie einen niedrigen Innenwiderstand von 5 Ohm und einen Einschaltwiderstand von 5 Ω.
• Die maximale Spannung des Steuerpins bei niedrigen Pegeln beträgt 0,9 V, während seine minimale Spannung bei hohen Pegeln 11 V beträgt.
• Außerdem sind die Gehäuse von CD4066 oft 14-Pin-PDIP, PDSO oder GDIP/DIP14, SO14 oder TSSOP14. Außerdem haben die Chips jeweils vier Kanäle.

• Neben einer hohen Linearität hat es auch ein hohes Ein/Aus-O/P-Spannungsverhältnis und eine Steuer-I/P-Impedanz.
• Dann beträgt die Störfestigkeit 0,45 VDD, und es hat auch eine Spitze-zu-Spitze-Analogschaltung von ±7,5 V.
• Dann liegt seine Betriebstemperatur zwischen -55 °C und 125 °C.
• Es hat eine Betriebsspannung von 3 V bis 18 V und eine maximale Schaltspannung von 20 V.
• Außerdem hat es eine Bandbreite von 40 MHz und eine 1:1 SPST-Konfiguration.

SPST-Symbol

● Es hat weniger Übersprechen zwischen den vier Schaltern von -50 dB mit einem RL von 1 kΩ.

● Schließlich hat es einen hohen Ausgangsstrom von 0,4 mA und einen niedrigen Schalterstrom im Aus-Zustand.

Hinweis; CD4066 und CD4016 sind in ihren Pin-Konfigurationen sehr ähnlich. Ein Unterscheidungsmerkmal finden Sie jedoch im Innenwiderstand. CD4016 hat einen Widerstand von 200 Ω, während der Widerstand in CD4066 5 Ω beträgt. Aus diesem Grund eignet sich CD4066Ω hauptsächlich für schwache Signalanwendungen wie Audiosignale.

4. Wo können Sie verwenden CD4066 Quad Bilateraler Schalter?

Häufig finden Sie in CD4066 Quad-Multiplexing-Anwendungen mit zweiseitigen Schaltern und in Isoliersignalen. Und da es bilateral ist, können Sie es sowohl für analoge als auch für digitale Signale verwenden.

Darüber hinaus können Sie neben dem normalen Betriebsspannungsbereich von 3 V bis 18 V auch Nennspannungen von 15 V, 10 V oder 5 V verwenden. Und es kann eine Spitzenspannung von 20 V erreichen.

Ein Vorteil des 4-Kanal-Schalters gegenüber einem Einkanal-Schalter-IC ist die konstante EIN-Impedanz über den Eingangsspannungsbereich. Außerdem ist die Spannung des Spitzeneingangs ähnlich der vollständigen Versorgungsspannung.

5. Verwendung von CD4066 Quad Bilateral

Der analoge Schalter CD4066 arbeitet über vier Schaltsignale (häufig analog) über eine digitale Steuerung. Nachdem also das analoge Eingangssignal an den Schalter angelegt wurde, wird es zum Eingang der Steuerklemme weitergeleitet. Dann erhalten Sie ein Ausgangssignal.

CD4066 ist ein bilateraler Schalter. Daher kann es in Rückwärts- und Vorwärtsrichtung arbeiten.

• So hat jeder Schalter zwei Pins, d. h. einen Ausgangspin und einen Eingangspin, die eine Spannungsumschaltung durchführen.
• Pin14 hat eine Verbindung zum +ve-Anschluss, während Pin7 am Masseanschluss in der Schaltung liegt.
• Wenn Sie einen Steuereingang von 1 haben, entwickeln die Schalteranschlüsse eine niedrige Impedanz, was zu einem eingeschalteten Zustand führt. Im Gegensatz dazu schaltet ein Schaltereingang von 0 die Schalter aus und die Schalteranschlüsse haben eine hohe Impedanz.

Betrachten wir zum besseren Verständnis einen Schaltplan mit einem einzelnen Schalter, der den IC CD4066 verwendet.

Elektronische Komponenten erforderlich

• Schalt-IC CD4066,
• Ein Gleichstrommotor und
• Eine Batteriequelle – 12 V Stromversorgung.

Wir haben den Gleichstrommotor mit unserem Schalter-IC in Reihe geschaltet. Dann liefern die 12 V die erforderliche Energie, die zum Betreiben des Motors benötigt wird. Darüber hinaus haben Sie je nach Schalter-IC-Bereich einen variierenden Spannungsbereich von 5 V bis 18 V.

Einzelschaltplan mit CD4066 IC

Schaltungsbetrieb

Nachdem wir die Schaltung simuliert haben, stellen wir fest, dass der Motor bei fehlendem Steuersignal den Betrieb einstellt. Wird jedoch ein logisch hohes Steuersignal an den Steuerstift des Schalters angelegt, schaltet sich der Motor ein und beginnt sich zu drehen.

Wir können daraus schließen, dass die Funktion des Schalters darin besteht, ein Stromsignal zu verwenden, um das Steuersignal zu modifizieren. Als solcher kann er als geschalteter Multiplexer arbeiten.

CD4066 4×1 Multiplexer

In unserer zweiten Anwendung verwenden wir einen Vier-mal-Eins-Multiplexer CD4066 IC. Es hat einen einzigen Ausgang und vier Auswahlleitungen (d. h. Steuerstifte). Dann müssen Sie beim Entwerfen Ihrer Schaltung mit dem Multiplexer-IC alle Ausgangspins mit einem gemeinsamen Punkt verbinden.

Um unsere Erklärung besser zu verstehen, sehen Sie sich den Schaltplan unten an;

CD4066 Multiplexer-Schaltung

6. Anwendungen

Sie finden CD4066 Quad Bilateral in einer Vielzahl von Anwendungen wie;

• Totbandfilter,
• Sample and Hold (S&H) Schaltungen,
• Umwandlung von Digital-zu-Analog- oder Analog-zu-Digital-Signalen
• Der 4-Eingangs-Multiplexer in elektronischen Systemen
• Analogsignalverstärkung, Phasenimpedanz und digitale Steuerung der Frequenz
• In einer Implementierung von logischen Übertragungsgattern
• Rauschsperre,
• CMOS-Logikimplementierung,
• Modulatoren, Demodulatoren, Zerhacker, Kommutierungsschalter,
• Netzwerkwechsel,
• Multiplexen und Schalten von digitalen und analogen Signalen und

Multiplexing-Prozess

● Sample-and-Hold-Schaltungen.

Schlussfolgerung

Kurz gesagt, CD4066 ist ein 4-bilateraler Schalter mit vier eingebauten Schaltern, die Sie diskret mit einem Steuerstift steuern. Seine bilaterale Eigenschaft besteht darin, dass er als Multiplexer-Schalter sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung leiten kann.

Wenn Sie Fragen oder Erläuterungen haben, wenden Sie sich bitte an uns.