CD4049 CMOSヘックスインバータIC：特徴・応用・回路図・実践ガイド

現在、CD4049以上に優れたインバータICはありません。このインバータはロジック回路の要として極めて信頼性が高く、ロジックレベル変換が必要な際の定番ソリューションです。他の回路とも相性抜群で、本マニュアルを参考に様々な回路プロジェクトを構築すれば、作業がより容易かつ迅速になります。

1. CD4049の特徴

データシートに詳細ありますが、主なポイント：

1. 電源電圧範囲：3V〜15V
2. 高いシンク/ソース電流能力。5V電源で全温度範囲で2 TTL負荷を駆動可能。
3. 独自の入力保護機能。ゲート入力電圧がVddを超えても耐え、静電気放電を防止。
4. ハイ→ローロジックレベル変換能力。
5. 最大入力リーク電流：18V全温度範囲で1µA、25℃で18V時100nA。
6. 20Vでキースセント電流テスト済み。
7. 16ピンパッケージ（SOIC、PDIP、SO、TSSOP）で供給。
8. 定格電圧：5V、10V、15V。

2. CD4049 ICピン配置と機能

CD4049は16ピン。以下にピン番号、名称、説明をまとめます。

（16ピンと名称を示すCMOS CD4049図）

出典：Wikipedia Commons

• ピン1：電源端子（VDD）
• ピン3, 5, 7, 9, 11, 14（A, B, C, D, E, F）：インバータ入力ピン（片側）
• ピン2, 4, 6, 10, 12, 15（G, H, I, J, K, L）：インバータ出力ピン（反対側）
• ピン8：グランド端子（VSS）
• ピン13, 16：NC（非接続）端子

3. CD4049の応用

主にロジックレベル変換に用いられますが、他にも多彩な用途があります：

• 矩形波発振器の構成
• DTL/TTLレベルコンバータの構築
• 電圧倍増回路
• スイッチングやON/OFF回路
• 電流ソース/シンクドライバ

（ON/OFFスイッチ）

4. CD4049を用いたシンプル回路の製作

CD4049とCD4049UBE（アンバッファード版）どちらが良いか議論になることがありますが、極端なノイズ・ファズ回路ではアンバッファード版が適しています。

標準的な部品定数では、抵抗R1とコンデンサC1が周波数Fを決定します：

F = 1 / (R × C × 1.39)

推奨電源：3V〜12V DC。

ここでは、2つのCMOSインバータを用いたタッチON/OFFスイッチ回路を紹介します。さらに、CD4049ヘックスインバータバッファICを用いた2つの類似回路も解説します。

（基板実装されたCD4049アンバッファード版ピンアウト）

出典：Wikipedia Commons

シンプルなバウンスレススイッチ回路

低ノイズ・高品質で定評があります。RSフリップフロップ構成で動作。

（CD4049を用いたシンプルなバウンスレススイッチ回路図）

出典：Wikipedia Commons

動作原理：出力信号（ハイ/ロー）をラッチし、メカニカルスイッチからの初期パルスのみを通し、以降のチャタリングパルスを無視します。バウンスレススイッチの出力をデジタルインバータ入力に接続することで、制御回路には単一パルスのみが伝わります。

矩形波発振器回路

CD4049ヘックスインバータを用いた矩形波発振器の例です。セットアップは簡単：コンデンサと抵抗のみで、残りはIC-4049が補います。特徴：低消費電力、出力周波数安定、電源電圧変動に対する周波数変化が小さい、一般的に50%デューティサイクルの矩形波出力。

（CD4049を用いた矩形波発振器回路）

CD4049インバータICを用いたタッチON/OFF回路の製作

実践的なガイドとして、フリップフロップのように動作するON/OFF回路を作ります。タッチプレートに触れるとLED点灯、再度触れると消灯。タッチランプ等で見られる応用です。

必要部品

• CD4049ヘックスインバータゲートIC
• 470Ω抵抗
• 1MΩ抵抗
• 4.7MΩ抵抗
• 100nFコンデンサ（セラミック）
• 1µFコンデンサ（電解）
• LED
• ブレッドボード
• ジャンパーワイヤー
• 5V DC電源

（背景にICが見える回路部品）

このICには6つの独立したインバータゲートがあります。Aマークのピンが入力、Yマークのピンが出力です。

まず真理値表を確認：

入力	出力
Low (0)	High (1)
High (1)	Low (0)

つまり、ローレベル入力（0）でハイレベル出力（1）、逆もまた然り。完成回路の動作基盤となります。

接続手順

（CD4049インバータICを用いたタッチON/OFF回路図）

1. 電源をCD4049インバータチップに接続：ピン1（VDD）を12V入力、ピン8（GND）をグランドへ。
2. 10MΩ抵抗をピン3とピン4の間に接続。
3. もう1本の10MΩ抵抗をタッチプレート一端とピン2（インバータチップ）に接続。並列に100nFコンデンサをタッチプレートに接続。
4. 反対側のタッチプレート端をピン3に接続し、1µFコンデンサもリンク。
5. 1MΩ抵抗をピン2とピン3の間に接続。
6. 第1ゲート出力を第2ゲート入力へ：ピン2からピン5へ配線。
7. 出力デバイスを設置：タッチON/OFFデバイスをピン4（第2ゲート出力）に接続。LEDには保護用470Ω抵抗を直列に入れ、過電流焼損を防止。

ハードウェア接続完了。これでLEDのON/OFF切り替えが可能です。

結論

CD4049は数多くあるロジックレベルコンバータの一モデルですが、専用デジタル回路を含む様々な電子用途で見られるデジタルインバータです。その機能は、これらロジックICを他回路にどう接続するかに依存します。

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