4047 IC徹底解説：モノステーブル・アステーブルマルチバイブレータのマスター

テクノロジーとエンジニアリングのインパクトある情報をお届けするため、4047 ICを深掘りします。

4047 ICは世界で最も人気のあるインバータICの一つです。電力負荷制限（ロードシェディング）が課題の国々では、メイン電源なしで電気エネルギーを蓄え放出できるこのICが重宝されてきました。この背景を踏まえ、4047 ICを徹底解説します。

4047 ICとは

4047 IC（CD4047）はCMOSマルチバイブレータです。ローパワー・モノステーブル（単安定）またはアステーブル（非安定）モードで動作可能。主にDC→AC変換、正弦波・パルス波生成に用いられます。

市販の3大マルチバイブレータの一つで、アステーブルとモノステーブルの両カテゴリに属します。バイステーブル（双安定）カテゴリには属しません。バイステーブルは両状態が安定で、外部トリガーパルスで状態反転。アステーブルは両状態が不安定で連続切替（緩和発振器類似）。モノステーブルは片方のみ安定、もう一方は過渡状態（ワンショット回路）。

動作電圧範囲：3V〜18V、最適動作：5V。

ピン配置

4047 ICピン配置（出典：Wikimedia Commons）

ピン番号	ピン名	説明
1	C	外部コンデンサ接続用
2	R	外部抵抗接続用
3	RCC	抵抗とコンデンサ接続用
4	AST' (アステーブルバー)	アステーブルモードでロー
5	AST	アステーブルモードでハイ
6	-Trigger	モノステーブルモードでハイ→ロー遷移を受付
7	VSS	ICグランドピン
8	+Trigger	モノステーブルモードでロー→ハイ遷移を受付
9	EXT RESET	外部リセットピン。ハイパルスで出力Qをロー、Q'をハイにリセット
10	Q	標準ハイ出力
11	Q'	ピン10の逆出力（ロー出力）
12	Retrigger	モノステーブルモードでリトリガー、+Triggerと-Trigger同時使用
13	OSC Out	発振出力
14	VDD	IC正電源入力ピン

4047 ICの特徴

• バッファード出力で精度が高く相補的
• 一貫した対称的な出力特性
• 入力もバッファード
• 20Vでキースセント電流100%テスト済み
• モノステーブルとアステーブル両モード動作可能
• 外部コンデンサと抵抗が各1個のみ必要
• 低消費電力
• 高ノイズ耐性
• 定格電圧：5V、10V、15V

4047 ICの仕様

• 単一入力あたりDC入力電流：±10mA
• 動作温度範囲：-55℃〜+125℃
• 電源電圧範囲：3V〜18V
• 保存温度範囲：-65℃〜+150℃
• 半田付けリード温度：260℃

555 (NE555) と CD4047 の違い

NE555タイマーはタイマー、パルス生成、発振器用途で人気のIC。4047と並べるとまずピン数が違います。CD4047は14ピン、NE555は8ピン（PDIP、SOIC、VSSOP等）。NE555ピン順：1.GND、2.Trigger、3.Output、4.Reset、5.Control、6.Threshold、7.Discharge、8.Power。

その他の主要な違い：

• 最大動作温度：NE555は0℃〜70℃、CD4047は-55℃〜+125℃
• 動作電圧：CD4047は3V〜18V、NE555は5V〜18V
• 動作モード：NE555はバイステーブル、モノステーブル、アステーブルの3モード。CD4047はモノステーブルとアステーブルのみ。

NE555ローパスチップ

CD4047アステーブルマルチバイブレータ回路の製作

シンプルな矩形波発生器

シンプルな矩形波発生器

9V電池電源でCD4047アステーブルマルチバイブレータ回路を構築し、シンプルな矩形波発生器を作ります。3種類の出力が得られ、全て50%デューティサイクルの対称波形です。

必要部品

• ユニバーサル基板またはブレッドボード
• ワイヤー
• 電池
• ポテンショメータ
• 半導体：CD4047
• 14ピンソケット

製作手順

ブレッドボードをレイアウトし、全て正しく配線。電解コンデンサの極性に注意。ピン13、10、11の波形を測定・記録。C1の値で周波数決定：

• 1µF = 1〜10Hz
• 0.1µF = 10Hz〜1kHz
• 0.01µF = 100Hz〜10kHz

VR1ポテンショメータは250kΩ。

結果

• ピン13：VR1とC1で決まる基本周波数（50%デューティサイクル）。ピン1〜3経由。
• ピン10、11：ピン13の半分の周波数を出力。
• ピン10と11は互いに逆位相（180°位相差）の反転出力。

3出力の波形解釈をグラフィカルに示します。

波形の解釈を示すインフォグラフィック

50%デューティサイクルは固定ですが、VR1調整とC1充電で周波数出力設定可能。VR1範囲1kΩ〜1MΩ、C1が周波数決定。矩形波発生時は低リークコンデンサ選定で波形歪みと周波数誤差を低減。

CD4047を用いたLED点滅実験

4047 ICの用途がより明確になります。

必要部品

• ブレッドボードまたはユニバーサル基板
• ワイヤー
• 電池
• 抵抗
• LED
• ポテンショメータ
• CD4047

製作手順

前回のボードから大きく変更せず、LEDと抵抗を追加するだけ。ブレッドボードにLEDと抵抗を実装。

テストと結果

VR1調整とC1変更でLED点滅の違いを観察。2つのLEDが交互に点滅します。

アステーブルマルチバイブレータを用いたその他の実験

• CD4011 NANDゲートを用いた1kHz発振回路
• CD4001 NORゲートを用いたシンプル矩形波発生器
• シュミットトリガを用いた1kHz発振器
• CD4049 NOTゲートを用いたシンプル1kHzクロック発生器
• NOTゲートを用いたシンプル高周波発振回路
• 三角波発生回路

応用例

IC実装済み電子回路基板

• エンベロープ検出
• 周波数識別器
• 周波数分周
• 周波数乗算
• タイムディレイ応用
• タイミング回路
• AC→DC変換
• 各種インバータ回路プロジェクト。例：60W〜100W、12VDC→220VAC、IC-4047、IRF540ベース100W、LM358/CD4047/2N3055/2SC106を用いた矩形波インバータ100W、IC4047を用いた60W DC-ACコンバータ回路等。

結論

このICはモノステーブルとアステーブルの2モード専用で、多様な目的の回路製作に利用されます。4047 ICまたはNE555で実験したい方は最適な場所です。PCBやその他電子部品のニーズは、どうぞお気軽にお問い合わせください。