CD4066 四回路アナログスイッチ:主要機能、動作、実用的用途
CMOS(相補型金属酸化膜半導体)は、論理機能においてn型とp型MOSFETの対称で相補的なペアを使用するMOSFETの一種です。一般的なCMOSチップには、カウンタ(CD4017)、デコーダ(CD4028およびCD4511)、アナログスイッチ(例:CD4066)などがあります。
今日の記事では、CD4066四回路双方向アナログスイッチを学びます。
1. CD4066とは?
CD4066は、CD4000シリーズICファミリに属する4つのスイッチを持つCMOS ICです。アナログスイッチのカテゴリに分類されます。
CD4000シリーズの一つ
CD4066の4回路双方向スイッチ設計は、主にアナログまたはデジタル信号の伝送と多重化のためにあります。
2. ピン配置
CD4066四回路双方向スイッチは14ピンICです。各ピンの機能を以下で説明します。
- ピン1、3、8、11 – これらは4つの双方向スイッチの入力ピンです。
- ピン10、9、4、2 – これらは四回路双方向スイッチの出力ピンです。
- ピン13、12、6、5 – これらはCD4066の制御ピンです。
- VCC(ピン14) – 集積回路への電源です。
- グランド(ピン7) – ICのグランドピンです。
3. 特徴
CD4066の仕様と特徴は以下の通りです:
- まず、内部抵抗が低く5Ω、オン状態抵抗が5Ωです。
- 制御ピンの低レベル最大電圧は0.9V、高レベル最小電圧は11Vです。
- また、CD4066のパッケージはしばしば14ピンPDIP、PDSO、またはGDIP/DIP14、SO14、またはTSSOP14です。さらに、各チップには4つのチャネルがあります。
- 高い直線性に加え、高いオン/オフ出力電圧比と制御入力インピーダンスを持ちます。
- ノイズ耐性は0.45VDD、ピークツーピークアナログスイッチングは±7.5Vです。
- 動作温度範囲は-55℃〜125℃です。
- 動作電圧範囲は3V〜18V、スイッチング最大電圧は20Vです。
- さらに、帯域幅は40MHz、1:1 SPST構成です。
SPST記号
● 4つのスイッチ間のクロストークが少なく、RL=1kΩで-50dBです。
● 最後に、高出力電流0.4mA、低オフ状態スイッチ漏れ電流です。
注: CD4066とCD4016はピン配置が非常に似ています。しかし、内部抵抗に差別化要因があります。CD4016は200Ωの抵抗を持ち、CD4066は5Ωです。そのため、CD4066はオーディオ信号などの弱い信号アプリケーションに最適です。
4. CD4066四回路双方向スイッチをどこで使用できますか?
よく、CD4066四回路双方向スイッチは多重化アプリケーションと信号の分離で見つかります。双方向であるため、アナログとデジタルの両方の信号で使用できます。
さらに、通常の動作電圧範囲3V〜18V以外に、15V、10V、または5Vの公称電圧も使用できます。そして、ピーク電圧20Vまで達します。
4チャネルスイッチの単一チャネルスイッチICに対する利点は、入力電圧範囲全体で一定のオンインピーダンスです。さらに、ピーク入力電圧は完全な電源電圧と類似しています。
5. CD4066四回路双方向の使い方
CD4066アナログスイッチは、デジタル制御により4つのスイッチ信号(多くの場合アナログ)を介して動作します。入力アナログ信号をスイッチに適用すると、制御端子入力に進みます。その後、出力信号が得られます。
CD4066は双方向スイッチです。したがって、逆方向と順方向の両方で動作できます。
- 各スイッチには2つのピン、つまり出力ピンと入力ピンがあり、電圧切り替えを行います。
- ピン14は正極端子に接続され、ピン7は回路のグランド端子にあります。
- 制御入力が1の場合、スイッチ端子は低インピーダンスを発生し、スイッチオン状態になります。逆に、スイッチ入力が0の場合、スイッチがオフになり、スイッチ端子は高インピーダンスになります。
より良い理解のために、CD4066 ICを使用した単一スイッチ回路図を検討しましょう。
必要な電子部品
- CD4066スイッチIC、
- DCモーター、および
- バッテリ電源 – 12V電源。
DCモーターをスイッチICと直列に接続しました。次に、12Vがモーターを動かすために必要なエネルギーを供給します。さらに、スイッチICの範囲に応じて、5V〜18Vのさまざまな電圧範囲を持ちます。
CD4066 ICを使用した単一回路図
回路動作
回路をシミュレートすると、制御信号がない場合、モーターは動作を停止します。しかし、スイッチの制御ピンにハイロジック制御信号を配置すると、モーターがオンになり回転し始めます。
スイッチの機能は、電力信号を使用して制御信号を変更することだと結論付けられます。したがって、スイッチド多重化器として機能できます。
CD4066 4×1多重化器
2番目のアプリケーションでは、4×1多重化器CD4066 ICを使用します。単一出力と4つの選択ライン(制御ピン)を持っています。その後、多重化器ICを使用して回路を設計する際、すべての出力ピンを共通点に接続する必要があります。
説明をよりよく理解するために、以下の回路図を確認してください:
CD4066多重化器回路
6. 用途
CD4066四回路双方向は、以下のような幅広い用途で見つかります:
- デッドバンドフィルタ、
- サンプルアンドホールド(S&H)回路、
- デジタル-アナログまたはアナログ-デジタル信号の変換、
- 電子システムでの4入力多重化器、
- アナログ信号ゲイン、位相インピーダンス、周波数のデジタル制御、
- ロジック伝送ゲートの実装、
- スクエルチ制御、
- CMOSロジック実装、
- 変調器、復調器、チョッパー、換流スイッチ、
- ネットワーク切り替え、
- デジタルおよびアナログ信号の多重化と切り替え、および
多重化プロセス
● サンプルアンドホールド回路。
結論
簡単に言うと、CD4066は制御ピンで個別に制御される4つの内蔵スイッチを持つ4回路双方向スイッチです。その双方向機能は、多重化スイッチとして順方向と逆方向の両方で伝導できるためです。
最後に、ご質問やご不明点があれば、お気軽にご連絡ください。
産業技術
- ダイカストの作動原理と用途:ホットチャンバー・コールドチャンバー方式を解説
- 3Dプリンティング入門:原理、種類、主要応用を徹底解説
- ウォータージェット加工:原理、応用、メリット・デメリット
- HC-06 Bluetoothモジュール:ピン配置、特徴、用途、動作原理を徹底解説
- スロットルポジションセンサー:仕組みと重要性
- RVGセンサー:仕組みと歯科画像を変革する理由
- パルスセンサー:仕組みとメーカー向け主要応用
- RTDセンサーの理解:原理、精度、主要アプリケーション
- 指紋センサー技術:動作原理、アプリケーション、Arduino統合
- 振動センサー:原理、種類、産業アプリケーション
- 酸素センサーの仕組みと自動車・産業システムにおける主要アプリケーション