CD4013 デュアルDフリップフロップ：ピン配置、応用例、回路例

はじめに

デュアルD型フリップフロップは、1ビットのデータを記憶し、ハイ/ローの出力を持つ回路です。クロックパルスがローからハイ（立上りエッジ）に変化すると、出力がD（データ）入力の値に変わります。逆にハイからロー（立下りエッジ）では出力は変化しません。代表的なDフリップフロップICがCD4013です。本記事で詳しく解説します。

CD4013 デュアルDフリップフロップ：ピン配置、応用例、回路例 — ***Dフリップフロップの記号***

CD4013とは？

CD4013はデュアルDフリップフロップICチップです。クロックパルスを使って出力データをハイまたはローにリセット/セットします。

CD4013のピン配置

データシート準拠のピン詳細：

CD4013の使い方

正しい手順で簡単に使えます：

電源接続： GNDピンを負電源、VDDピンを正電源に接続。電源電圧はデータシート確認（通常3〜15V、バージョンによっては20Vまで対応）
データ入力： Dピンに記憶させたい入力データを与える
クロック入力： CLKピンに立上りエッジ（ロー→ハイ）の信号を入力すると、Dピンの値が出力Qにラッチされる
出力： Qピンが主出力、Q̅（Qバー）ピンが反転出力
非同期制御： リセット（R）ピンで出力Qを強制ロー、セット（S）ピンで強制ハイにできる

CD4013の代替品

末尾に文字がつくバリエーション（例：CD4013BE）や、以下の互換品があります：

HEF4013、TC4013、HCF4013、MC14013、NTE4013

また、以下のDフリップフロップとも併用可能：

74HC74、74HCT74 — デュアルD型
40175、4175 — クアッドD型
40174、4174 — ヘックスD型

応用回路例：コイントス（コイン投げ）ゲーム

必要な部品

回路の動作説明

ボタン(S1)を押すと、555タイマーが高速クロック信号をCD4013に出力します。
D入力にはICの反転出力(Q̅)が接続されています。つまり、クロックパルスごとにフリップフロップの状態が反転（トグル）します。継続的なクロック信号があれば、ハイ/ローを高速で切り替え続けます。
L2＝裏、L1＝表を表し、同時に点灯するのは片方のみ。一方は通常出力(Q)、もう一方は反転出力(Q̅)に接続。
R1(1kΩ)、R2(1kΩ)、C1(22pF)で555タイマーのクロック周波数を設定。記載値で約20Hz（秒間20クロック）になります。
R5(10k〜100kΩ)はプルダウン抵抗として、ボタン未押下時は555のピン4をローに保ち、タイマーをリセット状態に維持します。

まとめ

CD4013は2つのD型フリップフロップを内蔵したベアCMOSチップです。用途、動作、必要な情報を網羅しました。ご質問やご不明点があれば、お気軽にお問い合わせください。

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