圖一 CD4069閃爍燈
- 這是一個用CD4069反相器製作的led閃爍燈，它的電路原理圖如下圖六，led燈閃爍頻率可以調節，led燈數量可以增加。
圖二 CD4069集成電路外形
- CD4069六反相器是眾多40系列互補MOS集成電路之一，是典型的數字集成電路，它的結構很簡單，是由六個反相器組成的，每個反相器就是一個非門電路，其常見的封裝形式為雙列直插式，如上圖二；利用其非門性質可以組成振盪電路、反轉電路等，其電路結構和原理簡單、體積較小、價格便宜，在電子技術實踐當中得到了廣泛的應用。
- 一、4069六反相器推薦工作條件
- 電源電壓範圍3v-15v；
- 輸入電壓範圍0v-VDD
- 工作溫度範圍：M類-55℃-125℃，E類-40℃-85℃
- 功耗700mw
- 靜態電流25攝氏度時＜4uA；
- 輸出低電平電壓0.05V；
- 輸出高電平電壓VDD-0.05V；
- 輸入輸出傳播時間小於90ns
- 內部結構及管腳序號見下圖三。
圖三 CD4069六反相器內部結構及管腳
- 二、反相器基本概念以及與非門 的關係
- 反相器，顧名思義，“反”就是反過來的意思，就是和前一個不一樣，“相”就是相位、狀態的意思，反相器就是非門電路，也即輸入低電平輸出就是高電平，或者輸入高電平輸出就是低電平；這裡所說的高低電平是相對的，即高與低之間相對而言，並不是具體的某一個值，比如3v也可能是高電平也可能是低電平。電平高低是輸入對輸入輸出對輸出，比如輸入1v為高電平，-1v為低電平，輸出3v為高電平，0v為低電平；不能拿輸出的3v對輸入的1v。這一點應該注意；反相器也可以是分立元件的，也可以是集成電路的，如CD4069就是集成電路反相器，其內部集成了六個反相器；下圖是用分立元件組成的反相器，當輸入低電平-6v時，輸出為高電平0v，若輸入為高電平0v，則輸出為低電平-12v；這就是晶體管的倒相作用，其工作在開關狀態（飽和、截止）；
圖四 分立元件反相器
- 三、反相器組成的振盪電路
- 反相器的用途非常廣泛，最典型的就是振盪電路，其振盪頻率較低；還作為開關作用，開關狀態就是非門狀態。
- 下圖五是分立元件組成的反相器振盪電路，這個電路可以通過 瞬時極性法進行分析，兩個三極管放大電路相耦合，經過倒相兩次輸入和輸出就是同相關係。可以將R4換成揚聲器或led，在輸出端可以輸出振盪信號。這個電路中各元件VT1、VT2為9013管，R1、R2=27K-100K，R2、R4=2K-5.1K，Ec=3v-6v，C1、C2=0.1-10uF；保證各個三極管工作中放大狀態， 電路必能起振。
圖五 分立元件反相器組成的振盪電路
- CD4069 振盪電路有兩種基本形式，還有一種改進電路；
- 1.振盪電路形式之一，如下圖六，該電路的特點是電源的波動將使頻率不穩定，適合於小於100kHz的低頻振盪情況。其振盪週期T=2.2RC，工作原理利用了電容器的充放電和非門的倒相作用。設電路接通瞬間輸出端C點為高電位，則電容兩端電位不能突變，於是A端也是高電位，通過左邊的非門B點為低電位，之後電容開始充電，極性上正下負，那麼電容下端的電位逐漸降低，A點電位降低到低電位也即第一個非門的開啟電壓，電路發生翻轉，B點高電位，C點低電位，電容開始放電，A點高電位對電容反充電....又一個循環開始了，振盪週而復始的進行下去。這個電路實質上和圖五類似，用瞬時極性法也能理解。可以在C端接揚聲器或led，如圖一；C點為輸出端。
圖六 CD4069振盪電路
- 2.振盪電路形式之二，該電路是圖一的改進，增加了補償電阻Rs，使電路的振盪頻率穩定性提高；
圖七 CD4069改進型振盪電路
- 振盪電路形式之三，該電路的振盪週期同上。原理如下：設電路接通瞬間A點輸入高電位，那麼B點就是低電位，C點就是高電位，電容兩端電壓不能突變，D點為低電位，E點為低電位，C點通過電阻R對電容充電，電容兩端電壓左負右正，電壓升高後，D點的電位升高，E點的電位升高，則F點變為低電位，新的振盪又開始了。F點為輸出端。
圖八 CD4069振盪電路
- 四、具體應用電路
- 1.4069振盪電路應用之一，三組振盪電路互相調製就可以發出高低快慢週期性變化的音調，聲音酷似警笛聲，具體元件參數見下表。
圖九CD4069製作的警笛發生器
警笛發生器元件表
- 2.CD4069組成的逆變器，輸出振盪信號通過三極管放大，控制MOS管的導通與截止，從而在輸出端為220v電壓。
圖十 CD4069製作的逆變器
- 3.CD4069組成的水位指示器，在水不滿時輸入高電位，輸出低電位，對應的led燈不亮，當水位上升時，電位降低，輸出高電位，對應的led燈發亮，隨著水位的上升，led燈依次發亮，反映了水位的高低情況。
圖十一 水位顯示器
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