深入解析CD4098B：一款多功能的CMOS雙單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器

作為電子工程師，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們經(jīng)常需要用到能夠?qū)崿F(xiàn)脈沖延遲、定時(shí)和整形等功能的器件。今天，我將為大家詳細(xì)介紹一款來自德州儀器（Texas Instruments）的CMOS雙單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器——CD4098B。

文件下載：CD4098BPW.pdf

器件概述

CD4098B是一款高壓型（20V額定電壓）的雙單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，能為任何固定電壓定時(shí)應(yīng)用提供穩(wěn)定的可重觸發(fā)/可復(fù)位單穩(wěn)態(tài)操作。它通過外部電阻（$R_X$）和外部電容（$C_X$）來控制電路的定時(shí)，調(diào)整$R_X$和$C_X$的值可以在Q和Q'端子獲得較寬范圍的輸出脈沖寬度。而且，從觸發(fā)輸入到輸出轉(zhuǎn)換的時(shí)間延遲（觸發(fā)傳播延遲）以及從復(fù)位輸入到輸出轉(zhuǎn)換的時(shí)間延遲（復(fù)位傳播延遲）與$R_X$和$C_X$無關(guān)。

功能特性

靈活的觸發(fā)方式

提供前沿觸發(fā)（+TR）和后沿觸發(fā)（-TR）輸入，可根據(jù)輸入脈沖的任一邊沿進(jìn)行觸發(fā)。未使用的+TR輸入應(yīng)連接到$V{SS}$，未使用的-TR輸入應(yīng)連接到$V{DD}$。

可重觸發(fā)和復(fù)位功能

在正常操作中，每次施加新的觸發(fā)脈沖時(shí)，電路都會觸發(fā)（將輸出脈沖延長一個(gè)周期）。若要工作在不可重觸發(fā)模式，當(dāng)使用前沿觸發(fā)（+TR）時(shí)，將Q連接到-TR；當(dāng)使用后沿觸發(fā)（-TR）時(shí)，將Q'連接到+TR。

寬范圍的輸出脈沖寬度

通過調(diào)整外部電阻$R_X$和電容$C_X$，可以獲得不同的輸出脈沖寬度。該多諧振蕩器的時(shí)間周期（$T$）可近似表示為$T_X = 1/2R_XC_X$（$C_X geq$某一值）。

獨(dú)立的復(fù)位功能

提供一個(gè)低電平有效的RESET輸入，用于立即終止輸出脈沖或在電源開啟時(shí)防止輸出脈沖。未使用的RESET輸入應(yīng)連接到$V{DD}$，但若CD4098B的整個(gè)部分未使用，其RESET應(yīng)連接到$V{SS}$。

標(biāo)準(zhǔn)的輸出特性

具有標(biāo)準(zhǔn)化、對稱的輸出特性，輸出脈沖寬度在不同溫度和電壓條件下具有一定的穩(wěn)定性。

電氣參數(shù)

最大額定值

• 直流電源電壓范圍（$V_{DD}$）：-0.5V 至 +20V
• 輸入電壓范圍：所有輸入 -0.5V 至 $V_{DD}$ + 0.5V
• 直流輸入電流：任一輸入最大 10mA
• 每封裝功耗（$P_D$）：在不同溫度范圍有不同的限制
• 工作溫度范圍：-55°C 至 +125°C
• 存儲溫度范圍：-55°C 至 +150°C

靜態(tài)電氣特性

包括靜態(tài)電流、輸出低電平電流、輸出高電平電流、輸出電壓、輸入電壓和輸入電流等參數(shù)在不同溫度和電壓條件下的具體數(shù)值。

動態(tài)電氣特性

在$T_A = 25°C$、輸入$t_r, t_f = 20ns$、$C_L = 50pF$、$R_L = 200kΩ$的條件下，給出了觸發(fā)傳播延遲時(shí)間、最小觸發(fā)脈沖寬度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、復(fù)位傳播延遲時(shí)間、最小復(fù)位脈沖寬度、觸發(fā)上升或下降時(shí)間、脈沖寬度匹配和輸入電容等參數(shù)的典型值和最大值。

應(yīng)用領(lǐng)域

脈沖延遲和定時(shí)

利用CD4098B可以精確控制脈沖的延遲時(shí)間，實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。

脈沖整形

對輸入脈沖進(jìn)行整形，使其符合特定的要求。

非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器

通過適當(dāng)?shù)倪B接方式，可以將CD4098B用作非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。

封裝信息

CD4098B提供多種封裝形式，包括16引腳的陶瓷雙列直插式封裝（F3A后綴）、16引腳的塑料雙列直插式封裝（E后綴）、16引腳的小外形封裝（M、M96和MT后綴）以及16引腳的薄型收縮小外形封裝（PW和PWR后綴）。不同的封裝適用于不同的應(yīng)用場景，工程師可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

注意事項(xiàng)

在使用CD4098B時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 外部電阻$R_X$的最小值為5kΩ，外部電容$C_X$的最大值為100μF。
• 時(shí)間周期$T$會因器件個(gè)體差異以及電壓、溫度和$R_XC_X$值的變化而有所不同。
• 要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景合理選擇觸發(fā)方式和工作模式。

CD4098B是一款功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定的CMOS雙單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，在脈沖處理和定時(shí)應(yīng)用中具有廣泛的應(yīng)用前景。希望通過本文的介紹，能幫助大家更好地了解和使用這款器件。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)交流分享。