CD4098B CMOS 双单稳态多谐振荡器：技术特性与应用解析

在电子设计领域，单稳态多谐振荡器是一种常用的电路元件，它能实现脉冲延迟、定时等多种功能。今天我们要深入探讨的是德州仪器（Texas Instruments）的CD4098B CMOS双单稳态多谐振荡器，一起了解它的特性、参数以及应用场景。

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一、CD4098B概述

CD4098B是一款高压型（额定20V）的CMOS双单稳态多谐振荡器，能为任何固定电压定时应用提供稳定的可重触发/可复位单稳态触发器操作。它通过外部电阻（$R_x$）和外部电容（$C_x$）来控制电路的定时，调节$R_x$和$C_x$的值，可以在Q和Q'端子获得较宽范围的输出脉冲宽度。

二、产品特性

2.1 可重触发/可复位功能

CD4098B具有可重触发和可复位能力，能在任何时候对输出脉冲进行控制和调整。例如，在需要精确控制脉冲宽度或定时的应用中，可重触发功能可根据外部信号的变化动态调整脉冲输出，复位功能则能立即终止输出脉冲或在电源开启时防止不必要的脉冲输出。

2.2 独立触发和复位传播延迟

其触发和复位传播延迟与外部电阻$R_x$和电容$C_x$无关，这为设计者提供了更大的灵活性，可在不影响触发和复位响应时间的情况下选择合适的$R_x$和$C_x$值来实现所需的脉冲宽度。

2.3 多种触发方式

支持上升沿触发（+TR）和下降沿触发（-TR），可根据具体应用需求选择合适的触发方式。对于未使用的-TR输入，应连接到VDD；未使用的RESET输入也应连接到VDD，但如果整个CD4098B的某一部分未使用，其RESET应连接到VSS。

2.4 缓冲输出

提供Q和Q'缓冲输出，能增强输出信号的驱动能力，确保信号在传输过程中不失真，可直接驱动后续电路。

2.5 宽范围输出脉冲宽度

通过调整外部电阻$R_x$和电容$C_x$，可获得较宽范围的输出脉冲宽度，满足不同应用场景的需求。

2.6 低功耗与高可靠性

经过100%测试以确保在20V时的最大静态电流符合要求，最大输入电流在18V全封装温度范围内为1μA，在18V和25°C时为100nA。同时，在不同电源电压下具有良好的噪声容限，如在$V{DD}$ = 5V时为1V，$V{DD}$ = 10V时为2V，$V_{DD}$ = 15V时为2.5V，保证了电路的可靠性和稳定性。

三、电气参数

3.1 最大额定值

参数	数值
直流电源电压范围（$V_{DD}$）	-0.5V 至 +20V
每个封装的功率耗散（$P$）（$T_A$ = -55°C 至 +100°C）	500mW
每个输出晶体管的器件耗散（全封装温度范围）	1.0W
工作温度范围（$T_A$）	-55°C 至 +125°C
存储温度范围（$t_s$）	-55°C 至 +150°C
焊接时引脚温度（距外壳1/16±1/32英寸（1.59±0.79mm），最大10s）	+265°C

3.2 推荐工作条件

为确保最大可靠性，建议在以下范围内选择标称工作条件：

• 电源电压变化±5%时，对于$V{DD}$ = 10V和15V，输出脉冲宽度典型变化为±0.5%；对于$V{DD}$ = 5V，$R_x$ = 5kΩ，$C_x$ = 1000pF时，变化为±1%。
• 电源电压范围（全封装温度范围）为3V至18V。

3.3 静态电气特性

包括静态电流、输出低电平电流、输出高电平电流、输出电压、输入电压和输入电流等参数，在不同的电源电压和温度条件下都有明确的规定。例如，在$V_{DD}$ = 5V，$T_A$ = +25°C时，静态电流最大值为1μA，输出低电平电流最小值为0.64mA，输出高电平电流最小值为 -0.64mA等。

3.4 动态电气特性

在$T_A$ = 25°C，输入上升/下降时间$t_r$，$t_f$ = 20ns，负载电容$C_L$ = 50pF，负载电阻$R_L$ = 200kΩ的测试条件下，给出了触发传播延迟时间、最小触发脉冲宽度、转换时间、复位传播延迟时间、最小复位脉冲宽度、触发上升或下降时间、脉冲宽度匹配和输入电容等参数。

四、应用场景

4.1 脉冲延迟和定时

利用CD4098B的可重触发和可复位功能，可精确控制脉冲的延迟时间和持续时间，在通信、测量等领域有广泛应用。例如，在数字通信系统中，可用于同步信号的延迟和定时，确保数据的准确传输。

4.2 脉冲整形

通过调整外部电阻和电容，可对输入脉冲进行整形，使其满足后续电路的要求。例如，将不规则的脉冲信号整形为规则的矩形脉冲，提高信号的质量和稳定性。

4.3 非稳态多谐振荡器

结合适当的外部电路，CD4098B可构成非稳态多谐振荡器，产生连续的脉冲信号，用于时钟信号生成、信号调制等应用。

五、封装与订购信息

CD4098B提供多种封装形式，包括16引脚陶瓷双列直插封装（F3A后缀）、16引脚塑料双列直插封装（E后缀）、16引脚小外形封装（M、M96和MT后缀）和16引脚薄型收缩小外形封装（PW和PWR后缀）。不同封装形式适用于不同的应用场景和安装要求，设计者可根据实际需求进行选择。

同时，文档还提供了详细的封装材料信息、磁带和卷轴信息、机械数据、焊盘图案数据、封装外形图、示例电路板布局和示例模板设计等内容，为设计者在实际应用中提供了全面的参考。

六、注意事项

在使用CD4098B时，需要注意以下几点：

• 严格遵守最大额定值和推荐工作条件，避免因超出参数范围而导致器件损坏或性能下降。
• 对于未使用的输入引脚，应按照文档要求进行正确连接，以防止干扰和不稳定。
• 在进行电路板设计时，要考虑到器件的散热、布线和电磁兼容性等问题，确保电路的可靠性和稳定性。

CD4098B作为一款功能强大的CMOS双单稳态多谐振荡器，具有多种特性和广泛的应用场景。电子工程师在设计过程中，可根据具体需求合理选择和使用该器件，充分发挥其优势，实现高效、稳定的电路设计。你在使用类似器件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。