CI 4049: O que é, Configuração de Pinos e Aplicações

17 de agosto de 2023 0 Comentários Leitura: 10 min

O CI 4049 é um circuito integrado (CI) monolítico baseado em tecnologia CMOS. Ele é construído com transistores de canal P e canal N no modo de aprimoramento, e é conhecido por conter seis buffers invertidos hexadecimais. Esses buffers são utilizados para realizar conversões de nível lógico através de uma única fonte de tensão. Quando empregados para essa finalidade, é importante notar que um sinal de entrada em nível alto pode superar a tensão da fonte VCC. Consequentemente, esses dispositivos são frequentemente empregados na conversão entre os padrões CMOS e TTL/DTL, além de possibilitar a conexão direta de duas cargas TTL ou DTL.

Sumário

O que é IC 4049?

O circuito integrado CD4049 é composto por seis buffers inversores hexadecimais agrupados em um único encapsulamento. Ele opera com uma faixa de tensão de entrada de 3V a 15V e tem uma corrente máxima de 1mA em uma tensão de 18V. O IC é primordialmente projetado para realizar conversões entre os padrões lógicos CMOS, TTL e DTL. Além disso, ele pode conduzir sinais para dispositivos lógicos do tipo Transistor-Transistor (TTL) e Diodo-Transistor (DTL).

4049 Buffer Inversor Hexadecimal IC — CI de Buffer Inversor Hexadecimal 4049

A faixa de temperatura de operação deste IC varia de -40°C a 80°C. Ele pode ser utilizado para criar geradores de pulso ou circuitos geradores de onda quadrada, como osciladores. Devido à sua ampla faixa de tensão operacional, que abrange de 3V a 18V, esses ICs são adequados para aplicações com requisitos de tensão variados.

A função principal deste IC inversor é traduzir sinais lógicos de alto nível para baixo e vice-versa. Isso o torna valioso para tarefas de conversão de nível lógico, especialmente quando a tensão do sinal de entrada é maior em comparação com a tensão de alimentação.

Outros circuitos integrados alternativos ao IC 4049 incluem: o HEF4049B, o CD4050B, o 74HCT04 (que é um inversor hexadecimal) e o 74LS14 (que é um inversor hexadecimal com gatilho Schmitt).

Configuração de pinos do IC 4049

O IC 4049 tem 16 pinos onde cada pino e sua funcionalidade são discutidos abaixo.

Pin1 (VDD): É um pino de alimentação +ve para IC
Pin2 (G): É um inversor o/p 1 para i/p 1
Pin3 (A): É uma entrada-1
Pin4 (H): é um inversor o/p-2 para input-2
Pin5 (B): É uma entrada-2
Pino6 (I): Invertendo o/p-3 para i/p-3
Pin7 (C): É uma entrada-3
Pin8 (VSS): É uma alimentação negativa para IC
Pin9 (D): É uma entrada-4
Pin10 (J): É um inversor o/p-4 para i/p-4
Pin11 (E): É uma entrada-5
Pino 12 (K): É um inversor o/p-5 para i/p- 5
Pin13 (NC): Não é pino conectado
Pino 14(F): É um i/p-6
Pino 15 (L): Invertendo a saída-6 para a entrada-6
Pin16 (NC): Não é um pino conectado

Recursos e especificações

Os recursos do IC 4049 incluem o seguinte.

É usado principalmente no circuito do multiplicador de tensão
A corrente i/p mais alta é 1uA a 18v acima da faixa completa de temperatura do pacote
Permite o fornecimento máximo de tensão de entrada
Está disponível em diferentes pacotes como SOIC, PDIP, TSSOP, SO com 16 pinos
É usado para reduzir os altos níveis lógicos
Para corrente quiescente, é testado em 20 V
A corrente máxima do dissipador é usada para conduzir cargas 2-TTL
Segurança de entrada particular permite tensões de entrada superiores a VDD
O modelo é 4049
Tipo CMOS
A função lógica é buffer de inversão hexadecimal;
Caso SOIC16
Montagem SMD

As especificações do IC 4049 incluem o seguinte.

A alimentação de tensão de entrada varia de 3v a 18v
A tensão de entrada aumenta de 15 volts, então a corrente de saída também muda de 1,8mA para 26mA
Capacitância máxima de entrada – 22,5pf
A temperatura ambiente é de -40 a +85°C
A fonte de corrente máxima é 50mA

Como usar o IC 4049?

O IC 4049 é usado no circuito dobrador de tensão de 12Volts a 24 Volts, mostrado abaixo. Os dobradores ou multiplicadores de tensão são usados para multiplicar ou dobrar a tensão de entrada.

Geralmente, o transformador é usado para aumentar a tensão; no entanto, eles não são possíveis devido ao seu custo e tamanho. O dobrador de tensão semelhante a um circuito é projetado com capacitores e diodos. Assim, em comparação com os transformadores, esses circuitos são muito eficazes e têm um custo menor.

Circuito dobrador de tensão usando 4049 IC

Esses circuitos estão bastante relacionados aos circuitos retificadores, pois mudam de CA para CC; no entanto, os circuitos dobradores de tensão não apenas mudam de CA para CC, mas também geram uma tensão CC extremamente alta.

Esses circuitos são aplicáveis sempre que a alta tensão CC precisa ser produzida por meio de menos tensão CA e menos corrente é necessária, como fornos de microondas, lanterna LED, monitores CRT e computadores.

Os componentes necessários do circuito dobrador de tensão incluem breadboard, fios de conexão, um CD4049 IC, capacitores – 0,1uf e 220uf, resistor de 6,7k ohm, 2-1N4007 diodos e alimentação de tensão como 5V, 9V e 12V

Funcionamento do Circuito

De acordo com o esquema de circuito apresentado previamente, a disposição dos componentes, como resistores e capacitores, pode ser orquestrada por meio de duas portas NOT, a fim de construir um circuito oscilador. As quatro portas NOT restantes são interligadas em paralelo para constituir um buffer e para efetuar o carregamento do capacitor C2.

Uma vez fornecida uma tensão de entrada proveniente da fonte de alimentação de corrente contínua (CC), o capacitor C2 inicia seu processo de carregamento por intermédio do circuito buffer que se estrutura através das quatro portas NOT do circuito integrado (CI). Nesse contexto, o capacitor ‘C2’ é gradualmente carregado até alcançar seu valor máximo de tensão.

Subsequentemente, o capacitor ‘C2’ passa a operar como uma reserva energética para o sinal de entrada (Vin). No arranjo do circuito acima delineado, ambos os diodos (D1 e D2) encontram-se polarizados no sentido de condução. Isso acarreta no início do carregamento do capacitor ‘C3’, o qual se dá por meio da combinação da tensão proveniente da fonte dupla de alimentação e da energia armazenada no capacitor ‘C2’. Consequentemente, o capacitor ‘C3’ inicia seu processo de carregamento com um valor de tensão combinado, aproximadamente o dobro do Vin.

Dessa forma, culminamos no resultado almejado, obtendo uma saída que apresenta uma tensão duplicada em relação ao valor inicial de Vin, sendo o capacitor ‘C3’ o componente responsável por essa amplificação.

Aqui, a tensão de saída é obtida fornecendo tensões de entrada como 5v, 9v e 12v, enquanto a tensão o/p prática pode ser obtida além do capacitor ‘C3’:

Se a tensão de entrada for 5V, a tensão de saída é 10V e a tensão de saída prática é 9,04V
Se a tensão de entrada for 9V, a tensão de saída é 18V e a tensão de saída prática é 16,09V
Se a tensão de entrada for 12V, a tensão de saída é 24V e a tensão de saída prática é 23,1V

Características

As características gerais dos ICs CMOS para a série 4000 incluem o seguinte

entradas
Fonte de Tensão
Saídas
Espalham
Tempo de propagação do portão
Consumo de energia
Frequência

Onde usar/aplicações

As aplicações do 4049 IC incluem o seguinte.

Este IC 4049 é usado para fazer osciladores simples e geradores de pulsos de clock.
Este IC pode ser aplicável cuja operação depende principalmente de dois estados como estado baixo ou alto (0 ou 1)
Este IC é usado para fazer circuitos diferentes, como alternância simples, multiplicador de tensão e um oscilador de onda quadrada
Também é útil para inverter o/p
Circuito Multiplicador de Tensão
Conversores de CMOS para DTL/TTL
Drivers de origem/Sink atual
Inversor Hexadecimal CMOS
Conversor de nível lógico de alto para baixo
Este IC é usado para construir vários circuitos como olho eletrônico, circuito de toque ON/OFF, circuito de tocha LED, circuito de olho mágico, controle de velocidade de um motor DC , circuito de gerador de função, temporizadores de atraso, etc.

Portanto, trata-se de uma visão geral do datasheet do IC 4049 que inclui sua configuração de pinos, especificações, recursos, trabalhando com aplicativos.

Perguntas e Respostas Adicionais

Por que é importante observar que um sinal de entrada em nível alto pode superar a tensão da fonte VCC ao usar o IC 4049 para conversões de nível lógico? Resposta: É essencial ter essa consciência porque, ao aplicar um sinal de entrada de nível alto, pode ocorrer uma situação em que a tensão desse sinal excede a tensão de alimentação (VCC), o que pode levar a problemas de funcionamento e até mesmo a danos ao circuito.
Além de conversões entre os padrões lógicos, quais outras aplicações práticas o IC 4049 pode ter?Resposta: Além das conversões de nível lógico, o IC 4049 é utilizado para construir osciladores simples, geradores de pulsos de clock, circuitos de alternância, multiplicadores de tensão, inversores e vários outros circuitos de função lógica.
O que significa “modo de aprimoramento de canal” quando se refere aos transistores presentes no IC 4049? Resposta: O modo de aprimoramento de canal refere-se à operação dos transistores de canal N e P quando esses transistores precisam de uma tensão positiva (canal P) ou negativa (canal N) na porta de controle para permitir a passagem de corrente entre o dreno e a fonte. Isso é fundamental para o funcionamento dos transistores como elementos de chaveamento no circuito integrado.
Quais são as principais diferenças entre o IC 4049 e os circuitos integrados alternativos, como o HEF4049B e o CD4050B? Resposta: Embora esses circuitos integrados possuam funcionalidades semelhantes, suas especificações de tensão de entrada, faixa de temperatura de operação e características de saída podem variar. Por exemplo, o HEF4049B e o CD4050B também são inversores hexadecimais, mas têm diferentes limites de tensão de operação e especificações elétricas.
Como o IC 4049 é empregado para criar um circuito dobrador de tensão? Resposta: O CI 4049 pode ser utilizado para construir um circuito dobrador de tensão, no qual é capaz de elevar a tensão de entrada. Esse circuito é especialmente útil em situações em que uma tensão mais alta é necessária e transformadores não são uma opção prática. A combinação de capacitores, diodos e as propriedades das portas NOT do IC 4049 permite a amplificação da tensão de entrada.
Qual é a função dos diodos (D1 e D2) no circuito de amplificação de tensão apresentado?Resposta: Os diodos D1 e D2 atuam como elementos retificadores no circuito, permitindo que a tensão seja conduzida em uma única direção. Esses diodos permitem que a tensão seja somada de forma eficiente, resultando em uma tensão de saída amplificada em relação à tensão de entrada.
Além da conversão de nível lógico, qual é a principal característica do CI 4049 que o torna valioso em várias aplicações?Resposta: Além da conversão de nível lógico, uma característica importante do IC 4049 é sua capacidade de operar como um oscilador, gerando sinais de forma consistente e controlada. Isso torna o IC 4049 valioso na construção de geradores de pulsos, osciladores de onda quadrada e outros circuitos relacionados ao controle do tempo e da frequência.

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