最近在玩一套中小學生玩的實驗教具(註一),

其中有一個小實驗是在玩反向器,

但我因為是第一次接觸,
(其實搞不好大學實驗就玩過了,但我是電子學白痴,就算玩過也完全不記得...)

我發現4069這顆反向器數位IC的特性並不完全是如講義所說,

"4069數位IC的特性是,輸出電壓是輸入電壓的邏輯相反,而且只有0與1兩種"

也就是,講義對4069這顆數位IC的定義是:

"假設IC工作電壓是4.5V,輸入電壓小於工作電壓的一半(2.25V)時,

IC就視為輸入是0,輸出電壓就會輸出代表1的4.5V電壓。

反之,如果輸入電壓大於工作電壓的一半(2.25V)時,

IC就視為輸入是1,輸出電壓就會輸出代表0的0V電壓。"


但我卻發現,輸入電壓在2.25V~4V之間時,輸出電壓並不是只有固定的0V;

而是有逐漸下滑的趨勢,輸出電壓與輸入電壓之間,呈現近似線性關係的特性,

這讓我懷疑數位IC的定義有問題。


在網路上與高手討教後,我才知道數位IC的定義只是一種理想化的描述!

實際上它是有其規範的邏輯準位特性的!

因此,根據4069 Datasheet的內容,我應該給予4069如下的描述:

"在25度C,VDD=5V時,

輸入電壓在0~1V之間時,4069反向器可以保證輸出電壓落在4.95~5V之間;

輸入電壓在  4V以上時,4069反向器可以保證輸出電壓落在0~0.05V之間。

至於輸入電壓在1~4V之間時,輸出電壓大致上是依據Gate Transfer Characteristics

的這張圖在變化。"

下圖即是TC4069UBP Datasheet 中邏輯準位的內容:



另外,我也由下面這張特性圖得知,數位IC其實也只是類比元件兜出來的,

在邏輯準位定義的保證範圍之外,輸出電壓與輸入電壓之間的關係是有點線性的!

(譬如圖中VDD=5V時,輸入電壓1V-2.25V、2.25V~4V的這兩個範圍)


註一:
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  • 靛天
  • 加油加油!接下來是單晶片, 趕快多學點, 咱們組台 鋼蛋 來玩玩!!~
  • 我一切的目標只是想弄台門神鋼蛋~ 跟歹徒互動一下XD

    sky 於 2008/05/05 22:39 回覆

  • middist
  • 有用的資料,謝謝。