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Circuito integrado contador binario de 12 etapas CD4040BE. Stock disponible en Curicó para despacho inmediato a todo Chile.
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Descripción
¿Qué es el CD4040BE?
El CD4040BE es un circuito integrado monolítico de tecnología CMOS que pertenece a la serie 4000 de lógica digital. Funcionalmente, es un contador binario de 12 etapas del tipo ripple-carry (arrastre de acarreo). Esto significa que contiene una cascada de 12 flip-flops, donde la salida de uno alimenta la entrada de reloj del siguiente. Su principal utilidad radica en la división de frecuencia, la creación de temporizadores de largo alcance y como contador de eventos en sistemas digitales. Cada una de las 12 salidas (Q1 a Q12) proporciona una frecuencia que es la mitad de la etapa anterior, permitiendo obtener una división de la frecuencia de entrada desde 2¹ hasta 2¹² (4096). Su amplio rango de voltaje de operación, bajo consumo de potencia en estado estático y alta inmunidad al ruido lo hacen extremadamente versátil para una multitud de aplicaciones en electrónica digital, desde instrumentación hasta control de procesos.
La arquitectura interna del CD4040BE está construida sobre una base de flip-flops tipo T (toggle) conectados en serie. El dispositivo cuenta con una entrada de reloj (CLOCK) con un circuito de conformación de pulsos, lo que le permite operar con flancos de reloj lentos. Además, incorpora una entrada de reset común (RESET) de tipo activo alto, que al ser activada, fuerza todas las salidas a un estado lógico bajo de manera asíncrona. Todas las entradas y salidas están bufferizadas para mejorar las características de salida y la inmunidad al ruido, asegurando una operación estable y predecible en diversos entornos de circuito.
Características Técnicas
El funcionamiento del CD4040BE se basa en la propagación de la señal de reloj a través de la cadena de contadores. La transición de alto a bajo (flanco de bajada) en la entrada CLOCK provoca el cambio de estado del primer flip-flop (Q1). La salida de Q1, a su vez, actúa como señal de reloj para el segundo flip-flop, y así sucesivamente. Este efecto de ‘ripple’ o cascada introduce un pequeño retardo de propagación en cada etapa. El dispositivo es capaz de operar a velocidades medias, alcanzando típicamente 8 MHz con una alimentación de 10V (hasta 12 MHz a 15V). El pin de RESET tiene prioridad sobre la entrada de reloj; un nivel lógico alto en este pin reiniciará inmediatamente el contador a cero, independientemente de la señal de reloj.
Especificaciones Eléctricas
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Voltaje de Operación (VDD) | 3V a 18V |
| Voltaje de Entrada ‘Alto’ (VIH) @ 10V | 7V (Mín) |
| Voltaje de Entrada ‘Bajo’ (VIL) @ 10V | 3V (Máx) |
| Frecuencia de Reloj Máx. Recomendada @ 10V | 8 MHz |
| Corriente de Salida (Sink/Source) @ 10V | ~1.6 mA |
| Corriente Quiescente Máxima (IDD) | 20 µA (@ VDD=20V) |
Comunicación y Pinout
| Pin | Función | Descripción |
|---|---|---|
| 1 | Q12 | Salida del 12º bit (MSB) |
| 2 | Q6 | Salida del 6º bit |
| 3 | Q5 | Salida del 5º bit |
| 4 | Q7 | Salida del 7º bit |
| 5 | Q4 | Salida del 4º bit |
| 6 | Q3 | Salida del 3º bit |
| 7 | Q2 | Salida del 2º bit |
| 8 | VSS | Tierra (0V) |
| 9 | Q1 | Salida del 1º bit (LSB) |
| 10 | CLOCK (φ) | Entrada de Reloj (Flanco de bajada) |
| 11 | RESET (R) | Entrada de Reset (Activo en alto) |
| 12 | Q9 | Salida del 9º bit |
| 13 | Q8 | Salida del 8º bit |
| 14 | Q10 | Salida del 10º bit |
| 15 | Q11 | Salida del 11º bit |
| 16 | VDD | Alimentación Positiva |
Dimensiones y Ambiente
| Característica | Valor |
|---|---|
| Encapsulado | PDIP-16 |
| Temperatura de trabajo | -55°C a +125°C |
| Grado IP | N/A (Componente para PCB) |
Aplicaciones
- Divisores de frecuencia de alta capacidad.
- Circuitos de temporización y generación de retardos (Time delay).
- Contadores de control en sistemas embebidos y lógica digital.
- Generación de formas de onda y secuencias.
- Instrumentación y equipos de medición de frecuencia.
- Proyectos de electrónica educativa y prototipado rápido.
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre el CD4040BE y el CD4020B?
La principal diferencia es el número de etapas. El CD4040BE es un contador de 12 etapas, mientras que el CD4020B es de 14 etapas. Esto resulta en un pinout diferente y una capacidad de división de frecuencia mayor en el CD4020B.
¿Cómo se resetea el contador a cero?
Para resetear el contador, se debe aplicar un pulso lógico alto (HIGH) al pin 11 (RESET). Esto forzará todas las salidas (Q1 a Q12) a un estado lógico bajo (LOW) de forma asíncrona, es decir, inmediatamente sin esperar un pulso de reloj.
¿Este contador puede contar hacia arriba y hacia abajo?
No, el CD4040BE es exclusivamente un contador ascendente (up-counter). Cada pulso de reloj incrementa el valor binario del contador en uno.
¿Qué tipo de señal de reloj necesita el CD4040BE para operar correctamente?
Requiere una señal de reloj digital con flancos de bajada claros. La entrada de reloj tiene una acción de tipo Schmitt-trigger, lo que le confiere una buena inmunidad al ruido y permite que funcione correctamente incluso con señales de reloj que no sean perfectamente cuadradas, siempre que los tiempos de subida y bajada sean razonables.
Mejora tu proyecto
Para integrar el CD4040BE en tus diseños de manera eficiente y segura, considera los siguientes componentes:
- Zócalo DIP-16: Facilita la instalación y reemplazo del circuito integrado sin necesidad de soldarlo directamente a la placa, evitando daños por calor.
- Cristal Oscilador y Capacitores: Para generar una señal de reloj precisa y estable, un cristal oscilador (ej. 4MHz, 8MHz) con sus dos capacitores de carga es una solución ideal.
- Placa de Prototipado (Protoboard) y Cables Jumper: Indispensables para montar y probar tu circuito de forma rápida antes de pasar a un diseño en PCB.
Información adicional
| Tipo | Contador Binario |
|---|---|
| Etapas | 12 |
| Encapsulado | PDIP-16 |
| Familia Lógica | CD4000 |
| Voltaje | 3V – 18V |
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