Kann ich einen CD4081 mit 12V DC betreiben und mit einer 5V MCU ansteuern? Was passiert am Ausgang?

Question

Kann ich einen CD4081 mit 12V DC betreiben und mit einer 5V MCU ansteuern? Was passiert am Ausgang?

Antwort

Verwandte Fragen

Kann der Ausgang eines CD4081 zwei Eingänge eines IR2101 ohne zu hohen Strombedarf ansteuern?

Wie viel Strom kann ein CD4081 an einem Ausgang liefern?

Accepted Answer

Der **CD4081** ist ein CMOS-IC mit vier 2-fach-AND-Gattern. Er kann mit einer Versorgungsspannung (**V<sub>DD</sub>**) von 3 V bis 15 V betrieben werden, also sind **12 V** als Betriebsspannung zulässig. **Problematisch ist jedoch die Ansteuerung mit einer 5 V-MCU:** ### Eingänge - Die Eingänge des CD4081 sind CMOS-kompatibel und erwarten bei 12 V Versorgung eine "High"-Spannung von mindestens ca. 8,4 V (typisch 0,7 × V<sub>DD</sub>). - Ein 5 V-MCU kann an ihren Ausgängen maximal 5 V liefern, was **nicht als "High"** erkannt wird, wenn der CD4081 mit 12 V betrieben wird. - Das bedeutet: **Die AND-Gatter erkennen das 5 V-Signal als "Low"** oder als undefinierten Pegel. ### Ausgänge - Die Ausgänge des CD4081 schalten zwischen 0 V und 12 V. - Wenn du den Ausgang direkt an die MCU anschließt, kann das den Eingang der MCU zerstören, da dieser meist nur 5,5 V (maximal 6 V) verträgt. ### Zusammenfassung - **Direkte Ansteuerung mit 5 V funktioniert nicht zuverlässig**, da die Pegel nicht kompatibel sind. - **Direkter Anschluss des Ausgangs an die MCU ist gefährlich** und kann die MCU beschädigen. ### Lösungsmöglichkeiten - **Level Shifter** oder Spannungsteiler verwenden, um die Pegel anzupassen. - Alternativ den CD4081 mit 5 V betreiben, dann sind die Pegel kompatibel. **Weitere Infos zum CD4081:** [Texas Instruments CD4081 Datenblatt (englisch)](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4081b.pdf) **Fazit:** Ohne Pegelanpassung ist die Kombination aus 12 V am CD4081 und 5 V-MCU nicht direkt möglich.

Accepted Answer

Der **CD4081** ist ein CMOS-AND-Gatter, dessen Ausgänge typischerweise nur sehr geringe Ströme liefern können. Der **IR2101** ist ein MOSFET-Treiber, dessen Eingänge jedoch ebenfal... [mehr]

Accepted Answer

Der **CD4081** ist ein CMOS-AND-Gatter, dessen Ausgänge typischerweise nur sehr geringe Ströme liefern können. Der **IR2101** ist ein MOSFET-Treiber, dessen Eingänge jedoch ebenfalls CMOS-kompatibel und hochohmig sind. **Konkret:** - Die Eingänge des IR2101 (HIN, LIN) haben einen sehr geringen Eingangsstrombedarf (typisch im Bereich von Mikroampere, siehe [Datenblatt IR2101](https://www.infineon.com/dgdl/ir2101.pdf?fileId=5546d462533600a4015355c7c1c3166b)). - Der CD4081 kann laut Datenblatt (z.B. [Datenblatt CD4081](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4081b.pdf)) bei 5V Versorgungsspannung typischerweise ±1 mA treiben, bei höheren Spannungen etwas mehr. **Fazit:** Du kannst problemlos mit dem Ausgang eines CD4081 zwei Eingänge eines IR2101 ansteuern. Der Strombedarf der IR2101-Eingänge ist so gering, dass der CD4081-Ausgang nicht überlastet wird. Achte lediglich darauf, dass die Pegel (High/Low) kompatibel sind (z.B. beide Bausteine mit 5V oder 12V betreiben, je nach Anwendung). **Zusammengefasst:** Der Strombedarf ist **nicht zu hoch** – das funktioniert problemlos.

Accepted Answer

Der **CD4081** ist ein CMOS-IC mit vier 2-fach-AND-Gattern. Die Strombelastbarkeit eines Ausgangs hängt von der Versorgungsspannung und davon ab, ob Strom in den Ausgang hinein- oder herausflie&s... [mehr]

Accepted Answer

Der **CD4081** ist ein CMOS-IC mit vier 2-fach-AND-Gattern. Die Strombelastbarkeit eines Ausgangs hängt von der Versorgungsspannung und davon ab, ob Strom in den Ausgang hinein- oder herausfließt. Laut **Datenblatt** (z. B [Texas Instruments CD4081B Datenblatt](https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4081b.pdf)) gelten folgende typische Werte: **Bei 5 V Versorgungsspannung:** - Maximaler Ausgangsstrom (High, IOH): –0,36 mA (Ausgang auf High, Strom fließt aus dem IC heraus) - Maximaler Ausgangsstrom (Low, IOL): +0,36 mA (Ausgang auf Low, Strom fließt in das IC hinein) **Bei 10 V Versorgungsspannung:** - IOH: –0,64 mA - IOL: +0,64 mA **Bei 15 V Versorgungsspannung:** - IOH: –1,6 mA - IOL: +1,6 mA **Wichtige Hinweise:** - Diese Werte gelten für garantierte Pegel (VOH/VOL) laut Datenblatt. - Kurzzeitig können höhere Ströme fließen, das ist aber nicht empfohlen, da dies das IC beschädigen kann. - CMOS-ICs wie der CD4081 sind nicht für das direkte Treiben von Lasten mit höherem Strombedarf geeignet. **Fazit:** Ein CD4081 kann pro Ausgang typischerweise **zwischen 0,36 mA (bei 5 V) und 1,6 mA (bei 15 V)** liefern oder aufnehmen. Für größere Lasten sollte ein Treiber-IC oder Transistor verwendet werden.