Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verständnisfrage CD4050BE als Pegelwandler


von Heinz M. (Gast)


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Ich würde gerne einen CD4050BE als Pegelwandler von 5V auf 3,3V 
einsetzen.
Ich habe Pin 1 des ICs (VCC) mit 3,3V verbunden und Pin 8 (VSS) mit 
Masse.

Wenn ich jetzt z.B. Pin 3 auf 5V lege, hätte ich erwartet, dass Pin 2 
auf 3,3V liegt. Stattdessen messe ich dort nur etwa 0,4V.

Lege ich Pin 3 auf Masse, messe ich an Pin 2 erwartungsgemäß 0V und wenn 
ich 3,3V anlege, dann sind es auch 3,3V an Pin 2.

Das hilft mir für den Einsatz als Pegelwandler aber nicht...

Habe testweise auch mal ein anderes Exemplar dieses ICs verwendet, aber 
das Verhalten ist identisch.

Aus dem Datenblatt werde ich nicht wirklich schlau. Habe ich da das 
falsche IC erwischt oder mache ich etwas falsch?

von Martin H. (disjunction)


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Die 5V liegen außerhalb der Spec. Der Eingang eines Logikgatters 
arbeitet meines Wissens so, daß bei LOW Pegel strom aus dem Eingang 
herausfließt, bei HI wird dieser Stromfluss unterbunden. Legst du eine 
zu hohe Eingangsspannung an, scheint das für das Gatter nicht besonders 
gut zu sein.

für 5V auf 3,3 V kann man auch 1k in Reihe schalten, den Rest übernehmen 
die Schutzdioden am Eingang. Klappt bis 500kHz.

Für andere Vorschläge bin ich auch gerne offen.

von (prx) A. K. (prx)


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Martin H. schrieb:
> Die 5V liegen außerhalb der Spec.

Nicht bei CD4049/50. Die sind anders gebaut.

: Bearbeitet durch User
von Heinz M. (Gast)


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Martin H. schrieb:
> für 5V auf 3,3 V kann man auch 1k in Reihe schalten, den Rest übernehmen
> die Schutzdioden am Eingang. Klappt bis 500kHz.

Habe ich gerade ausprobiert und funktioniert bestens.
Vielen Dank für die schnelle Hilfe!

Hatte irgendwie in Erinnerung, dass der Eingangspegel beim CD4050 bis zu 
15V betragen kann, aber da habe ich wohl die falsche Variante dieses ICs 
erwischt.

von (prx) A. K. (prx)


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Das mit den 15V ist eigentlich auch richtig. Mir ist keine andere 
Variante davon bekannt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Martin H. schrieb:
> Die 5V liegen außerhalb der Spec.

Nein. Nuhr!

Heinz M. schrieb:
> Wenn ich jetzt z.B. Pin 3 auf 5V lege, hätte ich erwartet, dass Pin 2
> auf 3,3V liegt. Stattdessen messe ich dort nur etwa 0,4V.

Dann hast du irgend etwas falsch beschaltet.

> Lege ich Pin 3 auf Masse, messe ich an Pin 2 erwartungsgemäß 0V und wenn
> ich 3,3V anlege, dann sind es auch 3,3V an Pin 2.

Klingt so, als hättest du einen Kurzschluß zwischen Pin 2 und 3.

Heinz M. schrieb:
> Hatte irgendwie in Erinnerung, dass der Eingangspegel beim CD4050 bis zu
> 15V betragen kann

Ja.

> aber da habe ich wohl die falsche Variante dieses ICs erwischt.

Es gibt keine "falsche" Variante.

: Bearbeitet durch User
von Heinz M. (Gast)


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> Axel Schwenke schrieb:
> Heinz M. schrieb:
>> Wenn ich jetzt z.B. Pin 3 auf 5V lege, hätte ich erwartet, dass Pin 2
>> auf 3,3V liegt. Stattdessen messe ich dort nur etwa 0,4V.
>
> Dann hast du irgend etwas falsch beschaltet.

Hmmm... ich habe wie beschrieben pin 1 an 3,3V, Pin 8 an Masse und Pin 3 
an 5V gelegt. Das IC steckt auf einem Breadboard und das hat keinen 
Kurzschluss (habe ich nochmal geprüft). Ansonsten ist der 
Schaltungsaufbau ja eher übersichtlich - oder ist das gerade ein Problem 
und ich brauche noch eine externe Beschaltung? An Pin 2 messe ich in 
dieser Konstellation 0,4V.

Mit einem 1k Vorwiderstand vor Pin 3 messe ich dort 3,3V wie erwartet.

Das IC ist ein CD4050BE. Habe o.g. Test mit zwei Exemplaren durchgeführt 
und beide zeigen dasselbe Verhalten.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Heinz M. schrieb:
> Hmmm... ich habe wie beschrieben pin 1 an 3,3V, Pin 8 an Masse und Pin 3
> an 5V gelegt. Das IC steckt auf einem Breadboard und das hat keinen
> Kurzschluss (habe ich nochmal geprüft).

Ich nehme an, du hast auch Pin 8 mit GND verbunden und an Pin 2 (Ausgang 
erster Treiber) hängt keine Last?

Was ist mit den anderen 5 Eingängen (Pins 5,7,9,11,14)? Bei CMOS darf 
man keinen Eingang unbeschaltet lassen!

von (prx) A. K. (prx)


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Trenn testweise den VCC Pin von der Stromversorgung ab, häng an den 
Vcc-Pin ein Voltmeter ran und schliess dann deine 5V an den Input-Pin 
an. Bei einem echten 4050 sollte sich auf dem Voltmeter nichts rühren. 
Ein normaler 4000er wird dann hingegen über die Schutzdiode parasitär 
versorgt und wird 4,xV anzeigen.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Heinz M. schrieb:
> An Pin 2 messe ich in dieser Konstellation 0,4V.

Wird er dann warm?

von Heinz M. (Gast)


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Erstmal Euch allen vielen Dank für Eure Hilfe!

Habe den Käfer jetzt nochmal auf Basis Eurer Hinweise unter die Lupe 
genommen mit folgenden Ergebnissen:

Axel Schwenke schrieb:
>Ich nehme an, du hast auch Pin 8 mit GND verbunden und an Pin 2 (Ausgang
>erster Treiber) hängt keine Last?

Ja genau, nur das Voltmeter hängt an Pin 2.

>Was ist mit den anderen 5 Eingängen (Pins 5,7,9,11,14)? Bei CMOS darf
>man keinen Eingang unbeschaltet lassen!

Hatte ich in der Tat nicht beschaltet. Habe nun alle auf GND gelegt und 
die Spannung ist dann an Pin 2 etwas höher, aber weit entfernt von den 
erwarteten 3,3V.

A. K. schrieb:
>Trenn testweise den VCC Pin von der Stromversorgung ab, häng an den
>Vcc-Pin ein Voltmeter ran und schliess dann deine 5V an den Input-Pin
>an. Bei einem echten 4050 sollte sich auf dem Voltmeter nichts rühren.

Habe ich gemacht und messe dann 1,9V am Vcc-Pin.

>> An Pin 2 messe ich in dieser Konstellation [Vcc an 3,3V, Pin 8 an
>> Masse und Pin 3 an 5V] 0,4V.
>
> Wird er dann warm

Gerade  nochmal probiert: Ja, sogar heiß - ist mir vorher garnicht 
aufgefallen.

Was heißt das jetzt? Hat man mir einen gefälschten 4050 verkauft?
Laut Aufdruck ist das ein CD4050BE von TI. Stammt allerdings aus der 
Bucht.

von (prx) A. K. (prx)


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Heinz M. schrieb:
> Habe ich gemacht und messe dann 1,9V am Vcc-Pin.

Passt schlecht zum 4050.

> Gerade  nochmal probiert: Ja, sogar heiß - ist mir vorher garnicht
> aufgefallen.

Klingt nach Latchup. Zu viel Strom durch eine Schutzdiode oder 
parasitäre Diode zündet einen parasitären Thyristor und schliesst das IC 
kurz. Sollte beim Eingang eines 4050 eigentlich nicht möglich sein, beim 
Ausgang aber schon. Passiert bei 4000ern leichter als bei moderneren 
Teilen, andererseits überleben die 4000er das auch besser.

: Bearbeitet durch User
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