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CD4016

器件型号:CD4016
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厂商名称:TI [Texas Instruments]
厂商官网:http://www.ti.com/
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CD4016器件文档内容

                                                                                                                August 1989                   CD4016BM CD4016BC Quad Bilateral Switch

CD4016BM CD4016BC Quad Bilateral Switch

General Description                                                         Y Extremely high control input impedance 1012X (typ )

The CD4016BM CD4016BC is a quad bilateral switch in-                        Y Low crosstalk between switches    b50 dB (typ )
tended for the transmission or multiplexing of analog or digi-
tal signals It is pin-for-pin compatible with CD4066BM                      fISe0 9 MHz RLe 1 kX
CD4066BC
                                                                            Y Frequency response switch ``ON''  40 MHz (typ )

Features                                                                    Applications

Y Wide supply voltage range                         3V to 15V               Y Analog signal switching multiplexing
                                                                                Signal gating
Y Wide range of digital and analog switching g7 5 VPEAK                         Squelch control
                                                                                Chopper
Y ``ON'' resistance for 15V operation               400X (typ )                 Modulator Demodulator
                                                                                Commutating switch
Y Matched ``ON'' resistance over 15V
                                                                            Y Digital signal switching multiplexing
   signal input                                        DRONe10X (typ )
Y High degree of linearity                          0 4% distortion (typ )  Y CMOS logic implementation

                             fIS e 1 kHz VISe5 Vp-p                         Y Analog-to-digital digital-to-analog conversion

                             VDDbVSSe10V RLe10 kX                           Y Digital control of frequency impedance phase and an-
                                                                               alog-signal gain
Y Extremely low ``OFF'' switch leakage              0 1 nA (typ )

                                                    VDD b VSSe10V
                                                              TAe25 C

Schematic and Connection Diagrams

                                                                            Dual-In-Line Package

                                                                                                                TL F 5661 1

                                                    Order Number CD4016B

C1995 National Semiconductor Corporation TL F 5661                                                              RRD-B30M105 Printed in U S A
Absolute Maximum Ratings                                       Recommended Operating

If Military Aerospace specified devices are required           Conditions (Note 2)
please contact the National Semiconductor Sales
Office Distributors for availability and specifications        VDD Supply Voltage                             3V to 15V
                                                               VIN Input Voltage                              0V to VDD
(Notes 1 and 2)                                                TA Operating Temperature Range
                                                                                                   b55 C to a125 C
VDD Supply Voltage                       b0 5V to a18V            CD4016BM
                                  b0 5V to VDD a 0 5V
VIN Input Voltage                                              CD4016BC                            b40 C to a85 C
                                     b65 C to a 150 C
TS Storage Temperature Range
                                                    700 mW
Power Dissipation (PD)                              500 mW
   Dual-In-Line
   Small Outline

Lead Temperature (Soldering 10 seconds)          260 C

DC Electrical Characteristics CD4016BM (Note 2)

Symbol          Parameter                 Conditions              b55 C          25 C              125 C  Units
                                                               Min Max Min       Typ
                                                                                       Max Min Max

IDD     Quiescent Device Current  VDDe5V VINeVDD or VSS              0 25        0 01 0 25               7 5 mA
                                  VDDe10V VINeVDD or VSS
                                  VDDe15V VINeVDD or VSS             05          0 01 0 5                15 mA

                                                                     10          0 01 1 0                30 mA

Signal Inputs and Outputs

RON     ``ON'' Resistance         RLe10  kX  to  VDDbVSS
                                                       2

                                  VCeVDD VISeVSS or VDD

                                  VDDe10V                            600         250 660                 960 X
                                                                     360         200 400                 600 X
                                  VDDe15V
                                                                     1870
                                  RLe10  kX  to  VDDbVSS             775
                                                       2
                                                                     g50
                                  VCeVDD

                                  VDDe10V VISe4 75 to 5 25V                      850 2000                2600 X
                                                                                 400 850                 1230 X
                                  VDDe15V VISe7 25 to 7 75V

DRON    D``ON'' Resistance        RLe10  kX  to  VDDbVSS
IIS     Between any 2 of                               2
        4 Switches
        (In Same Package)         VCeVDD VISeVSS to VDD

        Input or Output Leakage   VDDe10V                                         15                                  X
        Switch ``OFF''                                                            10                                  X
                                  VDDe15V
                                                                                 g0 1                    g500 nA
                                  VCe0 VDDe15V                                         g50
                                  VISe15V and 0V
                                  VOSe0V and 15V

Control Inputs

VILC    Low Level Input Voltage VISeVSS and VDD

VIHC                              VOSeVDD and VSS
IIN
                                  IISe g10 mA

                                  VDDe5V                             09                        07        05 V

                                  VDDe10V                            09                        07        05 V

                                  VDDe15V                            09                        07        05 V

        High Level Input Voltage VDDe5V                        35          35                      35     V

                                  VDDe10V (see Note 6 and 7 0              70                      70     V

                                  VDDe15V Figure 8 )           11 0        11 0                    11 0   V

        Input Current             VDDbVSSe15V                        g0 1        g10b5 g0 1              g1 0 mA
                                  VDDtVIStVSS
                                  VDDtVCtVSS

                                                            2
DC Electrical Characteristics CD4016BC (Note 2) (Continued)

Symbol          Parameter                      Conditions             b40 C               25 C            85 C  Units
                                                                   Min Max Min
                                                                                          Typ Max Min Max

IDD     Quiescent Device Current  VDDe5V VINeVDD or VSS                      10           0 01 1 0          7 5 mA
                                  VDDe10V VINeVDD or VSS                     20           0 01 2 0          15 mA
                                  VDDe15V VINeVDD or VSS                     40           0 01 4 0          30 mA

Signal Inputs and Outputs                                                   610
                                                                            370
RON     ``ON'' Resistance         RL  e  10    kX  to  VDDbVSS
                                                             2              1900
                                                                            790
                                  VCeVDD VISeVSS or VDD
                                                                            g50
                                  VDDe10V                                                 275 660           840 X
                                                                                          200 400           520 X
                                  VDDe15V              VDDbVSS
                                                             2                            850 2000          2380 X
                                  RL  e  10    kX  to                                     400 850           1080 X

                                  VCeVDD

                                  VDDe10V VISe4 75 to 5 25V

                                  VDDe15V VISe7 25 to 7 75V

DRON    D``ON'' Resistance        RL  e  10    kX  to  VDDbVSS
IIS     Between any 2 of                                     2
        4 Switches
                                  VCeVDD VISeVSS to VDD
        (In Same Package)
                                  VDDe10V                                                  15                            X
        Input or Output Leakage                                                            10                            X
        Switch ``OFF''            VDDe15V
                                                                                          g0 1              g200 nA
                                  VCe0 VDDe15V                                                  g50
                                  VISe0V or 15V
                                  VOSe15V or 0V

Control Inputs

VILC    Low Level Input Voltage VISeVSS and VDD

VIHC                              VOSeVDD and VSS
IIN
                                  IISe g10 mA

                                  VDDe5V                                    09                  07          04 V

                                  VDDe10V                                   09                  07          04 V

                                  VDDe15V                                   09                  07          04 V

        High Level Input Voltage VDDe5V                            35                 35              35        V

                                  VDDe10V (see Note 6 and 7 0                         70              70        V

                                  VDDe15V              Figure 8 ) 11 0            11 0                11 0      V

        Input Current             VCCbVSSe15V                               g0 3          g10b5 g0 3        g1 0 mA
                                  VDDtVIStVSS
                                  VDDtVCtVSS

AC Electrical Characteristics TAe25 C tretfe20 ns and VSSe0V unless otherwise specified

Symbol                 Parameter                                Conditions                Min   Typ   Max       Units

tPHL tPLH       Propagation Delay Time                 VCeVDD CLe50 pF (Figure 1 )              58    100         ns
tPZH tPZL       Signal Input to Signal Output          RLe200k                                                    ns
tPHZ tPLZ                                              VDDe5V                                   27    50          ns
                Propagation Delay Time                 VDDe10V
                Control Input to Signal                VDDe15V                                  20    40          ns
                Output High Impedance to                                                                          ns
                Logical Level                          RLe1 0 kX CLe50 pF (Figures 2            20    50          ns
                                                       and 3 )
                Propagation Delay Time                                                          18    40          ns
                Control Input to Signal                VDDe5V                                                     ns
                Output Logical Level to                VDDe10V                                  17    35          ns
                High Impedance                         VDDe15V                                                    %
                                                                                                15    40
                Sine Wave Distortion                   RLe1 0 kX CLe50 pF (Figures 2
                                                       and 3 )                                  11    25

                                                       VDDe5V                                   10    22
                                                       VDDe10V
                                                       VDDe15V                                  04
                                                       VCeVDDe5V VSSeb5
                                                       RLe10 kX VISe5 VP-P fe1 kHz

                                                            (Figure 4 )

                                                                3
AC Electrical Characteristics (Continued)

TAe25 C tretfe20 ns and VSSe0V unless otherwise specified

Symbol  Parameter                                              Conditions               Min Typ Max Units

        Frequency Response Switch                     VCeVDDe5V VSSeb5V                  40        MHz
        ``ON'' (Frequency at b3 dB)                   RLe1 kX VISe5 VP-P
                                                      20 Log10 VOS VOS (1 kHz) bdB      1 25       MHz
        Feedthrough Switch ``OFF''                    (Figure 4 )
        (Frequency at b50 dB)                                                           09         MHz
                                                      VDDe5V VCeVSSeb5V
        Crosstalk Between Any Two                     RLe1 kX VISe5 VP-P                150       mVP-P
        Switches (Frequency at b50 dB)                20 Log10 (VOS VIS)eb50 dB
                                                      (Figure 4 )                       65         MHz
        Crosstalk Control Input to                                                      80         MHz
        Signal Output                                 VDDeVC(A)e5V VSSeVC(B)eb5V        90         MHz
        Maximum Control Input                         RLe1 kXVIS(A)e5 VP-P
                                                      20 Log10 (VOS(B) VOS(A) )eb50 dB
                                                      (Figure 5 )

                                                      VDDe10V RLe10 kX
                                                      RINe1 kX VCCe10V Square Wave
                                                      CLe50 pF (Figure 6 )
                                                      RLe 1 kX CLe50 pF (Figure 7 )
                                                      VOS(f)e VOS(1 kHz)
                                                      VDDe5V
                                                      VDDe10V
                                                      VDDe15V

CIS     Signal Input Capacitance                                                        4         pF

COS     Signal Output Capacitance                     VDDe10V                           4         pF

CIOS    Feedthrough Capacitance                       VCe0V                             02        pF

CIN     Control Input Capacitance                                                       5     75  pF

AC Paramters are guaranteed by DC correlated testing

Note 1 ``Absolute Maximum Ratings'' are those values beyond which the safety of the device cannot be guaranteed They are not meant to imply that the devices
should be operated at these limits The tables of ``Recommended Operating Conditions'' and ``Electrical Characteristics'' provide conditions for actual device
operation

Note 2 VSSe0V unless otherwise specified
Note 3 These devices should not be connected to circuits with the power ``ON''

Note 4 In all cases there is approximately 5 pF of probe and jig capacitance on the output however this capacitance is included in CL wherever it is specified

Note 5 VIS is the voltage at the in out pin and VOS is the voltage at the out in pin VC is the voltage at the control input

Note 6 If the switch input is held at VDD VIHC is the control input level that will cause the switch output to meet the standard ``B'' series VOH and IOH output levels

l l If the analog switch input is connected to VSS VIHC is the control input level which allows the switch to sink standard ``B'' series IOH high level current and still

maintain a VOL s ``B'' series These currents are shown in Figure 8

AC Test Circuits and Switching Time Waveforms

        Figure 1 tPLH tPLH Propagation Delay Time Signal Input to Signal Output

                                                                                                  TL F 5661 2

        FIGURE 2 tPZH tPHZ Propagation Delay Time Control to Signal Output
                                                         4
AC Test Circuits and Switching Time Waveforms (Continued)

                                   FIGURE 3 tPZH tPHZ Propagation Delay Time Control to Signal Output

                                                                                                                   VCeVDD for distortion and frequency response tests
                                                                                                                   VCeVSS for feedthrough test

                                 FIGURE 4 Sine Wave Distortion Frequency Response and Feedthrough

FIGURE 5 Crosstalk Between Any Two Switches

                                                                                                                                                                       TL F 5661 3

FIGURE 6 Crosstalk Control to Input Signal Output
                                     5
AC Test Circuits and Switching Time Waveforms (Continued)

                                                                                 TL F 5661 4

                           FIGURE 7 Maximum Control Input Frequency

Temperature                            Switch Input                         Switch Output
     Range                                                                       VOS(V)
             VDD           VIS         IIS (mA)
   MILITARY
                                TLOW   25 C                          THIGH  Min  Max
COMMERCIAL
             5             0    0 25   02                            0 14                       04
                                                                            46
             5             5    b0 25  b0 2                          b0 14
                                                                                                05
             10            0    0 62   05                            0 35   95

             10            10   b0 62  b0 5                          b0 35                      15
                                                                            13 5
             15            0    18     15                            11

             15            15   b1 8   b1 5                          b1 1

             5             0    02     0 16                          0 12                       04
                                                                            46
             5             5    b0 2   b0 16                         b0 12
                                                                                                05
             10            0    05     04                            03     95

             10            10   b0 5   b0 4                          b0 3                       15
                                                                            13 5
             15            0    14     12                            10

             15            15   b1 4   b1 2                          b1 0

                  FIGURE 8 CD4016B Switch Test Conditions for VIHC

Typical Performance Characteristics

`ON' Resistance vs Signal       `ON' Resistance Temperature          `ON' Resistance Temperature
Voltage TAe25 C                 Variation for VDDbVSSe10V            Variation for VDDbVSSe15V

                                                                                                                                             TL F 5661 5

                                       6
Typical Applications

                      4 Input Multiplexer

                      Sample Hold Amplifier

                                                               TL F 5661 6

Special Considerations                                         supply voltages s5V the CD4016B's on resistance be-
                                                               comes non-linear It is recommended that at 5V voltages
The CD4016B is composed of 4 two-transistor analog             on the in out pins be maintained within about 1V of either
switches These switches do not have any linearization or       VDD or VSS and that at 3V the voltages on the in out pins
compensation circuitry for ``RON'' as do the CD4066B's Be-     should be at VDD or VSS for reliable operation
cause of this the special operating considerations for
the CD4066B do not apply to the CD4016B but at low

                                                            7
CD4016BM CD4016BC Quad Bilateral Switch  Physical Dimensions inches (millimeters)

                                                                             Dual-In-Line Package
                                                                 Order Number CD4016CJ or CD4016MJ

                                                                                NS Package J14A

                                         LIFE SUPPORT POLICY        Dual-In-Line Package
                                                                 Order Number CD4016CN

                                                                      NS Package N14A

                                         NATIONAL'S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT
                                         DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT OF NATIONAL
                                         SEMICONDUCTOR CORPORATION As used herein

                                         1 Life support devices or systems are devices or              2 A critical component is any component of a life
                                             systems which (a) are intended for surgical implant           support device or system whose failure to perform can
                                             into the body or (b) support or sustain life and whose        be reasonably expected to cause the failure of the life
                                             failure to perform when properly used in accordance          support device or system or to affect its safety or
                                             with instructions for use provided in the labeling can       effectiveness
                                             be reasonably expected to result in a significant injury
                                             to the user

                                         National Semiconductor  National Semiconductor                 National Semiconductor     National Semiconductor
                                         Corporation             Europe                                 Hong Kong Ltd              Japan Ltd
                                         1111 West Bardin Road                                          13th Floor Straight Block  Tel 81-043-299-2309
                                         Arlington TX 76017                  Fax (a49) 0-180-530 85 86  Ocean Centre 5 Canton Rd   Fax 81-043-299-2408
                                         Tel 1(800) 272-9959              Email cnjwge tevm2 nsc com    Tsimshatsui Kowloon
                                         Fax 1(800) 737-7018     Deutsch Tel (a49) 0-180-530 85 85      Hong Kong
                                                                 English Tel (a49) 0-180-532 78 32      Tel (852) 2737-1600
                                                                 Fran ais Tel (a49) 0-180-532 93 58     Fax (852) 2736-9960
                                                                 Italiano Tel (a49) 0-180-534 16 80

                                         National does not assume any responsibility for use of any circuitry described no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications
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