CI CD4060 : Guide Complet - Fonctionnement, Applications et Conception de Circuits

Qu'est-ce que le CD4060 ?

Le CD4060 est un compteur binaire 14 étages (14-bit ripple counter) avec oscillateur intégré, de la famille CMOS CD4000. Il génère des temporisations précises ou des signaux de fréquence divisée avec un minimum de composants passifs (R, C).

Composants électriques divers

Brochage et Configuration (Boîtier 16 Broches)

Sorties : Q4 à Q14 (Q1-Q3, Q15 non accessibles). Entrées oscillateur : broches 9, 10, 11.

Diagramme de Brochage

Diagramme de brochage CD4060

Tableau des Broches

Broche	Nom	Fonction
1	Q12	Sortie compteur bit 12 (÷4096)
2	Q13	Sortie compteur bit 13 (÷8192)
3	Q14	Sortie compteur bit 14 (÷16384)
4	Q6	Sortie compteur bit 6 (÷64)
5	Q5	Sortie compteur bit 5 (÷32)
6	Q7	Sortie compteur bit 7 (÷128)
7	Q4	Sortie compteur bit 4 (÷16)
8	VSS (GND)	Masse
9	CLK (XTAL)	Entrée horloge externe / quartz
10	REXT	Résistance oscillateur interne
11	CEXT	Condensateur oscillateur interne
12	RESET (MR)	Reset asynchrone actif haut
13	Q9	Sortie compteur bit 9 (÷512)
14	Q8	Sortie compteur bit 8 (÷256)
15	Q10	Sortie compteur bit 10 (÷1024)
16	VDD (VCC)	Alimentation +3 V à +18 V

Condensateurs pour oscillateur

Caractéristiques Électriques

• Boîtiers : PDIP-16, CDIP-16, SOIC-16, TSSOP-16
• Tension fonctionnement : 3 V à 18 V (nominal 5/10/15 V)
• Fréquence max horloge : 30 MHz @ 15 V
• Plage comptage : 0 à 16383 (14 bits)
• Délai propagation reset : 25 ns @ 5 V
• Vitesse moyenne : 8 MHz @ 10 V
• Entrées Schmitt-trigger (fronts lents autorisés)
• Entrées/sorties bufferisées, statique
• Compatible TTL (niveaux logiques)

Circuits intégrés

Principe de Fonctionnement

Oscillateur interne (broches 9-11) génère horloge. À chaque front **descendant** d'horloge, le compteur incrémente. Sorties Qn = division par 2ⁿ de la fréquence d'horloge.

Reset (broche 12) : niveau haut → remise à zéro immédiate de tous les étages. Doit être maintenu bas (GND) en fonctionnement normal.

Oscillateur électronique

Calcul Fréquence Oscillateur Interne

Avec résistance R_EXT (broche 10-VDD) et condensateur C_EXT (broche 11-GND) :

f ≈ 1 / (2,5 × R_EXT × C_EXT) (f en Hz, R en Ω, C en F)

Résistance seconde (broche 9-VDD) typiquement 2×R_EXT pour duty cycle 50%.

Exemple : R=1 MΩ, C=0,22 µF

f = 1 / (2,5 × 1 000 000 × 0,000 000 22) ≈ 1,82 Hz

Période sur Q5 (÷32) : T = 32 / 1,82 ≈ 17,6 s (front montant sur Q5 après reset)

Technicien sur projet électrique

Alternatives

CD4024 (7 bits), CD4040 (12 bits), CD4020 (14 bits sans oscillateur), CD4060B (version buffered). Tous famille CD4000.

Utilisation Pratique

1. Alimenter VDD (broche 16) et VSS (broche 8) — 5 V typique
2. Relier RESET (12) à GND
3. Choisir R_EXT, C_EXT pour fréquence désirée
4. R_EXT entre broche 10 et VDD ; C_EXT entre broche 11 et GND ; R2 (≈2×R_EXT) entre broche 9 et VDD
5. Sorties Q4-Q14 disponibles pour temporisations / division fréquence
6. Calculer temps : T_Qn = 2ⁿ / f

Applications

• Générateurs de temporisation longues (secondes à heures)
• Diviseurs de fréquence (horloges, métronomes, séquenceurs)
• Générateurs de signaux audio (synthétiseurs DIY — 10 fréquences avec 1C+2R)
• Clignotants, minuteurs, temporisateurs industriels
• Remplacement microcontrôleur pour temporisations simples (robustesse, coût, pas de firmware)

Microcontrôleur (remplacé par CD4060 pour temporisation simple)

Résumé

Le CD4060 est un compteur/oscillateur CMOS polyvalent, idéal pour temporisations précises et division de fréquence avec composants minimaux. Alternative robuste aux microcontrôleurs pour fonctions temporelles simples. Pour questions, contactez-nous.