CD4013是CMOS双D触发器，是电子爱好者设计开发电子电路的一种常用器件。
CD4013的功能
CD4013的引线排列如图1所示。它内部有两个完全相同的D触发器FF1和FF2。
图1中，D为数据输入端，CP为时钟脉冲输入端，Q和Q-为一对互补的输出端，S为正位端，R为复位端，V\(_{DD}\)和VSS分别为电源正负端。
D触发器的功能可由附表来描述。由表可见，当R＝S＝0时，在CP上升沿作用下，Q端状态与D端状态相同，即Q\(_{n＋1}\)＝D，也就是将D端数据置入触发器。当R＝0，S＝1时，Q＝1；当R＝1，S＝0时，Q＝0，称为直接置“1”和置“0’，无需CP和D配合。
附表
CP D RS Q\(_{n}\)+1
↑ 0 00 0
↑ 1 00 1
↓ O 00 Q\(_{n}\)
φ φ 10 0
φ φ 01 1
注：φ表示任意状态
Q\(_{n}\)表示触发器原态
CD4013的基本工作方式
CD4013在实际应用中一般工作于下面几种基本方式。
1．数据锁存方式
图2为D触发器数据锁存工作方式，也是它的基本功能。由图可见，在CP作用后，D端数据被锁存到Q端。将多个D触发器组合可构成多位数据锁存器或寄存器。
2．单端稳态工作方式
图3为D触发器单稳态工作方式。在CP作用下，Q端由“0”跳到“1”，并通过R向C充电，当C上电压U\(_{c}\)（也就是R端电位）上升到其门限电压UT（≈12V\(_{DD}\)）时，触发器被强迫复位，Q端由“l”自动跳到“0”，同时，Uc通过二极管VD迅速放电，为下一周期的工作做好准备。
在单稳态工作方式中，Q端的“0”态为稳态，而“1”态称为暂稳态，t\(_{w}\)为暂稳态宽度，由RC决定：tw≈0.693RC。D触发器构成定时器、消抖动电路时都工作于单稳态方式。
3.无稳态工作方式
如图4所示，为D触发器的无稳态工作方式，也称为多谐振荡工作方式。其工作过程大致如下：假设D触发器的初态Q＝1，Q-=0，Q端的l通过R1向C1充电，当U\(_{c1}\)充至\(\frac{1}{2}\)VDD时， D触发器复位，Q端由“1”变为“0”，而Q-由“0”变为“1”，Q-的1通过R2向C2充电，当U\(_{c2}\)充至1;2VDD时，D触发器被置位，Q＝1，Q-=0，完成一个工作周期。之后将不断重复上述工作过程，形成多谐振荡。振荡周期T＝t\(_{w1}\)＋tw2＝0.693（R1C1＋R2C2），振荡频率为：
f=\(\frac{1}{T}\)=1.443;R1C1+R2C2
改变R1C1、R2C2即可改变t\(_{wl}\)、tw2，也就调节了振荡周期或频率，并可得到所需的脉冲占空比。当R1＝R2，C2＝C2时，得到的为方波输出脉冲。
4.双稳态工作方式
图5所示为D触发器的双稳态工作方式。图中，D、Q-相联，D触发器的功能变为 Q\(_{n＋1}\)=Qn-。即每有一个CP作用，Q端状态就变与原来相反的状态，也称为计数状态。
CD4013应用实例
下面列举CD4013的几种实际应用电路，读者可举一反三，设计出更加新颖实用的电路。
1．楼梯延时照明灯
电路如图6所示。D触发器工作于单稳态方式，暂稳态宽度（即延时时间）t\(_{w}\)≈30s。
当按动SB时，Q输出30s的高电平，使VT饱和导通，K吸合，灯亮30s后自动熄灭。C3、VD2～VD4等构成电容降压半波整流稳压电路。制作时，触发器用\(\frac{1}{2}\)CD4013，VD1用1N4148，VD3、VD4用1N4007，VD2用12V／1W稳压二极管，C3用10μF／400V电扇电容，VT用9013，β≥100，K用12V微型继电器。
2．电冰箱外接控制器
电冰箱因内置温控器触点的粘连，造成不停机的故障时有发生，严重时会造成压缩机过热而损坏。此时可用外接式控制器，电路如图7所示。D触发器工作于无稳态方式，RP1、C1决定了工作时间，而RP2、C2决定了停机时间，它们可在15分钟之内调节。当D触发器的Q输出高电平时，VT吸合，继电器K吸合，其触点K闭合，接通间箱电源，而当Q-为高电平（Q为低电平）时，冰箱则不工作。
制作时，变压器用5VA小型电源变压器，Q用1A／50V整流全桥，其余元器件按图注选用。
3．模拟式电容容量测量仪
电路如图8所示。FF1接成无稳态电路，提供脉冲信号，FF2接成单稳态电路，其暂稳态时间t\(_{w}\)与R3～R7及被测电容的容量Cx呈线性关系。当R3～R7固定，且电源电压不变时，在FF2的Q端输出的与C\(_{x}\)呈正比的脉冲电压，由直流电流表（100μA）测得其平均值，通过刻度指示出Cx的数值。
制作时，选用100μA表头，在C\(_{x}\)处分别接入100p～lμ的电容，调RP，使表头满偏，并线性刻度表盘。
4．逆变电源
电路如图9所示。FF1构成自激多谐振荡器，振荡频率f＝100Hz。FF2构成双稳态电路，CP端每有两个脉冲作用，其Q端输出一个脉冲，具有二分频作用。FF2除完成二分频外，更重要的是使输出波形的正、负半周宽度相等。
FF2、Q和Q-输出的相位相反50Hz的方波脉冲，经小功率管VT1和VT2构成的射极跟随器缓冲后，分别作用于VMOS大功率TM1和TM2的栅极，使其交替导通，在升压变压器的初级线L1和L2中有极性相反的电流流过，在次极得到频率为50Hz、有效值为220V的交流电压。
当开关S指向充电位置时，变压器低压侧的交流电经VD3、VD4整流后向蓄电池充电。
为了保证蓄电池电压变化时，逆变电压频率稳定，由7812集成稳压器向前面振荡电路供电。
制作时，VT1、VT2用9013，β≥100，TMl与TM2用TM40N10或TM90N2B大功率管，蓄电池用两只90Ah电瓶串联使用。变压器用42×45mm铁芯，L1、L2用φ2.02mm漆包线分别绕7O匝。L3用φ0.59mm漆包线绕640匝。VD3、VD4用10A／50V 2CZ到整流二极管。TM1、TM2、VD3、VD4要安装散热片。调试时，改变振荡器的两个100k电阻，使振荡频率为100Hz（可用频率计或示波器监视）。另外，变压器T的高压侧可多留几个抽头，以便调节输出电压。
5．双通道遥控开关
发射电路如图10所示。非门D1、D2等构成音频振荡器，当按下SB1和SB2时，产生振荡频率分别为1kHz和3kHz的指令信号，去控制D3、D4构成40kHz载波振荡器，从D4输出已调制的指令信号。经VT驱动后，由红外发光二极管VD发出红外信号。
图11为接收电路。SFH506-38为红外接收头，它将接收到的红外指令信号进行放大和解调，在OUT端得到解调后的指令信号，分别送两个LM567构成的指令解码电路。
当按下SB1时，图11上方LM567的8脚输出低电平，按下SB2时，图11下方的LM567的8脚输出低电平，分别经VT1、VT2反相后去触发D触发器FF1和FF2，FT1和FF2均接成双稳态工作方式，具有记忆功能。FF1和FF2的Q端信号分别经VT3、VT4驱动电磁继电器K1和K2实现开关通断。
制作时，红外接收头也可用BA5302。调试时，按下SB1，调节RP1使K1动作，按下SB2，调节RP2使K2动作，且遥控距离最远即可。(苏长赞 邹殿贵)