SN54HC153與SN74HC153：雙4線至1線數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器的深度解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)選擇器和多路復(fù)用器是非常重要的基礎(chǔ)元件，它們能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高效選擇和傳輸。今天我們要深入探討的是德州儀器（TI）的SN54HC153和SN74HC153雙4線至1線數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器，這兩款器件在眾多電子系統(tǒng)中都有著廣泛的應(yīng)用。

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一、器件特性

1.1 電氣特性優(yōu)越

• 寬工作電壓范圍：SN54HC153和SN74HC153的工作電壓范圍為2V至6V，這使得它們?cè)诓煌?a target="_blank">電源環(huán)境下都能穩(wěn)定工作，為設(shè)計(jì)帶來了更大的靈活性。
• 低功耗：最大ICC電流僅為80μA，典型功耗較低，適合對(duì)功耗要求較高的應(yīng)用場景。
• 快速開關(guān)速度：典型傳輸延遲tpd為9ns，能夠滿足高速數(shù)據(jù)處理的需求。
• 高驅(qū)動(dòng)能力：輸出可以驅(qū)動(dòng)多達(dá)15個(gè)LSTTL負(fù)載，并且在5V電源下具有±6mA的輸出驅(qū)動(dòng)能力。
• 低輸入電流：最大輸入電流僅為1μA，減少了對(duì)前級(jí)電路的負(fù)載影響。

1.2 功能特性豐富

• 多路復(fù)用功能：可以實(shí)現(xiàn)從n條線路到一條線路的多路復(fù)用，將多個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇和傳輸。
• 并行 - 串行轉(zhuǎn)換：能夠?qū)⒉⑿休斎氲臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行輸出，在數(shù)據(jù)處理和通信領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。
• 級(jí)聯(lián)功能：提供了選通（使能）線，方便進(jìn)行級(jí)聯(lián)操作，實(shí)現(xiàn)N條線路到n條線路的擴(kuò)展。

二、器件描述

SNx4HC153是一款雙數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器，內(nèi)部包含完整的二進(jìn)制解碼電路，能夠從四個(gè)數(shù)據(jù)源中選擇一個(gè)。兩個(gè)通道由相同的地址選擇輸入控制，每個(gè)通道都有自己的選通（G）輸入。當(dāng)選通端子為高電平時(shí)，相應(yīng)的輸出將被強(qiáng)制拉低。

三、封裝信息

四、規(guī)格參數(shù)

4.1 絕對(duì)最大額定值

在使用這兩款器件時(shí)，需要注意其絕對(duì)最大額定值，超過這些值可能會(huì)導(dǎo)致器件永久性損壞。例如，電源電壓范圍為 - 0.5V至7V，輸入和輸出鉗位電流最大為±20mA等。

4.2 推薦工作條件

推薦的工作條件能夠確保器件的性能和可靠性。不同的電源電壓下，對(duì)輸入電壓、輸出電壓、輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間等都有相應(yīng)的要求。例如，在2V電源下，高電平輸入電壓VIH最小值為1.5V，低電平輸入電壓VIL最大值為0.5V。

4.3 熱信息

不同封裝的熱阻不同，這對(duì)于散熱設(shè)計(jì)非常重要。例如，D（SOIC）封裝的結(jié)到環(huán)境熱阻為73°C/W，N（PDIP）封裝為67°C/W。

4.4 電氣特性

在推薦的工作溫度范圍內(nèi)，器件的電氣特性表現(xiàn)良好。例如，在不同的電源電壓和負(fù)載電流下，輸出高電平電壓VOH和輸出低電平電壓VOL都有相應(yīng)的規(guī)格要求。

4.5 開關(guān)特性

開關(guān)特性決定了器件的響應(yīng)速度。在不同的電源電壓和負(fù)載電容下，傳輸延遲tpd會(huì)有所不同。例如，當(dāng)CL = 50pF，電源電壓為6V時(shí)，從地址輸入A或B到輸出Y的典型傳輸延遲為17ns。

五、詳細(xì)功能

5.1 功能框圖

SNx4HC153的功能框圖展示了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括地址選擇輸入、數(shù)據(jù)輸入、選通輸入和輸出等部分。通過合理配置地址選擇輸入，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同數(shù)據(jù)源的選擇。

5.2 器件功能模式

從表中可以看出，當(dāng)選通輸入G為高電平時(shí)，輸出Y為低電平；當(dāng)G為低電平時(shí)，輸出Y取決于地址選擇輸入和數(shù)據(jù)輸入。

六、設(shè)計(jì)建議

6.1 電源供應(yīng)

電源供應(yīng)應(yīng)在推薦的工作電壓范圍內(nèi)，并且每個(gè)VCC端子都應(yīng)配備良好的旁路電容，以防止電源干擾。推薦使用0.1μF的電容，也可以并聯(lián)多個(gè)旁路電容來抑制不同頻率的噪聲。

6.2 布局指南

在使用多輸入和多通道邏輯器件時(shí)，輸入引腳絕不能懸空。所有未使用的輸入都應(yīng)連接到邏輯高或邏輯低電壓，以防止出現(xiàn)未定義的工作狀態(tài)。一般來說，輸入引腳通常連接到GND或VCC，具體取決于器件的邏輯功能。

七、支持與資源

德州儀器提供了豐富的開發(fā)工具和文檔支持，包括評(píng)估器件性能的工具、生成代碼的軟件以及設(shè)計(jì)解決方案等。工程師可以通過ti.com獲取文檔更新通知，并在TI E2E?支持論壇上獲取快速、可靠的答案和設(shè)計(jì)幫助。

八、總結(jié)

SN54HC153和SN74HC153雙4線至1線數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器具有優(yōu)越的電氣特性和豐富的功能特性，多種封裝形式也能滿足不同應(yīng)用的需求。在設(shè)計(jì)過程中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景，合理選擇封裝、電源供應(yīng)和布局方式，以確保器件的性能和可靠性。同時(shí)，充分利用德州儀器提供的支持資源，能夠幫助我們更好地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。大家在實(shí)際應(yīng)用中有沒有遇到過什么問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。