CDx4HC(T)138/238 高速CMOS邏輯3 - 8線解碼器/解復(fù)用器深度解析

在電子設(shè)計領(lǐng)域，解碼器和解復(fù)用器是非常重要的邏輯器件，它們能夠?qū)崿F(xiàn)地址解碼和數(shù)據(jù)路由等功能。今天我們就來詳細(xì)探討一下德州儀器（TI）的CDx4HC(T)138和CDx4HC(T)238系列高速CMOS邏輯3 - 8線解碼器/解復(fù)用器。

文件下載：cd74hc138.pdf

一、產(chǎn)品概述

CDx4HC(T)138和CDx4HC(T)238系列器件包括CD54HC138、CD74HC138、CD54HCT138、CD74HCT138、CD54HC238、CD74HC238、CD54HCT238和CD74HCT238等型號。這些器件是高速硅柵CMOS解碼器，非常適合用于內(nèi)存地址解碼或數(shù)據(jù)路由應(yīng)用。它們內(nèi)部包含一個單一的3:8解碼器，具有三個地址選擇輸入（A?、A?和A?），可實現(xiàn)正常的八選一解碼功能。同時，還提供了三個選通輸入（G?、G?和G?），用于簡化級聯(lián)和實現(xiàn)解復(fù)用功能。

二、產(chǎn)品特性

（一）輸出選擇

• '138型號：八個數(shù)據(jù)輸出中，選中的輸出為低電平有效。
• '238型號：八個數(shù)據(jù)輸出中，選中的輸出為高電平有效。

（二）端口與級聯(lián)

可作為I/O端口或內(nèi)存選擇器使用，并且通過三個使能輸入能夠方便地進(jìn)行級聯(lián)操作。

（三）電氣性能

• 傳播延遲：在(V{CC}=5V)、(C{L}=15pF)、(T_{A}=25^{circ}C)的典型條件下，傳播延遲僅為13ns，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的數(shù)據(jù)處理。
• 扇出能力：總線驅(qū)動器輸出可驅(qū)動15個LSTTL負(fù)載，標(biāo)準(zhǔn)輸出可驅(qū)動10個LSTTL負(fù)載。
• 工作溫度范圍：非常寬泛，從 - 55°C到125°C，適用于各種惡劣的工作環(huán)境。
• 功耗：與LSTTL邏輯IC相比，顯著降低了功耗，更加節(jié)能。

（四）不同類型特性

• HC類型：工作電壓范圍為2V到6V，具有較高的抗噪聲能力，在(V{CC}=5V)時，(N{IL}=30%)，(N_{IH}=30%)。
• HCT類型：工作電壓范圍為4.5V到5.5V，可直接與LSTTL輸入邏輯兼容，(V{IL}=0.8V)（最大），(V{IH}=2V)（最小），并且具有CMOS輸入兼容性，在(V{OL})、(V{OH})時，(I_{I} ≤1μA)。

三、引腳配置與功能

四、參數(shù)規(guī)格

（一）絕對最大額定值

在使用這些器件時，需要注意其絕對最大額定值，例如電源電壓(V{CC})的范圍為 - 0.5V到7V，輸出源或灌電流(I{O})每個輸出引腳最大為±25mA等。超出這些額定值可能會導(dǎo)致器件永久性損壞。

（二）推薦工作條件

• HC類型：電源電壓范圍為2V到6V。
• HCT類型：電源電壓范圍為4.5V到5.5V。 輸入電壓(V{I})和輸出電壓(V{O})的范圍均為0到(V{CC})，輸入上升和下降時間(t{t})會根據(jù)不同的(V_{CC})值有所變化。

（三）熱信息

不同封裝類型的熱阻不同，例如CD74HC(T)138、CD74HC(T)238的PDIP封裝熱阻為67°C/W，SOIC封裝熱阻為73°C/W等。在設(shè)計散熱方案時，需要考慮這些熱阻參數(shù)。

（四）電氣特性

包括高電平輸入電壓(V{IH})、低電平輸入電壓(V{IL})、高電平輸出電壓(V{OH})、低電平輸出電壓(V{OL})、輸入泄漏電流(I{I})和電源電流(I{CC})等參數(shù)，這些參數(shù)會隨著溫度和工作電壓的變化而有所不同。

（五）開關(guān)特性

主要包括地址到輸出的傳播延遲(t{pd})、選通到輸出的傳播延遲以及輸出轉(zhuǎn)換時間(t{t})等。在不同的(V{CC})和負(fù)載電容(C{L})條件下，這些參數(shù)也會有所變化。

五、功能模式

（一）'138型號功能表

（二）'238型號功能表

從這些功能表中可以清晰地看到，選通輸入和地址輸入如何決定輸出的狀態(tài)。

六、設(shè)計建議

（一）電源供應(yīng)

電源可以選擇推薦工作條件范圍內(nèi)的任意電壓值，每個(V_{CC})端子都應(yīng)連接一個良好的旁路電容，以防止電源干擾。推薦使用0.1μF的電容，也可以并聯(lián)多個旁路電容來抑制不同頻率的噪聲。旁路電容應(yīng)盡可能靠近電源端子安裝，以獲得最佳效果。

（二）布局注意事項

在使用多輸入和多通道邏輯器件時，輸入引腳絕不能懸空。對于未使用的輸入引腳，必須將其連接到邏輯高或邏輯低電壓，具體連接方式要根據(jù)器件的功能和輸入電壓規(guī)格來確定。一般來說，可以將輸入引腳連接到GND或(V_{CC})。

七、支持與文檔

TI提供了豐富的開發(fā)工具和軟件，用于評估器件性能、生成代碼和開發(fā)解決方案。同時，用戶可以通過ti.com上的設(shè)備產(chǎn)品文件夾訂閱文檔更新通知，還可以在TI E2E?支持論壇上獲取快速、經(jīng)過驗證的答案和設(shè)計幫助。

八、總結(jié)

CDx4HC(T)138和CDx4HC(T)238系列高速CMOS邏輯3 - 8線解碼器/解復(fù)用器具有高速、低功耗、寬工作溫度范圍等優(yōu)點，適用于多種電子應(yīng)用場景。在設(shè)計過程中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇器件類型和封裝形式，并注意其電氣特性、熱特性以及布局等方面的要求。大家在實際使用中有沒有遇到過什么問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。