SN54CBT16212A與SN74CBT16212A：24位FET總線交換開關的深度剖析

作為電子工程師，在設計電路時，選擇合適的總線交換開關至關重要。今天，我們就來深入了解一下德州儀器（Texas Instruments）的SN54CBT16212A和SN74CBT16212A這兩款24位FET總線交換開關。

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產品概述

SN54CBT16212A和SN74CBT16212A屬于德州儀器Widebus?系列。它們能提供24位的高速TTL兼容總線切換或交換功能。開關的低導通電阻使得連接時的傳播延遲極小，這對于需要高速數據傳輸的電路設計來說非常關鍵。

這兩款器件既可以作為24位總線開關，也能作為12位總線交換器，通過數據選擇（S0、S1、S2）端子在四個信號端口之間實現數據交換。

封裝與訂購信息

封裝類型

這兩款器件有多種封裝可供選擇，不同封裝適用于不同的應用場景和設計需求。

SN54CBT16212A采用WD封裝。
SN74CBT16212A有DGG、DGV、DL等封裝。

訂購信息

不同的工作溫度范圍對應不同的可訂購部件編號，具體如下：	TA	封裝類型	包裝形式	可訂購部件編號
-40°C 至 85°C	SSOP - DL	管裝	SN74CBT16212ADL	CBT16212A
-40°C 至 85°C	SSOP - DL	卷帶裝	SN74CBT16212ADLR	CBT16212A
-40°C 至 85°C	TSSOP - DGG	卷帶裝	SN74CBT16212ADGGR	CBT16212A
-40°C 至 85°C	TVSOP - DGV	卷帶裝	SN74CBT16212ADGVR	CY212A
-40°C 至 85°C	VFBGA - GQL	卷帶裝	SN74CBT16212AGQLR	CY212A
-40°C 至 85°C	VFBGA - ZQL（無鉛）	卷帶裝	SN74CBT16212AZQLR
-55°C 至 125°C	CFP - WD	管裝	SNJ54CBT16212AWD	SNJ54CBT16212AWD

功能特性

功能表

這兩款器件的功能由數據選擇端子（S0、S1、S2）控制，具體功能如下表所示：	輸入（S2、S1、S0）	輸入/輸出（A1、A2）
L、L、L	Z、Z	斷開連接
L、L、H	B1端口、Z	A1端口 = B1端口
L、H、L	B2端口、Z	A1端口 = B2端口
L、H、H	Z、B1端口	A2端口 = B1端口
H、L、L	Z、B2端口	A2端口 = B2端口
H、L、H	Z、Z	斷開連接
H、H、L	B1端口、B2端口	A1端口 = B1端口，A2端口 = B2端口
H、H、H	B2端口、B1端口	A1端口 = B2端口，A2端口 = B1端口

通過這個功能表，我們可以根據實際需求靈活配置開關的連接狀態，實現不同端口之間的數據交換。

電氣特性

絕對最大額定值

在使用這兩款器件時，需要注意其絕對最大額定值，超過這些值可能會對器件造成永久性損壞。	參數	數值
電源電壓范圍，$V_{CC}$	-0.5 V 至 7 V
輸入電壓范圍，$V_{I}$	（見注1）
連續通道電流	128 mA
輸入鉗位電流，$I{IK}$（$V{I}<0$）	-50 mA
封裝熱阻，$theta_{JA}$（見注2）：DGG封裝	64°C/W
封裝熱阻，$theta_{JA}$（見注2）：DGV封裝	48°C/W
封裝熱阻，$theta_{JA}$（見注2）：GQL/ZQL封裝	42°C/W
存儲溫度范圍，$T_{stg}$	-65°C 至 150°C

注1：如果遵守輸入和輸出鉗位電流額定值，則可以超過輸入和輸出負電壓額定值。注2：封裝熱阻是根據JESD 51 - 7計算得出的。

為了確保器件的正常工作，需要在推薦工作條件下使用。	參數	SN54CBT16212A（MIN - MAX）	SN74CBT16212A（MIN - MAX）	單位
$V_{CC}$（電源電壓）	4 - 5.5	4 - 5.5	V
$V_{IH}$（高電平控制輸入電壓）	2 -	2 -	V
$V_{IL}$（低電平控制輸入電壓）	- 0.8	- 0.8	V
$T_{A}$（工作環境溫度）	-55 - 125	-40 - 85	°C

電氣特性參數

在推薦工作環境溫度范圍內，這兩款器件的電氣特性參數如下：	參數	SN54CBT16212A（MIN - TYP - MAX）	SN74CBT16212A（MIN - TYP - MAX）	單位
$V_{IK}$	- - -	- - -1.2	- - -1.2	V
$I_{I}$	- - -	- - 10	- - 10	μA
$I_{CC}$	- - -	- - 3.2	- - 3	μA
$Delta I_{CCS}$（控制輸入）	- - -	- - 2.5	- - 2.5	mA
$C_{i}$（控制輸入）	- - -	- - 2.5	- - 2.5	pF
$C_{io(off)}$	- - -	- - 7.5	- - 7.5	pF
$r_{on}$（導通電阻）	- 14 - 20	- 14 - 20	Ω

這些參數對于評估器件在實際電路中的性能非常重要，工程師可以根據這些參數來優化電路設計。

開關特性

在推薦工作環境溫度范圍內，當負載電容$C_{L}=50 pF$時，開關特性參數如下：	參數	SN54CBT16212A（VCC = 4 V，VCC = 5 V ± 0.5 V）	SN74CBT16212A（VCC = 4 V，VCC = 5 V ± 0.5 V）
$t_{pd}$（傳播延遲）	- - - 0.8*	- 0.35 - - 0.25	ns
$t_{pd}$（從S到A或B）	- 14 - 1.5 - 13	- 10 - 1.5 - 9.1	ns
$t_{en}$（使能時間）	- 15 - 1.5 - 13.7	- 10.4 - 1.5 - 9.7	ns
$t_{dis}$（禁用時間）	- 14.2 - 1.5 - 13.5	- 9.2 - 1.5 - 8.8	ns

對于符合MIL - PRF - 38535的產品，此參數不進行生產測試。

傳播延遲是評估開關性能的重要指標之一，它會影響數據傳輸的速度和準確性。工程師在設計高速電路時，需要特別關注這個參數。

封裝材料與機械數據

封裝材料信息

文檔還提供了器件的封裝材料信息，包括卷帶和管裝的尺寸規格。不同封裝類型的器件在卷帶和管裝中的尺寸有所不同，這對于生產和組裝過程中的物料管理和設備適配非常重要。

機械數據

同時，還給出了DL和DGG封裝的機械尺寸圖和相關說明。這些機械數據對于PCB設計非常關鍵，工程師需要根據這些數據來確定器件在PCB上的布局和焊接方式。

總結

SN54CBT16212A和SN74CBT16212A這兩款24位FET總線交換開關具有高速、低導通電阻等優點，適用于多種需要總線切換或交換的電路設計。在使用時，工程師需要根據實際需求選擇合適的封裝類型，并嚴格遵守其絕對最大額定值和推薦工作條件。同時，要充分考慮其電氣特性和開關特性，以確保電路的性能和穩定性。大家在實際設計中有沒有遇到過類似總線開關的應用難題呢？歡迎在評論區分享交流。

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