SN54HC251和SN74HC251數據選擇器/多路復用器：技術解析與應用指南
SN54HC251和SN74HC251數據選擇器/多路復用器：技術解析與應用指南
一、引言
在電子設計領域，數據選擇器/多路復用器是非常重要的基礎器件，它們能夠在多個數據源中進行選擇并輸出，廣泛應用于各種數字電路系統。今天，我們就來詳細探討一下德州儀器（TI）的SN54HC251和SN74HC251這兩款數據選擇器/多路復用器。
文件下載：sn74hc251.pdf
二、產品概述
2.1 特性
- 寬工作電壓范圍：這兩款器件的工作電壓范圍為2V至6V，這使得它們在不同的電源環境下都能穩定工作，具有很強的適應性。
- 高電流三態輸出：三態輸出可以直接與系統總線接口，并且能夠驅動多達15個LSTTL負載，為系統的擴展和連接提供了便利。
- 低功耗：最大ICC電流僅為80μA，在追求低功耗的現代電子設計中具有很大的優勢。
- 快速開關速度：典型的傳播延遲時間tpd為9ns，能夠滿足高速數據處理的需求。
- 互補輸出：提供真實和反相的數據輸出，方便在不同的邏輯電路中使用。
2.2 功能描述
SNx4HC251是一款數據選擇器/多路復用器，它包含完整的二進制解碼電路，可以從8個數據源中選擇1個進行輸出。同時，該器件具有選通控制的互補三態輸出，通過輸出使能（OE）輸入可以控制輸出的狀態，當OE為高電平時，輸出處于高阻態。
三、器件信息
3.1 封裝類型
| 這兩款器件提供了多種封裝類型可供選擇，以滿足不同的應用需求。具體信息如下表所示： | PART NUMBER | PACKAGE (1) | BODY SIZE (NOM) |
|---|---|---|---|
| SN74HC251D | SOIC (16) | 9.90 mm × 3.90 mm | |
| SN74HC251DB | SSOP (16) | 6.20 mm × 5.30 mm | |
| SN74HC251N | PDIP (16) | 19.31 mm × 6.35 mm | |
| SN74HC251NS | SO (16) | 6.20 mm × 5.30 mm | |
| SN74HC251PW | TSSOP (16) | 5.00 mm × 4.40 mm | |
| SN54HC251J | CDIP (16) | 24.38 mm × 6.92 mm | |
| SNJ54HC251FK | LCCC (20) | 8.89 mm × 8.45 mm |
3.2 引腳配置
不同的封裝類型對應著不同的引腳配置，在進行電路設計時，需要根據所選的封裝類型來正確連接引腳。例如，對于16引腳的CDIP、SOIC、SSOP、PDIP、SO或TSSOP封裝，以及20引腳的LCCC封裝，都有各自特定的引腳排列。
四、規格參數
4.1 絕對最大額定值
| 在使用這兩款器件時，必須注意其絕對最大額定值，以避免對器件造成永久性損壞。例如，電源電壓范圍為 -0.5V至7V，輸入鉗位電流在VI < 0或VI > VCC時最大為±20mA等。具體參數如下表所示： | MIN | MAX | UNIT | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| V CC | Supply voltage range | –0.5 | 7 | V | ||
| I IK | Input clamp current (2) | V I < 0 or V I > V CC | ±20 | mA | ||
| I O | Continuous output current | V O = 0 to V CC | ±35 | mA | ||
| Continuous current through V CC or GND | ±70 | mA | ||||
| T J | Junction temperature | 150 | °C | |||
| T stg | Storage temperature | –65 | 150 | °C |
4.2 推薦工作條件
| 為了確保器件的正常工作，需要在推薦的工作條件下使用。例如，電源電壓對于SN54HC251為2V至6V，對于SN74HC251同樣為2V至6V；輸入高電平電壓和輸入低電平電壓在不同的電源電壓下有不同的要求等。詳細信息如下表： | SN54HC251 | SN74HC251 | UNIT | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MIN | NOM | MAX | MIN | NOM | MAX | |||||
| V CC | Supply voltage | 2 | 5 | 6 | 2 | 5 | 6 | V | ||
| V IH | High-level input voltage | V CC = 2 V | 1.5 | 1.5 | V | |||||
| V CC = 4.5 V | 3.15 | 3.15 | ||||||||
| V CC = 6 V | 4.2 | 4.2 | ||||||||
| V IL | Low-level input voltage | V CC = 2 V | 0.5 | 0.5 | V | |||||
| V CC = 4.5 V | 1.35 | 1.35 | ||||||||
| V CC = 6 V | 1.8 | 1.8 | ||||||||
| V I | Input voltage | 0 V CC | 0 | V CC | V | |||||
| V O | Output voltage | 0 | V CC | 0 | V CC | V | ||||
| Δt/Δv | Input transition rise/fall time | V CC = 2 V | 1000 | 1000 | ns | |||||
| V CC = 4.5 V | 500 | 500 | ||||||||
| V CC = 6 V | 400 | 400 | ||||||||
| T A | Operating free-air temperature | ?55 | 125 | ?40 | 85 | °C |
4.3 熱信息
| 不同封裝類型的器件具有不同的熱阻，例如D（SOIC）16引腳封裝的結到環境熱阻RθJA為73°C/W。了解熱信息對于進行散熱設計非常重要，以確保器件在工作過程中不會因為過熱而影響性能。 | THERMAL METRIC (1) | D (SOIC) 16 PINS | DB (SSOP) | N (PDIP) | NS (SO) | PW (TSSOP) | UNIT | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 16 PINS | 16 PINS | 16 PINS | 16 PINS | |||||
| R θJA | Junction-to-ambient thermal resistance | 73 | 82 | 67 | 64 | 108 | °C/W |
4.4 電氣特性
電氣特性包括輸出高電平電壓、輸出低電平電壓、輸入電流、輸出高阻態電流、電源電流等。這些參數反映了器件在不同工作條件下的電氣性能。例如，在6V電源電壓下，當I OH = -20μA時，輸出高電平電壓V OH最小為5.9V；當I OL = 20μA時，輸出低電平電壓V OL最大為0.1V等。具體參數可參考文檔中的表格。
4.5 開關特性
開關特性描述了器件在不同輸入和輸出之間的傳播延遲時間、使能和禁用時間等。例如，在CL = 50pF的條件下，當電源電壓V CC = 4.5V時，從A、B或C輸入到W或Y輸出的傳播延遲時間tpd典型值為21ns。開關特性對于高速電路設計非常關鍵，直接影響到系統的響應速度。
五、詳細描述
5.1 功能框圖
SNx4HC251的功能框圖展示了其內部的電路結構和信號流向。通過該框圖，我們可以更清晰地理解器件的工作原理。例如，輸入選擇信號A、B、C經過二進制解碼電路，從8個數據源D0 - D7中選擇一個進行輸出，輸出信號通過三態緩沖器輸出到W和Y端。
5.2 器件功能模式
| 器件的功能模式通過功能表來描述。當OE為高電平時，輸出W和Y處于高阻態；當OE為低電平時，根據輸入選擇信號A、B、C的不同組合，從8個數據源中選擇一個進行輸出。具體功能表如下： | OUTPUTS | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| SELECT | OE | Y | W | |||
| C | B | A | ||||
| X | X | X | H | Z | Z | |
| L | L | L | L | D0 | D0 | |
| L | L | H | L | D1 | D1 | |
| L | H | L | L | D2 | D2 | |
| L | H | H | L | D3 | D3 | |
| H | L | L | L | D4 | D4 | |
| H H | L H | H L | L | D5 | D5 | |
| L D6 D6 | ||||||
| H H | H L D7 D7 |
六、電源供應與布局建議
6.1 電源供應建議
電源供應應在推薦的工作電壓范圍內，并且每個VCC端子應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，也可以并聯多個旁路電容以抑制不同頻率的噪聲，例如0.1μF和1μF的電容并聯使用。旁路電容應盡可能靠近電源端子安裝，以獲得最佳效果。
6.2 布局指南
在使用多輸入和多通道邏輯器件時，輸入引腳絕不能懸空。未使用的輸入引腳必須連接到邏輯高電平或邏輯低電平，以防止出現未定義的工作狀態。一般來說，根據器件的邏輯功能，將輸入引腳連接到GND或VCC。
七、器件與文檔支持
7.1 文檔更新通知
可以通過訪問ti.com上的器件產品文件夾，點擊“Subscribe to updates”來注冊并接收文檔更新的每周摘要。同時，可以查看修訂歷史以了解具體的更改細節。
7.2 支持資源
TI E2E?支持論壇是工程師獲取快速、可靠答案和設計幫助的重要來源?？梢栽谡搲兴阉鳜F有答案或提出自己的問題，以獲得所需的設計幫助。
7.3 靜電放電注意事項
該集成電路可能會受到靜電放電（ESD）的損壞，因此在處理和安裝時應采取適當的預防措施。ESD損壞可能導致器件性能下降甚至完全失效，特別是對于精密集成電路，微小的參數變化都可能導致器件無法滿足其公布的規格。
八、機械、封裝與訂購信息
文檔中提供了詳細的機械、封裝和訂購信息，包括不同封裝類型的尺寸、包裝數量、載體類型、RoHS合規性、引腳鍍層/球材料、濕度敏感性等級/峰值回流溫度、工作溫度范圍和器件標記等。在進行采購和設計時，需要根據實際需求選擇合適的封裝類型和訂購信息。
九、總結
SN54HC251和SN74HC251是兩款性能優良的數據選擇器/多路復用器，具有寬工作電壓范圍、低功耗、快速開關速度等優點。在使用過程中，需要注意其絕對最大額定值、推薦工作條件、熱信息、電氣特性和開關特性等參數，同時遵循電源供應和布局建議，以確保器件的正常工作。通過合理的選擇和應用，這兩款器件可以為電子設計帶來很大的便利。大家在實際應用中是否遇到過類似器件的使用問題呢？歡迎在評論區分享交流。
-
數據選擇器
+關注
關注
2文章
173瀏覽量
16936
發布評論請先 登錄
SN74HC251 具有三態輸出的數據選擇器/多路復用器
SN54HC251 具有三態輸出的數據選擇器/多路復用器
74HC251-Q100;74HCT251-Q100多路復用器規格書
工商網監
評論