SN74LV3T97-EP可配置多功能门技术解析

描述

Texas Instruments SN74LV3T97-EP可配置多功能门具有扩展电压操作以允许电平转换。八种3位输入模式决定输出状态。用户可以选择AND、NAND MUX、NOR、OR、反相器和非反相器逻辑功能。输出电平以电源电压 (V CC ) 为参考,并支持1.2V、1.8V、2.5V、3.3V和5V CMOS电平。

数据手册:*附件:Texas Instruments SN74LV3T97-EP可配置多功能门数据手册.pdf

输入采用较低阈值电路设计。此功能支持较低电压CMOS输入的升压转换(例如,1.2V输入到1.8V输出,或1.8V输入到3.3V输出)。5V 容忍输入引脚还支持向下转换(例如,3.3V到2.5V输出)。Texas Instruments SN74LV3T97-EP器件具有金键合线、-55至+105°C温度范围以及镀锡铅引线涂层。

特性

  • 1.8V到5.5V的广泛操作范围
  • 单电源电压转换器(参阅LVxT 增强输入电压)
    • 升压转换
      • 1.2V至1.8V
      • 1.5V至2.5V
      • 1.8V-3.3V
      • 3.3V至5.0V
    • 降压转换
      • 5.0V、3.3V、2.5V至1.8V
      • 5.0V、3.3V至2.5V
      • 5.0V至 3.3V
  • 5.5V容限输入引脚
  • 支持标准引脚排列
  • 在5V或3.3V的VCC 下最高可达150Mbps
  • 闭锁性能超过250mA,符合JESD 17标准
  • 支持国防、航空航天和医疗应用
    • 受控基线
      • 唯一组装/测试厂
      • 唯一制造厂
      • 延长的产品寿命周期
      • 产品可追溯性

功能框图

电平转换

SN74LV3T97-EP可配置多功能门技术解析

一、产品核心特性

SN74LV3T97-EP是德州仪器(TI)推出的增强型可配置多功能逻辑门器件,具有以下突出特性:

电气特性‌:

  • 1.8V至5.5V宽工作电压范围
  • 支持多种电压转换:
    • 上转换:1.2V→1.8V, 1.5V→2.5V, 1.8V→3.3V, 3.3V→5.0V
    • 下转换:5.0V/3.3V/2.5V→1.8V, 5.0V/3.3V→2.5V, 5.0V→3.3V
  • 5.5V容限输入引脚
  • 高达150Mbps数据传输速率(5V或3.3V供电时)

逻辑功能‌:

  • 支持8种可配置逻辑功能:
    • 多路复用器(MUX)
    • 与门(AND)、或门(OR)
    • 与非门(NAND)、或非门(NOR)
    • 反相器、非反相器
  • 3位输入组合确定输出状态
  • TTL/CMOS兼容输入阈值

可靠性‌:

  • 抗闩锁性能超过250mA(符合JESD 17标准)
  • 工作结温范围:-55°C至125°C
  • 适用于国防、航空航天和医疗应用

二、关键技术创新

1. 灵活的逻辑配置架构

  • 3输入8模式‌:通过A、B、C三个输入引脚的不同组合,可配置实现8种基本逻辑功能
  • 真值表编程‌:输出状态由3位输入的8种模式组合决定
  • 多功能集成‌:单个器件可替代传统多个标准逻辑门,显著节省PCB空间

2. 增强型电压转换技术

  • 双向电平转换‌:集成SCxT技术,支持1.2V至5V CMOS电平间的双向转换
    • 上转换:低阈值电路支持低压CMOS输入
    • 下转换:5V容限输入支持高压到低压转换
  • 自动参考输出‌:输出电平始终参考供电电压(VCC)

3. 工业级保护设计

  • 输入保护‌:
    • 集成负压钳位二极管(支持-0.5V输入)
    • 内部230kΩ下拉电阻防止输入悬空
  • 输出保护‌:
    • 平衡CMOS推挽输出
    • ±20mA输出电流限制
  • 电源监控‌:集成VCC欠压锁定(UVLO)功能

三、性能参数详解

1. 电气特性(典型值)

参数条件1.8V2.5V3.3V5V单位
VOHIOH=-8mA1.28V2.0V2.6V4.1VV
VOLIOL=8mA0.1V0.1V0.2V0.3VV
ICC静态电流40μA40μA40μA40μAμA
tpd传输延迟16ns9.4ns7.0ns5.2nsns

2. 热特性(TSSOP-14封装)

参数单位
结到环境热阻(θJA)147.7°C/W
结到板热阻(θJB)90.9°C/W
最大结温(TJ)150°C

四、典型应用设计

1. 电压转换接口

电路配置‌:

  • 上转换:1.8V MCU与3.3V传感器接口
  • 下转换:5V legacy设备与1.8V现代处理器连接
  • 双向隔离:不同电压域间的信号隔离

2. 逻辑功能实现

配置示例‌:

  1. 2输入AND门‌:
    • A接信号1,B接信号2,C接VCC
    • 输出Y = A AND B
  2. 2输入OR门‌:
    • A接信号1,B接VCC,C接信号2
    • 输出Y = A OR C
  3. 反相器‌:
    • A接输入信号,B接GND,C接VCC
    • 输出Y = NOT A

3. PCB设计规范

项目要求推荐值
电源去耦紧贴VCC引脚0.1μF+1μF陶瓷电容
信号走线长度匹配ΔL<5mm
热设计使用散热过孔4×0.3mm过孔阵列

五、应用场景推荐

1. 工业控制系统

  • PLC数字I/O模块
  • 工业传感器接口电路
  • 设备状态监控系统

2. 便携式设备

  • 电池供电设备电平转换
  • 多功能按键扫描电路
  • 低功耗逻辑控制

3. 通信设备

  • 混合电压域信号调理
  • 网络设备接口隔离
  • 基站控制信号分配

SN74LV3T97-EP通过创新的可配置架构和工业级可靠性设计,为需要灵活逻辑功能和电压转换的应用提供了高集成度解决方案。其1.8V至5.5V的宽工作电压范围和150Mbps的高速性能,使其成为现代电子系统中接口设计的理想选择。

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