Texas Instruments SN74LV594A/SN74LV594A-Q1 8位并行输出串行移位寄存器设计采用2V至5.5V VCC 运行。SN74LV594A-Q1符合汽车应用类AEC-Q100标准，采用可湿性侧翼QFN (WBQB) 封装。TI SN74LV594A/-Q1可在移位寄存器和存储寄存器上进行独立直接覆盖清零

数据手册：

*附件：SN74LV594A 的产品评估板数据手册.pdf

*附件：SN74LV594A-Q1 的产品评估板数据手册.pdf

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准 (SN74LV594A-Q1)：
  • 器件温度等级1：–40°C至+125°C，TA
  • 器件HBM ESD分类等级2
  • 器件充电器件模型 (CDM) ESD分类等级C6
  • 采用可湿性侧翼QFN (WBQB) 封装
• 工作电压：2V至5.5V VCC
• 5V时最大tpd 为6.5ns
• 典型V OLP （输出接地弹跳）<>CC = 3.3V、TA = 25°C时）
• 支持所有端口上的混合模式电压运行
• 具有存储功能的8位串行输入、并行输出移位寄存器
• 移位寄存器和存储寄存器上的独立直接覆盖清零
• 移位寄存器和存储寄存器的独立时钟
• 闭锁性能超过100mA，符合JESD 78 II类标准

SN74LV594A逻辑图（正逻辑）

SN74LV594A-Q1逻辑图（正逻辑）

SN74LV594A：2-5.5V带输出寄存器的8位移位寄存器技术解析

产品概述

SN74LV594A是德州仪器(TI)推出的低电压8位移位寄存器，具有独立的输出寄存器功能。该器件专为2V至5.5V宽电压范围系统设计，集成了串行输入、并行输出功能，适用于需要数据缓冲和扩展的数字系统。

核心特性

• ‌宽电压工作范围‌：2V至5.5V，兼容多种逻辑电平
• ‌高速性能‌：5V供电时最大传播延迟仅6.5ns
• ‌双寄存器结构‌：独立的移位寄存器和存储寄存器
• ‌低功耗设计‌：静态电流仅20μA(典型值)
• ‌抗干扰能力‌：锁存性能超过JESD78 Class II标准(>100mA)

关键参数与性能

电气特性

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
工作电压	VCC	2	-	5.5	V
高电平输出	VCC=3.3V, IOH=-6mA	-	2.48	-	V
低电平输出	VCC=3.3V, IOL=6mA	-	0.44	-	V
静态电流	VCC=5.5V	-	20	-	μA

时序特性(5V供电)

• ‌最大时钟频率‌：170MHz(CL=15pF)
• ‌传播延迟‌：CLK→Q 6.5ns(最大)
• ‌建立时间‌：数据在CLK↑前3ns(最小)
• ‌保持时间‌：数据在CLK↑后2ns(最小)

封装选项

SN74LV594A提供多种封装以适应不同应用场景：

封装类型	尺寸(长×宽)	特点
WQFN(BQB)	3.6×2.6mm	超薄紧凑，适合空间受限设计
SOIC(D)	9.9×3.91mm	标准封装，易于手工焊接
TSSOP(PW)	5×4.4mm	高密度布局，节省PCB空间
SSOP(DB)	6.2×5.3mm	折中尺寸，适合中等密度设计

功能架构

逻辑框图

器件包含两个主要功能模块：

1. ‌8位移位寄存器‌：通过SER引脚串行接收数据，在SRCLK上升沿移位
2. ‌8位存储寄存器‌：在RCLK上升沿锁存移位寄存器内容，并行输出

控制信号

• ‌SRCLR‌：异步清零移位寄存器(低有效)
• ‌RCLR‌：异步清零存储寄存器(低有效)
• ‌SRCLK‌：移位寄存器时钟(上升沿触发)
• ‌RCLK‌：存储寄存器时钟(上升沿触发)

典型应用

1. 工业控制系统

• PLC数字输入扩展
• 传感器数据采集缓冲
• 4-20mA电流环路隔离

2. 医疗设备

• ECG心电图数据采集
• 患者监护仪信号处理
• 医疗传感器接口

3. 消费电子

• 键盘扫描电路
• LED矩阵驱动
• 智能家居控制面板

设计指南

电源设计

• 每个VCC引脚附近放置0.1μF去耦电容
• 多电源系统建议每个电源引脚使用0.01-0.022μF电容
• 可并联不同容值电容以抑制多频段噪声

PCB布局

• 时钟信号走线尽量短且直，避免锐角转弯
• 未使用输入必须上拉/下拉，不可悬空
• 输出负载电容建议≤50pF以保证信号完整性
• 长走线需端接匹配电阻(典型值22-47Ω)

热管理

不同封装的热阻参数：

封装类型	θJA(°C/W)	θJC(top)(°C/W)
WQFN	85.9	82.4
SOIC	80.2	40.3
TSSOP	106.1	40.8

性能优化技巧

1. ‌混合电压设计‌：利用器件3.3V/5V兼容性实现不同电压域接口
2. ‌级联扩展‌：通过QH'输出实现多器件级联，扩展IO数量
3. ‌低功耗模式‌：利用Ioff特性实现模块化电源管理
4. ‌抗振铃设计‌：输出串联22Ω电阻抑制信号过冲

器件对比

型号	电压范围	最大频率	特殊功能	适用场景
SN74LV594A	2-5.5V	170MHz	双寄存器	宽电压通用设计
SN74HC594	2-6V	100MHz	单寄存器	低成本应用
CD4094	3-18V	10MHz	三态输出	高电压系统

结论

SN74LV594A凭借其宽电压适应性、优异的时序性能和灵活的双寄存器架构，成为数据缓冲和IO扩展应用的理想解决方案。设计时需特别关注电源去耦、信号完整性和热管理，以充分发挥器件性能优势。其医疗级(ECG)和工业级(PLC)应用验证了器件在严苛环境下的可靠性，是数字系统设计的优选组件。