SN74HCS574 Octal D-Type Flip-Flops技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments SN74HCS574/SN74HCS574-Q1八路D型触发器包含八个D型触发器。所有输入均包括施密特触发器架构。所有通道共享上升沿触发时钟 (CLK) 输入和低电平有效输出使能 (OE) 输入。Texas Instruments SN74HCS574/SN74HCS574-Q1具有直通式引脚排列,便于进行总线布线。

数据手册:

*附件:SN74HCS574数据手册.pdf

*附件:SN74HCS574-Q1数据手册.pdf

特性

  • 符合汽车应用类AEC-Q100标准:
    • 器件温度等级1:-40°C至+125°C,TA
    • 器件人体模型 (HBM) 静电放电 (ESD) 分类等级2
    • 器件充电器件模型 (CDM) ESD分类等级C6
  • 低功耗
    • 典型ICC为100nA
    • 典型输入漏电流:±100nA
  • 采用可湿性侧翼QFN (WBQB) 封装
  • 宽工作电压范围:2V至6V
  • 施密特触发器输入允许缓慢或嘈杂的输入信号
  • 输出驱动:±7.8mA (6V)
  • TA扩展环境温度范围:–40°C至+125°C

功能框图

D触发器

SN74HCS574 Octal D-Type Flip-Flops技术解析与应用指南

器件概述

SN74HCS574是德州仪器(TI)推出的一款具有施密特触发输入和3态输出的八路D型触发器集成电路。该器件采用先进的高性能CMOS(HC)工艺制造,具有以下核心特性:

  • 宽工作电压范围‌:2V至6V,兼容多种逻辑电平
  • 施密特触发输入‌:允许处理缓慢变化或噪声较大的输入信号
  • 低功耗设计‌:典型ICC仅为100nA,输入漏电流仅±100nA
  • 高驱动能力‌:在6V供电时提供±7.8mA输出驱动
  • 宽温度范围‌:支持-40°C至+125°C工作环境

关键特性详解

1. 施密特触发输入结构

SN74HCS574的所有输入都集成了施密特触发器架构,这一设计带来了显著优势:

  • 噪声容限提升‌:通过提供输入滞后(ΔVT),有效抑制输入信号中的噪声干扰
  • 缓慢信号处理‌:能够正确处理上升/下降时间较长的输入信号
  • 典型滞后电压‌:6V供电时约0.6V,4.5V时约0.4V,2V时约0.2V

2. 3态输出设计

器件的输出采用平衡CMOS 3态结构,具有三种工作状态:

  1. 高电平驱动‌:输出主动驱动高电平
  2. 低电平驱动‌:输出主动驱动低电平
  3. 高阻抗状态‌:输出断开连接,不驱动任何电平

这种设计特别适合总线应用,允许多个器件共享同一组数据线。

3. 低功耗特性

得益于HC工艺优化,SN74HCS574在静态条件下表现出极低的功耗:

  • 典型供电电流(ICC):100nA (6V供电时)
  • 典型输入漏电流:±100nA
  • 每门典型功耗电容(Cpd):20pF

电气参数与性能

1. 绝对最大额定值

  • 电源电压(VCC):-0.5V至7V
  • 输入/输出电压范围:-0.5V至VCC+0.5V
  • 连续输出电流:±35mA
  • 结温(TJ):150°C

2. 开关特性(6V供电,CL=50pF)

  • 最大时钟频率:135MHz
  • 传播延迟(tpd):10.3ns(典型值),11ns(最大值)
  • 输出使能时间(ten):9.23ns(典型值),12ns(最大值)
  • 输出禁用时间(tdis):7.01ns(典型值),9.1ns(最大值)

典型应用电路

1. 8位数据总线控制

SN74HCS574非常适合用作8位数据总线控制器:

  1. 输入连接‌:8个数据输入(D1-D8)连接到上游数据源
  2. 时钟同步‌:CLK输入接收系统时钟,上升沿触发数据锁存
  3. 输出控制‌:OE信号控制总线驱动,低电平有效
  4. 输出连接‌:8个输出(Q1-Q8)连接到共享数据总线

2. 设计注意事项

  • 去耦电容‌:应在VCC和GND之间就近放置0.1μF去耦电容
  • 未使用输入处理‌:必须连接到VCC或GND,推荐使用10kΩ上拉/下拉电阻
  • 输出负载限制‌:建议负载电容≤50pF以获得最佳性能
  • 热管理‌:在高温环境下需注意功耗和散热

PCB布局指南

  1. 电源去耦‌:将0.1μF去耦电容尽可能靠近VCC引脚放置
  2. 接地处理‌:推荐使用地平面铺铜以提高信号隔离和散热
  3. 信号走线‌:避免90°拐角,保持走线短而直
  4. 未使用引脚‌:
    • 未用输入:通过电阻连接到VCC或GND
    • 未用输出:保持悬空

选型与封装选项

SN74HCS574提供两种封装选择:

  1. RKS(VQFN-20) ‌:4.5mm×2.5mm,超薄型四方扁平无引脚封装
    • 热阻θJA:83.2°C/W
    • 适合高密度布局
  2. DGS(VSSOP-20) ‌:5.1mm×3.0mm,超薄紧缩小型封装
    • 热阻θJA:130.6°C/W
    • 适合需要手工焊接的应用
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