CD54HC221、CD74HC221、CD74HCT221：高速CMOS双单稳态多谐振荡器的详细解析

在电子设计领域，高速CMOS逻辑器件一直是工程师们的得力助手。今天，我们将深入探讨CD54HC221、CD74HC221和CD74HCT221这三款双单稳态多谐振荡器，它们来自Harris Semiconductor，具有诸多出色的特性，能满足不同场景的设计需求。

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产品概述

CD54HC221、CD74HC221和CD74HCT221是带有复位功能的双单稳态多谐振荡器。它们采用高速CMOS技术，具备低功耗、高噪声抗扰度等优点，适用于各种需要精确脉冲控制的电路设计。

特性亮点

1. 输出脉冲控制灵活

• 复位功能：通过低电平的复位信号（R）可以终止输出脉冲，这为电路的精确控制提供了便利。例如，在一些对脉冲长度要求严格的应用中，当满足特定条件时，可以及时终止脉冲输出。
• 触发方式多样：支持从输入脉冲的上升沿（B）或下降沿（A）触发，工程师可以根据实际需求选择合适的触发方式，增强了电路设计的灵活性。

2. 输出性能优良

• 缓冲输出：Q和Q输出经过缓冲处理，能够提供稳定的信号输出，驱动能力较强。
• 输出脉冲宽度范围广：通过外部电阻（$R{X}$）和电容（$C{X}$）的调整，可以实现较宽范围的输出脉冲宽度，满足不同应用场景的需求。

3. 电气特性优越

• 宽工作温度范围：能够在 -55°C 至 125°C 的温度范围内正常工作，适用于各种恶劣的工业环境。
• 低功耗：与LSTTL逻辑IC相比，显著降低了功耗，有助于提高系统的能效。
• 高噪声抗扰度：HC类型在$V{CC}=5V$时，$N{IL}=30\%$，$N{IH}=30\%$的$V{CC}$，能够有效抵抗外界噪声干扰，保证电路的稳定性。

4. 驱动能力强

• 扇出能力：标准输出可驱动10个LSTTL负载，总线驱动输出可驱动15个LSTTL负载，能够满足大多数电路的驱动需求。

工作原理

该系列器件的定时和精度由外部电阻（$R{X}$）和电容（$C{X}$）控制。一旦触发，输出将独立于后续的触发输入，直到复位信号有效。B输入采用施密特触发器，确保触发的稳定性。输出脉冲宽度的计算公式为$t{W}=0.7 R{X} C{X}$（$V{CC}=4.5V$）。

引脚配置与真值表

引脚配置

不同封装类型的引脚配置有所不同，如CD54HC221有CERDIP封装，CD74HC221有PDIP、SOIC、SOP、TSSOP等封装，CD74HCT221有PDIP、SOIC封装。在设计电路时，需要根据具体的封装类型进行引脚连接。

真值表

INPUTS			OUTPUTS
A	B	R	Q	Q
H	X	H	L	H
X	L	H	L	H
L	↑	H
	H	H
X	X	L	L	H
L	H	↑	(Note3)	(Note3)

真值表详细描述了输入信号与输出信号之间的逻辑关系，工程师可以根据真值表进行电路的逻辑设计。

电气参数

绝对最大额定值

包括直流电源电压（$V_{CC}$：0.5V 至 7V）、直流输入/输出二极管电流、直流漏极电流等参数，在使用过程中，必须确保器件的工作条件不超过这些额定值，以免造成器件损坏。

热信息

不同封装的热阻不同，如PDIP封装的热阻为67°C/W。同时，还给出了最大结温、最大存储温度范围和最大焊接温度等参数，在散热设计时需要考虑这些因素。

工作条件

• 电源电压范围：HC类型为2V 至 6V，HCT类型为4.5V 至 5.5V。
• 输入/输出电压：$V{I}$、$V{O}$的范围与$V_{CC}$相关。
• 输入上升/下降时间：不同电源电压下，输入上升/下降时间有不同的要求。

直流电气规格

包括高/低电平输入电压、高/低电平输出电压、输入泄漏电流、静态器件电流等参数，这些参数反映了器件在直流工作状态下的性能。

开关特性

给出了输入脉冲宽度、恢复时间、传播延迟、输出转换时间等参数，对于高速电路设计，这些参数至关重要。

应用建议

电路设计

在设计电路时，需要根据实际需求选择合适的外部电阻（$R{X}$）和电容（$C{X}$），以实现所需的输出脉冲宽度。同时，要注意复位信号的使用，确保电路能够正常复位。

布局布线

• 电源滤波：在电源引脚附近添加适当的滤波电容，以减少电源噪声对器件的影响。
• 信号走线：尽量缩短输入/输出信号的走线长度，减少信号干扰。
• 散热设计：对于长时间工作或在高温环境下使用的电路，要做好散热设计，确保器件的温度在允许范围内。

静电防护

这些器件对静电放电敏感，在使用过程中，必须遵循正确的IC处理程序，如佩戴防静电手环、使用防静电工作台等，以防止静电对器件造成损坏。

订购信息

提供了不同型号的订购信息，包括温度范围、封装类型等。在订购时，需要使用完整的部件编号，后缀96和R表示卷带包装，后缀T表示250个的小批量卷带。

总结

CD54HC221、CD74HC221和CD74HCT221是三款性能出色的双单稳态多谐振荡器，具有多种优秀特性和丰富的电气参数。在实际应用中，工程师可以根据具体需求选择合适的型号和封装，合理设计电路，充分发挥这些器件的优势。同时，要注意静电防护和散热设计等问题，确保电路的稳定性和可靠性。你在使用这些器件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。