SN54AHCT123A与SN74AHCT123A双可重触发单稳态多谐振荡器的设计与应用

在电子设计领域，单稳态多谐振荡器是一种常用的电路元件，可用于产生特定时长的脉冲信号。TI公司的SN54AHCT123A和SN74AHCT123A双可重触发单稳态多谐振荡器便是其中的佼佼者。本文将深入探讨这两款器件的特性、工作原理、应用注意事项等内容，希望能为电子工程师们的设计工作提供有价值的参考。

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器件特性概述

输入兼容性与触发特性

SN54AHCT123A和SN74AHCT123A的输入与TTL电压兼容，其$overline{A}$、B和CLR输入具有施密特触发器，能处理缓慢的输入转换速率，实现无抖动的输出触发。脉冲触发发生在特定电压电平，与输入脉冲的转换时间无直接关联。

可重触发与脉冲控制

器件具有可重触发功能，触发后可通过重新触发低电平有效（$overline{A}$）或高电平有效（B）输入来延长基本脉冲持续时间。同时，将CLR置低可缩短脉冲持续时间，CLR输入还能覆盖$overline{A}$、A或B输入。

输出一致性与稳定性

对于给定的外部定时组件，不同器件之间的输出脉冲持续时间差异通常小于±0.5%。输出脉冲持续时间随电源电压和温度的变化也在可接受范围内，具体变化情况可参考相关图表。

上电状态与无毛刺输出

上电时，Q输出为低电平，$overline{Q}$输出为高电平，且无需施加复位脉冲即可实现无毛刺输出。

静电放电（ESD）保护

器件的ESD保护性能出色，超过JESD 22标准，包括2000 - V人体模型（A114 - A）、200 - V机器模型（A115 - A）和1000 - V带电设备模型（C101）。

闩锁性能

闩锁性能超过每JESD 78，Class II标准的100 mA。

工作原理与功能实现

脉冲触发方式

该器件有三种脉冲触发方式：

• 方式一：$overline{A}$输入为低电平，B输入由低变高。
• 方式二：B输入为高电平，$overline{A}$输入由高变低。
• 方式三：$overline{A}$输入为低电平，B输入为高电平，且CLR输入由低变高。

输出脉冲持续时间控制

输出脉冲持续时间$t_w$主要由外部电容$C_T$和定时电阻$R_T$决定，计算公式为$t_w = K × R_T × C_T$。当$C_T geq 1000 pF$时，$K = 1.0$；当$CT < 1000 pF$时，$K$值可从相关图表中确定。通过选择合适的外部电阻和电容值，可对输出脉冲持续时间进行编程。若要获得可变脉冲持续时间，可在$R{ext} / C{ext}$和$V{CC}$之间连接一个外部可变电阻。

功能表与逻辑图

器件的功能表详细列出了不同输入组合下的输出状态，逻辑图则直观展示了其内部逻辑结构，有助于工程师理解和设计电路。

电气特性与参数

绝对最大额定值

使用该器件时，需注意其绝对最大额定值，如电源电压范围为 - 0.5V至7V，输入电压范围为 - 0.5V至7V等。超出这些额定值可能会对器件造成永久性损坏。

推荐工作条件

推荐的工作条件包括电源电压、输入电压、输出电流、外部定时电阻等参数范围。例如，SN54AHCT123A和SN74AHCT123A的电源电压推荐范围均为4.5V至5.5V。

电气特性参数

在推荐的工作温度范围内，器件的电气特性参数如输出高电平电压$V{OH}$、输出低电平电压$V{OL}$、静态电流$I_{CC}$等都有明确的规定。这些参数对于评估器件的性能和设计电路至关重要。

开关特性

开关特性参数包括传播延迟时间$t{PLH}$、$t{PHL}$等，不同负载电容下的开关特性有所不同。了解这些参数有助于优化电路的时序设计。

应用注意事项

噪声与布线

为防止因噪声导致的故障，应在$V{CC}$和GND之间连接一个高频电容，并尽量缩短外部组件与$C{ext}$和$R{ext} / C{ext}$端子之间的布线长度。

电源关断考虑

大值的$C{ext}$在电源关断时可能会引发问题，因为电容中存储的能量可能会通过保护二极管放电。为避免器件损坏，当$V{CC}$快速降至零时，可使用外部钳位二极管。

输出脉冲持续时间计算

在计算输出脉冲持续时间时，需准确选择外部电容和电阻值，并根据$C_T$的大小确定$K$值。同时，要考虑不同器件之间的差异和环境因素对脉冲持续时间的影响。

重触发数据

重触发时，相邻两个输入信号的间隔应满足$t_{MIR}=0.30 × t_w$，以确保能够成功重触发输出。从输入脉冲结束到重触发输出开始的最小时间约为15 ns。

封装与订购信息

封装类型

该器件提供多种封装类型，如J、W、D、DB、DGV、N、PW、FK等，不同封装适用于不同的应用场景和安装要求。

订购信息

订购时需根据工作温度范围、封装类型等选择合适的可订购部件编号。例如，工作温度范围为 - 40°C至85°C的SN74AHCT123A有多种封装可供选择，对应的部件编号也不同。

总结

SN54AHCT123A和SN74AHCT123A双可重触发单稳态多谐振荡器以其出色的性能、灵活的脉冲控制方式和丰富的封装选择，为电子工程师们提供了强大的设计工具。在实际应用中，工程师们需充分了解器件的特性和工作原理，注意应用过程中的各种细节，以确保设计出稳定、可靠的电路。希望本文能帮助工程师们更好地使用这两款器件，在电子设计领域取得更好的成果。你在使用这两款器件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。