SN54CBT16212A与SN74CBT16212A：24位FET总线交换开关的深度剖析

作为电子工程师，在设计电路时，选择合适的总线交换开关至关重要。今天，我们就来深入了解一下德州仪器（Texas Instruments）的SN54CBT16212A和SN74CBT16212A这两款24位FET总线交换开关。

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产品概述

SN54CBT16212A和SN74CBT16212A属于德州仪器Widebus™系列。它们能提供24位的高速TTL兼容总线切换或交换功能。开关的低导通电阻使得连接时的传播延迟极小，这对于需要高速数据传输的电路设计来说非常关键。

这两款器件既可以作为24位总线开关，也能作为12位总线交换器，通过数据选择（S0、S1、S2）端子在四个信号端口之间实现数据交换。

封装与订购信息

封装类型

这两款器件有多种封装可供选择，不同封装适用于不同的应用场景和设计需求。

• SN54CBT16212A采用WD封装。
• SN74CBT16212A有DGG、DGV、DL等封装。

订购信息

不同的工作温度范围对应不同的可订购部件编号，具体如下：	TA	封装类型	包装形式	可订购部件编号	顶面标记
-40°C 至 85°C	SSOP - DL	管装	SN74CBT16212ADL	CBT16212A
-40°C 至 85°C	SSOP - DL	卷带装	SN74CBT16212ADLR	CBT16212A
-40°C 至 85°C	TSSOP - DGG	卷带装	SN74CBT16212ADGGR	CBT16212A
-40°C 至 85°C	TVSOP - DGV	卷带装	SN74CBT16212ADGVR	CY212A
-40°C 至 85°C	VFBGA - GQL	卷带装	SN74CBT16212AGQLR	CY212A
-40°C 至 85°C	VFBGA - ZQL（无铅）	卷带装	SN74CBT16212AZQLR
-55°C 至 125°C	CFP - WD	管装	SNJ54CBT16212AWD	SNJ54CBT16212AWD

功能特性

功能表

这两款器件的功能由数据选择端子（S0、S1、S2）控制，具体功能如下表所示：	输入（S2、S1、S0）	输入/输出（A1、A2）	功能
L、L、L	Z、Z	断开连接
L、L、H	B1端口、Z	A1端口 = B1端口
L、H、L	B2端口、Z	A1端口 = B2端口
L、H、H	Z、B1端口	A2端口 = B1端口
H、L、L	Z、B2端口	A2端口 = B2端口
H、L、H	Z、Z	断开连接
H、H、L	B1端口、B2端口	A1端口 = B1端口，A2端口 = B2端口
H、H、H	B2端口、B1端口	A1端口 = B2端口，A2端口 = B1端口

通过这个功能表，我们可以根据实际需求灵活配置开关的连接状态，实现不同端口之间的数据交换。

电气特性

绝对最大额定值

在使用这两款器件时，需要注意其绝对最大额定值，超过这些值可能会对器件造成永久性损坏。	参数	数值
电源电压范围，$V_{CC}$	-0.5 V 至 7 V
输入电压范围，$V_{I}$	（见注1）
连续通道电流	128 mA
输入钳位电流，$I{IK}$（$V{I}<0$）	-50 mA
封装热阻，$theta_{JA}$（见注2）：DGG封装	64°C/W
封装热阻，$theta_{JA}$（见注2）：DGV封装	48°C/W
封装热阻，$theta_{JA}$（见注2）：GQL/ZQL封装	42°C/W
存储温度范围，$T_{stg}$	-65°C 至 150°C

注1：如果遵守输入和输出钳位电流额定值，则可以超过输入和输出负电压额定值。 注2：封装热阻是根据JESD 51 - 7计算得出的。

推荐工作条件

为了确保器件的正常工作，需要在推荐工作条件下使用。	参数	SN54CBT16212A（MIN - MAX）	SN74CBT16212A（MIN - MAX）	单位
$V_{CC}$（电源电压）	4 - 5.5	4 - 5.5	V
$V_{IH}$（高电平控制输入电压）	2 -	2 -	V
$V_{IL}$（低电平控制输入电压）	- 0.8	- 0.8	V
$T_{A}$（工作环境温度）	-55 - 125	-40 - 85	°C

需要注意的是，所有未使用的控制输入必须连接到$V_{CC}$或GND，以确保器件正常工作。

电气特性参数

在推荐工作环境温度范围内，这两款器件的电气特性参数如下：	参数	SN54CBT16212A（MIN - TYP - MAX）	SN74CBT16212A（MIN - TYP - MAX）	单位
$V_{IK}$	- - -	- - -1.2	- - -1.2	V
$I_{I}$	- - -	- - 10	- - 10	μA
$I_{CC}$	- - -	- - 3.2	- - 3	μA
$Delta I_{CCS}$（控制输入）	- - -	- - 2.5	- - 2.5	mA
$C_{i}$（控制输入）	- - -	- - 2.5	- - 2.5	pF
$C_{io(off)}$	- - -	- - 7.5	- - 7.5	pF
$r_{on}$（导通电阻）	- 14 - 20	- 14 - 20	Ω

这些参数对于评估器件在实际电路中的性能非常重要，工程师可以根据这些参数来优化电路设计。

开关特性

在推荐工作环境温度范围内，当负载电容$C_{L}=50 pF$时，开关特性参数如下：	参数	SN54CBT16212A（VCC = 4 V，VCC = 5 V ± 0.5 V）	SN74CBT16212A（VCC = 4 V，VCC = 5 V ± 0.5 V）	单位
$t_{pd}$（传播延迟）	- - - 0.8*	- 0.35 - - 0.25	ns
$t_{pd}$（从S到A或B）	- 14 - 1.5 - 13	- 10 - 1.5 - 9.1	ns
$t_{en}$（使能时间）	- 15 - 1.5 - 13.7	- 10.4 - 1.5 - 9.7	ns
$t_{dis}$（禁用时间）	- 14.2 - 1.5 - 13.5	- 9.2 - 1.5 - 8.8	ns

• 对于符合MIL - PRF - 38535的产品，此参数不进行生产测试。

传播延迟是评估开关性能的重要指标之一，它会影响数据传输的速度和准确性。工程师在设计高速电路时，需要特别关注这个参数。

封装材料与机械数据

封装材料信息

文档还提供了器件的封装材料信息，包括卷带和管装的尺寸规格。不同封装类型的器件在卷带和管装中的尺寸有所不同，这对于生产和组装过程中的物料管理和设备适配非常重要。

机械数据

同时，还给出了DL和DGG封装的机械尺寸图和相关说明。这些机械数据对于PCB设计非常关键，工程师需要根据这些数据来确定器件在PCB上的布局和焊接方式。

总结

SN54CBT16212A和SN74CBT16212A这两款24位FET总线交换开关具有高速、低导通电阻等优点，适用于多种需要总线切换或交换的电路设计。在使用时，工程师需要根据实际需求选择合适的封装类型，并严格遵守其绝对最大额定值和推荐工作条件。同时，要充分考虑其电气特性和开关特性，以确保电路的性能和稳定性。大家在实际设计中有没有遇到过类似总线开关的应用难题呢？欢迎在评论区分享交流。