深入解析MC74HC390A：高性能双4级二进制纹波计数器

在电子设计领域，计数器是一种常见且重要的逻辑元件，广泛应用于各种数字电路中。今天，我们将深入探讨安森美（onsemi）的MC74HC390A，这是一款高性能的双4级二进制纹波计数器，采用硅栅CMOS技术，具有诸多出色的特性。

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一、产品概述

MC74HC390A在引脚排列上与LS390相同，其输入兼容标准CMOS输出，通过上拉电阻还能兼容LSTTL输出。该器件由两个独立的4位计数器组成，每个计数器包含一个二分频和一个五分频部分。二分频和五分频计数器具有独立的时钟输入，并且可以级联以实现各种2和/或5的组合，最高可实现100分频。

计数器内部的触发器由时钟输入的高到低的转换触发。每个4位计数器都有一个独立的异步复位功能。由于内部纹波延迟，Q输出的状态变化不会同时发生，因此解码输出信号可能会出现解码尖峰，除非与HC390A的时钟进行门控，否则不应将其用作时钟或选通信号。

二、产品特性

2.1 输出驱动能力

具有驱动10个LSTTL负载的能力，输出可直接与CMOS、NMOS和TTL接口，这使得它在不同类型的电路中都能方便地使用。

2.2 宽工作电压范围

工作电压范围为2.0至6.0V，为设计提供了更大的灵活性。

2.3 低输入电流

输入电流仅为1μA，有助于降低功耗。

2.4 高抗噪特性

具备CMOS器件典型的高抗噪特性，能在复杂的电磁环境中稳定工作。

2.5 符合标准

符合JEDEC标准No 7 A的要求，芯片复杂度为244个FET或61个等效门。

2.6 汽车级应用

带有-Q后缀的产品适用于汽车和其他需要独特站点和控制变更要求的应用，并且通过了AEC-Q100认证，具备PPAP能力。

2.7 环保特性

这些器件无铅、无卤素/无溴化阻燃剂，符合RoHS标准。

三、电气特性

3.1 最大额定值

符号	参数	值	单位
VCC	DC电源电压	-0.5 至 +6.5	V
VIN	DC输入电压	-0.5 至 (V_{CC}+0.5)	V
VOUT	DC输出电压	-0.5 至 (V_{CC}+0.5)	V
IIN	每个引脚的DC输入电流	±20	mA
IOUT	每个引脚的DC输出电流	±25	mA
ICC	VCC和GND引脚的DC电源电流	±50	mA
IK	输入钳位电流（(V{IN}<0) 或 (V{IN}>V_{CC})）	±20	mA
IOK	输出钳位电流（(VOUT < 0) 或 (VOUT > VCC)）	±20	mA
TSTG	存储温度	-65 至 +150	°C
TL	距离外壳1mm处，持续10秒的引脚温度	260	°C
TJ	偏置下的结温	±150	°C
thetaJA	热阻（注1）	126	°C/W
PD	25°C静止空气中的功耗	995 至 787	mW
MSL	湿度敏感性	-	-
FR	可燃性等级	氧指数：28 至 34	-
VESD	ESD耐受电压（注2）	人体模型 > 2000，充电设备模型 N/A	V

3.2 推荐工作条件

参数	最小值	最大值	单位
VCC	2.0	6.0	V
TA	-55	+125	°C
t, tf（不同VCC下）	0 至相应值	-	ns

3.3 直流电气特性

包括输入电压、输出电流、输入泄漏电流等参数，这些参数在不同的测试条件下有具体的数值范围，为电路设计提供了精确的参考。

3.4 交流电气特性

涵盖最大时钟频率、最大传播延迟、最大输出转换时间等参数，这些参数对于高速数字电路的设计至关重要。

四、引脚描述

4.1 输入引脚

• Clock A（引脚1、15）：二分频计数器的时钟输入。
• Clock B（引脚4、15）：五分频计数器的时钟输入。内部触发器由时钟输入的高到低的转换触发。

4.2 控制输入引脚

• Reset（引脚2、14）：异步复位。复位输入为高电平时，禁止计数，复位内部触发器，并将 (Q{A}) 至 (Q{D}) 强制为低电平。

4.3 输出引脚

• (Q_{A})（引脚3、13）：二分频计数器的输出。
• (Q{B})、(Q{C})、(Q_{D})（引脚5、6、7、9、10、11）：五分频计数器的输出。当计数器连接为BCD输出时，(QD) 是最高有效位，(QA) 是最低有效位；当计数器以双五进制模式工作时，(Q_{B}) 是最低有效位。

五、应用信息

5.1 BCD计数序列

将输出 (QA) 连接到Clock B输入（如图4所示），可以获得具有BCD输出的十进制分频器。其BCD计数序列的功能表如下：	计数	(Q_{D})	(Q_{C})	(Q_{B})	(Q_{A})
0	L	L	L	L
1	L	L	L	H
2	L	L	H	L
3	L	L	H	H
4	L	H	L	L
5	L	H	L	H
6	L	H	H	L
7	L	H	H	H
8	H	L	L	L
9	H	L	L	H

5.2 双五进制计数序列

将连接到Clock B输入的输入信号，以及输出 (QD) 连接到Clock A输入（如图8所示），可以获得双五进制计数序列。(Q_{A}) 提供50%占空比的输出。其双五进制计数序列的功能表如下：	计数	(Q_{A})	(Q_{D})	(Q_{C})	(Q_{B})
0	L	L	L	L
1	L	L	L	H
2	L	L	H	L
3	L	L	H	H
4	L	H	L	L
8	H	L	L	L
9	H	L	L	H
10	H	L	H	L
11	H	L	H	H
12	H	H	L	L

六、订购信息

MC74HC390A有多种封装可供选择，如SOIC-16、TSSOP-16等，不同封装的产品在包装和数量上有所不同。例如，MC74HC390ADG采用SOIC-16封装，每轨48个；MC74HC390ADR2G采用SOIC-16封装，每卷带2500个。带有-Q后缀的产品适用于汽车等特殊应用。

七、总结

MC74HC390A是一款功能强大、性能出色的双4级二进制纹波计数器，具有宽工作电压范围、低功耗、高抗噪等优点。在数字电路设计中，它可以方便地实现各种分频功能，适用于多种应用场景。电子工程师在设计过程中，可以根据具体需求选择合适的封装和工作条件，充分发挥该器件的优势。同时，在使用过程中，需要注意其电气特性和引脚功能，以确保电路的稳定运行。你在使用类似计数器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。