Onsemi模拟多路复用器/解复用器：MC74VHC4051、MC74VHC4052和MC74VHC4053的技术剖析

在电子设计领域，模拟多路复用器和解复用器是至关重要的组件，它们能实现信号的高效切换和分配。Onsemi的MC74VHC4051、MC74VHC4052和MC74VHC4053系列产品凭借其卓越的性能，在众多应用场景中发挥着重要作用。下面我们就来详细了解一下这些产品。

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产品概述

MC74VHC4051、MC74VHC4052和MC74VHC4053采用硅栅CMOS技术，具有快速的传播延迟、低导通电阻和低关断泄漏电流等优点。这些模拟多路复用器/解复用器能够控制在整个电源电压范围内（从VCC到VEE）变化的模拟电压。它们的引脚排列与高速HC4051A、HC4052A和HC4053A，以及金属栅MC14051B、MC14052B和MC14053B相同。

产品特性

电气性能优越

• 快速开关和传播速度：能够实现信号的快速切换，提高系统的响应速度。
• 低串扰：开关之间的串扰低，确保信号传输的准确性。
• 输入输出二极管保护：所有输入/输出都有二极管保护，增强了产品的可靠性。
• 宽电源电压范围：模拟电源电压范围（VCC - VEE）为2.0至12.0V，数字（控制）电源电压范围（VCC - GND）为2.0至6.0V。
• 线性度和导通电阻优化：与金属栅同类产品相比，具有更好的线性度和更低的导通电阻。
• 低噪声：在工作过程中产生的噪声较低，有利于提高信号质量。

芯片复杂度

• VHC4051：包含184个FET或46个等效门。
• VHC4052：包含168个FET或42个等效门。
• VHC4053：包含156个FET或39个等效门。

其他特性

• 具有NLV前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，符合AEC - Q100标准并具备PPAP能力。
• 产品为无铅、无卤素/BFR且符合RoHS标准。

功能表

不同型号的产品有各自的功能表，通过控制输入信号（如Enable、Select等）来确定导通的通道。例如，对于MC74VHC4051，当Enable为低电平时，根据Select输入（C、B、A）的不同组合，可选择不同的通道（X0 - X7）导通；当Enable为高电平时，所有通道均不导通。

电气特性

直流特性

• 数字部分：包括最小高电平输入电压（VIH）、最大低电平输入电压（VIL）、最大输入泄漏电流（Iin）和最大静态电源电流（ICC）等参数。这些参数在不同的温度和电源电压条件下有相应的保证极限值。
• 模拟部分：如最大导通电阻（Ron）、关断通道泄漏电流（loff）和导通通道泄漏电流（lon）等。导通电阻会随着电源电压和输入电流的变化而变化，不同型号和条件下有不同的数值。

交流特性

在特定的负载电容（CL = 50pF）和输入上升/下降时间（tf = 6ns）条件下，给出了通道选择到模拟输出、模拟输入到模拟输出以及使能到模拟输出的最大传播延迟（tPLH、tPHL、tPLZ、tPZH等），以及输入电容（Cin）和模拟输入/输出电容（CI/O）等参数。这些参数对于评估产品在高速信号处理中的性能非常重要。

应用特性

带宽和频率响应

在不同的电源电压和测试条件下，产品具有一定的最大导通通道带宽或最小频率响应。例如，在特定的测试条件下，不同型号的产品在不同电源电压下的带宽约为80 - 120MHz。

隔离和噪声

• 关断通道馈通隔离：在不同频率和电源电压下，关断通道的馈通隔离度约为 - 40dB至 - 50dB。
• 馈通噪声：通道选择输入到公共输入/输出的馈通噪声在不同电源电压和测试条件下有不同的数值。

  串扰和总谐波失真

• 串扰：任意两个开关之间的串扰在不同频率和电源电压下约为 - 50dB至 - 60dB（VHC4051除外）。
• 总谐波失真：在特定的输入频率和电源电压下，总谐波失真约为0.05% - 0.10%。

应用信息

控制引脚逻辑

通道选择和使能控制引脚应处于VCC或GND逻辑电平，VCC为逻辑高，GND为逻辑低。

模拟电压范围

最大模拟电压摆幅由电源电压VCC和VEE决定，正峰值模拟电压不应超过VCC，负峰值模拟电压不应低于VEE。

未使用引脚处理

未使用的模拟输入/输出可以悬空，但通过低值电阻连接到VCC或GND有助于减少串扰和馈通噪声。

电源要求

电源的约束条件为：VCC - GND = 2至6V，VEE - GND = 0至 - 6V，VCC - VEE = 2至12V，且VEE ≤ GND。

电压瞬变处理

当预计模拟通道上会出现高于VCC和/或低于VEE的电压瞬变时，建议使用外部锗或肖特基二极管进行保护。

订购与封装信息

订购信息

提供了不同型号产品的封装和发货信息，如MC74VHC4051DR2G采用SOIC - 16（无铅）封装，每卷2500个；部分产品已停产，不建议用于新设计。

封装尺寸

详细给出了SOIC - 16和TSSOP - 16两种封装的机械尺寸和公差要求，包括各引脚的尺寸、间距等参数，为产品的安装和布局提供了重要参考。

Onsemi的MC74VHC4051、MC74VHC4052和MC74VHC4053系列模拟多路复用器/解复用器以其丰富的特性和良好的性能，为电子工程师在设计中提供了可靠的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的需求和条件，合理选择产品，并注意相关的应用要求和注意事项，以确保系统的稳定运行。你在使用这些产品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。