深入解析 MC74HC73A 双 J - K 触发器

一、引言

在电子设计领域，触发器是数字电路中极为重要的基本元件，广泛应用于各种时序逻辑电路中。今天我们要深入探讨的是安森美（onsemi）推出的 MC74HC73A 双 J - K 触发器，它在众多电子设备中发挥着关键作用。

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二、MC74HC73A 概述

2.1 引脚和兼容性

MC74HC73A 在引脚排列上与 LS73 相同，其输入与标准 CMOS 输出兼容，通过上拉电阻，还能与 LSTTL 输出兼容。这使得它在不同类型的电路设计中具有很好的通用性。

2.2 工作特性

每个触发器采用负边沿触发，并且具有低电平有效的异步复位功能。在功能上，它与 HC107 相同，但引脚排列不同。

三、产品特性

3.1 输出驱动能力

具有驱动 10 个 LSTTL 负载的能力，其输出可直接与 CMOS、NMOS 和 TTL 接口，这为电路设计提供了很大的灵活性。

3.2 电压范围

工作电压范围为 2.0 至 6.0 V，能够适应不同的电源环境。

3.3 低输入电流

输入电流仅为 1.0 μA，这有助于降低电路的功耗。

3.4 高抗噪性

具备 CMOS 器件典型的高抗噪特性，能有效减少外界干扰对电路的影响。

3.5 符合标准

符合 JEDEC 标准 No. 7.0 A 的要求，芯片复杂度为 92 个 FET 或 23 个等效门。此外，带有 - Q 后缀的产品适用于汽车和其他有特殊场地和控制变更要求的应用，并且通过了 AEC - Q100 认证，具备生产件批准程序（PPAP）能力。

3.6 环保特性

这些器件无铅、无卤化物/无溴化阻燃剂（BFR），并且符合 RoHS 标准，体现了环保设计理念。

四、电气特性

4.1 最大额定值

参数	数值	单位
直流电源电压（VCC）	-0.5 至 +6.5	V
直流输入电压（VIN）	-0.5 至 VCC + 0.5	V
直流输出电压（VOUT）	-0.5 至 VCC + 0.5	V
直流输入二极管电流（lIN）	+20	mA
直流输出二极管电流（lOUT）	+25	mA
直流电源电流（Icc）	+50	mA
输入钳位电流（lik）	+20	mA
输出钳位电流（lok）	+20	mA
存储温度范围（TSTG）	-65 至 +150	°C
引脚温度（TL）	260	°C
偏置下的结温（TJ）	±150	°C
热阻（θJA）	SOIC - 14：116；TSSOP - 14：150	°C/W
25°C 静止空气中的功耗（PD）	SOIC - 14：1077；TSSOP - 14：833	mW
湿度敏感度（MSL）	Level 1	-
易燃性等级（FR）	氧指数：28 至 34；UL 94 V - 0 @ 0.125 in	-
静电放电耐受电压（VESD）	人体模型：2000；充电设备模型：N/A	V

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

4.2 推荐工作条件

参数	最小值	最大值	单位
直流电源电压（VCC）	2.0	6.0	V
直流输入/输出电压（VIN、VOUT）	0	VCC	V
工作环境温度（TA）	- 55	+ 125	°C
输入上升和下降时间（VCC = 2.0V）	0	1000	ns
输入上升和下降时间（VCC = 4.5V）	0	500	ns
输入上升和下降时间（VCC = 6.0V）	0	400	ns

超出推荐工作范围可能会影响器件的可靠性，未使用的输入必须连接到适当的逻辑电压电平（如 GND 或 VCC），未使用的输出应保持开路。

4.3 直流电气特性

这里给出了不同温度和电源电压下的最小高电平输入电压（VIH）、最大低电平输入电压（VIL）、最小高电平输出电压（VOH）、最大低电平输出电压（VOL）、最大输入泄漏电流（IIN）和最大静态电源电流（ICC）等参数。例如，在 VCC = 2.0V 时，VIH 为 1.5V，VIL 为 0.3V 等。这些参数对于准确设计电路至关重要，工程师需要根据实际应用选择合适的电源电压和工作温度范围。

4.4 交流电气特性

参数	VCC（V）	- 55 至 25°C	≤85°C	≤125°C	单位
最大时钟频率（fMAX）	2.0	6.0	4.8	4.0	MHz
最大时钟频率（fMAX）	3.0	15	10	8.0	MHz
最大时钟频率（fMAX）	4.5	30	24	20	MHz
最大时钟频率（fMAX）	6.0	35	28	24	MHz
时钟到 Q 或 Q 的最大传播延迟（tPLH、tPHL）	2.0	125	155	190	ns
时钟到 Q 或 Q 的最大传播延迟（tPLH、tPHL）	3.0	TBD	TBD	TBD	ns
时钟到 Q 或 Q 的最大传播延迟（tPLH、tPHL）	4.5	25	31	38	ns
时钟到 Q 或 Q 的最大传播延迟（tPLH、tPHL）	6.0	21	26	32	ns
复位到 Q 或 Q 的最大传播延迟（tPLH、tPHL）	2.0	155	195	235	ns
复位到 Q 或 Q 的最大传播延迟（tPLH、tPHL）	3.0	TBD	TBD	TBD	ns
复位到 Q 或 Q 的最大传播延迟（tPLH、tPHL）	4.5	31	39	47	ns
复位到 Q 或 Q 的最大传播延迟（tPLH、tPHL）	6.0	26	33	40	ns
任何输出的最大输出转换时间（tTLH、tTHL）	2.0	75	95	110	ns
任何输出的最大输出转换时间（tTLH、tTHL）	3.0	30	40	55	ns
任何输出的最大输出转换时间（tTLH、tTHL）	4.5	15	19	22	ns
任何输出的最大输出转换时间（tTLH、tTHL）	6.0	13	16	19	ns
最大输入电容（CIN）	-	10	10	10	pF
功耗电容（Cpn）（典型值，25°C，VCC = 5.0V）	5.0	35	-	-	pF

这些交流特性参数对于设计高速电路尤为重要，工程师需要根据电路的时钟频率和时序要求来选择合适的器件。

4.5 时序要求

参数	VCC（V）	- 55 至 25°C	≤85°C	≤125°C	单位
J 或 K 到时钟的最小建立时间（tsu）	2.0	100	125	150	ns
J 或 K 到时钟的最小建立时间（tsu）	3.0	TBD	TBD	TBD	ns
J 或 K 到时钟的最小建立时间（tsu）	4.5	20	25	30	ns
J 或 K 到时钟的最小建立时间（tsu）	6.0	17	21	26	ns
时钟到 J 或 K 的最小保持时间（th）	2.0	3.0	3.0	3.0	ns
时钟到 J 或 K 的最小保持时间（th）	3.0	3.0	3.0	3.0	ns
时钟到 J 或 K 的最小保持时间（th）	4.5	3.0	3.0	3.0	ns
时钟到 J 或 K 的最小保持时间（th）	6.0	3.0	3.0	3.0	ns
复位无效到时钟的最小恢复时间（trec）	2.0	100	125	150	ns
复位无效到时钟的最小恢复时间（trec）	3.0	TBD	TBD	TBD	ns
复位无效到时钟的最小恢复时间（trec）	4.5	20	25	30	ns
复位无效到时钟的最小恢复时间（trec）	6.0	17	21	26	ns
时钟的最小脉冲宽度（tw）	2.0	80	100	120	ns
时钟的最小脉冲宽度（tw）	3.0	TBD	TBD	TBD	ns
时钟的最小脉冲宽度（tw）	4.5	16	20	24	ns
时钟的最小脉冲宽度（tw）	6.0	14	17	20	ns
复位的最小脉冲宽度（tw）	2.0	80	100	120	ns
复位的最小脉冲宽度（tw）	3.0	TBD	TBD	TBD	ns
复位的最小脉冲宽度（tw）	4.5	16	20	24	ns
复位的最小脉冲宽度（tw）	6.0	14	17	20	ns
最大输入上升和下降时间（t、tf）	2.0	1000	1000	1000	ns
最大输入上升和下降时间（t、tf）	3.0	800	800	800	ns
最大输入上升和下降时间（t、tf）	4.5	500	500	500	ns
最大输入上升和下降时间（t、tf）	6.0	400	400	400	ns

这些时序要求是保证触发器正常工作的关键，工程师在设计电路时必须严格遵守，否则可能会导致电路出现时序错误。

五、订购信息

MC74HC73A 有多种封装形式可供选择，如 SOIC - 14 和 TSSOP - 14，不同封装的产品在包装和运输方式上也有所不同。例如，MC74HC73ADG 采用 SOIC - 14 封装，每导轨 55 个单位；MC74HC73ADR2G 同样是 SOIC - 14 封装，每卷带 2500 个；带有 - Q 后缀的产品适用于特定应用。

六、机械封装尺寸

文档中详细给出了 SOIC - 14 和 TSSOP - 14 两种封装的机械尺寸，包括各个引脚的尺寸、间距等信息，这对于 PCB 设计非常重要，工程师需要根据这些尺寸来设计电路板的布局。

七、总结

MC74HC73A 双 J - K 触发器以其良好的兼容性、丰富的特性和严格的电气参数，为电子工程师在数字电路设计中提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的电路需求，合理选择电源电压、工作温度范围，并严格遵守时序要求，以确保电路的正常运行。大家在使用过程中有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享交流。