深入剖析MC74AC74/74ACT74双D型正边沿触发触发器

在电子设计领域，触发器是数字电路中不可或缺的基本元件，它能够存储一位二进制数据，在时序逻辑电路中发挥着关键作用。今天，我们将深入探讨安森美（onsemi）的MC74AC74/74ACT74双D型正边沿触发触发器，了解其特性、参数以及应用场景。

文件下载：MC74AC74-D.PDF

一、产品概述

MC74AC74/74ACT74是一款双D型触发器，具备异步清除和置位输入以及互补输出（Q和Q̅）。其工作原理是在时钟脉冲的正边沿将输入信息传输到输出端，时钟触发发生在时钟脉冲的特定电压电平，与正向脉冲的过渡时间并无直接关联。当时钟脉冲输入阈值电压被超过后，数据输入将被锁定，直到下一个时钟脉冲输入的上升沿，当前信息才会被传输到输出端。

异步输入功能

• 当置位输入（$overline{S}_{D}$）为低电平时，Q输出被置为高电平。
• 当清除输入（$overline{C}_{D}$）为低电平时，Q输出被置为低电平。
• 清除和置位操作独立于时钟信号。
• 若$overline{C}{D}$和$overline{S}{D}$同时为低电平，Q和Q̅输出均为高电平。

产品特性

• 输出源/灌电流能力为24mA。
• 74ACT74具有TTL兼容输入。
• 这些器件为无铅产品。

二、引脚分配

PIN	FUNCTION
D 1 , D 2	数据输入
CP 1 , CP 2	时钟脉冲输入
C D1 , C D2	直接清除输入
S D1 , S D2	直接置位输入
Q 1 , Q 1 , Q 2 , Q 2	输出

三、真值表

真值表清晰地展示了触发器在不同输入条件下的输出状态，有助于我们理解其逻辑功能。

	输入			输出
S D	C D	CP	D	Q	Q
L	H	X	X	H	L
H	L	X	X	L	H
L	L	X	X	H	H
H	H		H	H	L
H	H		L	L	H
H	H	L	X	Q 0	Q 0

注：H = 高电压电平，L = 低电压电平，X = 无关；$Q{0}(bar{Q}{0})$ 为时钟从低到高转换前的Q（Q̅）状态。

四、电气参数

1. 最大额定值

了解器件的最大额定值对于确保其安全可靠运行至关重要。以下是MC74AC74/74ACT74的最大额定值参数：

符号	参数	值	单位
VCC	直流电源电压	-0.5 至 +6.5	V
V	直流输入电压	$-0.5 leq V{1} leq V{CC}+0.5$	V
Vo	直流输出电压	$0.5 leq V{O} leq V{CC}+0.5$	V
IK	直流输入二极管电流	±20	mA
lok	直流输出二极管电流	±50	mA
lo	直流输出灌/源电流	±50	mA
ICC	每个输出引脚的直流电源电流	±50	mA
IGND	每个输出引脚的直流接地电流	±50	mA
TSTG	存储温度范围	-65 至 +150	°C
TL	距离外壳1mm处引脚温度（10秒）	260	°C
TJ	偏置下的结温	+150	°C
thetaJA	热阻（SOIC）	116	°C/W
	热阻（TSSOP）	150
PD	25°C静止空气中的功耗（SOIC）	1077	mW
	25°C静止空气中的功耗（TSSOP）	833	mW
MSL	湿度敏感度	1级
FR	可燃性等级	氧指数：30% - 35%，UL 94 V - 0 @ 0.125 in
VESD	ESD耐受电压（人体模型）	> 2000	V
	ESD耐受电压（充电设备模型）	> 1000	V
Latch - Up	闩锁性能（85°C时高于VCC和低于GND）	±100	mA

2. 推荐工作条件

在实际应用中，我们需要根据推荐工作条件来使用器件，以确保其正常工作。

符号	参数	Min	Typ	Max	单位
V CC	电源电压（AC）	2.0			V
	电源电压（ACT）	4.5	5.0	5.5	V
V in , V out	直流输入电压，输出电压（参考地）	0		V CC	V
t r , t f	输入上升和下降时间（AC器件，除施密特输入）				ns/V
	V CC @ 3.0 V		150
	V CC @ 4.5 V		40
	V CC @ 5.5 V		25
t r , t f	输入上升和下降时间（ACT器件，除施密特输入）				ns/V
	V CC @ 4.5 V		10
	V CC @ 5.5 V		8.0
T A	工作环境温度范围	-40	25	85	°C
I OH	输出高电平电流			-24	mA
I OL	输出低电平电流			24	mA

3. 直流特性

直流特性参数描述了器件在直流工作状态下的性能。

符号	参数	Vcc (V)	74AC（$T_{A}=+25^{circ}C$）	74AC（$T_{A}=-40^{circ}C$ 至 +85°C 保证极限）	单位	条件
VIH	最小高电平输入电压	3.0, 4.5, 5.5	1.5, 2.25, 2.75	2.1, 3.15, 3.85	V	VOUT = 0.1 V 或 $V_{CC}-0.1 ~V$
VIL	最大低电平输入电压	3.0, 4.5, 5.5	1.5, 2.25, 2.75	0.9, 1.35, 1.65	V	VOUT = 0.1 V 或 VCC - 0.1 V
VOH	最小高电平输出电压	3.0, 4.5, 5.5	2.99, 4.49, 5.49	2.9, 4.4, 5.4	V	lOUT = -50 μA
	3.0, 4.5, 5.5		2.56, 3.86, 4.86	2.46, 3.76, 4.76	V	$V{IN}=V{IL}$ 或 $V_{IH}$， -12 mA, -24 mA
VOL	最大低电平输出电压	3.0, 4.5, 5.5	0.002, 0.001, 0.001	0.1, 0.1, 0.1	V	lOUT = 50 μA
	3.0, 4.5, 5.5		0.36, 0.36, 0.36	0.44, 0.44, 0.44	V	$V{IN}=V{IL}$ 或 $V_{IH}$， 12 mA, 24 mA
IN	最大输入泄漏电流	5.5		±0.1	±1.0	μA	$V{1}=V{CC}$, GND
OLD	最小动态输出电流	5.5			75	mA	VOLD = 1.65 V Max
IOHD	5.5			-75	mA	$V_{OHD}=3.85 ~V$ Min
ICC	最大静态电源电流	5.5		4.0	40	μA	$V{IN}=V{CC}$ 或 GND

4. 交流特性

交流特性参数反映了器件在交流信号下的性能，如时钟频率、传播延迟等。

符号	参数	V CC * (V)	74AC（$T{A}=+25^{circ}C$，$C{L}=50 pF$）	74AC（$T{A}=-40^{circ}C$ 至 +85°C，$C{L}=50 pF$）	单位
			Min	Typ	Max	Min	Max
f max	最大时钟频率	3.3, 5.0	100, 140	125, 160	95, 125		MHz
t PLH	从 $C{Dn}$ 或 $S{Dn}$ 到 $Q{n}$ 或 $Q{n}$ 的传播延迟	3.3, 5.0	5.0, 3.5	8.0, 6.0	4.0, 3.0	13.0, 10.0	ns
t PHL	从 $C{Dn}$ 或 $S{Dn}$ 到 $Q{n}$ 或 $Q{n}$ 的传播延迟	3.3, 5.0	4.0, 3.0	10.5, 8.0	3.5, 2.5	13.5, 10.5	ns
t PLH	从 $C{Pn}$ 到 $Q{n}$ 或 $Q_{n}$ 的传播延迟	3.3, 5.0	4.5, 3.5	8.0, 6.0	4.0, 3.0	16.0, 10.5	ns
t PHL	从 $C{Pn}$ 到 $Q{n}$ 或 $Q_{n}$ 的传播延迟	3.3, 5.0	3.5, 2.5	8.0, 6.0	3.5, 2.5	14.5, 10.5	ns

注：电压范围 3.3 V 为 3.3 V ±0.3 V，电压范围 5.0 V 为 5.0 V ±0.5 V。

5. 交流工作要求

交流工作要求规定了器件在交流信号下正常工作所需的条件。

符号	参数	V CC * (V)	74AC（$T{A}=+25^{circ}C$，$C{L}=50 pF$）	74AC（$T{A}=-40^{circ}C$ 至 +85°C，$C{L}=50 pF$）	单位
			Typ		保证最小值
t s	高或低电平 $D{n}$ 到 $C{Pn}$ 的建立时间	3.3, 5.0	1.5, 1.0	4.0, 3.0	4.5, 3.0	ns
t h	高或低电平 $D{n}$ 到 $C{Pn}$ 的保持时间	3.3, 5.0	-2.0, -1.5	0.5, 0.5	0.5, 0.5	ns
t w	$C{Pn}$ 或 $C{Dn}$ 或 $S_{Dn}$ 脉冲宽度	3.3, 5.0	3.0, 2.5	5.5, 4.5	7.0, 5.0	ns
t rec	$C{Dn}$ 或 $S{Dn}$ 到 CP 的恢复时间	3.3, 5.0	-2.5, -2.0	0, 0	0, 0	ns

注：电压范围 3.3 V 为 3.3 V ±0.3 V，电压范围 5.0 V 为 5.0 V ±0.5 V。

五、电容参数

符号	参数	典型值	单位	测试条件
C IN	输入电容	4.5	pF	V CC = 5.0 V
C PD	功耗电容	35	pF	V CC = 5.0 V

六、订购信息

器件	标记	封装	包装
MC74AC74DG	AC74	SOIC - 14	55 个/导轨
MC74AC74DR2G	AC74	SOIC - 14	2500 个/卷带
MC74AC74DTR2G	AC 74	TSSOP - 14	2500 个/卷带
MC74ACT74DG	ACT74	SOIC - 14	55 个/导轨
MC74ACT74DR2G	ACT74	SOIC - 14	2500 个/卷带
MC74ACT74DTR2G	ACT 74	TSSOP - 14	2500 个/卷带

七、机械尺寸

文档中还提供了SOIC - 14和TSSOP - 14两种封装的机械尺寸图及详细尺寸参数，这些信息对于PCB设计和器件安装非常重要。

八、应用场景思考

MC74AC74/74ACT74双D型正边沿触发触发器在数字电路设计中有广泛的应用，例如在计数器、寄存器、时序逻辑电路等方面。在实际应用中，我们需要根据具体的设计要求选择合适的电源电压、时钟频率等参数，同时要注意器件的最大额定值，避免因过压、过流等情况导致器件损坏。

那么，在你的设计中，是否会考虑使用这款触发器呢？你在使用触发器时遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。

以上就是关于MC74AC74/74ACT74双D型正边沿触发触发器的详细介绍，希望对电子工程师们在设计过程中有所帮助。