深入解析MC74HC157A：四2输入数据选择器/多路复用器

在电子设计领域，数据选择器和多路复用器是常见且关键的组件，它们能够高效地实现数据的路由和选择。今天，我们将深入探讨安森美（onsemi）的MC74HC157A四2输入数据选择器/多路复用器，了解其特性、参数以及应用场景。

文件下载：MC74HC157A-D.PDF

产品概述

MC74HC157A在引脚排列上与LS157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。该器件可根据选择输入将两个半字节（A或B）的数据路由到单个端口（Y），输出呈现非反相形式。当输出使能输入为高电平时，四个Y输出均为低电平。

产品特性

• 输出驱动能力：能够驱动10个LSTTL负载，可直接与CMOS、NMOS和TTL接口，方便在不同类型的电路中使用。
• 宽工作电压范围：工作电压范围为2.0至6.0 V，这使得它在不同的电源环境下都能稳定工作，增加了其应用的灵活性。
• 低输入电流：仅为1 μA，有助于降低功耗，提高系统的能效。
• 高抗噪特性：具备CMOS器件的高抗噪特性，符合JEDEC标准No. 7A的要求，能在复杂的电磁环境中可靠运行。
• 芯片复杂度：包含82个场效应管（FETs）或20.5个等效门，体现了其在集成度和性能上的平衡。
• 汽车级应用：带有 -Q后缀的型号适用于汽车和其他有独特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。
• 环保特性：这些器件无铅、无卤素/无溴化阻燃剂（BFR），符合RoHS标准，满足环保要求。

功能表与逻辑

输入		输出 Y0 - Y3
输出使能	选择
H	X	L
L	L	A0 - A3
L	H	B0 - B3

这里的X表示无关项，A0 - A3和B0 - B3分别是相应数据字输入的电平。从功能表中可以清晰地看到，输出使能和选择输入如何控制数据的输出。当输出使能为高电平时，无论选择输入如何，输出都为低电平；当输出使能为低电平时，选择输入决定了是将A输入还是B输入的数据传输到输出端。

参数指标

最大额定值

符号	参数	单位
VCC	电源电压	V
VIN	输入电压	V
VOUT	输出电压	-0.5 至 (V_{CC}+0.5) V
IN	每个引脚的直流输入电流	+20 μA
OUT	每个引脚的直流输出电流	+25 mA
	VCC和GND引脚的直流电源电流	+50 mA
IK	输入钳位电流（(V{IN}<0) 或 (V{IN}>V_{CC})）	+20 μA
OK	输出钳位电流（(V{OUT}<0) 或 (V{OUT}>V_{CC})）	+20 μA
TSTG	存储温度	-65 至 +150 °C
TJ	结温
	热阻	118 - 159 °C/W
PD	25°C静止空气中的功耗	QFN16：995 mW；TSSOP - 16：1062 mW；787 mW
MSL	湿度敏感度	1级
FR	可燃性等级	0.125 in
VESD	静电放电耐受电压（人体模型）	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。

推荐工作条件

符号	参数	最小值	最大值	单位
VCC	直流电源电压	2.0	6.0	V
VIN, VOUT	直流输入电压、输出电压	0	VCC	V
TA	工作自由空气温度	–55	+125	°C
tr, tf	输入上升或下降时间（VCC = 2.0 V）	0	1000	ns
	（VCC = 4.5 V）	0	500	ns
	（VCC = 6.0 V）	0	400	ns

在推荐工作条件下，器件能够正常工作。超出这些范围可能会影响器件的可靠性，例如未使用的输入必须连接到适当的逻辑电压电平（如GND或VCC），未使用的输出则应保持开路。

直流电气特性

包括输入高电平电压（VIH）、输入低电平电压（VIL）、输出高电平电压（VOH）、输出低电平电压（VOL）、输入泄漏电流（IN）和电源电流（ICC）等参数，这些参数在不同的温度和测试条件下有相应的保证极限。例如，VIH在不同的VCC电压下有不同的最小值，以确保正确识别输入的高电平信号。

交流电气特性

主要涉及传播延迟（tPLH、tPHL）和输入电容（Cin）等参数。传播延迟反映了信号从输入到输出的传输时间，而输入电容则影响信号的驱动能力和响应速度。不同的VCC电压和温度条件下，这些参数会有所变化。

引脚描述

输入引脚

• A0 - A3（引脚2、5、11、14）：半字节A输入。当选择输入为低电平且输出使能输入为低电平时，这些引脚上的数据将以非反相形式传输到输出端。
• B0 - B3（引脚3、6、10、13）：半字节B输入。当选择输入为高电平且输出使能输入为低电平时，这些引脚上的数据将以非反相形式传输到输出端。

输出引脚

• Y0 - Y3（引脚4、7、9、12）：数据输出。当输出使能输入为低电平时，所选的输入半字节数据将在这些输出引脚上呈现非反相形式；当输出使能输入为高电平时，输出为低电平。

控制输入引脚

• 选择（引脚1）：半字节选择输入。低电平选择A输入，高电平选择B输入。
• 输出使能（引脚15）：输出使能输入。低电平允许所选输入数据在输出端呈现，高电平使所有输出为低电平。

订购信息

MC74HC157A有多种封装形式可供选择，如SOIC - 16、TSSOP - 16和QFN16等，不同封装的标记和包装数量也有所不同。例如，MC74HC157ADG采用SOIC - 16封装，标记为HC157AG，每卷1000个；MC74HC157ADTR2G采用TSSOP - 16封装，标记为HC 157A，每卷2500个。带有 -Q后缀的型号适用于汽车等特殊应用。

封装尺寸

文档中详细给出了QFN16、SOIC - 16和TSSOP - 16三种封装的尺寸信息，包括各个尺寸的最小值、最大值和公差等。这些尺寸信息对于电路板设计和布局非常重要，工程师需要根据实际需求选择合适的封装，并确保电路板的焊盘尺寸与器件封装相匹配。

总结

MC74HC157A是一款功能强大、性能可靠的数据选择器/多路复用器，具有宽工作电压范围、低功耗、高抗噪等优点，适用于多种电子应用场景。在设计过程中，工程师需要根据具体需求，合理选择封装形式，并严格遵循推荐工作条件和参数要求，以确保器件的正常运行和系统的稳定性。你在使用MC74HC157A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。