MC74AC157/74ACT157：高速四通道2输入多路复用器的设计与应用

在电子设计的领域中，多路复用器是一种常见且重要的逻辑器件，它能够在多个输入信号中选择一个输出，广泛应用于数据选择、信号切换等场景。今天，我们来详细探讨一下安森美（onsemi）的MC74AC157/74ACT157高速四通道2输入多路复用器。

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一、产品概述

MC74AC157/74ACT157是一款高速四通道2输入多路复用器。它可以通过公共选择（Select）和使能（Enable）输入，从两个数据源中选择四位数据。四个输出端以真值（非反相）形式呈现所选数据。此外，该器件还可用作函数发生器。

二、产品特性

2.1 输出驱动能力

输出源/灌电流能力为24 mA，这使得它能够驱动一定负载，满足多种应用场景的需求。

2.2 输入兼容性

其中，′ACT157具有TTL兼容输入，方便与其他TTL逻辑电路进行接口。

2.3 环保特性

这些器件是无铅（Pb - Free）的，符合环保要求。

三、引脚与功能

3.1 引脚定义

引脚名称	功能
I0a - I0d	源0数据输入
I1a - I1d	源1数据输入
E	使能输入（低电平有效）
S	选择输入
Za - Zd	输出

3.2 真值表

输入				输出
E	S	I0	I1	Z
H	X	X	X	L
L	H	X	L	H
L	H	X	H	H
L	L	L	X	L
L	L	H	X	H

这里，H表示高电压电平，L表示低电压电平，X表示无关。从真值表中我们可以清晰地看到，当使能端E为高电平时，无论其他输入如何，输出Z都为低电平；当E为低电平时，输出Z由选择端S和输入I0、I1决定。

四、功能描述

4.1 数据选择功能

MC74AC157/74ACT157的核心功能是数据选择。在公共选择输入（S）的控制下，它可以从两个数据源中选择四位数据。使能输入（E）为低电平有效，当E为高电平时，所有输出（Z）都被强制为低电平，而不管其他输入的状态。可以将其看作是一个4极2位开关，开关的位置由选择输入的逻辑电平决定。输出的逻辑方程如下： [Z{a}=overline{E} cdotleft(I{1 a} cdot S+I{0 a} cdot overline{S}right)] [Z{b}=overline{E} cdotleft(I{1 b} cdot S+I{0 b} cdot overline{S}right)] [Z{c}=overline{E} cdotleft(I{1 c} cdot S+I{0 c} cdot overline{S}right)] [Z{d}=overline{E} cdotleft(I{1 d} cdot S+I{0 d} cdot overline{S}right)]

4.2 常见应用场景

• 数据传输：将两组寄存器中的数据移动到四个公共输出总线上，具体从哪个寄存器获取数据由选择输入的状态决定。
• 函数发生器：该器件可以生成两个变量的十六种不同函数中的任意四种，其中一个变量是公共的，这对于实现门控功能非常有用。

五、电气特性

5.1 最大额定值

参数	数值	备注
DC输出二极管电流	±50 mA
接地电流（IGND）	±50 mA
焊接温度（TL）	260 °C
功耗（PD）	995 mW（SOIC）
静电放电耐受电压（人体模型）	> 2000 V
闩锁性能

需要注意的是，超过最大额定值表中列出的应力可能会损坏器件。如果超过这些限制，不能保证器件的功能，可能会发生损坏并影响可靠性。

5.2 推荐工作条件

符号	参数	最小值	典型值	最大值	单位
VCC	电源电压（′AC）	2.0	5.0	6.0	V
VCC	电源电压（′ACT）	4.5	5.0	5.5	V
VIN, VOUT	直流输入电压、输出电压（参考地）	0	-	VCC	V
tr, tf	输入上升和下降时间（′AC器件，除施密特输入）	-	见具体条件	-	ns/V
tr, tf	输入上升和下降时间（′ACT器件，除施密特输入）	-	见具体条件	-	ns/V
TA	工作环境温度范围	-40	25	85	°C
IOH	输出高电平电流	-	-	-24	mA
IOL	输出低电平电流	-	-	24	mA

在推荐工作范围之外的应力下，不能保证器件的功能。长时间暴露在超出推荐工作范围的应力下可能会影响器件的可靠性。

5.3 直流特性

不同电源电压下，器件的输入电压、输出电压、泄漏电流等参数都有相应的规定。例如，在VCC = 4.5 V时，输入高电平电压（VIH）的最小值为2.75 V等。

5.4 交流特性

交流特性主要关注传播延迟时间。以传播延迟S到Zn为例，在不同的电源电压和温度条件下，其最小值、典型值和最大值都有所不同。例如，在TA = +25 °C，VCC = 3.3 V时，传播延迟S到Zn的典型值为1.5 ns，最大值为7.0 ns。

5.5 电容特性

符号	参数	典型值	单位	测试条件
CIN	输入电容	4.5	pF	VCC = 5.0 V
CPD	功耗电容	50	pF	VCC = 5.0 V

六、订购信息

器件订购编号	标记	封装	包装数量
MC74AC157DG	AC157	SOIC - 16（无铅）	48个/导轨
MC74AC157DR2G	AC157	SOIC - 16（无铅）	2500个/卷带
MC74AC157DR2G - Q*	AC157	SOIC - 16（无铅）	2500个/卷带
MC74AC157DTR2G	AC 157	TSSOP - 16（无铅）	2500个/卷带
MC74ACT157DG	ACT157	SOIC - 16（无铅）	48个/导轨
MC74ACT157DR2G	ACT157	SOIC - 16（无铅）	2500个/卷带
MC74ACT157DTR2G	ACT 157	TSSOP - 16（无铅）	2500个/卷带

其中，带 - Q后缀的产品适用于汽车和其他需要独特场地和控制变更要求的应用，并且经过AEC - Q100认证和具备PPAP能力。

七、机械尺寸与封装

文档中给出了SOIC - 16和TSSOP - 16两种封装的详细机械尺寸和公差要求。在进行PCB设计时，需要严格按照这些尺寸进行布局，以确保器件的正确安装和焊接。

八、总结

MC74AC157/74ACT157是一款功能强大、性能优良的高速四通道2输入多路复用器。它具有多种特性和功能，适用于多种应用场景。在使用时，我们需要严格遵循其最大额定值和推荐工作条件，以确保器件的可靠性和稳定性。同时，根据具体的应用需求，选择合适的封装和订购编号。希望这篇文章能对电子工程师们在设计中使用该器件有所帮助。大家在实际应用中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。