SN74LVC1G18：1-of-2非反相解復(fù)用器的技術(shù)剖析與應(yīng)用指南

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，解復(fù)用器是一種常見(jiàn)且重要的邏輯器件，它能將一路輸入信號(hào)分配到多個(gè)輸出通道中的某一個(gè)。今天我們要深入探討的是德州儀器（TI）的SN74LVC1G18 1-of-2非反相解復(fù)用器，這款器件在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中都展現(xiàn)出了出色的性能。

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一、產(chǎn)品概述

SN74LVC1G18專(zhuān)為1.65V至5.5V的(V{CC})操作而設(shè)計(jì)，其工作溫度范圍為 -40°C至 +125°C。它支持5V的(V{CC})操作，輸入可接受高達(dá)5.5V的電壓，并且能夠向下轉(zhuǎn)換到(V{CC})。該器件具有低功耗的特點(diǎn)，最大(ICC)僅為10μA，在3.3V時(shí)的最大傳播延遲(t{pd})為3.4ns，輸出驅(qū)動(dòng)能力可達(dá)±24mA。此外，它采用了NanoFree?封裝技術(shù)，這是IC封裝概念的一項(xiàng)重大突破，直接將裸片作為封裝。

二、產(chǎn)品特性

2.1 平衡的CMOS 3態(tài)輸出

平衡輸出使得器件能夠吸收和提供相似的電流。不過(guò)，其驅(qū)動(dòng)能力在輕負(fù)載下可能會(huì)產(chǎn)生快速邊沿，因此在布線(xiàn)和負(fù)載條件設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮防止振鈴現(xiàn)象。同時(shí)，3態(tài)輸出可以置于高阻抗?fàn)顟B(tài)，在此狀態(tài)下，輸出既不提供也不吸收電流，泄漏電流由電氣特性中的(I_{oz})規(guī)范定義。為確保在高阻抗?fàn)顟B(tài)下輸出保持高電平或低電平，可以使用上拉或下拉電阻。

2.2 部分掉電功能（(I_{off})）

當(dāng)器件掉電時(shí)，其輸入和輸出會(huì)進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)，從而抑制電流回流到器件中。器件上任何輸入或輸出引腳的最大泄漏電流由電氣特性中的(I_{off})規(guī)定。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)CMOS輸入

標(biāo)準(zhǔn)CMOS輸入具有高阻抗，通常可以建模為一個(gè)與輸入電容并聯(lián)的電阻。輸入信號(hào)需要具有快速的邊沿速率，以避免過(guò)度的電流消耗和振蕩。如果需要處理慢速或嘈雜的輸入信號(hào)，可以使用帶有施密特觸發(fā)器輸入的器件來(lái)預(yù)處理輸入信號(hào)。

2.4 過(guò)壓容忍輸入

該器件的輸入信號(hào)可以高于電源電壓，但必須保持在推薦工作條件中指定的最大輸入電壓值以下。

2.5 鉗位二極管結(jié)構(gòu)

器件的輸入和輸出僅具有負(fù)鉗位二極管。需要注意的是，超過(guò)絕對(duì)最大額定值表中指定的值可能會(huì)損壞器件，但如果遵守輸入和輸出鉗位電流額定值，則可以超過(guò)輸入負(fù)電壓和輸出電壓額定值。

三、電氣參數(shù)

3.1 絕對(duì)最大額定值

在使用該器件時(shí)，必須嚴(yán)格遵守絕對(duì)最大額定值，例如(V{CC})的范圍為 -0.5V至6.5V，(V{I})和(V{O})的輸入和輸出電壓范圍也在 -0.5V至6.5V之間（特定條件下有所不同），連續(xù)輸出電流(I{O})最大為±50mA，連續(xù)通過(guò)(V{CC})或GND的電流最大為±100mA，工作結(jié)溫(T{J})最大為150°C等。

3.2 ESD保護(hù)

該器件的ESD保護(hù)性能出色，超過(guò)了JESD 22標(biāo)準(zhǔn)，包括2000V的人體模型（A114 - A）、200V的機(jī)器模型（A115 - A）和1000V的充電設(shè)備模型（C101）。

3.3 推薦工作條件

推薦工作條件規(guī)定了器件正常工作的參數(shù)范圍，如(V{CC})為1.65V至5.5V，輸入電壓(V{I})為0V至5.5V，輸出電壓(V{O})為0V至(V{CC})，輸入轉(zhuǎn)換上升或下降速率(Delta t/ Delta v)在不同(V_{CC})下有不同的要求等。

3.4 電氣特性

在電氣特性方面，給出了不同(V{CC})和測(cè)試條件下的(V{OH})、(V{OL})、(I{I})、(I{off})、(I{OZ})、(I{CC})、(C{I})和(C{o})等參數(shù)值。例如，在(I{OH} = -100μA)，(V{CC})為1.65V至5.5V時(shí)，(V{OH})為(V_{CC} - 0.1V)。

3.5 開(kāi)關(guān)特性

開(kāi)關(guān)特性包括不同溫度范圍（ -40°C至85°C和 -40°C至125°C）和(V{CC})下的傳播延遲時(shí)間(t{pd})、使能時(shí)間(t{en})和禁用時(shí)間(t{dis})等參數(shù)。

四、典型應(yīng)用

4.1 應(yīng)用場(chǎng)景

SN74LVC1G18可用于數(shù)據(jù)中心交換機(jī)、基帶單元（BBU）、Wi - Fi接入點(diǎn)、筆記本電腦、有源天線(xiàn)系統(tǒng)（AAS）、家電、工業(yè)監(jiān)視器、咖啡機(jī)、有線(xiàn)揚(yáng)聲器、真空機(jī)器人和專(zhuān)業(yè)音頻接口等多個(gè)領(lǐng)域。

4.2 典型應(yīng)用電路

在典型應(yīng)用中，SN74LVC1G18可用于控制模擬開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)控制器通過(guò)輸入S選擇(Y{0})或(Y{1})輸出，當(dāng)輸入A為高電平時(shí)，所選的模擬開(kāi)關(guān)閉合；當(dāng)輸入A為低電平時(shí)，所選的模擬開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。

4.3 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

4.3.1 電源考慮

確保所需的電源電壓在推薦工作條件規(guī)定的范圍內(nèi)，電源必須能夠提供足夠的電流，以滿(mǎn)足器件所有輸出的總電流需求加上最大電源電流(I{CC})。同時(shí)，要注意不要超過(guò)絕對(duì)最大額定值中規(guī)定的通過(guò)GND或(V{CC})的最大總電流。

4.3.2 輸入考慮

未使用的輸入必須連接到(V_{CC})或地。輸入信號(hào)的邊沿速率不能過(guò)慢，以避免振蕩和損壞性的直通電流，推薦的速率在推薦工作條件中定義。

4.3.3 輸出考慮

正電源電壓用于產(chǎn)生輸出高電壓，從輸出吸取電流會(huì)降低輸出電壓；地電壓用于產(chǎn)生輸出低電壓，吸收電流會(huì)增加輸出電壓。未使用的輸出可以懸空。

五、布局與電源建議

5.1 布局指南

當(dāng)使用多輸入和多通道邏輯器件時(shí)，輸入不能懸空。所有未使用的輸入必須連接到邏輯高或邏輯低電壓，以防止其浮動(dòng)。

5.2 電源建議

電源電壓應(yīng)在推薦工作條件規(guī)定的最小和最大電源電壓額定值之間。每個(gè)(V_{CC})端子應(yīng)連接一個(gè)旁路電容，推薦使用0.1μF的電容，也可以并聯(lián)多個(gè)電容以抑制不同頻率的噪聲。旁路電容應(yīng)盡可能靠近電源端子放置。

六、總結(jié)

SN74LVC1G18是一款性能出色的1-of-2非反相解復(fù)用器，具有低功耗、高速、寬電壓范圍等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)其特性和參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和布局，以確保器件的正常工作和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，要注意遵守絕對(duì)最大額定值和推薦工作條件，避免因參數(shù)超出范圍而損壞器件。大家在使用過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。