CDx4AC153 雙 4 線至 1 線數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器是一種關(guān)鍵的邏輯器件，它能從多個(gè)輸入信號(hào)中選擇一個(gè)輸出，廣泛應(yīng)用于數(shù)字電路、通信系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。今天，我們就來(lái)詳細(xì)探討一下德州儀器（TI）的 CDx4AC153 雙 4 線至 1 線數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器。

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一、產(chǎn)品概述

CDx4AC153 系列包含 CD54AC153 和 CD74AC153 等型號(hào)，該器件具有以下顯著特點(diǎn)：

1. 寬電壓工作范圍：AC 類(lèi)型支持 1.5V 至 5.5V 的電源電壓，能適應(yīng)不同的電源環(huán)境，且在電源電壓的 30% 處具備平衡的抗噪聲能力。
2. 高速低功耗：擁有雙極型 F、AS 和 S 的速度，同時(shí)功耗顯著降低，在追求高性能和低功耗的設(shè)計(jì)中表現(xiàn)出色。
3. 平衡的傳播延遲：確保信號(hào)在傳輸過(guò)程中的穩(wěn)定性和一致性，減少信號(hào)失真。
4. 強(qiáng)大的輸出驅(qū)動(dòng)能力：輸出驅(qū)動(dòng)電流可達(dá) ±24mA，能夠驅(qū)動(dòng)多達(dá) 15 個(gè) F 器件，增強(qiáng)了信號(hào)的傳輸能力。
5. 抗閂鎖設(shè)計(jì)：采用抗 SCR 閂鎖的 CMOS 工藝和電路設(shè)計(jì)，提高了器件的可靠性和穩(wěn)定性。
6. 高 ESD 保護(hù)：靜電放電（ESD）保護(hù)超過(guò) 2kV（符合 MIL - STD - 883，方法 3015），有效防止靜電對(duì)器件造成損壞。

二、器件信息

2.1 封裝形式

2.2 引腳配置與功能

三、規(guī)格參數(shù)

3.1 絕對(duì)最大額定值

在使用器件時(shí)，必須注意其絕對(duì)最大額定值，超過(guò)這些值可能會(huì)導(dǎo)致器件永久性損壞。例如，電源電壓 (V_{CC}) 的最大值為 9V，最小值為 - 0.5V 等。

3.2 ESD 額定值

該器件的人體模型（HBM）靜電放電額定值為 ±2000V，這表明它在一定程度上能夠抵抗靜電干擾，但在實(shí)際操作中仍需采取適當(dāng)?shù)姆漓o電措施。

3.3 推薦工作條件

CDx4AC153 的推薦工作條件涵蓋了不同溫度范圍和電源電壓下的各項(xiàng)參數(shù)。例如，電源電壓 (V{CC}) 推薦在 1.5V 至 5.5V 之間，高電平輸入電壓 (V{IH}) 和低電平輸入電壓 (V{IL}) 會(huì)根據(jù)不同的 (V{CC}) 值而有所不同。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，務(wù)必確保器件在推薦工作條件下運(yùn)行，以保證其性能和可靠性。

3.4 熱信息

不同封裝的熱性能參數(shù)有所差異，如結(jié)到環(huán)境的熱阻 (R{θJA})、結(jié)到外殼（頂部）的熱阻 (R{θJC(top)}) 等。這些參數(shù)對(duì)于評(píng)估器件的散熱情況和進(jìn)行熱設(shè)計(jì)非常重要。例如，D（SOIC）封裝的 (R{θJA}) 為 119.9°C/W，而 N（PDIP）封裝的 (R{θJA}) 為 67°C/W。

3.5 電氣特性

電氣特性包括輸出高電平電壓 (V{OH})、輸出低電平電壓 (V{OL})、輸入電流 (I{I}) 和電源電流 (I{CC}) 等。這些參數(shù)在不同的測(cè)試條件和溫度范圍內(nèi)有所變化，在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要根據(jù)具體需求進(jìn)行考慮。

3.6 開(kāi)關(guān)特性

開(kāi)關(guān)特性描述了器件在不同電源電壓和負(fù)載電容下的信號(hào)傳輸延遲時(shí)間，如 (t{PLH})（低到高傳輸延遲）和 (t{PHL})（高到低傳輸延遲）。不同的電源電壓（如 (V{CC}=1.5V)、(V{CC}=3.3Vpm0.3V)、(V_{CC}=5Vpm0.5V)）會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)特性產(chǎn)生影響，在高速電路設(shè)計(jì)中，這些參數(shù)至關(guān)重要。

3.7 工作特性

在 (T{A}=25^{circ}C) 時(shí)，功率耗散電容 (C{od}) 為 93pF，這一參數(shù)有助于評(píng)估器件的功耗情況。

四、詳細(xì)描述

4.1 功能框圖

CDx4AC153 的功能框圖展示了其內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，包含多個(gè)傳輸門(mén)（TG）和地址選擇輸入（A、B），通過(guò)這些結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。

4.2 器件功能模式

通過(guò)功能表可以清晰地了解器件在不同輸入條件下的輸出狀態(tài)。例如，當(dāng)選通信號(hào) (G) 為高電平時(shí)，輸出 (Y) 為低電平；當(dāng) (G) 為低電平時(shí)，根據(jù)地址選擇輸入（A、B）和數(shù)據(jù)輸入（C0 - C3）的組合，輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

五、應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

5.1 電源供應(yīng)建議

電源電壓應(yīng)在推薦的最小和最大額定值之間，每個(gè) (V{CC}) 端子都應(yīng)配備良好的旁路電容，以防止電源干擾。對(duì)于單電源器件，推薦使用 0.1μF 的旁路電容；如果有多個(gè) (V{CC}) 端子，每個(gè)電源端子推薦使用 0.01μF 或 0.022μF 的電容?？梢圆⒙?lián)多個(gè)旁路電容以抑制不同頻率的噪聲，如常見(jiàn)的 0.1μF 和 1μF 電容并聯(lián)使用。旁路電容應(yīng)盡可能靠近電源端子安裝，以獲得最佳效果。

5.2 布局

布局指南

在使用多輸入和多通道邏輯器件時(shí)，輸入引腳絕不能懸空。未使用的輸入引腳必須連接到邏輯高電平或邏輯低電平，以防止其處于不確定狀態(tài)，影響器件的正常運(yùn)行。通常，輸入引腳會(huì)連接到 GND 或 (V_{CC})，具體取決于器件的邏輯功能和設(shè)計(jì)便利性。

布局示例

布局示例展示了如何合理地布置器件和旁路電容，以及如何處理未使用的輸入引腳。例如，建議進(jìn)行 GND 填充以提高信號(hào)隔離、降低噪聲和散熱，信號(hào)線路應(yīng)避免 90° 拐角等。

六、總結(jié)

CDx4AC153 雙 4 線至 1 線數(shù)據(jù)選擇器/多路復(fù)用器具有寬電壓工作范圍、高速低功耗、平衡的傳播延遲和強(qiáng)大的輸出驅(qū)動(dòng)能力等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求，合理選擇封裝形式，確保器件在推薦工作條件下運(yùn)行，并注意電源供應(yīng)、布局等方面的問(wèn)題，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)。希望本文能為電子工程師在使用 CDx4AC153 進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)提供有益的參考。你在使用類(lèi)似器件時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。