SN54HC373與SN74HC373：八進(jìn)制透明D型鎖存器的深度解析

作為電子工程師，在數(shù)字電路設(shè)計中，鎖存器是一款常用的基礎(chǔ)元件。今天我們就來深度剖析一下德州儀器（TI）的兩款八進(jìn)制透明D型鎖存器：SN54HC373和SN74HC373。

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一、產(chǎn)品特性

電壓范圍與驅(qū)動能力

SN54HC373和SN74HC373具有2V至6V的寬工作電壓范圍，這使得它們能夠適應(yīng)多種不同的電源環(huán)境。其高電流三態(tài)真輸出可以驅(qū)動多達(dá)15個LSTTL負(fù)載，這對于需要驅(qū)動高容性或低阻抗負(fù)載的應(yīng)用場景來說非常實(shí)用。

功耗與速度

低功耗是這兩款鎖存器的一大亮點(diǎn)，最大ICC電流僅為80μA。典型傳播延遲時間tpd為13ns，在5V電壓下有±6mA的輸出驅(qū)動能力，且最大輸入電流低至1μA。這些特性保證了鎖存器在高效工作的同時，還能降低功耗。

集成度與訪問方式

單個封裝內(nèi)集成了八個高電流鎖存器，并且支持全并行訪問加載數(shù)據(jù)，這大大提高了數(shù)據(jù)處理的效率，簡化了電路設(shè)計。

二、產(chǎn)品概述

這兩款8位鎖存器采用三態(tài)輸出設(shè)計，特別適用于實(shí)現(xiàn)緩沖寄存器、I/O端口、雙向總線驅(qū)動器和工作寄存器等。其內(nèi)部的八個鎖存器為透明D型鎖存器，當(dāng)鎖存使能（LE）輸入為高電平時，Q輸出跟隨數(shù)據(jù)（D）輸入；當(dāng)LE變?yōu)榈碗娖綍r，Q輸出將鎖存D輸入的電平。

輸出使能（OE）輸入可以使八個輸出處于正常邏輯狀態(tài)（高或低邏輯電平）或高阻態(tài)。在高阻態(tài)下，輸出不會對總線線路產(chǎn)生顯著的負(fù)載或驅(qū)動作用，這為驅(qū)動總線線路提供了便利，無需額外的接口或上拉組件。而且，OE并不影響鎖存器的內(nèi)部操作，即使輸出關(guān)閉，舊數(shù)據(jù)也可以保留，新數(shù)據(jù)也可以輸入。

三、產(chǎn)品規(guī)格

絕對最大額定值

在使用這兩款鎖存器時，需要注意其絕對最大額定值。例如，電源電壓范圍為 -0.5V至7V，輸入和輸出鉗位電流在特定條件下不能超過±20mA，連續(xù)輸出電流在VO = 0至VCC時不能超過±35mA等。超過這些額定值可能會對器件造成永久性損壞。

推薦工作條件

為了確保器件的正常工作，推薦的工作條件如下：電源電壓VCC在2V至6V之間，不同電源電壓下對高、低電平輸入電壓VIH和VIL有相應(yīng)要求，輸入電壓和輸出電壓范圍均為0至VCC。同時，輸入信號的上升和下降時間也有一定要求，并且不同型號的工作自由空氣溫度范圍有所不同，SN54HC373為 -55°C至125°C，SN74HC373為 -40°C至85°C。

熱信息

不同封裝形式的鎖存器具有不同的熱性能指標(biāo)。以SN74HC373為例，SOIC封裝的結(jié)到環(huán)境熱阻RθJA為109.1°C/W，而TSSOP封裝的RθJA為131.8°C/W。了解這些熱信息有助于在設(shè)計中合理考慮散熱問題，確保器件在合適的溫度環(huán)境下工作。

電氣特性

在推薦的工作自由空氣溫度范圍內(nèi)，不同參數(shù)有相應(yīng)的電氣特性要求。例如，在不同電源電壓和負(fù)載條件下，輸出高電平電壓VOH和輸出低電平電壓VOL有不同的取值范圍，輸入電流II和輸出高阻態(tài)電流IOZ也有相應(yīng)的限制。

時序要求

鎖存器的正常工作離不開嚴(yán)格的時序要求。像鎖存使能脈沖寬度tw、數(shù)據(jù)建立時間tsu和數(shù)據(jù)保持時間th等參數(shù)，在不同電源電壓下都有明確規(guī)定。例如，在6V電源電壓下，LE高電平脈沖寬度tw的最小值為14ns，數(shù)據(jù)建立時間tsu的最小值為9ns。

開關(guān)特性

在負(fù)載電容CL為50pF或150pF的情況下，鎖存器的開關(guān)特性也有所不同。傳播延遲時間tpd、使能時間ten和禁止時間tdis等參數(shù)在不同電源電壓和負(fù)載條件下有相應(yīng)的要求。這對于設(shè)計高速電路時的時序分析至關(guān)重要。

四、設(shè)計建議

電源供應(yīng)

電源供應(yīng)可以選擇推薦工作條件中規(guī)定的最小和最大電源電壓之間的任意值。每個VCC端子都應(yīng)配備一個良好的旁路電容，以防止電源干擾。對于這款器件，推薦使用0.1μF的電容，也可以并聯(lián)多個旁路電容來抑制不同頻率的噪聲，如0.1μF和1μF的電容并聯(lián)使用。旁路電容應(yīng)盡可能靠近電源端子安裝，以達(dá)到最佳效果。

布局指南

在使用多輸入和多通道邏輯器件時，輸入引腳絕不能懸空。因?yàn)槲催B接的輸入引腳會導(dǎo)致外部連接電壓不確定，從而使器件處于不確定的工作狀態(tài)。所有未使用的輸入引腳都必須連接到邏輯高電平或低電平，具體電平取決于器件的功能。一般來說，將輸入引腳連接到GND或VCC，以確保器件的正常工作。

五、封裝信息

這兩款鎖存器提供了多種封裝形式，包括CDIP、CFP、LCCC、SSOP、SOIC、PDIP、SO和TSSOP等。不同的封裝形式具有不同的尺寸和特點(diǎn)，例如，SN74HC373DBR采用SSOP封裝，尺寸為7.20mm × 5.30mm，適合對空間要求較高的應(yīng)用；而SN74HC373N采用PDIP封裝，尺寸為25.40mm × 6.35mm，更便于手工焊接和調(diào)試。

同時，不同封裝的鎖存器在環(huán)保、濕度敏感性等級和工作溫度范圍等方面也存在差異。在選擇封裝時，需要綜合考慮應(yīng)用場景、性能要求和成本等因素。

在實(shí)際的電路設(shè)計中，SN54HC373和SN74HC373以其出色的性能和豐富的功能，為電子工程師提供了可靠的選擇。通過對其特性、規(guī)格和設(shè)計建議的深入了解，我們可以更好地運(yùn)用這兩款鎖存器，設(shè)計出更加優(yōu)秀的電路系統(tǒng)。你在使用這兩款鎖存器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和心得。