74HC4067/74HCT4067 16 通道模擬多路復(fù)用器/解復(fù)用器解析

作為電子工程師，在設(shè)計(jì)中常常會(huì)遇到需要處理多路模擬信號(hào)的情況，這時(shí)模擬多路復(fù)用器就顯得尤為重要。今天我們就來(lái)詳細(xì)探討一下 SGMICRO 公司的 74HC4067/74HCT4067 16 通道模擬多路復(fù)用器/解復(fù)用器。

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一、概述

74HC4067 和 74HCT4067 是數(shù)字控制的模擬開(kāi)關(guān)，包含四個(gè)地址輸入（S0 到 S3）、十六個(gè)獨(dú)立的 I/O 通道（Y0 到 Y15）、一個(gè)公共 I/O 引腳（Z）和一個(gè)低電平有效使能控制輸入（EN）。它們是單刀 16 擲（SP16T）模擬開(kāi)關(guān)，通過(guò)地址輸入的配置可以選擇十六個(gè)通道中的一個(gè)與公共引腳相連。

當(dāng)引腳 (overline{EN}) 為低電平時(shí)，通過(guò) S0 到 S3 引腳的配置選擇十六個(gè)開(kāi)關(guān)中的一個(gè)，使其處于低阻抗導(dǎo)通狀態(tài)，其他未選中的開(kāi)關(guān)則處于高阻抗關(guān)斷狀態(tài)；當(dāng)引腳 (overline{EN}) 為高電平時(shí)，無(wú)論 S0 到 S3 引腳的狀態(tài)如何，所有開(kāi)關(guān)都處于高阻抗關(guān)斷狀態(tài)。模擬輸入/輸出（Y0 到 Y15 和 Z）的電壓范圍在 VCC（上限）和 GND（下限）之間。

二、特性

1. 寬電源電壓范圍

• 74HC4067 的電源電壓范圍為 2V 到 12V。
• 74HCT4067 的電源電壓范圍為 4.5V 到 5.5V。

2. 低導(dǎo)通電阻

• 在 (V_{CC}=2V) 時(shí)，典型導(dǎo)通電阻為 220Ω。
• 在 (V_{CC}=5V) 時(shí)，典型導(dǎo)通電阻為 86Ω。
• 在 (V_{CC}=10V) 時(shí)，典型導(dǎo)通電阻為 60Ω。

3. 集成先斷后通功能

這種功能可以避免在通道切換時(shí)出現(xiàn)信號(hào)短路的情況，保證信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。

4. 寬工作溫度范圍

工作溫度范圍為 -40℃ 到 +125℃，適用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。

5. 多種封裝形式

提供 Green SOIC - 24、TSSOP - 24 和 TQFN - 3.5×5.5 - 24BL 三種封裝，方便不同的應(yīng)用需求。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

該器件適用于多個(gè)領(lǐng)域，包括工業(yè)、電信、醫(yī)療設(shè)備和計(jì)算設(shè)備等。在工業(yè)自動(dòng)化中，可以用于多路傳感器信號(hào)的切換；在電信設(shè)備中，可用于信號(hào)的路由選擇；在醫(yī)療設(shè)備中，能實(shí)現(xiàn)對(duì)多路生理信號(hào)的采集和處理。

四、引腳配置與功能

1. 引腳配置

不同封裝形式的引腳配置有所不同，但基本功能一致。以 SOIC - 24/TSSOP - 24 封裝為例，引腳包括電源引腳（VCC、GND）、地址輸入引腳（S0 - S3）、使能引腳（EN）、公共 I/O 引腳（Z）和十六個(gè)獨(dú)立 I/O 引腳（Y0 - Y15）。

2. 功能表

通過(guò)功能表可以清晰地了解不同地址輸入和使能信號(hào)組合下，通道的導(dǎo)通情況。例如，當(dāng) (overline{EN}) 為低電平，S3S2S1S0 為 0000 時(shí)，Y0 通道導(dǎo)通連接到 Z 引腳。

五、電氣特性

1. 導(dǎo)通電阻

不同電源電壓下，導(dǎo)通電阻有所不同。在 (V_{CC}=2V) 時(shí)，導(dǎo)通電阻較大且非線性明顯，建議在該電壓下用于傳輸數(shù)字信號(hào)。

2. 輸入輸出電壓

輸入電壓范圍為 0V 到 VCC，輸出電壓也在這個(gè)范圍內(nèi)。

3. 泄漏電流

包括輸入泄漏電流、關(guān)斷狀態(tài)泄漏電流和導(dǎo)通狀態(tài)泄漏電流，這些參數(shù)在不同電源電壓和溫度下有不同的值。

六、動(dòng)態(tài)特性

1. 傳播延遲

不同電源電壓下，信號(hào)從輸入到輸出的傳播延遲不同。例如，在 (V_{CC}=5V) 時(shí)，Yn 到 Z 的傳播延遲典型值為 5.0ns。

2. 開(kāi)關(guān)時(shí)間

包括導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間，這些時(shí)間參數(shù)對(duì)于信號(hào)的快速切換非常重要。

3. 功率耗散電容

用于確定動(dòng)態(tài)功率耗散，計(jì)算公式為 (P{D}=C{P D} × V{C C}^{2} × f{i}+sumleft{left(C{L}+C{S W}right) × V{C C}^{2} × f{0}right})。

七、測(cè)試電路與波形

文檔中提供了多種測(cè)試電路，用于測(cè)量導(dǎo)通電阻、泄漏電流、總諧波失真、隔離度和 -3dB 帶寬等參數(shù)。同時(shí)，還給出了相應(yīng)的波形圖，幫助我們更好地理解信號(hào)的傳輸過(guò)程。

八、注意事項(xiàng)

1. 過(guò)應(yīng)力

超過(guò)絕對(duì)最大額定值的應(yīng)力可能會(huì)對(duì)器件造成永久性損壞，長(zhǎng)時(shí)間處于絕對(duì)最大額定值條件下可能會(huì)影響器件的可靠性。

2. ESD 敏感性

該集成電路對(duì)靜電放電（ESD）比較敏感，在處理和安裝時(shí)需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，否則可能會(huì)導(dǎo)致器件性能下降甚至完全失效。

3. 設(shè)計(jì)變更

SG Micro Corp 保留在不事先通知的情況下對(duì)電路設(shè)計(jì)或規(guī)格進(jìn)行更改的權(quán)利。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇電源電壓、通道配置和封裝形式，同時(shí)注意 ESD 防護(hù)等問(wèn)題，以確保 74HC4067/74HCT4067 能夠穩(wěn)定可靠地工作。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)分享交流。