避免常见的逻辑电路设计问题

工程师每天会面对大量的逻辑器件，但是最终为系统选择一款“好用又不贵”的器件可真不是一件容易的事儿。这也是一项很耗时的任务：仔细检查使用说明书和数据表，向现场工程师询问部件的运行情况，在设计中使用了这款器件之后，还要处理设计问题。

在这篇博文中，将回答几个与逻辑器件相关的常见问题，希望能使你轻松找到开始进行调试的位置。

Q：我能让输入大于Vcc吗？

A：这视情况而定。目前的器件能够很好地处理过冲和下冲；然而，为了获得高于Vcc的恒定电压，器件在结构上必须能够处理高于Vcc的电压。数据表通常指定了器件是否能够耐受过压，而这也是器件在处理较高输入的能力方面的直接指标。可以看一看数据表上输入电压额定值的电气技术规格，如果规定的内容类似于Vin= Vcc +0.5V，那么就表示输入上有一个到Vcc的二极管。施加任何高于Vcc的电压会使这个二极管正向偏置，而这对于器件是不安全的。这也意味着你不能将高于Vcc的电压施加到输入端上。

Q：在器件断电时，它能够安全处理更高的输入和输出电压吗？

A：这个问题与第一个问题部分相关。如果这个部件没有上面提到的到Vcc,的二极管，那么请在数据表中查看Ioff参数；这表明器件在断电时，能够处理输入和/或输出上的电压。通常情况下，如图1所示，此器件在大约0.6V时关断，并在Vcc大约为0.5V时进入Ioff 模式。Ioff技术规格还表明在Ioff模式下，有多少电流进入器件的输入/输出端。这个Ioff 保护电路使你能够绕过电气技术规格上的Vcc + 0.5V输入条件，但这只在Vcc断电时有效。对于任何高于0V的Vcc，针对大于Vcc的输入，二极管被正向偏置。

图1：针对SN74CB3Q3384A总线开关的Ioff 曲线图。

Q：为什么我的器件的流耗要高于正常流耗？

A：请检查相对于Vcc的输入电压。如下方的图2所示，对于CMOS（互补金属氧化物半导体）部件，在电压大约为Vcc的一半时，Icc 的流耗最高。

图2：CMOS的典型Vin与Icc之间的关系图

较高的电流也会使器件开始变热；如果在散热片设计方面不注意的话，会对器件造成损坏，或者降低系统的可靠性。你还可以使用电平转换器来使Vcc 与输入兼容，来避免这些问题。

审核编辑：郭婷