SN74LVC1G18：1-of-2非反相解复用器的技术剖析与应用指南

在电子设计领域，解复用器是一种常见且重要的逻辑器件，它能将一路输入信号分配到多个输出通道中的某一个。今天我们要深入探讨的是德州仪器（TI）的SN74LVC1G18 1-of-2非反相解复用器，这款器件在众多应用场景中都展现出了出色的性能。

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一、产品概述

SN74LVC1G18专为1.65V至5.5V的(V{CC})操作而设计，其工作温度范围为 -40°C至 +125°C。它支持5V的(V{CC})操作，输入可接受高达5.5V的电压，并且能够向下转换到(V{CC})。该器件具有低功耗的特点，最大(ICC)仅为10µA，在3.3V时的最大传播延迟(t{pd})为3.4ns，输出驱动能力可达±24mA。此外，它采用了NanoFree™封装技术，这是IC封装概念的一项重大突破，直接将裸片作为封装。

二、产品特性

2.1 平衡的CMOS 3态输出

平衡输出使得器件能够吸收和提供相似的电流。不过，其驱动能力在轻负载下可能会产生快速边沿，因此在布线和负载条件设计时需要考虑防止振铃现象。同时，3态输出可以置于高阻抗状态，在此状态下，输出既不提供也不吸收电流，泄漏电流由电气特性中的(I_{oz})规范定义。为确保在高阻抗状态下输出保持高电平或低电平，可以使用上拉或下拉电阻。

2.2 部分掉电功能（(I_{off})）

当器件掉电时，其输入和输出会进入高阻抗状态，从而抑制电流回流到器件中。器件上任何输入或输出引脚的最大泄漏电流由电气特性中的(I_{off})规定。

2.3 标准CMOS输入

标准CMOS输入具有高阻抗，通常可以建模为一个与输入电容并联的电阻。输入信号需要具有快速的边沿速率，以避免过度的电流消耗和振荡。如果需要处理慢速或嘈杂的输入信号，可以使用带有施密特触发器输入的器件来预处理输入信号。

2.4 过压容忍输入

该器件的输入信号可以高于电源电压，但必须保持在推荐工作条件中指定的最大输入电压值以下。

2.5 钳位二极管结构

器件的输入和输出仅具有负钳位二极管。需要注意的是，超过绝对最大额定值表中指定的值可能会损坏器件，但如果遵守输入和输出钳位电流额定值，则可以超过输入负电压和输出电压额定值。

三、电气参数

3.1 绝对最大额定值

在使用该器件时，必须严格遵守绝对最大额定值，例如(V{CC})的范围为 -0.5V至6.5V，(V{I})和(V{O})的输入和输出电压范围也在 -0.5V至6.5V之间（特定条件下有所不同），连续输出电流(I{O})最大为±50mA，连续通过(V{CC})或GND的电流最大为±100mA，工作结温(T{J})最大为150°C等。

3.2 ESD保护

该器件的ESD保护性能出色，超过了JESD 22标准，包括2000V的人体模型（A114 - A）、200V的机器模型（A115 - A）和1000V的充电设备模型（C101）。

3.3 推荐工作条件

推荐工作条件规定了器件正常工作的参数范围，如(V{CC})为1.65V至5.5V，输入电压(V{I})为0V至5.5V，输出电压(V{O})为0V至(V{CC})，输入转换上升或下降速率(Delta t/ Delta v)在不同(V_{CC})下有不同的要求等。

3.4 电气特性

在电气特性方面，给出了不同(V{CC})和测试条件下的(V{OH})、(V{OL})、(I{I})、(I{off})、(I{OZ})、(I{CC})、(C{I})和(C{o})等参数值。例如，在(I{OH} = -100µA)，(V{CC})为1.65V至5.5V时，(V{OH})为(V_{CC} - 0.1V)。

3.5 开关特性

开关特性包括不同温度范围（ -40°C至85°C和 -40°C至125°C）和(V{CC})下的传播延迟时间(t{pd})、使能时间(t{en})和禁用时间(t{dis})等参数。

四、典型应用

4.1 应用场景

SN74LVC1G18可用于数据中心交换机、基带单元（BBU）、Wi - Fi接入点、笔记本电脑、有源天线系统（AAS）、家电、工业监视器、咖啡机、有线扬声器、真空机器人和专业音频接口等多个领域。

4.2 典型应用电路

在典型应用中，SN74LVC1G18可用于控制模拟开关。系统控制器通过输入S选择(Y{0})或(Y{1})输出，当输入A为高电平时，所选的模拟开关闭合；当输入A为低电平时，所选的模拟开关断开。

4.3 设计注意事项

4.3.1 电源考虑

确保所需的电源电压在推荐工作条件规定的范围内，电源必须能够提供足够的电流，以满足器件所有输出的总电流需求加上最大电源电流(I{CC})。同时，要注意不要超过绝对最大额定值中规定的通过GND或(V{CC})的最大总电流。

4.3.2 输入考虑

未使用的输入必须连接到(V_{CC})或地。输入信号的边沿速率不能过慢，以避免振荡和损坏性的直通电流，推荐的速率在推荐工作条件中定义。

4.3.3 输出考虑

正电源电压用于产生输出高电压，从输出吸取电流会降低输出电压；地电压用于产生输出低电压，吸收电流会增加输出电压。未使用的输出可以悬空。

五、布局与电源建议

5.1 布局指南

当使用多输入和多通道逻辑器件时，输入不能悬空。所有未使用的输入必须连接到逻辑高或逻辑低电压，以防止其浮动。

5.2 电源建议

电源电压应在推荐工作条件规定的最小和最大电源电压额定值之间。每个(V_{CC})端子应连接一个旁路电容，推荐使用0.1µF的电容，也可以并联多个电容以抑制不同频率的噪声。旁路电容应尽可能靠近电源端子放置。

六、总结

SN74LVC1G18是一款性能出色的1-of-2非反相解复用器，具有低功耗、高速、宽电压范围等优点。在实际应用中，我们需要根据其特性和参数进行合理的设计和布局，以确保器件的正常工作和系统的稳定性。同时，要注意遵守绝对最大额定值和推荐工作条件，避免因参数超出范围而损坏器件。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区交流分享。