CDx4HC(T)138和CDx4HC(T)238：高速CMOS逻辑3 - 8线解码器的深度解析

在电子设计的世界里，解码器是一种至关重要的逻辑器件，它们在地址解码、数据路由等应用中扮演着关键角色。今天，我们要深入探讨的是德州仪器（TI）的CDx4HC(T)138和CDx4HC(T)238系列高速CMOS逻辑3 - 8线解码器。这些器件以其高性能、低功耗和广泛的应用范围，成为了电子工程师们设计中的得力助手。

文件下载：cd74hct138.pdf

器件概述

CDx4HC(T)138和CDx4HC(T)238是高速硅栅CMOS解码器，非常适合用于内存地址解码或数据路由应用。它们包含一个单一的3:8解码器，具有三个地址选择输入（A₂、A₁和A₀），可以实现正常的八选一解码功能。同时，还提供了三个选通输入（G₂、G₁和G₀），用于简化级联和实现解复用功能。

功能特点

• 输出选择：可以从八个数据输出中选择一个，'138为低电平有效输出，'238为高电平有效输出。
• I/O端口或内存选择器：可用于I/O端口或内存的选择。
• 选通输入：三个选通输入便于级联操作。
• 低传播延迟：在(V{CC}=5V)、(C{L}=15pF)、(T_{A}=25^{circ}C)的典型条件下，传播延迟仅为13ns。
• 宽温度范围：工作温度范围为 - 55°C至125°C，能适应各种恶劣环境。
• 低功耗：与LSTTL逻辑IC相比，显著降低了功耗。
• 不同类型特性：
  • HC类型：工作电压范围为2V至6V，具有高抗噪能力。
  • HCT类型：工作电压范围为4.5V至5.5V，与LSTTL输入逻辑直接兼容。

器件功能模式

'138功能表

STROBE			ADDRESS			OUTPUTS
G2	G1	G0	A₂	A₁	A₀	Y₀	Y₁	Y₂	Y₃	Y₄	Y₅	Y₆	Y₇
X	X	H	X	X	X	H	H	H	H	H	H	H	H
L	X	X	X	X	X	H	H	H	H	H	H	H	H
X	H	X	X	X	X	H	H	H	H	H	H	H	H
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'238功能表

STROBE			ADDRESS			OUTPUTS
G2	G1	G0	A₂	A₁	A₀	Y₀	Y₁	Y₂	Y₃	Y₄	Y₅	Y₆	Y₇
X	X	H	X	X	X	L	L	L	L	L	L	L	L
L	X	X	X	X	X	L	L	L	L	L	L	L	L
X	H	X	X	X	X	L	L	L	L	L	L	L	L
H	L	L	L	L	L	H	L	L	L	L	L	L	L
H	L	L	L	L	H	L	H	L	L	L	L	L	L
H	L	L	L	H	L	L	L	H	L	L	L	L	L
H	L	L	L	H	H	L	L	L	H	L	L	L	L
H	L	L	H	L	L	L	L	L	L	H	L	L	L
H	L	L	H	L	H	L	L	L	L	L	H	L	L
H	L	L	H	H	L	L	L	L	L	L	L	H	L
H	L	L	H	H	H	L	L	L	L	L	L	L	H

从功能表中我们可以看出，选通输入对输出状态有重要影响。当任何选通输入有效时，'138的所有输出被强制为高电平，'238的所有输出被强制为低电平；当选通输入无效时，只有被选中的输出处于有效状态。

电气特性

绝对最大额定值

参数	条件	MIN	MAX	UNIT
(V_{CC})	电源电压	-0.5	7	V
(I_{IK})	输入钳位二极管电流	(V{I}<0.5V)或(V{I}>V_{CC}+0.5V)	±20	mA
(I_{OK})	输出钳位二极管电流	(V{O}<-0.5V)或(V{O}>V_{CC}+0.5V)	±20	mA
(I_{O})	每个输出引脚的输出源或灌电流	(V{O}>-0.5V)或(V{O}	±25	mA
连续通过(V_{CC})或GND的电流		±50	mA
(T_{J})	结温		150	°C
(T_{stg})	存储温度范围	-65	150	°C
引脚温度（焊接10s）（SOIC - 仅引脚尖端）			300	°C

推荐工作条件

参数	类型	MIN	MAX	UNIT
(V_{CC})	HC类型	2	6	V
电源电压范围	HCT类型	4.5	5.5	V
(V_{I})	输入电压	0	(V_{CC})	V
(V_{O})	输出电压	0	(V_{CC})	V
(t_{t})	输入上升和下降时间	(V_{CC}=2V)		1000	ns
		(V_{CC}=4.5V)		500	ns
		(V_{CC}=6V)		400	ns
(T_{A})	温度范围	-55	125	°C

热信息

封装类型	热指标	CD74HC(T)138, CD74HC(T)238				UNIT
		N (PDIP)	D (SOIC)	NS (SOP)	PW (TSSOP)
16引脚	16引脚	16引脚	16引脚
(R_{θJA})	结到环境的热阻	67	73	64	108	°C/W

这些电气特性为我们在设计电路时提供了重要的参考，确保器件在合适的条件下工作，以保证其性能和可靠性。

布局与电源建议

电源建议

电源电压应在推荐工作条件规定的最小值和最大值之间。每个(V_{CC})端子应配备一个良好的旁路电容，以防止电源干扰。推荐使用0.1μF的电容，也可以并联多个旁路电容以抑制不同频率的噪声，常见的组合是0.1μF和1μF的电容并联。旁路电容应尽可能靠近电源端子安装，以获得最佳效果。

布局指南

在使用多输入和多通道逻辑器件时，输入引脚绝不能悬空。因为未连接的输入引脚会导致未定义的电压，从而使器件处于未定义的工作状态。所有未使用的输入引脚必须连接到逻辑高电平或逻辑低电平，具体取决于器件的功能。一般来说，输入引脚可以连接到GND或(V_{CC})，选择哪种连接方式应根据逻辑功能和便利性来决定。

封装与订购信息

这些器件提供了多种封装选项，如PDIP、SOIC、SOP、TSSOP等，以满足不同应用的需求。不同封装的尺寸、引脚数量、包装数量、载体类型、RoHS合规性、引脚镀层/球材料、MSL评级/峰值回流温度和部件标记等信息都在文档中详细列出。工程师们可以根据自己的设计需求选择合适的封装。

总结

CDx4HC(T)138和CDx4HC(T)238系列高速CMOS逻辑3 - 8线解码器以其丰富的功能、良好的电气特性和多样的封装选项，为电子工程师们提供了一个强大而灵活的设计选择。在实际应用中，我们需要根据具体的需求，合理选择器件类型、工作条件和封装形式，并遵循布局和电源建议，以确保电路的性能和可靠性。希望通过本文的介绍，能让大家对这些器件有更深入的了解，在设计中充分发挥它们的优势。

大家在使用这些解码器的过程中，有没有遇到过什么有趣的问题或者独特的应用案例呢？欢迎在评论区分享交流。