74LVC157 四通道 2 输入多路复用器：设计与应用解析

在电子设计领域，多路复用器是一种常见且重要的器件，它能够在多个输入信号中选择一个输出，广泛应用于数据选择、信号切换等场景。今天，我们就来详细探讨一下 SGMICRO 公司的 74LVC157 四通道 2 输入多路复用器。

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1. 概述

74LVC157 是一款专为 1.2V 至 3.6V 工作电压设计的四通道 2 输入多路复用器。其独特之处在于，它能够接受来自 3.3V 或 5V 设备的输入，这使得它可以在混合 3.3V 和 5V 的系统环境中作为电平转换器使用。

工作原理

使能输入（E）为低电平有效。当 E 为高电平时，无论输入条件如何，1Y 至 4Y 输出都被强制为低电平；当 E 为低电平时，根据公共数据选择输入（S）的状态，从两个数据源中选择四位数据，并将其路由到四个输出端。四个输出端呈现所选数据的真值（非反相）。此外，S 输入还可以用作函数发生器。

功能表

控制输入	输入	输出
E	S	nI0	nI1	nY
H	X	X	X	L
L	L	L	X	L
L	L	H	X	H
L	H	X	L	L
L	H	X	H	H

其中，H 表示高电压电平，L 表示低电压电平，X 表示无关。

2. 特性

宽电源电压范围

74LVC157 的电源电压范围为 1.2V 至 3.6V，这使得它能够适应多种不同的电源环境，为设计提供了更大的灵活性。

高电压输入兼容性

其输入能够接受高达 5V 的电压，支持 5V 逻辑，这在混合电压系统中非常实用。

低功耗

采用 CMOS 技术，具有低功耗的特点，有助于降低系统的整体功耗。

直接接口

可以直接与 TTL 电平接口，方便与其他 TTL 设备进行连接。

宽工作温度范围

工作温度范围为 -40℃ 至 +125℃，适用于各种恶劣的工作环境。

多种封装形式

提供 Green TQFN - 2.5×3.5 - 16L、SOIC - 16 和 TSSOP - 16 等多种封装形式，满足不同的应用需求。

3. 封装与订购信息

型号	封装描述	指定温度范围	订购编号	封装标记	包装选项
74LVC157	TQFN - 2.5×3.5 - 16L	-40℃ 至 +125℃	74LVC157XTRG16G/TR	R5ARG XXXXX	卷带包装，6000 个
	SOIC - 16	-40℃ 至 +125℃	74LVC157XS16G/TR	74LVC157XS16 XXXXX	卷带包装，2500 个
	TSSOP - 16	-40℃ 至 +125℃	74LVC157XTS16G/TR	74LVC157 XTS16 XXXXX	卷带包装，4000 个

其中，XXXXX 表示日期代码、跟踪代码和供应商代码。

4. 绝对最大额定值与推荐工作条件

绝对最大额定值

• 电源电压（VCC）：-0.5V 至 6.5V
• 输入电压（VI）：-0.5V 至 6.5V
• 输出电压（VO）：-0.5V 至 VCC + 0.5V
• 输入钳位电流（IIK）：-50mA
• 输出钳位电流（IOK）：±50mA
• 输出电流（IO）：高电平 -50mA，低电平 50mA
• 电源电流（ICC）：100mA
• 接地电流（IGND）：-100mA
• 结温：+150℃
• 存储温度范围：-65℃ 至 +150℃
• 引脚温度（焊接，10s）：+260℃
• ESD 敏感度：HBM 6000V，CDM 1000V

推荐工作条件

• 电源电压（VCC）：1.65V 至 3.6V（仅数据保留时为 1.2V 至 3.6V）
• 输入电压（VI）：0V 至 5.5V
• 输出电压（VO）：0V 至 VCC
• 输入转换上升和下降速率：VCC = 1.65V 至 2.7V 时为 20ns/V（最大），VCC = 2.7V 至 3.6V 时为 10ns/V（最大）
• 工作温度范围：-40℃ 至 +125℃

需要注意的是，超过绝对最大额定值的应力可能会对器件造成永久性损坏，而在推荐工作条件之外的操作并不能保证器件的正常功能。

5. 电气特性与动态特性

电气特性

电气特性表中给出了不同电源电压下的高电平输入电压（VIH）、低电平输入电压（VIL）、高电平输出电压（VOH）、低电平输出电压（VOL）、输入泄漏电流（II）、电源电流（ICC）、附加电源电流（ΔICC）和输入电容（CI）等参数。这些参数对于设计电路时的电压匹配、功耗计算等非常重要。

动态特性

动态特性表给出了不同电源电压下的传播延迟时间等参数。这些参数对于评估器件的开关速度和信号传输延迟非常关键。同时，还给出了用于确定动态功耗的电容（CPD），其计算公式为 (P{D}=C{P D} × V{C C}^{2} × f{i} × N+sumleft(C{L} × V{C C}^{2} × f{0}right))，其中 (f{i}) 为输入频率，(f{0}) 为输出频率，(C{L}) 为输出负载电容，(VCC) 为电源电压，N 为切换的输入数量。

6. 测试电路与波形

文档中给出了测试电路和波形图，用于测量开关时间和传播延迟。测试条件包括电源电压、输入上升和下降时间、负载电容和负载电阻等。通过这些测试电路和波形，我们可以更准确地评估 74LVC157 的性能。

7. 封装信息

文档详细给出了 TQFN - 2.5×3.5 - 16L、SOIC - 16 和 TSSOP - 16 三种封装的外形尺寸和推荐焊盘尺寸，同时还给出了卷带和纸箱的尺寸信息。这些信息对于 PCB 设计和器件的安装非常重要。

8. 总结

74LVC157 四通道 2 输入多路复用器具有宽电源电压范围、高电压输入兼容性、低功耗等优点，适用于多种不同的应用场景。在设计电路时，我们需要根据实际需求选择合适的封装形式，并严格遵守推荐工作条件，以确保器件的正常工作。同时，通过对电气特性和动态特性的了解，我们可以更好地优化电路性能。

你在使用 74LVC157 过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。