74HC4067/74HCT4067 16 通道模拟多路复用器/解复用器解析

作为电子工程师，在设计中常常会遇到需要处理多路模拟信号的情况，这时模拟多路复用器就显得尤为重要。今天我们就来详细探讨一下 SGMICRO 公司的 74HC4067/74HCT4067 16 通道模拟多路复用器/解复用器。

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一、概述

74HC4067 和 74HCT4067 是数字控制的模拟开关，包含四个地址输入（S0 到 S3）、十六个独立的 I/O 通道（Y0 到 Y15）、一个公共 I/O 引脚（Z）和一个低电平有效使能控制输入（EN）。它们是单刀 16 掷（SP16T）模拟开关，通过地址输入的配置可以选择十六个通道中的一个与公共引脚相连。

当引脚 (overline{EN}) 为低电平时，通过 S0 到 S3 引脚的配置选择十六个开关中的一个，使其处于低阻抗导通状态，其他未选中的开关则处于高阻抗关断状态；当引脚 (overline{EN}) 为高电平时，无论 S0 到 S3 引脚的状态如何，所有开关都处于高阻抗关断状态。模拟输入/输出（Y0 到 Y15 和 Z）的电压范围在 VCC（上限）和 GND（下限）之间。

二、特性

1. 宽电源电压范围

• 74HC4067 的电源电压范围为 2V 到 12V。
• 74HCT4067 的电源电压范围为 4.5V 到 5.5V。

2. 低导通电阻

• 在 (V_{CC}=2V) 时，典型导通电阻为 220Ω。
• 在 (V_{CC}=5V) 时，典型导通电阻为 86Ω。
• 在 (V_{CC}=10V) 时，典型导通电阻为 60Ω。

3. 集成先断后通功能

这种功能可以避免在通道切换时出现信号短路的情况，保证信号的稳定传输。

4. 宽工作温度范围

工作温度范围为 -40℃ 到 +125℃，适用于各种恶劣的工业环境。

5. 多种封装形式

提供 Green SOIC - 24、TSSOP - 24 和 TQFN - 3.5×5.5 - 24BL 三种封装，方便不同的应用需求。

三、应用领域

该器件适用于多个领域，包括工业、电信、医疗设备和计算设备等。在工业自动化中，可以用于多路传感器信号的切换；在电信设备中，可用于信号的路由选择；在医疗设备中，能实现对多路生理信号的采集和处理。

四、引脚配置与功能

1. 引脚配置

不同封装形式的引脚配置有所不同，但基本功能一致。以 SOIC - 24/TSSOP - 24 封装为例，引脚包括电源引脚（VCC、GND）、地址输入引脚（S0 - S3）、使能引脚（EN）、公共 I/O 引脚（Z）和十六个独立 I/O 引脚（Y0 - Y15）。

2. 功能表

通过功能表可以清晰地了解不同地址输入和使能信号组合下，通道的导通情况。例如，当 (overline{EN}) 为低电平，S3S2S1S0 为 0000 时，Y0 通道导通连接到 Z 引脚。

五、电气特性

1. 导通电阻

不同电源电压下，导通电阻有所不同。在 (V_{CC}=2V) 时，导通电阻较大且非线性明显，建议在该电压下用于传输数字信号。

2. 输入输出电压

输入电压范围为 0V 到 VCC，输出电压也在这个范围内。

3. 泄漏电流

包括输入泄漏电流、关断状态泄漏电流和导通状态泄漏电流，这些参数在不同电源电压和温度下有不同的值。

六、动态特性

1. 传播延迟

不同电源电压下，信号从输入到输出的传播延迟不同。例如，在 (V_{CC}=5V) 时，Yn 到 Z 的传播延迟典型值为 5.0ns。

2. 开关时间

包括导通时间和关断时间，这些时间参数对于信号的快速切换非常重要。

3. 功率耗散电容

用于确定动态功率耗散，计算公式为 (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、测试电路与波形

文档中提供了多种测试电路，用于测量导通电阻、泄漏电流、总谐波失真、隔离度和 -3dB 带宽等参数。同时，还给出了相应的波形图，帮助我们更好地理解信号的传输过程。

八、注意事项

1. 过应力

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，长时间处于绝对最大额定值条件下可能会影响器件的可靠性。

2. ESD 敏感性

该集成电路对静电放电（ESD）比较敏感，在处理和安装时需要采取适当的防护措施，否则可能会导致器件性能下降甚至完全失效。

3. 设计变更

SG Micro Corp 保留在不事先通知的情况下对电路设计或规格进行更改的权利。

在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择电源电压、通道配置和封装形式，同时注意 ESD 防护等问题，以确保 74HC4067/74HCT4067 能够稳定可靠地工作。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。