逻辑器件手册解读
可以实现的功能
上图第一个芯片实现的功能是逻辑电平的转换,1.8V的逻辑电平经过逻辑器件之后转换为3.3V,可以看出逻辑器件的输出最高电平是跟随供电电压的。
第二个芯片实现的是"与的逻辑",两个不同的高电平信号经过逻辑器件之后输出高电平信号给MCU使用。
TI二输入与非门的芯片手册
从芯片手册的特性可以知道:该芯片可以工作在1.8V-5V的电平区间,实现常见电平的转换;逻辑输出是以Vcc作为电压基准的;不同的逻辑电平的,电流驱动能力也是不相同的,而且该型号逻辑器件是可以做到更大电流驱动的,但是为了减少线路干扰,信号过冲,下冲等一些不稳定的情况发生,所以设计8mA电流的驱动能力。
器件手册提供的功能表
上述图片我们可以看出该逻辑器件可以实现的逻辑功能,还可以看到当进行逻辑电平转换的时候,信号没有发生过冲,下冲等一些信号干扰,表现良好。与此同时我们也可以看到,输入电平与输出电平之间是有传输延迟的,为了定义延迟时间,器件手册说明输入信号幅值的一半到输出信号幅值一半所需要的时间称为传输延迟的时间。
电平转换示意图
逻辑电平的输出是跟随Vcc的,高低电平的容限通常情况下也是Vcc的倍数关系。
绝对参数表(极限值)
逻辑器件的正常工作电压是1.8-5V,最大值不能够超过7V,所以在进行使用的时候,避免信号出现过冲损坏器件,最低电压-0.5V在下面进行说明
VCC与Vcc+0.5不是同一个电压,Vcc+0.5中的Vcc是电源工作时候的输出电平电压而不是供电电压,我们应该进行区分
钳位输出电流的存在也是因为保护二极管导通产生的灌电流引起的,不能超过该最大值,否则可能引起器件的损坏。
为了保护逻辑器件,在输入/输出端口与电源VCC,GND之间会内置钳位二极管,当端口电平超出VCC或GND的时候,该二极管能将电平钳位在极限范围之内,从而避免对逻辑器件的损坏。
输入电压大于Vcc+0.5V时候,上方二极管会导通,有电流流过,但是不能超过20毫安,这就是极限参数中钳位电流的由来,同时如果输入电平比逻辑器件的GND还低0.5V时候,下方的二极管也会进行导通,会电流流出。所以为了防止电流的流入和流出,输入电压不能超过其极限参数值,极限参数中0.5V的由来
建议使用条件
上图是手册建议使用的条件,供电电压,输入输出电平以及可以工作在那些电平区间,也应该是我们要关注的参数,该参数表征了不同电平下对输入信号变化速率的要求,包括上升沿和下降沿,逻辑电平转变时的速度满足该参数,器件才能可靠地进行工作。信号边沿变化越缓慢,越不利于系统的稳定。
电平信号变化缓慢的原因有:驱动能力太差,PCB布局的时候路径比较长;容性负载比较大等都会导致电平信号变化缓慢。
但是信号变化过快即上升沿过陡,容易出现过冲。过冲电压过大器件容易损坏
电气特性
第一幅电气参数图,可以看出该器件可以实现那些逻辑电平的转换,以及驱动能力的强弱,实际电路应用中是我们必须要考虑的,而且在不同的温度下,逻辑电平是会有变化的,应该进行考虑温度的影响。
第二幅图中,Ii是输入电流,因为是CMOS器件,压控型器件,电流比较小。
ICC,静态电流,输入IC的电流,也是比较小的。
,上一篇文章中,我们知道CMOS电平给TTL电平可以进行信号传输,TTL电平给CMOS电平不能完全实现,需要特殊的处理,当TTL电平驱动CMOS电平的器件,就需要比较多的电流,就有了定义.
从图片中可以看出,当输入电平处于不高不低的位置时,电流就会非常的大,此时可能会损坏元器件,应该避免该现象的发生
输入输出电容,会影响电平的上升速度,以及可能会引起功耗。
开关特性
由表格可以看出,随着工作频率的不同,不同的逻辑工作电平,寄生电容值也会有所不同,在不同的温度下也会引起变化,在进行器件选型时候,应该考虑工作环境。
传输延迟时间的计算,都是以电平上升或者下降到一半的时间进行衡量的,电平反转的时候会有延迟。
功耗电容
在工作频率增大的时候,电流也会增加,当对逻辑器件进行整体功耗进行计算的时候会用到该值。