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在前一講的芝識課堂中，我們以74VHC系列IC的數據表為例介紹了該器件數據表前兩頁所包含的各種重要基礎信息和管腳情況等內容。今天的芝識課堂，我們帶大家一起精讀74VHC04FT產品數據表中涉及到電氣特性的各種技術參數細節，通過了解這些細節數據信息能夠讓您基于74VHC04FT實現更為精準的設計。

接下來我們來了解一下74VHC04FT的主要直流特性。

輸入電壓（VIH和VIL）：確定輸入信號為高或低的電壓稱為閾值電壓，74VHC04的輸入電壓（VIH和VIL）與供電電壓（VCC）之間遵循CMOS邏輯IC的標準，即VIH和VIL設計為1/2VCC，圖1是74VHC04的數據表中的直流特性對應關系示意圖。

輸出電流（IOH和IOL）：當連接CMOS邏輯IC與LSI芯片時，輸出緩沖器的驅動能力和保證的輸出電流非常重要，CMOS邏輯IC在設計中用于提供對于IOH和IOL基本相同的驅動能力。

圖1 74VHC04直流特性對應關系示意圖

輸入電流（IIN）：由于CMOS邏輯IC是電壓驅動IC，幾乎不需要輸入電流，74VHC04的輸入電流僅為漏電流，低至幾毫微安（nA）。

靜態供電電流（ICC）：CMOS器件在非活動狀態下消耗的電流極為靜態供電電流。CMOS器件的靜態供電電流比其它類型的器件低得多，僅為漏電流，低至幾毫微安（nA）。

交流電氣特性也是邏輯IC不可缺少的部分，74VHC04FT的交流特性包括傳輸延遲時間（tpLH和tpHL）、功耗電容（CPD）和功耗電容（CPD）。

理想情況下，74VHC04的輸出信號應立即響應輸入信號的變化而發生變化，但實際上會存在延遲；對應于輸入變化而發生輸出變化響應所需的時間稱為傳輸延遲時間。在功耗電容方面，隨著工作頻率的增加，CMOS邏輯IC的電源電流會線性增加。74VHC04的輸入頻率（fIN）與電流（ICC）斜率如圖2所示。

圖2 74VHC04的輸入頻率（fIN）與電流（ICC）斜率

除了這些之外，交流特性還包括輸入容限功能，具有輸入容限功能的CMOS邏輯IC允許在電源激活或在0V時向輸入端施加高達最大工作電壓的電壓。輸入容限功能允許電平從較高電壓轉換為較低電壓。通過精讀數據表可以很容易區分一個IC是否具有輸入容限功能。讓我們看一下TC74HC和74VHC系列IC的數據表，參閱工作范圍表中顯示的輸入電壓。TC74HC系列的數據表顯示VIN＝0至VCC。這意味著輸入引腳的最大容限為VCC。因此，TC74HC系列沒有輸入容限功能。相比之下，74VHC系列的數據表顯示VIN＝0至5.5V，這意味著無論VCC如何，均可將高達5.5V的電壓施加到輸入引腳。因此，74VHC系列具有輸入容限功能。請參考圖3的示意。

圖3 如何通過數據表區分IC是否具有輸入容限功能

與之對應的是輸出容限功能，CMOS邏輯IC的輸出電路具有圖騰柱配置，由如下所示的一對p溝道和n溝道MOSFET組成。通常，CMOS邏輯IC在輸出端和電源之間有一個寄生二極管。當在關斷狀態下向IC施加電壓或在打開狀態下向具有三態輸出的IC（例如74LCX245）施加電壓時，寄生二極管就會導通。產生的大電流可能會損壞IC。即使將高于供電電壓（VCC）的電壓施加到輸出端，電流也不會流入具有這種寄生二極管的輸出配置的IC中。那么如何確定此IC具有輸出容限功能呢？讓我們看一下74VHC和74LCX系列IC的數據表，參閱工作范圍表中顯示的總線I/O電壓。74VHC245的數據表顯示VIO＝０至VCC。這意味著輸出引腳的最大容限為VCC。因此，74VHC245沒有輸出容限功能。相比之下，74LCX245的數據表顯示VIN＝0至5.5V，這意味著無論VCC如何，總線I/O引腳都可以施加高達5.5V的電壓。因此，74LCX245具有輸出容限功能，如圖4所示。

圖4 如何通過數據表區分IC是否具有輸出容限功能

掉電保護也是一個非常重要的電氣特性功能，為降低功耗，具有兩個電壓范圍（VCC1和VCC2）的系統可以提供局部掉電模式，其中由VCC1運行的子系統將被關閉。例如，假設在電壓范圍VCC1內使用74VHC系列。74VHC系列在輸出端和電源之間具有意外的寄生二極管。因此，當VCC2>VCC1時，該寄生二極管導通。在這種情況下，產生的大電流可能會損壞IC。使用既沒有輸入也沒有輸出寄生二極管的IC（例如74VHCT、74LCX和74VCX系列）可以防止器件損壞。那么如何區分一個IC是否具有掉電保護功能呢，還是請看74VHC和74LCX系列IC的數據表中的直流特性表。74LCX245的數據手冊中指定了斷電泄漏電流（IOFF），這表明即使在電源關閉時也幾乎沒有泄漏電流流動。因此，74LCX245具有掉電保護功能。相反，由于74VHC245在輸出端和電源之間有一個寄生二極管，如果在相同條件下進行測試，則會有大電流流過。因此，74VHC245沒有IOFF調節，也沒有掉電保護功能。參見圖5。

圖5 通過數據表的直流特性部分區分一個IC

是否具有掉電保護功能

通過今天我們的芝識課堂介紹，相信大家一定對如何通過數據表來了解器件的基本電氣相關特性有了一定認識。在后續的使用中，這些特性將為您的設計過程提供非常實用的幫助，并讓您在開發過程中對細節部分得心應手，從而高效精準的完成設計目標。

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