电压电平转换和局部掉电需要哪些附加功能(输入容限、掉电保护)?

通用逻辑IC在输入端和输出端各有一个保护二极管。
具有输入容限和掉电保护功能的逻辑IC在电源侧没有二极管。因此可以施加超过逻辑IC的电源电压的电压,转换在不同电压下运行的IC之间的信号电压电平,并实现与总线系统相连模块的局部掉电。东芝将输入端的这种功能称为输入容限,将输出端的这种功能称为掉电保护。
对于作为核心IC与外围IC之间接口的CMOS逻辑IC而言,通过输入容限和掉电保护等附加功能来增强产品性能正变得越来越重要。
对于作为核心IC与外围IC之间接口的CMOS逻辑IC而言,通过输入容错和掉电保护等附加功能来增强产品性能十分重要。


另请参阅下面的常见问题解答(FAQ)。

使用输入容限功能进行电平转换

输入容限是指在上电或0V时,可在工作范围内输入电平高于电源电压(VCC)的信号。使用具有此功能的产品可将电平从高电压转换为低电压。

<电压电平转换示例>
5V→3V电压转换:使用74VHC或74LCX。3V→1.2V电压转换:使用TC74VCX。

如通用CMOS逻辑IC的等效电路所示,出于ESD保护目的,特意在输入端插入一个二极管。输出侧有一个寄生二极管。输入与电源之间的二极管可通过施加VCC或更高的电源电压或在关闭时施加电压而导通,从而导致大电流流过并损坏元件。在这种情况下,您可使用在输入与电源之间没有二极管并且具有输入容限功能的产品来防止损坏。

使用输入容限功能进行电平转换

如果使用具有掉电保护功能的IC,则可实现局部掉电。

在配备两个电源(VCCA、VCCB)的系统中,存在关闭VCCB系统(局部掉电)以降低能耗的情况。例如,当VCCB使用74VHC系列时,输出端有一个非专用的寄生二极管,因此当满足条件VCCA> VCCB时(案例1),VCCB系统的输出与电源之间的二极管导通。这可能会导致电流流动并损坏元件。在这种情况下,可替换为除输入端外在输出端没有寄生二极管的产品,以防止损坏(例如:74VHCT系列、74LCX系列、74VCX系列)。可以说这些产品都有掉电保护功能(案例2)。

情况1,局部掉电“不可能”
情况2.局部掉电“可能”

具有输出掉电保护功能的CMOS逻辑IC

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