74HC / HCT: Phải làm gì với các đầu vào không sử dụng và tại sao?

Nếu tôi đang sử dụng IC trong họ 74HC hoặc 74HCT và tôi không sử dụng tất cả các chân đầu vào, tôi hiểu rằng tôi không nên để chúng không được kết nối vì chúng sẽ nổi. Nhưng chính xác thì tôi nên làm gì với họ, và ưu và nhược điểm của các lựa chọn khác nhau là gì?

Ví dụ: nếu tôi đang sử dụng 74HCT08, có bốn cổng AND và tôi chỉ sử dụng hai cổng, tôi nên làm gì với đầu vào của hai cổng kia?

Tôi đã thấy các đề xuất khác nhau ở nhiều nơi, chẳng hạn như ...

• kết nối chúng trực tiếp với Vcc
• kết nối chúng trực tiếp với GND
• kết nối chúng với Vcc thông qua một điện trở kéo lên
• kết nối chúng với GND thông qua một điện trở kéo xuống

Những ưu và nhược điểm của từng lựa chọn này là gì? Lựa chọn nào là tốt nhất cho sự ổn định và tiêu thụ điện năng thấp?

Có một vài cân nhắc chưa được đề cập trong các câu trả lời khác.

1. Đôi khi đầu vào không sử dụng đóng một vai trò quan trọng trong logic của bộ phận. Một ví dụ sẽ là cổng 4 đầu vào trong đó chỉ có 3 đầu vào thực sự được sử dụng. Trong trường hợp này, mức logic mà bạn buộc đầu vào không sử dụng phải được chọn đúng hoặc nếu không thì chức năng logic của các chức năng được sử dụng sẽ không hoạt động.
2. Trong một số phân khúc kinh doanh / công nghiệp, cần phải kiểm tra tất cả các chức năng trong từng bộ phận trên bảng ngay cả khi chúng không được sử dụng. Điều này được thực hiện để đảm bảo rằng một số lỗi mới trong chip không dẫn đến khả năng thất bại thảm khốc của bộ phận cao hơn. Việc bổ sung kéo lên hoặc kéo xuống trên mỗi chân không sử dụng cho phép thiết bị kiểm tra tự động chuyển đổi các chân không thể thực hiện được nếu chúng được gắn chặt vào VDD hoặc GND.
3. Có những trường hợp thuận tiện để giữ các cổng không sử dụng có sẵn để làm lại trong tương lai có thể để điều chỉnh thiết kế trong trường hợp lỗi được tìm thấy, cần phải đảo ngược hoặc kết hợp tín hiệu hoặc những thứ khác. Các chốt cứng được gắn với VDD và GND khó hơn rất nhiều để làm lại, do đó, các thao tác kéo lên hoặc kéo xuống cung cấp các bảng truy cập cho việc làm lại.

Câu trả lời mặc định cho các đầu vào CMOS là kết nối chúng trực tiếp với mặt đất hoặc nguồn điện. Tôi sẽ để định tuyến ra lệnh mà. Nếu nó không quan trọng, kết nối chúng với mặt đất.

Có lẽ tôi bắt đầu với tất cả chúng được kết nối với mặt đất trong sơ đồ, sau đó có thể chuyển một số thành nguồn trong quá trình định tuyến nếu điều đó làm mọi thứ dễ dàng hơn. Nếu bạn có một mặt phẳng mặt đất, thì mặt đất là mạng mà bạn có thể kết nối trong khi gây ra tắc nghẽn định tuyến bổ sung ít nhất.

Trong một số trường hợp, bạn có thể buộc đầu vào với đầu ra. Ví dụ, buộc cả ba chân của cổng AND lại với nhau. Nó có thể kết thúc ở một trong hai trạng thái ổn định, nhưng bạn không quan tâm cái nào. Ưu điểm của điều đó có thể là tắc nghẽn định tuyến ít hơn, đặc biệt là nếu ba chân nằm cạnh nhau.

Tất nhiên thủ thuật này buộc các đầu vào vào đầu ra không hoạt động với các cổng đảo ngược. Sau đó, bạn sẽ tạo ra một bộ dao động hoặc kết thúc với các đầu vào nổi ở điện áp tồi tệ nhất tuyệt đối để tiêu tán năng lượng.

Thêm

Tất cả điều này đã được giả định rằng đây là những đầu vào cho các cổng hoàn toàn không được sử dụng, đó là những gì tôi diễn giải câu hỏi sẽ được về. Sự phân cực của các đầu vào không được sử dụng cho các cổng được sử dụng chắc chắn có thể quan trọng, và sau đó bạn có thể không có lựa chọn cho dù đầu vào phải được buộc cao hay thấp. Ví dụ: nếu bạn chỉ sử dụng 3 đầu vào của cổng 4 đầu vào AND hoặc NAND, thì đầu vào không sử dụng phải được buộc cao để cổng hoạt động như dự định. Tương tự, các đầu vào không sử dụng cho các cổng OR hoặc NOR đã sử dụng phải được gắn thấp.

Không cần thiết phải buộc các đầu vào CMOS điện trở thông cao hoặc thấp. Điều này không phải vì các đầu vào CMOS có các điện trở nối tiếp được tích hợp bởi vì chúng không có. Đó là bởi vì không có dòng điện xâm nhập cao sẽ chảy cũng như không gây hại gì khi giữ đầu vào CMOS ở mức năng lượng hoặc mặt đất, ngay cả khi bật nguồn.

Kết nối với Vcc hoặc GND. Nó không có Gì Thay đổi. Không có tải trên đầu ra, dòng điện trong các bóng bán dẫn bên trong sẽ giống nhau.

Hoặc sử dụng pullup hoặc kéo xuống - một lần nữa, điều đó tạo ra một chút khác biệt, với điều kiện là bạn sẽ sử dụng nhiều bộ phận hơn mức cần thiết và nếu điện trở không mở, các đầu vào nổi có thể gây ra các triệu chứng khó hiểu vì sẽ khó theo dõi hơn vì "rõ ràng" không cần phải kiểm tra các cổng không sử dụng. Tôi nói từ kinh nghiệm khi tôi nói rằng một cổng không được sử dụng có thể tạo ra các triệu chứng bí ẩn trên đầu ra từ một cổng được sử dụng trong cùng một gói.

Các kỹ thuật pullup / pulldown phần lớn là sự nôn nao từ các gia đình tiền CMOS trước đó.

Nó không thực sự quan trọng trong số các tùy chọn bạn chọn, tất cả sẽ làm những gì cần thiết trong 99,99% các trường hợp. Và trong 0,01% trường hợp điều này không đúng, bạn sẽ biết và có lý do chính đáng để làm điều gì đó khác biệt. Tôi không thể nghĩ ra bất kỳ ví dụ nào trong trường hợp này.

Sử dụng một điện trở là vô nghĩa vì các đầu vào logic CMOS rất cao, vì vậy dù sao cũng không thể truyền bất kỳ dòng điện nào.

Việc kết nối với mặt đất hoặc cung cấp là những lựa chọn duy nhất, mà bạn chọn không quan trọng, bất cứ điều gì thuận tiện hơn.

Mạch logic CMOS chỉ sử dụng dòng điện khi chúng thay đổi trạng thái, vì vậy đó là lý do tại sao bạn nên áp dụng trạng thái cố định ở đầu vào. Cho dù đó là số không, một hay kết hợp cả hai đều không thành vấn đề.