¿Qué familias lógicas 74xx son tolerantes a la sobretensión en sus salidas?

Aquí está mi dilema: tengo una línea lógica baja activa de 3.3v y quiero usarla para impulsar una línea lógica baja activa de 5v. La línea de 5v ya tiene un pullup, por lo que mi plan era usar un IC de búfer de colector abierto como el 74LCX07 , con su VCC a 3.3v, como búfer.

Esto parece estar bien, pero he leído que muchas familias lógicas 74xx tienen diodos de protección ESD en la salida, lo que significa que aplicar > VCC a sus pines de salida, incluso los de drenaje abierto, alimentará la corriente al VCC del chip a través del diodo de protección ESD.

¿Es este el caso? Si es así, ¿cuál de las familias 74xx es segura de usar de esta manera?

Creo que la hoja de datos del chip específico que utilizará revelará la mayor parte de la información necesaria para responder a sus preguntas. De lo contrario, las respuestas no serán tan específicas y pueden no ser satisfactorias, en mi opinión.
@abdullahkahraman O no lo hacen, o no puedo interpretarlos lo suficientemente bien como para entenderlos. Por ejemplo, muchas partes enumeran un "voltaje de salida máximo", pero no está claro si eso se aplica cuando la salida está en modo HI-Z o no.

Respuestas (3)

El 74LCX07 no sujetará la salida a V D D (la hoja de datos habla de V C C ), ya que está especialmente dirigido a la interfaz entre diferentes voltajes de suministro. Tenga en cuenta que las entradas son tolerantes a 5 V, también con V D D = 3,3 V.

La hoja de datos dice que el voltaje de salida máximo es de 5,5 V (nunca use los 7 V mencionados en Valores nominales máximos absolutos), pero debería haber mencionado para qué voltaje de suministro, por ejemplo, también para 3,3 V.

La única característica que pude encontrar que realmente indica que se permite un voltaje de salida más alto es la corriente de estado apagado en la página 4, que da un valor de 10 m un en V C C = 2 a 5.5V y V O = 5,5 V.

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Eso podría haber sido más claro. Especialmente porque contradice lo que dice bajo Calificaciones máximas absolutas: "Corriente de diodo de salida de CC, para V O > V C C : 50mA".

El NXP 74LVC1G07 parece ser una solución.

Para subir el nivel de un sistema de 3,3 V para impulsar niveles de entrada CMOS de 5 V, simplemente conecte la salida LVC a un voltaje de terminación de 5 V a través de una resistencia pullup como se muestra a continuación. Las salidas de estos dispositivos son tolerantes a 5V y brindan una solución simple para manejar niveles de entrada CMOS de 5V.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Desde aquí _

También solo menciona la corriente de sujeción de salida para V O < 0 , por lo que no sujetará 5V.

Buen hallazgo en la estadística actual de estado apagado: eso implica bastante claramente que es tolerante a 5v en la salida. ¡Gracias!
Steven, no encuentro las especificaciones ambiguas en absoluto. De hecho, es muy preciso y claro. Su crítica a sus especificaciones es injustificada. Permítanme citar; Vo = Voltaje de salida de CC (alto o bajo) (NOTA 2) -0,5 a 7,0 V ... Io = Corriente de salida de CC = +/- 50 mA (NOTA 2 dice que se debe observar la clasificación máxima absoluta de Io. ~ FWIW, ambas condiciones indican exactamente lo que dicho a continuación. ¡También tenga en cuenta que "algún margen" significa exactamente eso! Absolutamente, usted no está diseñado para ejecutarse en la Clasificación Máxima Absoluta... No necesito gritar esto... es claro y preciso
@Tony: no debes mirar los 7V, sino los 5.5V. No dice que solo aplica para Vcc = 5V. ¿Y qué hay de la contradicción con la corriente fuera del estado?
Gracias de nuevo por las actualizaciones. ¿Es seguro decir que esta parte de otros fabricantes será la misma? Porque, por ejemplo, la versión de diodos de la misma parte ( diodes.com/datasheets/74LVC1G07.pdf ) en sus listas de hojas de datos, bajo máximo absoluto, "Voltaje aplicado a la salida en estado alto o bajo" como -0.3 a Vcc+0.5, lo que parece implicar que un pull-up de 5v no estaría bien. Además, ¿es seguro asumir que otras partes de LVC también son seguras?
@Nick - ¡Oh, eso es una mierda! Las piezas con el mismo número de tipo deberían ser compatibles, excepto algunos detalles menores, ¡pero esta es una gran diferencia! No, parece que los diodos no funcionarán. ¡Malo! Me quedaría con el NXP, que muestra claramente la aplicación. Parece que siempre tendrá que consultar la hoja de datos particular del fabricante. Pero eso ya lo sabíamos, ¿no?
Do. Desafortunadamente, NXP solo lo ofrece en TSSOP; Esperaba usar SOT-23. Sin embargo, gracias a su consejo, también encontré el SN74LVC07A de TI, la versión hexadecimal, que dice explícitamente en la parte superior "Las entradas y las salidas de drenaje abierto aceptan voltajes de hasta 5,5 V".

Me doy perfecta cuenta de que quería usar específicamente un dispositivo de la familia 74xx, pero si no está muy limitado (¿por qué?), un miembro de la familia de optoaisladores podría ser la mejor solución. Su gramática era toda "a", por lo que si solo necesita una E/S, un 4N25 indestructible podría ser la mejor solución. Un 74LCX07 proporciona seis puertos io... pero por el mismo precio puede obtener un optoaislador 4N25 y una resistencia o dos y obtener 7500 voltios de aislamiento en un puerto...

También hay algo que decir sobre la simplicidad del diseño de una solución opto... nada de lo que haga que involucre menos de 7500 voltios en la salida tiene ningún efecto en los dispositivos de entrada... simplifica un poco las cosas, el tiempo es dinero, etc

Finalmente, una familia lógica peculiar podría desaparecer en el futuro, dejándolo con un problema de diseño futuro. Por otro lado, el venerable opto 4N25 estará disponible tanto como 555s 741s 8051s, quién sabe. LCX te limita a, ¿qué, Fairchild y STM? No es que haya nada de malo en eso, pero debe haber al menos una docena de fabricantes de optotipos genéricos. Opto está bastante bien preparado para el futuro, nunca habrá un día en el que no pueda comprar un 4N25 o similar listo para usar.

No me parece. El 4N25 cuesta el doble que el 74LVC1G07, es mucho más grande, requiere una resistencia de entrada y consume mucha energía. ¡Y para reemplazar el 74LCX07 necesitaría 6 de ellos!
Vince, estoy de acuerdo en que los opto estarán disponibles durante mucho tiempo y su uso debe limitarse a donde necesite un aislamiento de hasta 7,5 kV. Desafortunadamente, eso hace un mejor diseño que el que se usa en esta pregunta. Hay muchos otros factores a considerar. Este diseño tiene mejores márgenes para el margen de ruido, cuando considera que el estado apagado de la opto es de alrededor de .2nA de corriente base, me obliga a considerar voltajes perdidos y fugas en el circuito por polvo húmedo. De hecho, las especificaciones dicen que para garantizar un V0 máx. de 0,5 V con una salida de 2 mA, debe encender el LED con 50 mA (en el peor de los casos). Tal vez eso no se te ocurrió.
(así que estoy de acuerdo con Steven)
Steven, nuevamente, no hay ambigüedad ni contradicción en la calificación máxima absoluta en este dispositivo 74LVC1G07.
Me parece una mala solución de diseño.

Siempre que dé un margen por debajo de los NIVELES MÁXIMOS DE SEGURIDAD, estará a salvo.

eso significa .. +/- 50mA para la corriente del diodo de salida y -.5 a 7.0 Vdc para Vout siempre que se observe lo anterior,

Correr en cualquier Vdd (que) esté permitido está bien, incluso 3.3V (esta es una pequeña parte toba)

no se preocupe por esta parte, lo mismo para otras partes... observe todos los NIVELES MÁXIMOS DE SEGURIDAD, pero pueden ser más bajos.

. Buena pregunta aunque...

Se supone que no debes operar un dispositivo en Absolute Maximum Ratings. Manténgase alejado de ellos. Ni siquiera mencionarlos.
¿Qué parte de la primera línea no entendió "margen seguro"? Lea atentamente.
"Ni siquiera los menciones". Use condiciones normales de operación.
No mencionar las especificaciones críticas es ignorar el margen operativo seguro. Quiere saber si es seguro, no lo que se recomienda claramente. Por eso lo mencioné. para explicar la especificación ya que está bien definida. Creo que las especificaciones deben indicarse por completo y reformularse, no ignorarse. Creo que estás siendo hostil, cuando él quería saber si había un riesgo oculto.
no estoy de acuerdo Si las condiciones normales de funcionamiento indican un máximo de +5,5 V, debe ceñirse a eso y no decir "¡Qué diablos, aquí dice que puedo ir a 7 V!" Por cierto, esos 5.5V máximo ya te dan un margen, porque la idea es un suministro de 5V +/-5%.
el dispositivo no fallará si permanece dentro de la clasificación máxima absoluta o incluso si cumple con la clasificación máxima absoluta, lo que claramente no estaba haciendo con la lógica estándar de 5 V. Por lo tanto, no hay riesgo de que el modo de falla de enganche SCR use Unidad de 5 V en este drenaje abierto 3,3 V nom. operación. Esta parte fue diseñada para este cambio de nivel. No insinué usar la calificación Max en el diseño, solo que podría manejarlo.
Estoy de acuerdo con el margen del 5%, pero no estoy de acuerdo con su comentario de que las calificaciones máximas deben ignorarse con el fin de explicar los riesgos de este uso normal.
@TonyStewart: el dispositivo no se destruirá "instantáneamente" por debajo de las calificaciones máximas absolutas, pero en algunos dispositivos, la vida útil puede degradarse en una cantidad no especificada por condiciones que se encuentran dentro de una distancia no especificada de esas calificaciones; las hojas de datos no indican si eso significa que el funcionamiento a 5,6 voltios (AMR==7,0 voltios) desgastará en 30 segundos una pieza que de otro modo habría durado 30 años, o si 6,9 V reduciría la vida útil de 30 años a 29.
¿Qué familias lógicas 74xx son tolerantes a la sobretensión en sus salidas?
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