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74HC4020DB 发布时间 时间:2025/12/27 20:34:45 查看 阅读:9

74HC4020DB是一种高速CMOS逻辑器件,属于74HC系列,具体为14级二进制纹波计数器。该器件由Philips(现NXP Semiconductors)生产,采用SO16(Small Outline Integrated Circuit)封装,引脚间距为1.27 mm,适用于表面贴装技术(SMT)。74HC4020DB内部包含一个异步14位二进制计数器,通过负边沿触发的JK触发器级联构成,具备分频功能,能够将输入时钟信号进行2^14(即16384)倍的分频输出。该芯片广泛应用于需要长延时、定时控制、频率分频和脉冲计数的电子系统中,例如工业控制、通信设备、消费类电子产品以及嵌入式系统中的时序生成模块。由于其基于高抗噪能力的CMOS工艺制造,74HC4020DB在功耗与速度之间实现了良好平衡,适合电池供电或对能效要求较高的应用场景。此外,该器件具有宽电源电压工作范围,兼容TTL电平输入,增强了其在混合逻辑系统中的适用性。

参数

型号:74HC4020DB
  制造商:NXP Semiconductors
  封装类型:SO16
  引脚数:16
  逻辑系列:74HC
  功能描述:14级二进制纹波计数器
  电源电压(Vcc):2.0 V 至 6.0 V
  工作温度范围:-40°C 至 +125°C
  输出驱动能力:4 mA(高电平),4 mA(低电平)
  传播延迟时间(典型值@5V):约18 ns
  时钟频率最大值(典型@5V):约30 MHz
  输入电流最大值:±1 μA
  静态电源电流(最大):80 μA
  上升/下降时间(典型@5V):< 15 ns
  逻辑电平兼容性:TTL 兼容
  ESD保护:HBM > 2000 V

特性

74HC4020DB的核心特性之一是其14级异步二进制计数器结构,采用串联的主从JK触发器实现,每个触发器在前一级输出的下降沿触发,从而形成纹波计数模式。这种设计使得每经过一个完整的时钟周期,数据逐级传递并产生分频效果,最终在Q1至Q14输出端分别提供2^1到2^14的分频信号。由于是异步结构,各级输出之间存在微小的传播延迟累积,因此不适用于对严格同步要求极高的场合,但在大多数定时和分频应用中表现优异。
  该芯片采用先进的硅栅CMOS技术,具有极低的静态功耗,典型静态电流仅为几微安,在待机状态下几乎不消耗电能,非常适合便携式设备和节能型系统。同时,其动态功耗随工作频率和电源电压的平方成正比变化,用户可通过降低Vcc来进一步优化能耗。在速度方面,74HC4020DB在5V供电下可支持高达30MHz的时钟输入频率,响应速度快,满足大多数中高频数字系统的分频需求。
  输入端具备施密特触发器特性(部分版本可能无此功能,需查证具体子型号),提高了对噪声的抑制能力,增强了信号完整性,特别是在时钟源存在抖动或干扰的应用环境中更为可靠。所有输出端均具备标准推挽结构,提供较强的驱动能力,可直接驱动LED或多个逻辑门负载。芯片还集成了上电复位功能,当MR(Master Reset)引脚被拉高时,所有输出端强制清零,确保系统启动时处于确定状态,避免误操作。
  SO16封装形式使74HC4020DB占用PCB面积小,适合高密度布局,并且符合RoHS环保标准,不含铅等有害物质。其宽温工作范围(-40°C至+125°C)使其能在恶劣工业环境下稳定运行。此外,该器件具有高抗扰度,输入端带有滞回设计以提升噪声容限,电源引脚内置去耦电容建议可增强稳定性。整体而言,74HC4020DB是一款性能稳定、使用灵活、性价比高的通用计数器IC。

应用

74HC4020DB常用于各种需要长时间延时或精确分频的电子电路中。在定时器和延时电路中,它可以作为核心元件,通过选择适当的输出引脚(如Q12、Q13、Q14)获得秒级甚至分钟级的时间基准,配合外部晶体振荡器或RC振荡器构建实时时钟模块或自动关断电路。例如,在家电产品中用于洗衣机、微波炉的程序控制器,实现洗涤周期或加热时间的精确控制。
  在通信系统中,该芯片可用于波特率生成、信号同步和帧定时等功能,将高频主时钟分频为较低频率的控制信号。在工业自动化领域,它被集成于PLC扩展模块或传感器接口电路中,用于事件计数、周期测量或动作延时触发。此外,在嵌入式开发板或教育实验套件中,74HC4020DB常作为学习数字逻辑和时序电路的教学工具,帮助学生理解异步计数器的工作原理。
  在频率合成器和信号发生器中,该芯片可用于构建多级分频链,将射频或中频信号逐步降至可处理的低频范围。它也适用于电机控制中的步进时序生成,或灯光控制系统中的渐变、闪烁节奏调节。在低功耗无线传感节点中,利用其高分频比特性,可以将高频唤醒信号转换为长间隔中断信号,从而延长睡眠周期,节省能量。
  由于其TTL电平兼容性,74HC4020DB能够无缝接入由微控制器(如Arduino、STM32)或其他逻辑芯片组成的混合信号系统,作为协处理器完成固定逻辑任务,减轻主控负担。总之,其广泛应用体现在几乎所有涉及时间管理、频率变换和状态序列控制的数字系统中。

替代型号

74HC4020D
  SN74HC4020DR
  CD74HC4020E
  MC14020BDR2G

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74HC4020DB参数

  • 制造商NXP
  • 产品种类计数器 IC
  • 计数器类型Binary Counters
  • 逻辑系列74HC
  • 工作电源电压2 V to 6 V
  • 封装 / 箱体SOT-338
  • 封装Tube
  • 安装风格SMD/SMT
  • 工厂包装数量78
  • 零件号别名74HC4020DB,112