时间:2025/12/27 20:29:56
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N74F109D是一款由NXP Semiconductors(原Philips)生产的高速双极型TTL(晶体管-晶体管逻辑)集成电路,属于74F系列,即快速TTL(Fast TTL)家族。该器件是一个双JK正边沿触发触发器,内部集成了两个完全独立的JK触发器单元,每个触发器均具备置位(SET)和复位(RESET)功能,适用于需要高可靠性和高速响应的数字时序逻辑电路设计中。74F系列在传统74系列的基础上进行了性能优化,具有比标准74系列更快的传播延迟和更高的工作频率,同时保持了与TTL电平的兼容性。N74F109D采用SO14(小外形14引脚)封装,适合在空间受限的印刷电路板上使用,广泛应用于通信系统、工业控制、计数器、寄存器、状态机以及各种需要同步时钟操作的数字系统中。该芯片的工作电源电压典型值为5V,具有良好的噪声抑制能力和稳定性,适用于中等复杂度的逻辑设计场景。
型号:N74F109D
系列:74F (Fast TTL)
逻辑功能:双JK正边沿触发触发器
封装类型:SO14
引脚数:14
电源电压(VCC):4.75V ~ 5.25V
工作温度范围:-40°C ~ +85°C
最大时钟频率:约70 MHz(典型值)
传播延迟时间(tpd):约3.5 ns ~ 6 ns(典型值,取决于负载)
输出驱动能力:标准TTL(通常可驱动10个TTL负载)
输入类型:TTL兼容
输出类型:推挽输出
功耗(每触发器):约10 mW(典型值)
上升/下降时间:约2.5 ns(典型值)
静态电流(ICC):约8 mA(每个触发器,典型值)
N74F109D的核心特性在于其高速性能与高可靠性相结合,使其成为74系列逻辑器件中适用于高频应用的理想选择。其基于双极型晶体管工艺制造的74F技术,显著降低了传播延迟,相较于标准74系列或74LS系列,其开关速度大幅提升,典型传播延迟仅为3.5至6纳秒,支持高达70MHz的时钟频率操作,非常适合用于高速计数器、分频器和状态寄存等对时序要求严格的场合。该器件采用正边沿触发机制,仅在时钟信号从低电平向高电平跳变时采样J和K输入端的状态,并据此更新输出Q和Q?,这种设计有效避免了电平触发带来的不稳定问题,提升了系统的抗干扰能力和同步精度。
每个JK触发器都配备了独立的异步置位(SET)和复位(RESET)输入,允许在无需等待时钟边沿的情况下强制将输出设置为高电平或低电平,这一功能在系统初始化、错误恢复或紧急控制中非常关键。此外,J和K输入端的组合逻辑决定了触发器的四种工作模式:保持、置位、复位和翻转,其中“翻转”模式(J=K=1)使输出状态在每个时钟上升沿反转,常用于二分频电路设计。N74F109D的输入和输出电平均与标准TTL电平兼容,便于与其他TTL或LSTTL器件直接接口,无需额外的电平转换电路。
该器件采用SO14小型化表面贴装封装,不仅节省PCB空间,还提高了组装密度,适用于现代紧凑型电子设备。其工作温度范围覆盖工业级标准(-40°C至+85°C),可在恶劣环境条件下稳定运行。虽然74F系列的功耗高于低功耗CMOS系列(如74HC),但其高速特性和强驱动能力使其在特定高性能应用场景中仍具优势。NXP对该系列器件提供了长期供货保证和技术支持,确保其在工业和通信领域的可持续使用。
N74F109D广泛应用于各类需要高速、可靠时序控制的数字电子系统中。在通信设备中,它常被用于构建同步数据接收器、串行到并行转换器或帧同步逻辑模块,利用其边沿触发特性精确捕获数据流中的状态变化。在工业自动化控制系统中,该器件可用于实现状态机、顺序控制器或位置编码器的逻辑核心,确保各执行单元按预定时序协调工作。在计数器和分频器电路中,由于其支持J=K=1的翻转模式,N74F109D可作为二分频单元级联构成多位异步或同步计数器,广泛应用于频率测量、定时器和脉冲发生器等设备。
此外,该芯片也常见于测试与测量仪器中,如数字示波器、逻辑分析仪的内部时序控制模块,用于锁存信号状态或生成测试序列。在老式计算机和嵌入式系统中,N74F109D可用于构建地址锁存器、中断控制逻辑或简单的寄存器文件。教育领域中,该器件是数字电子学实验课程的重要教学工具,帮助学生理解JK触发器的工作原理、时序图分析以及时钟同步机制。由于其引脚定义标准化且资料丰富,工程师可以快速将其集成到原型设计中进行功能验证。
在电源管理或电机控制应用中,N74F109D可用于生成互补或延时控制信号,配合其他逻辑门实现复杂的驱动时序。尽管现代设计越来越多地采用可编程逻辑器件(如CPLD/FPGA)或专用ASIC来替代分立逻辑芯片,但在成本敏感、维修替换或简单固定功能的场景下,N74F109D因其成熟可靠、易于采购和调试而依然保有市场。其SO14封装也便于回流焊工艺的大规模生产,适用于消费类电子产品和工业模块的批量制造。
74F109D
SN74F109DR
MC74F109DR2G
74F109N