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N74F164D 发布时间 时间:2025/12/27 20:55:36 查看 阅读:21

N74F164D是一款由NXP Semiconductors(原Philips)生产的高速硅门CMOS器件,属于74F系列逻辑集成电路。该器件是一个8位串行输入、并行输出的移位寄存器,采用先进的硅栅极CMOS技术制造,具备与TTL兼容的输入和输出电平特性。N74F164D在功能上等同于标准的74F164,广泛应用于需要将串行数据转换为并行数据的各种数字系统中。其主要特点是具有异步清零功能,允许用户在任何时候将所有输出端强制置为低电平,从而实现快速复位操作。该芯片包含两个串行数据输入端(A和B),这两个输入端通过一个内部的AND门连接到移位寄存器的输入端,允许灵活的数据输入控制方式。当时钟脉冲上升沿到来时,输入数据被移入寄存器,并依次向右移动一位,最终从Q0至Q7八个并行输出端输出。由于其高速性能和低功耗特性,N74F164D适用于通信接口扩展、LED显示驱动、远程I/O控制等多种应用场景。此外,该器件工作电压范围较窄,典型值为4.5V至5.5V,适合标准5V电源系统使用。封装形式通常为14引脚的SOIC或DIP,便于在各种PCB布局中安装和焊接。

参数

型号:N74F164D
  制造商:NXP Semiconductors
  系列:74F
  逻辑功能:8位串行输入并行输出移位寄存器
  电源电压:4.5V ~ 5.5V
  最大时钟频率:50MHz(典型值)
  传播延迟时间:约8ns(VCC = 5V, TA = 25°C)
  输出类型:推挽式CMOS输出
  输入电平兼容性:TTL兼容
  工作温度范围:-40°C ~ +85°C
  封装类型:SO14 (Small Outline Integrated Circuit)
  引脚数:14
  低电平输出电流:-0.4mA(最小值)
  高电平输出电流:0.4mA(最小值)
  静态功耗:极低(微安级)
  动态功耗:随频率增加而增加,但仍低于等效双极型TTL器件

特性

N74F164D作为一款高性能的CMOS移位寄存器,在保持TTL速度优势的同时显著降低了功耗,是传统TTL移位寄存器的理想替代品。其核心特性之一是采用了先进的硅栅CMOS工艺,这不仅提高了开关速度,还有效减少了漏电流,从而实现了高速与低功耗的平衡。该器件的8位移位寄存器结构支持同步数据移位操作,每个时钟上升沿触发一次数据移入动作,确保了精确的时间控制和稳定的数据传输。两个串行输入端A和B的设计允许用户通过外部逻辑控制是否接受新数据,例如可将其中一个输入用于使能信号,另一个用于实际数据流,提升了设计灵活性。异步清零(CLR)引脚能够在无需等待时钟信号的情况下立即清除所有寄存器内容,这一特性在系统初始化或错误恢复过程中极为重要。输出端具备足够的驱动能力,可直接驱动多个TTL负载或LED指示灯,常用于多路信号扩展场景。此外,该芯片具有良好的噪声抑制能力和宽广的工作温度范围,使其能够在工业环境或恶劣条件下可靠运行。其SO14小型封装形式节省了PCB空间,适用于紧凑型电子设备设计。内部集成的防闩锁(Latch-up)保护电路进一步增强了器件的鲁棒性,防止因瞬态过压或静电放电导致损坏。总体而言,N74F164D结合了高速度、低功耗、高抗干扰性和高可靠性,成为数字系统中不可或缺的基础逻辑元件。
  值得一提的是,74F系列虽然基于CMOS工艺,但其电气特性和时序参数经过优化以匹配原有的74F TTL系列,因此可以直接替换原有系统中的74F164器件而无需修改外围电路设计。这种向后兼容性大大简化了产品升级路径。同时,由于其较低的静态电流消耗,特别适合对功耗敏感的应用场合,如便携式仪器或长时间运行的嵌入式控制系统。器件还具备较强的热稳定性,即使在高温环境下也能维持稳定的性能表现。其输入端设有施密特触发器特性(部分版本),增强了对缓慢变化或噪声较大的输入信号的适应能力,但在本型号中需查阅具体数据手册确认是否具备此功能。总之,N74F164D凭借其成熟的技术、稳定的性能和广泛的适用性,持续在现代电子设计中发挥重要作用。

应用

N74F164D主要用于需要进行串行到并行数据转换的数字电路系统中。常见应用包括微控制器系统的I/O端口扩展,当主控芯片的GPIO数量不足时,可通过该移位寄存器将单个串行输出扩展为8位并行输出,用于驱动数码管、LED阵列或多路继电器模块。在LED显示屏和字符显示器驱动电路中,它常被用来逐位传输显示数据,并通过并行输出直接控制段选或位选信号。该器件也广泛应用于工业自动化领域的远程数据采集与控制模块,作为串行通信链路后的数据锁存与分发单元。在通信协议如SPI或自定义串行协议接口中,尽管不完全符合标准SPI时序(缺少片选或双向功能),但仍可通过软件模拟方式实现简单的主从数据传输。此外,该芯片可用于构建多级级联的长位移寄存器链,实现超过8位的并行输出扩展,例如在大型矩阵开关系统或测试设备中。由于其异步清零功能的存在,非常适合需要快速复位机制的安全控制系统。在教育实验平台和原型开发板上,N74F164D因其直观的功能和易于理解的操作原理,常被用作学习数字逻辑和时序电路的教学工具。其TTL兼容性使得它可以无缝集成到混合信号系统中,与其他74系列逻辑器件协同工作。在消费类电子产品中,如家用电器控制面板、音频设备的状态指示灯控制等场景也有广泛应用。得益于其高可靠性和稳定性,该器件同样适用于医疗设备、测量仪器等对长期运行稳定性要求较高的领域。

替代型号

74F164D
  SN74F164N
  MC74F164N
  HD74F164P

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N74F164D参数

  • 制造商NXP
  • 产品种类计数器移位寄存器
  • 计数顺序Serial to Parallel
  • 电路数量1
  • 封装 / 箱体SO
  • 逻辑系列F
  • 逻辑类型Bipolar
  • 输入线路数量2
  • 传播延迟时间7 ns
  • 最大工作温度+ 70 C
  • 最小工作温度0 C
  • 封装Tube
  • 功能Shift Register
  • 安装风格SMD/SMT
  • 输出线路数量8
  • 工厂包装数量57
  • Supply Voltage - Max5.5 V
  • Supply Voltage - Min4.5 V
  • 零件号别名N74F164D,602