Перейти к содержанию

SN74LVC1T45 — однобитный приёмопередатчик с двумя питаниями

SN74LVC1T45 — один канал преобразования уровня с двумя независимыми питаниями: сторона A работает от VCCA, сторона B — от VCCB, оба от 1,65 до 5,5 В. Направление задаёт вывод DIR, и выходы двухтактные, поэтому сигнал проходит за единицы наносекунд, а не за время заряда подтяжки. Разбираем по даташиту TI выводы, пороги, токи и задержки, почему DIR привязан к VCCA, что делать при смене направления и при выключенном питании одной из сторон.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

SN74LVC1T45 (Texas Instruments) — однобитный неинвертирующий приёмопередатчик с двумя питаниями. Сторона A и вывод направления DIR питаются от VCCA, сторона B — от VCCB, каждое питание — от 1,65 до 5,5 В. Единица на DIR передаёт данные с A на B, ноль — с B на A. Выход в выбранном направлении двухтактный, а вход другой стороны распознаёт уровни своего питания, — так микросхема согласует уровни 1,8, 2,5, 3,3 и 5 В в любую сторону. Это ближайший однобитный аналог 74HC245, но с двумя питаниями и без вывода OE.

Коротко

  • Питание — VCCA и VCCB независимо 1,65–5,5 В; ток покоя ICCA + ICCB до 4 мкА.
  • Направление — DIR = 1: A → B, DIR = 0: B → A; пороги DIR считаются от VCCA.
  • Выход — ±4, ±8, ±24 и ±32 мА при питании выходной стороны 1,65, 2,3, 3 и 4,5 В.
  • Скорость — 3,3 → 5 В: задержка до 4,4 нс, до 420 Мбит/с; к 1,8 В — до 75 Мбит/с.
  • Отключение — при нуле на любом питании обе стороны в третьем состоянии, утечка до ±2 мкА.
  • Корпуса — SOT-23-6 (DBV), SC70-6 (DCK), SOT-6 1,6 × 1,6 мм (DRL), USON-6 (DPK), DSBGA-6 (YZP); −40…+85 °C.

Выводы

SN74LVC1T45, вид сверху: 1 VCCA, 2 GND, 3 A, 4 B, 5 DIR, 6 VCCB1T451VCCA2GND3A4B5DIR6VCCBвид сверху
SN74LVC1T45 в корпусах SOT-23-6 (DBV), SC70-6 (DCK), SOT (DRL) и USON-6 (DPK), вид сверху, по рис. 4-1…4-4 и табл. 4-1 даташита TI
Вывод DBV, DCK, DRL, DPKШарик YZPОбозначениеНазначение
1A1VCCAпитание стороны A и вывода DIR, 1,65–5,5 В
2B1GNDобщий провод
3C1Aвход или выход стороны A, уровни VCCA
4C2Bвход или выход стороны B, уровни VCCB
5B2DIRнаправление: 1 — A → B, 0 — B → A
6A2VCCBпитание стороны B, 1,65–5,5 В

Номера выводов одинаковы во всех корпусах с ножками и в USON; у DSBGA (YZP) шарики обозначены буквой ряда и цифрой столбца, рисунок 4-5 дан видом снизу. Корпус SOT-23-6 у TI описан чертежом DBV0006A, номинальный размер с выводами — 2,9 × 2,8 мм; SC70-6 — 2 × 2,1 мм. Маркировка исполнений SN74LVC1T45DBVR — CT15, CT1F, CT1R (у части партий также 2PUH), SN74LVC1T45DCKR — TA5, TAF, TAR (Package Option Addendum от 01.11.2025).

Как работает направление

DIRПередачаКакая сторона — выход
0с B на AA
1с A на BB

Вывода разрешения OE у SN74LVC1T45 нет: одна из сторон всегда работает как выход. Входные каскады обеих сторон включены постоянно (примечание к табл. 7-1), поэтому линия, которая в данный момент служит входом, не должна оставаться свободной — иначе растёт ток потребления (разд. 3 и примечание 3 к разд. 5.3). Почему опасен свободный вход КМОП, объясняет глоссарий.

Вывод DIR питается от VCCA, его пороги — те же доли VCCA, что у входов стороны A. Наш вывод: DIR удобно соединять с выводом того устройства, которое питается от VCCA, а для постоянного направления — напрямую с VCCA (A → B) или с общим проводом (B → A).

Параметры

Условия — −40…+85 °C, если не указано иное (разд. 5.3–5.9). VCCI — питание стороны, работающей входом, VCCO — питание стороны, работающей выходом.

ПараметрЗначениеУсловия
Питание VCCA, VCCB1,65–5,5 Впредел от −0,5 до 6,5 В
Единица на входе VIH0,65 · VCCI / 1,7 В / 2 В / 0,7 · VCCIVCCI 1,65–1,95 / 2,3–2,7 / 3–3,6 / 4,5–5,5 В
Ноль на входе VIL0,35 · VCCI / 0,7 В / 0,8 В / 0,3 · VCCIте же диапазоны
Напряжение на входе VI0–5,5 Впредел от −0,5 до 6,5 В
Ток выхода IOH, IOL±4 / ±8 / ±24 / ±32 мАVCCO 1,65–1,95 / 2,3–2,7 / 3–3,6 / 4,5–5,5 В
Единица на выходе VOHот VCCO − 0,1 В−100 мкА
То жеот 2,4 В / от 3,8 В−24 мА при 3 В / −32 мА при 4,5 В
Ноль на выходе VOLдо 0,1 В100 мкА
То жедо 0,55 В24 мА при 3 В и 32 мА при 4,5 В
Крутизна фронта входа данныхдо 20 / 20 / 10 / 5 нс/ВVCCI 1,65–1,95 / 2,3–2,7 / 3–3,6 / 4,5–5,5 В
Крутизна фронта DIRдо 5 нс/В
Ток покоя ICCA + ICCBдо 4 мкАвходы на VCCI или GND
Добавка тока ΔICCдо 50 мкАвход на 0,6 В ниже своего питания, питание 3–5,5 В
Утечка Ioff±1 / ±2 мкА25 °C / −40…+85 °C; одно из питаний 0 В
Утечка в третьем состоянии IOZ±1 / ±2 мкА25 °C / −40…+85 °C
Ёмкость DIR / вывода A или B2,5 / 6 пФ3,3 В, 25 °C
Задержка A → Bдо 4,4 нсVCCA = 3,3 ± 0,3 В, VCCB = 5 ± 0,5 В, 15 пФ, 2 кОм
Задержка B → Aдо 5,4 нсте же условия
Задержка A → Bдо 15,5 нсVCCA = 3,3 ± 0,3 В, VCCB = 1,8 ± 0,15 В
Время включения после смены DIRдо 10,1–11,3 нсVCCA = 3,3 В, VCCB = 5 В; расчётное значение TI

Предельные режимы (разд. 5.1): питание, напряжение входа и выхода в третьем состоянии — от −0,5 до 6,5 В; выход в рабочем состоянии — не выше своего питания плюс 0,5 В; ток выхода ±50 мА, через VCC или GND ±100 мА; ток защитных диодов −50 мА. Тепловое сопротивление кристалл — среда (разд. 5.4): 215,1 °C/Вт у SOT-23-6, 210,9 у SC70-6, 223,7 у DRL, 278,3 у USON-6 и 131 °C/Вт у DSBGA.

Пороги в таблице заданы через питание входной стороны, а не выходной. Наш расчёт: при VCCB = 5 В вход B видит единицу от 0,7 · 4,5 = 3,15 В на нижней границе питания и от 0,7 · 5,5 = 3,85 В на верхней, поэтому пятивольтовая сторона должна получать настоящие пятивольтовые уровни. Сигнал 3,3 В подают только на сторону с питанием 3,3 В.

Типовые схемы

Вверх, 3,3 → 5 В. VCCA = 3,3 В, VCCB = 5 В, DIR соединён с VCCA. Микроконтроллер — на A, пятивольтовый вход — на B. Для стороны B TI гарантирует 32 мА при питании 4,5–5,5 В, так что выход тянет и длинный провод, и вход адресной ленты WS2812B, и светодиод через резистор.

Вниз, 5 → 3,3 В. Та же разводка питания, DIR соединён с общим проводом: данные идут с B на A. На стороне B пороги пятивольтовые, на выходе A — уровни 3,3 В. Обратите внимание: при этом на вход B нельзя подавать сигнал 3,3 В — он не дотягивает до порога 0,7 · VCCB.

Двунаправленная линия. DIR управляется микроконтроллером на стороне A. Вывода OE нет, поэтому при смене направления TI предлагает последовательность из табл. 8-2: сначала обе системы отключают свои выходы, затем DIR меняет состояние, и только потом новая сторона начинает передавать. Пока выходы систем отключены, уровень линии держат элементы, которые на рис. 8-3 подписаны «подтяжка к питанию или к общему проводу либо удержание шины»; примечание к табл. 8-2 требует, чтобы на обеих сторонах они были одинаковыми — обе подтяжки к питанию или обе к общему проводу. Про удержание шины в тексте TI подробностей нет. Время до появления сигнала на новой стороне TI считает суммой отключения и задержки, например tPZH(DIR → A) = tPLZ(DIR → B) + tPLH(B → A) (разд. 8.2.2.2.1).

Питание и выключение

Обе стороны допускают любой порядок включения питаний: TI заявляет отсутствие ложных импульсов на выходах при включении и выключении в любом порядке и с любой скоростью нарастания (разд. 7.3.5, 8.3). Общий провод подключают первым. Если одно из питаний равно нулю, оба порта переходят в третье состояние (разд. 7.3.6), а ток любого вывода ограничен строкой Ioff. Наш вывод: SN74LVC1T45 можно оставлять подключённым к работающей шине, даже если плата за ним обесточена, — он не будет ни тянуть линию, ни питать выключенную сторону через свои защитные цепи. Конденсаторы развязки ставят на оба питания (разд. 8.4.1).

Выходы мощные и быстрые; TI предупреждает (разд. 7.3.4), что на лёгкой нагрузке крутые фронты дают звон и согласование линии нужно продумать. Два выхода можно соединить параллельно для большего тока, если не выходить за предельные режимы. Наш вывод о резисторе: на длинной линии последовательный резистор в несколько десятков ом у выхода гасит звон.

SN74LVC1T45, TXB0104 и 74AHCT125

Значения TXB0104 и 74AHCT125 — по даташитам TI SCES650K и SCLS264R.

SN74LVC1T45TXB010474AHCT125
Каналов144
Питанийдва, 1,65–5,5 В каждоедва: VCCA 1,2–3,6 В, VCCB 1,65–5,5 Водно, 4,5–5,5 В
Направлениезадаёт DIRопределяется автоматическитолько вверх, к 5 В
Выходдвухтактный, до 32 мАдля лёгкой нагрузки: ёмкость до 70 пФ, резисторы больше 50 кОмдвухтактный, ±8 мА
Третье состояниетолько при выключенном питаниивывод OEвывод OE у каждого канала

Наш вывод: SN74LVC1T45 — лучший выбор для одной-двух однонаправленных линий, когда нужна скорость или ток: такт SPI, CS, линия данных ленты, сигнал сброса. Для двунаправленных шин без управляющего сигнала нужны микросхемы с автоматическим направлением. Подробности о порогах — в статье «Логические уровни».

Расхождения в документации

  • Размер DSBGA. В таблице корпусов на с. 1 для YZP указан размер 1 × 0,5 мм, а на чертеже YZP0006 тело — 1,358–1,418 × 0,858–0,918 мм при наибольшей высоте 0,5 мм.
  • Обозначения питаний в таблице выводов. В табл. 4-1 и 4-2 вывод A описан как «уровень выхода зависит от VCC1», вывод B — «порог входа зависит от VCC2», хотя выводы питания названы VCCA и VCCB, а оба порта по той же таблице — входы и выходы (I/O).
  • Ток выхода в свойствах. На с. 1 указано «±24 мА при 3,3 В», а рекомендуемые условия разд. 5.3 допускают ±24 мА при 3–3,6 В и ±32 мА при 4,5–5,5 В: свойство описывает только одно из питаний.
  • Повторяющиеся строки в перечне исполнений. В Package Option Addendum от 01.11.2025 исполнения SN74LVC1T45DCKRE4 и SN74LVC1T45DCKRG4 перечислены дважды — с отметкой соответствия RoHS «Yes» и «No» в одинаковых строках.

Частые вопросы

Как подключить SN74LVC1T45 для перехода 3,3 → 5 В?

Сторону A питают от 3,3 В (VCCA, вывод 1), сторону B — от 5 В (VCCB, вывод 6). Вывод DIR (5) соединяют с VCCA: единица на DIR передаёт данные с A на B. Сигнал микроконтроллера — на вывод A (3), пятивольтовая нагрузка — на B (4). По таблице 5.8 при VCCA = 3,3 В и VCCB = 5 В задержка A → B — до 4,4 нс, а TI указывает скорость до 420 Мбит/с.

Можно ли поменять VCCA и VCCB местами?

Можно: обе стороны работают от 1,65 до 5,5 В, и микросхема переводит уровень как вверх, так и вниз. Но вывод DIR питается от VCCA, и его пороги считаются от VCCA. Поэтому сторону A обычно отдают тому устройству, которое управляет направлением, — чаще всего микроконтроллеру.

Чем SN74LVC1T45 отличается от TXB0104 и TXS0108E?

TXB0104 и TXS0108E сами определяют направление по тому, какая сторона тянет линию, а у SN74LVC1T45 направление задаёт вывод DIR. Зато выходы SN74LVC1T45 — обычные двухтактные с током до 32 мА при питании 4,5–5,5 В, без слабых подтяжек и без ограничений на нагрузку, которые есть у микросхем с автоматическим направлением. Для однонаправленных сигналов — тактов, CS, линии данных WS2812B — SN74LVC1T45 проще и надёжнее.

Что будет, если выключить одно из питаний?

По разд. 7.3.6 при нуле на любом из выводов питания оба порта переходят в третье состояние, а ток утечки любого вывода ограничен строкой Ioff — до ±2 мкА при −40…+85 °C. Включать питания можно в любом порядке, глитчей на выходах TI не обещает (разд. 7.3.5); общий провод подключают первым (разд. 8.3).

Источники

  1. Texas Instruments. SN74LVC1T45 Single-Bit Dual-Supply Bus Transceiver With Configurable Voltage Translation and 3-State Outputs (SCES515N, December 2003, revised June 2024) — с. 1 — свойства (1,65–5,5 В на каждой стороне, изоляция по VCC, DIR от VCCA, ICC до 4 мкА, ±24 мА при 3,3 В, Ioff, скорости 420/210/140/75 Мбит/с), описание, таблица корпусов; с. 2–3 — рис. 4-1…4-5 и табл. 4-1, 4-2 (выводы); с. 4 — разд. 5.1 (VCC, VI и VO от −0,5 до 6,5 В, ±50 мА на выход, ±100 мА через VCC или GND) и 5.3 (пороги по VCCI, VI 0–5,5 В, IOH и IOL 4/8/24/32 мА, Δt/Δv, −40…+85 °C); с. 5 — разд. 5.4 (RθJA); с. 6 — разд. 5.5 (VOH, VOL, II, Ioff, IOZ, ICCA, ICCB, ΔICC, Ci, Cio); с. 8 — разд. 5.8 и 5.9 (задержки при VCCA 3,3 и 5 В); с. 12 — рис. 6-1 (нагрузка 15 пФ и 2 кОм); с. 13–14 — разд. 7.3 (Ioff, двухтактный выход, порядок питания, изоляция по VCC), табл. 7-1; с. 15–17 — разд. 8.2 (одно- и двунаправленное включение, табл. 8-2, формулы времени включения), 8.3; Package Option Addendum от 01.11.2025; чертежи DBV0006A, YZP0006
  2. Texas Instruments. TXB0104 4-Bit Bidirectional Voltage-Level Translator With Automatic Direction Sensing and ±15kV ESD Protection (SCES650K, April 2006, revised March 2025) — для сравнения: VCCA 1,2–3,6 В и VCCB 1,65–5,5 В, вывод OE, автоматическое направление, ёмкость линии до 70 пФ, внешние резисторы только больше 50 кОм
  3. Texas Instruments. SNx4AHCT125 Quadruple Bus Buffer Gates With 3-State Outputs (SCLS264R, December 1995, revised February 2024) — для сравнения: питание 4,5–5,5 В, единица на входе от 2 В, выход ±8 мА, OE у каждого канала

Нашли ошибку?

Смотрите также