1. Giới thiệu về IC 74VHC86
74VHC86 là IC logic số gồm bốn cổng XOR (Exclusive-OR) độc lập, mỗi cổng có hai ngõ vào và một ngõ ra, hoạt động với tốc độ cao và mức logic CMOS.
IC thuộc dòng 74VHC (Very High-Speed CMOS) – cho tốc độ tương đương TTL nhưng tiêu thụ công suất thấp hơn nhiều.
IC thường được gọi ngắn gọn là V86 trong các mạch thực tế, sử dụng để thực hiện phép XOR, so sánh bit, mạch tạo xung, mạch cộng nửa (half adder), hoặc mạch tạo parity check.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
IC gồm 4 cổng XOR độc lập:
-
Mỗi cổng có 2 đầu vào (A, B) và 1 đầu ra (Y).
-
Logic XOR cho ra mức “1” khi hai đầu vào khác nhau, và “0” khi hai đầu vào giống nhau.
| A | B | Y (A ⊕ B) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Các cổng hoạt động độc lập, chia đều cho 14 chân (7 chân mỗi bên).
3. Thông số kỹ thuật của 74VHC86
| Thông số | Ký hiệu | Giá trị điển hình |
|---|---|---|
| Điện áp nguồn | V<sub>CC</sub> | 2.0V – 5.5V |
| Dòng ra mỗi cổng | I<sub>OH/OL</sub> | ±8 mA @ VCC = 4.5V |
| Mức logic cao (min) | V<sub>IH</sub> | 0.7 × VCC |
| Mức logic thấp (max) | V<sub>IL</sub> | 0.3 × VCC |
| Dòng tiêu thụ tĩnh | I<sub>CC</sub> | 2 µA (max) |
| Thời gian trễ truyền | t<sub>pd</sub> | 4 ns @ VCC = 5V |
| Nhiệt độ hoạt động | T<sub>op</sub> | -40°C → +85°C |
| Kiểu đóng gói | — | TSSOP-14 / SOP-14 / DIP-14 |
4. Kiểu chân và chức năng của 74VHC86 (TSSOP-14)
Sơ đồ chân (Top View – theo datasheet chuẩn):
| Số chân | Ký hiệu | Tên gọi | Chức năng |
|---|---|---|---|
| 1 | A0 | Input A1 | Ngõ vào thứ nhất của cổng XOR số 1 |
| 2 | B0 | Input B1 | Ngõ vào thứ hai của cổng XOR số 1 |
| 3 | O0 | Output 1 | Ngõ ra cổng XOR số 1 |
| 4 | A1 | Input A2 | Ngõ vào thứ nhất của cổng XOR số 2 |
| 5 | B1 | Input B2 | Ngõ vào thứ hai của cổng XOR số 2 |
| 6 | O1 | Output 2 | Ngõ ra cổng XOR số 2 |
| 7 | GND | Ground | Nối đất |
| 8 | O2 | Output 3 | Ngõ ra cổng XOR số 3 |
| 9 | A2 | Input A3 | Ngõ vào thứ nhất của cổng XOR số 3 |
| 10 | B2 | Input B3 | Ngõ vào thứ hai của cổng XOR số 3 |
| 11 | O3 | Output 4 | Ngõ ra cổng XOR số 4 |
| 12 | A3 | Input A4 | Ngõ vào thứ nhất của cổng XOR số 4 |
| 13 | B3 | Input B4 | Ngõ vào thứ hai của cổng XOR số 4 |
| 14 | VCC | Supply | Chân cấp nguồn (2.0V – 5.5V) |
5. Chức năng hoạt động
-
Mỗi cổng thực hiện phép A ⊕ B = Y (Exclusive OR).
-
Khi hai ngõ vào khác nhau (1 và 0 hoặc 0 và 1) → ngõ ra Y = 1.
-
Khi hai ngõ vào giống nhau → Y = 0.
Ví dụ ứng dụng cơ bản:
-
Mạch cộng nửa (Half Adder):
-
SUM = A ⊕ B
-
CARRY = A ⋅ B
-
-
Mạch kiểm tra chẵn lẻ (Parity Generator/Checker).
-
Mạch so sánh tín hiệu logic.
-
Mạch tạo xung cạnh (Edge Detector) bằng cách XOR giữa tín hiệu gốc và trễ.
6. Ứng dụng của IC 74VHC86
-
Mạch tạo tín hiệu chẵn/lẻ (Parity Bit).
-
Mạch cộng nhị phân đơn giản (Half Adder / Full Adder).
-
Mạch tạo xung cạnh, phát hiện thay đổi trạng thái.
-
Mạch mã hóa / giải mã logic.
-
Mạch xử lý logic trong vi điều khiển, FPGA, DSP.
-
Ứng dụng trong thiết bị đo, đếm, xử lý tín hiệu số tốc độ cao.
7. Kích thước vật lý của 74VHC86 (TSSOP-14)
| Thông số | Ký hiệu | Giá trị (mm) |
|---|---|---|
| Chiều dài tổng | L | 5.0 – 5.2 |
| Chiều rộng tổng | W | 4.3 – 4.5 |
| Chiều cao | H | 1.0 – 1.2 |
| Bước chân | e | 0.65 |
| Số chân | — | 14 |
| Kiểu vỏ | — | TSSOP-14 (Thin Shrink Small Outline Package) |
8. Cách đo và kiểm tra sống/chết của IC 74VHC86
A. Kiểm tra nguồn
-
Cấp VCC = 5V, nối GND chân 7.
-
Dòng tiêu thụ tĩnh rất nhỏ (vài µA).
B. Kiểm tra chức năng XOR
-
Dùng 2 công tắc logic hoặc nguồn 0V/5V nối vào A1, B1, đo điện áp tại Y1.
-
Theo bảng chân trị XOR:
-
A = 0, B = 0 → Y = 0
-
A = 0, B = 1 → Y = 1
-
A = 1, B = 0 → Y = 1
-
A = 1, B = 1 → Y = 0
-
-
Nếu tín hiệu ra đúng quy luật → IC hoạt động bình thường.
-
Nếu không có thay đổi hoặc luôn mức cao/thấp → IC lỗi.
C. Dấu hiệu hỏng
-
Không phản ứng theo thay đổi đầu vào.
-
Có điện áp chập giữa VCC và GND.
-
Nhiệt tỏa ra bất thường.
