Estoy construyendo una CPU casera y me gustaría agregar algunas luces parpadeantes, para mostrar el estado lógico de varias señales. (Funcionará a 1Hz - 100kHz).
¿Puedo conducir directamente un LED desde una salida de 3v3 74HCxxx (con un fanout de 1-3)?
Si es así, ¿qué puedo obtener con respecto a los colores de los LED y las resistencias limitadoras de corriente?
Con los sistemas de 3.3 V, a menudo es una buena idea suministrar campanas y silbatos como los LED con su propio riel de alimentación y conducirlos con salidas de colector abierto o controladores de transistores discretos.
Hay varios beneficios en este método, incluidos.
Dado que está controlando los LED con la misma salida que está conectada a las entradas CMOS, debe permanecer dentro de los límites de la corriente. Hará mejor tener el LED encendido con el nivel lógico bajo.
De la hoja de datos de 74HC00 : (las diferentes columnas tienen diferentes temperaturas máximas)
Si sumerge 4 mA, el voltaje de salida con una fuente de alimentación de 4.5V (piense en 5V menos el 10%) es de 0.33V máximo. Si obtiene 4 mA, la caída de voltaje de la fuente de alimentación de 4,5 V es de 0,66 V máximo (doble), por lo que se reducirá la inmunidad al ruido. 1,02 V frente a 0,69 V como mínimo.
Sería mejor si pudieras usar algo como 2mA en lugar de 4mA (todavía es suficiente para un indicador LED moderno, no compres los LEDs más malos que puedas encontrar).
Supongamos que diseña con 2 mA: si el suministro es de 5 V y el LED cae aproximadamente 2 V (rojo) o 3 V (la mayoría de los demás colores), se usaría una resistencia de 1,5 K o 1 K. Esos son aproximados, pero deberían estar bien.
Las entradas CMOS no consumen una corriente significativa, por lo que el fanout es bastante irrelevante en DC, pero obtendrás una disminución de los bordes al agregar carga y capacitancia.
Edit: veo en el título que estás planeando usar 3.3V, la capacidad de la lógica de 74HC es mucho menor a 3V que a 5V, y las resistencias se vuelven más complicadas ya que hay poco voltaje para trabajar para la resistencia. Te sugiero que reconsideres la tensión de alimentación.
Como debe saber, la corriente que controla un LED está limitada por la Ley de Ohm, la resistencia total de la serie en el bucle I = V / R, donde ΔV, la diferencia de voltaje es entre Vdd y Vth o lo que puede llamar el umbral débil de un LED (por ejemplo, el 10% de la calificación I) donde ΔV / ΔI se vuelve un tanto lineal.
Puede aplicar la ley de Ohm a la lógica de CMOS o cualquier semiconductor cuando conduzca hacia la corriente nominal y determinar su impedancia de controlador de CC equivalente a partir de las especificaciones de la hoja de datos para Vol y (Vdd-Voh) vs Iout para obtener el ESR incremental.
\ $ ESR = Rs = \ Delta V / \ Delta I = RdsOn \ $ PS _ {(para \ any \ MOSFET \ o \ CMOS \ o \ diode \ o \ LED \ o \ BJT (saturado) = r _ {_ {CE}} \ \)} \ $
Te dejaré para que verifiques esto por tu cuenta.
Utilizando la hoja de datos de @Spehro @ 3.0V usando valores de tipo para verificar mi memoria :)
para \ $ ESR = ΔV / ΔI = \ frac {V_ {OL}} {I_ {OL}} = \ frac {0.33V} {2.4mA} = 135 \ Ω \ $ @ 3.0V
A continuación, sé que la ESR de todos los diodos y LED ~ k / Pd con k = 1 (+/- 25% tip) para LED de 3V, por ejemplo, los LED de 5 mm blanco / azul / verde tienen una ESR ~ 15 Ω debido a la clasificación Pd = 65mW y 1 / 65mW ~ 15 Ω (y verificado por décadas de experiencia, esta es una regla de oro)
si usa un 74ALVCxx @ 3., 3V con 25 Ω y un LED blanco de 5 mm con 15 Ω ESR y un voltaje de umbral de ~ 2.8V (donde Vf = Vth + ESR * I)
ejemplo
