74HC / HCT: Apa yang harus dilakukan dengan input yang tidak digunakan dan mengapa?

Jika saya menggunakan IC di keluarga 74HC atau 74HCT, dan saya tidak menggunakan semua pin input, saya mengerti bahwa saya tidak boleh membiarkan mereka tidak terhubung karena mereka akan mengambang. Tapi apa sebenarnya yang harus saya lakukan dengan mereka, dan apa pro dan kontra dari opsi yang berbeda?

Misalnya, jika saya menggunakan 74HCT08, yang memiliki empat gerbang AND, dan saya hanya menggunakan dua gerbang, apa yang harus saya lakukan dengan input dari dua gerbang lainnya?

Saya telah melihat berbagai rekomendasi di berbagai tempat, seperti ...

• sambungkan langsung ke Vcc
• sambungkan langsung ke GND
• sambungkan ke Vcc melalui pull-up resistor
• hubungkan mereka ke GND melalui resistor pull-down

Apa pro dan kontra dari masing-masing opsi ini? Opsi mana yang terbaik untuk stabilitas dan konsumsi daya yang rendah?

Ada beberapa pertimbangan yang belum disebutkan dalam jawaban lain.

1. Terkadang input yang tidak digunakan memainkan peran penting dalam logika bagian tersebut. Contohnya adalah gerbang input 4 di mana hanya 3 input yang benar-benar digunakan. Dalam hal ini tingkat logika yang Anda ikat dengan input yang tidak digunakan harus dipilih dengan benar atau fungsi logika dari fungsi yang digunakan tidak akan berfungsi.
2. Dalam beberapa segmen bisnis / industri perlu untuk menguji semua fungsi di setiap bagian di papan tulis bahkan jika mereka tidak digunakan. Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa beberapa kesalahan yang muncul dalam sebuah chip tidak mengekspos kemungkinan kegagalan katastropik yang lebih tinggi pada bagian tersebut. Penambahan pull up atau pull down pada masing-masing pin yang tidak digunakan memungkinkan peralatan uji otomatis untuk beralih pin yang tidak mungkin jika mereka diikat dengan keras ke VDD atau GND.
3. Ada kasus-kasus di mana berguna untuk menjaga gerbang yang tidak digunakan tersedia untuk pengerjaan ulang di masa depan untuk mengubah desain dalam kasus bug yang ditemukan, perlu membalikkan atau menggabungkan sinyal atau hal-hal lain. Pin yang diikat dengan keras pada VDD dan GND sangat sulit untuk dikerjakan ulang sehingga penambahan pull up atau pull down menyediakan bantalan akses untuk pengerjaan ulang.

Jawaban default untuk input CMOS adalah menghubungkannya langsung ke ground atau daya. Saya akan membiarkan routing menentukan yang mana. Jika tidak masalah, sambungkan ke ground.

Saya mungkin akan mulai dengan mereka semua terhubung ke tanah dalam skema, lalu mungkin beralih ke daya selama routing jika itu membuat semuanya lebih mudah. Jika Anda memiliki ground plane, maka ground adalah jaring yang dapat Anda sambungkan sambil menyebabkan kemacetan routing paling sedikit.

Dalam beberapa kasus, Anda dapat mengikat input ke output. Misalnya, ikat ketiga pin gerbang AND bersamaan. Itu bisa berakhir di salah satu dari dua kondisi stabil, tetapi Anda tidak peduli yang mana. Keuntungan dari hal itu adalah kemungkinan mengurangi kemacetan routing, terutama jika ketiga pin bersebelahan.

Tentu saja trik mengikat input ke output ini tidak berfungsi dengan gerbang yang membalikkan. Maka Anda bisa membuat osilator atau berakhir dengan input mengambang pada tegangan terburuk mutlak untuk disipasi daya.

Ditambahkan

Ini semua mengasumsikan ini adalah input untuk gerbang yang sama sekali tidak digunakan, yang saya tafsirkan pertanyaan tentang. Polaritas input yang tidak digunakan untuk gerbang bekas tentu saja penting, dan kemudian Anda mungkin tidak punya pilihan apakah input harus diikat tinggi atau rendah. Misalnya, jika Anda hanya menggunakan 3 input gerbang AND dan NAND 4-input, maka input maju yang tidak digunakan harus diikat tinggi agar gerbang berfungsi sebagaimana dimaksud. Demikian juga, input yang tidak digunakan untuk gerbang OR atau NOR yang digunakan harus terikat rendah.

Tidak perlu mengikat input CMOS tinggi atau rendah melalui resistor. Ini bukan karena input CMOS memiliki resistor seri bawaan, karena mereka tidak. Itu karena tidak ada arus lonjakan tinggi yang akan mengalir atau kerusakan apa pun yang disebabkan oleh memegang input CMOS di tingkat daya atau permukaan tanah, bahkan selama power-up.

Terhubung ke Vcc atau GND. Tidak ada bedanya. Dengan tanpa beban pada output, arus dalam transistor internal akan hampir sama.

Atau gunakan pullup atau pull-down - sekali lagi itu membuat sedikit perbedaan, dengan ketentuan bahwa Anda akan menggunakan lebih banyak bagian daripada yang diperlukan, dan jika resistor gagal terbuka, input mengambang dapat menyebabkan gejala membingungkan yang akan lebih sulit untuk dilacak karena ada "jelas" tidak perlu memeriksa gerbang yang tidak digunakan. Saya berbicara dari pengalaman ketika saya mengatakan bahwa gerbang yang tidak digunakan dapat menghasilkan gejala yang membingungkan pada output dari gerbang yang digunakan dalam paket yang sama.

Teknik pullup / pull-down sebagian besar adalah mabuk dari keluarga pra-CMOS sebelumnya.

Tidak masalah pilihan mana yang Anda pilih, semua akan melakukan apa yang dibutuhkan dalam 99,99% dari semua kasus. Dan dalam 0,01% kasus bahwa ini tidak benar, Anda akan tahu dan memiliki alasan yang baik untuk melakukan sesuatu yang berbeda. Saya tidak bisa memikirkan contoh di mana ini akan terjadi.

Menggunakan resistor tidak ada gunanya karena input logika CMOS sangat ohm tinggi sehingga tidak akan mengalir arus apa pun.

Sehingga menyambungkan ke ground atau pasokan sebagai satu-satunya pilihan, yang mana yang Anda pilih tidak masalah, apa pun yang lebih nyaman.

Sirkuit logika CMOS hanya menggunakan arus saat mereka mengubah keadaan jadi itu sebabnya Anda harus menerapkan kondisi tetap pada input. Entah itu nol, satu atau kombinasi keduanya tidak masalah sama sekali.