Vad begränsar klockfrekvens för HC(T) kretsar?

[blueint]

Kikade efter den snabbaste räknarkretsen man kan hitta på ELFA för att se hur snabbt den kan pulsas:

Logikkrets 14-Bit Binary Count SO-16, 74HC4020D
Logikkrets 14-Bit Binary Count DIL-16, 74HCT4020N

I databladet kan man läsa:
https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/asse ... _dat_e.pdf
(sid 5)

Att med en temperatur på 25 °C och Vcc=6V kan man tydligen mata in en signal på max 109 MHz i klockfrekvens. Men vid -40 .. 85 °C begränsas det till 28 MHz. Är det den höga eller låga temperaturen som begränsar? (överhettning / elektronmobilitet / konduktivitet)

(Tips till Elfa, HC och HCT bör nog gå till olika datablad)

LS-varianten har max 32 MHz.

[4kTRB]

Värme låter ju som om det ger mer fart åt elktronerna.
Vid absoluta nollpunkten stannar ju all aktivitet av.

[blueint]

Så om man vill överklocka den grovt skall man värma den så högt man kan så länge "junction" är kallare än 125 °C ..?

Tänkte annars att låg temperatur vart det bästa.

[4kTRB]

Låg temp är i vilket fall fördelaktigt om du vill ha lågt brus.
De som bygger rymd-elektronik-prylar för att mäta svaga signaler med
kyler sina kretsar eller skickar upp dom i rymden.

[anders_bzn]

Värmer du den borde resistansen i kretsen öka och då borde strökapacitanserna göra att det blir värre.

[Icecap]

blueint: konstigt sätt du läser databladet på...
Under "Quick Reference Data": VCC = 5V, 25°C, Cl = 15pF: 101MHz för HC-versionen.

I "AC Characteristics for 74HC" framgår det ganska tydligt att hög värme ger högre Propagation delay.

Temperaturmässigt framgår det ganska tydligt att hög värme ger låg garanterat frekvens samt att högre spänning ger högre frekvens. Dock är skillnaden i frekvens mellan 5V och 6V nog inte speciell stor men då databladet är bristande på det exakta sammanhang i det kan det vara svårt att svara på den biten.

[4kTRB]

Testa och se resultatet!
Att mäta är att veta!

[blueint]

Kikade på en alternativ metod med kaskadkopplade flip-flops och dess maximala frekvens:

Kretsteknik: Maxfrekvens:
LS 30?
AS 134
ALS 50
HCT 59
HC 76
AC 125
ACT 97
F 125
LV 76
LVC 250

LVC vinner helt klart
(Vcc=3.6 -40 .. +85 °C)

@4kTRB, Att mäta är dyrt och omständigt

@Icecap, Det optimala är mao, låg temperatur och hög spänning mao.

[PF013]

Generellt kan man väl säga att CMOS får bättre drivförmåga vid lägre temperatur, medan bipolärt driver bäst vid högre temperatur.

[MiaM]

Om man vill göra fulexperiment så kan man tydligen "överklocka" iaf 40-logik med matningsspänning högre än spec om man kyler kretsarna rejält

[blueint]

Tänkte om man räkna antal pulser i en hastighet av 3 GHz, alternativt 300 MHz om man nöjer sig med lite lägre precision. ECL kretsar med differentialingång ska visst klara det. Fast det där med impedans och fysisk utformning av kretsbanor, induktans/kapacitans i kretsben osv lär bli kritiskt. Samt att stabil 3 GHz oscillator växer väl inte på träd.