74HC / HCT: O que fazer com entradas não utilizadas e por quê?

Se eu estou usando um IC na família 74HC ou 74HCT, e eu não estou usando todos os pinos de entrada, eu entendo que eu deveria não deixá-los sem ligação, porque eles vão flutuar. Mas o que exatamente devo fazer com eles e quais são os prós e os contras das diferentes opções?

Por exemplo, se estou usando o 74HCT08, que possui quatro portas AND, e usando apenas duas portas, o que devo fazer com as entradas das outras duas portas?

Eu já vi várias recomendações em vários lugares, como ...

• conecte-os diretamente ao Vcc
• conecte-os diretamente ao GND
• conecte-os ao Vcc através de um resistor pull-up
• conecte-os ao GND através de um resistor pull-down

Quais são os prós e os contras de cada uma dessas opções? Qual opção é melhor para estabilidade e baixo consumo de energia?

Existem algumas considerações que não foram mencionadas em outras respostas.

1. Às vezes, a entrada não utilizada desempenha um papel importante na lógica da peça. Um exemplo seria um gate de 4 entradas, onde apenas 3 entradas são realmente usadas. Nesse caso, o nível lógico ao qual você vincula a entrada não utilizada deve ser selecionado corretamente, caso contrário, a função lógica das funções usadas não funcionará.
2. Em alguns segmentos comerciais / industriais, é necessário testar todas as funções em cada parte do quadro, mesmo que não sejam usadas. Isso é feito para garantir que alguma falha nascente em um chip não exponha a uma chance maior de falha catastrófica da peça. A adição de pull ups ou pull downs em cada pinos não utilizados permite que o equipamento de teste automatizado alterne os pinos, o que não seria possível se eles estivessem fortemente ligados ao VDD ou ao GND.
3. Há casos em que é útil manter portões não utilizados disponíveis para possível retrabalho futuro, para ajustar o design no caso de erros encontrados, necessidade de inverter ou combinar sinais ou outras coisas. Os pinos presos com força ao VDD e ao GND são muito mais difíceis de retrabalhar; portanto, puxamentos ou abaixamentos adicionais fornecem almofadas de acesso para o retrabalho.

A resposta padrão para as entradas do CMOS é conectá-las diretamente ao terra ou à energia. Eu deixaria o roteamento ditar qual. Se não importa, conecte-os ao terra.

Provavelmente eu começaria com todos eles conectados ao terra no esquema, e talvez mudasse um pouco para o poder durante o roteamento, se isso facilitar as coisas. Se você possui um plano de aterramento, o aterramento é a rede à qual você pode se conectar enquanto causa o menor congestionamento de roteamento adicional.

Em alguns casos, você pode vincular entradas às saídas. Por exemplo, amarre os três pinos de uma porta AND juntos. Pode acabar em um dos dois estados estáveis, mas você não se importa com qual deles. A vantagem disso é possivelmente menos congestionamento de roteamento, especialmente se os três pinos estiverem próximos um do outro.

É claro que esse truque de vincular entradas a saídas não funciona com portas que se invertem. Então você faria um oscilador ou terminaria com as entradas flutuando na pior tensão absoluta para dissipação de energia.

Adicionado

Tudo isso assumindo que essas são entradas para portões totalmente não utilizados, e foi sobre isso que interpretei a questão. A polaridade das entradas não utilizadas para as portas usadas certamente pode importar, e então você pode não ter escolha se a entrada deve ser ligada alta ou baixa. Por exemplo, se você estiver usando apenas 3 entradas de uma porta AND ou NAND de 4 entradas, a entrada não utilizada deverá ser amarrada para que a porta funcione conforme o planejado. Da mesma forma, as entradas não utilizadas nos portões OR ou NOR usados ​​devem ser limitadas.

Não é necessário amarrar entradas CMOS altas ou baixas através de resistores. Isso não ocorre porque as entradas do CMOS possuem resistores de série incorporados, porque não possuem. Isso ocorre porque nenhuma corrente de irrupção alta flui, nem qualquer dano causado pela retenção de uma entrada CMOS no nível da energia ou do solo, mesmo durante a energização.

Conecte-se a Vcc ou GND. Não faz diferença. Sem carga nas saídas, a corrente nos transistores internos será aproximadamente a mesma.

Ou use um pullup ou pulldown - novamente, faz pouca diferença, com a condição de que você use mais peças do que o necessário, e se o resistor falhar aberto, as entradas flutuantes podem causar sintomas desconcertantes, que serão ainda mais difíceis de rastrear desde "obviamente" não há necessidade de verificar os portões não utilizados. Falo por experiência própria quando digo que um portão não utilizado pode produzir sintomas de confusão na saída de um portão usado no mesmo pacote.

As técnicas de pullup / pulldown são principalmente uma ressaca de famílias anteriores ao pré-CMOS.

Realmente não importa qual das opções que você escolher, todas farão o que for necessário em 99,99% dos casos. E nesses 0,01% dos casos que isso não é verdade, você saberá e terá boas razões para fazer algo diferente. Não consigo pensar em nenhum exemplo em que esse seria o caso.

O uso de um resistor não faz sentido, pois as entradas lógicas do CMOS são muito ôhmicas e, portanto, não haverá fluxo de corrente.

Isso deixa a conexão ao terra ou ao suprimento como as únicas opções, a que você escolhe não importa, o que for mais conveniente.

Os circuitos lógicos do CMOS usam corrente somente quando estão mudando de estado; é por isso que você deve aplicar um estado fixo nas entradas. Se isso é zero, um ou uma combinação de ambos não importa.