Low Voltage Dual J-K Negative Edge-Triggered Flip-Flop with 5V Tolerant Inputs The part 74LCX112M is a dual J-K flip-flop with clear, manufactured by Fairchild Semiconductor. It operates with a supply voltage range of 2.0V to 3.6V, making it suitable for low-voltage applications. The device is designed for high-speed operation with a typical propagation delay of 4.5 ns. It features 5V tolerant inputs and outputs, allowing it to interface with 5V logic levels. The 74LCX112M is available in a surface-mount package (SOIC) and is compliant with the FSC (Federal Supply Class) specifications for electronic components. It is commonly used in digital systems for data storage, signal processing, and control applications.

Low Voltage Dual J-K Negative Edge-Triggered Flip-Flop with 5V Tolerant Inputs# Technical Documentation: 74LCX112M Dual J-K Flip-Flop

*Manufacturer: FSC (Fairchild Semiconductor)*

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 74LCX112M is a dual J-K negative-edge-triggered flip-flop with preset and clear capabilities, making it suitable for various digital logic applications:

-  Frequency Division : Creating divide-by-2 or divide-by-N counters for clock management
-  State Storage : Maintaining system states in control logic and finite state machines
-  Data Synchronization : Aligning asynchronous data with system clocks
-  Shift Registers : Building serial-to-parallel or parallel-to-serial converters
-  Event Counting : Implementing basic counting circuits with preset/reset functionality

### Industry Applications
-  Consumer Electronics : Remote controls, digital displays, and timing circuits
-  Automotive Systems : Dashboard controllers, sensor interfaces, and lighting control
-  Industrial Control : PLC systems, motor control circuits, and safety interlocks
-  Telecommunications : Clock recovery circuits and data framing systems
-  Computer Peripherals : Keyboard scanners, interface controllers, and memory address latches

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  Low Power Consumption : 3.3V operation with typical ICC of 10μA (static)
-  High-Speed Operation : 5.5ns typical propagation delay at 3.3V
-  5V Tolerant Inputs : Compatible with mixed 3.3V/5V systems
-  Live Insertion Capable : Supports hot-swapping applications
-  Low Noise : ±24mA output drive with controlled edge rates

 Limitations: 
-  Limited Drive Capability : Maximum 24mA output current may require buffers for high-current loads
-  Temperature Range : Commercial temperature range (0°C to +70°C) limits industrial applications
-  Clock Sensitivity : Negative-edge triggering may complicate timing in positive-edge dominant systems
-  Power Sequencing : Requires careful power management in mixed-voltage systems

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Metastability in Asynchronous Inputs 
-  Issue : Preset and clear inputs are asynchronous and can cause metastable states
-  Solution : Synchronize async inputs using additional flip-flops or implement proper debouncing circuits

 Pitfall 2: Clock Skew in Parallel Configurations 
-  Issue : Unequal clock distribution causing timing violations
-  Solution : Use balanced clock trees and maintain equal trace lengths

 Pitfall 3: Power Supply Noise 
-  Issue : Switching noise affecting adjacent analog circuits
-  Solution : Implement proper decoupling and separate analog/digital grounds

 Pitfall 4: Input Float Conditions 
-  Issue : Unconnected inputs causing excessive current draw and erratic behavior
-  Solution : Tie unused inputs to valid logic levels (VCC or GND)

### Compatibility Issues with Other Components

 Voltage Level Compatibility: 
-  With 5V TTL : Direct connection possible due to 5V tolerant inputs
-  With 5V CMOS : Requires level shifting or series resistors
-  With 3.3V LVCMOS : Fully compatible
-  With 2.5V Logic : May require pull-up resistors for proper HIGH level recognition

 Timing Considerations: 
-  Clock Domain Crossing : Use synchronizers when interfacing with different clock domains
-  Setup/Hold Times : Ensure compliance with 3.0ns setup and 1.5ns hold requirements

### PCB Layout Recommendations

 Power Distribution: 
- Place 0.1μF decoupling capacitor within 5mm of VCC pin
- Use separate power planes for analog and digital sections
- Implement star-point grounding