Low Voltage Dual J-K Negative Edge-Triggered Flip-Flop with 5V Tolerant Inputs The 74LCX112MTC is a dual negative-edge-triggered J-K flip-flop 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 features high-speed performance with propagation delays typically around 4.5 ns. It has inputs and outputs that are 5V tolerant, allowing for interfacing with higher voltage systems. The 74LCX112MTC is available in a TSSOP-16 package and is designed for use in high-performance digital systems. It supports live insertion and extraction, and it has a power-down protection feature on inputs and outputs. The device is also characterized for operation from -40°C to +85°C.

Low Voltage Dual J-K Negative Edge-Triggered Flip-Flop with 5V Tolerant Inputs# Technical Documentation: 74LCX112MTC Dual J-K Flip-Flop

 Manufacturer : FAIRCHILD

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 74LCX112MTC serves as a versatile dual J-K negative-edge-triggered flip-flop with key applications in:

-  Frequency Division Circuits : Each flip-flop divides input frequency by 2, enabling binary counter configurations
-  Data Synchronization : Synchronizes asynchronous data inputs with clock signals in digital systems
-  State Machine Implementation : Forms fundamental building blocks for sequential logic circuits and finite state machines
-  Data Storage Elements : Provides temporary storage for single-bit data in register applications
-  Clock Domain Crossing : Facilitates safe data transfer between different clock domains

### Industry Applications
-  Consumer Electronics : Used in digital TVs, set-top boxes, and audio equipment for timing control
-  Computing Systems : Employed in motherboard clock distribution networks and peripheral interfaces
-  Telecommunications : Integrated into network switching equipment and communication protocols
-  Automotive Electronics : Applied in infotainment systems and body control modules (within specified temperature ranges)
-  Industrial Control Systems : Utilized in PLCs and industrial automation timing circuits

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  Low Power Consumption : 5.0μA ICC typical at 3.3V operation
-  High-Speed Operation : 6.5ns maximum propagation delay at 3.3V
-  Wide Operating Voltage : 2.0V to 3.6V compatibility
-  5V Tolerant Inputs : Allows interface with 5V logic systems
-  Live Insertion Capability : Supports hot-swapping applications

 Limitations: 
-  Limited Drive Capability : Maximum output current of ±24mA may require buffers for high-load applications
-  Temperature Constraints : Commercial temperature range (0°C to +70°C) limits extreme environment use
-  Clock Edge Specific : Negative-edge triggering may require inversion for positive-edge systems
-  Setup/Hold Time Requirements : Critical timing parameters must be strictly observed

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Metastability in Asynchronous Inputs 
-  Issue : Direct application of asynchronous signals to preset/clear inputs can cause metastability
-  Solution : Synchronize asynchronous control signals using additional flip-flop stages

 Pitfall 2: Clock Skew in Cascaded Configurations 
-  Issue : Unequal clock distribution delays in counter chains
-  Solution : Implement balanced clock tree routing and consider buffer insertion

 Pitfall 3: Power Supply Noise 
-  Issue : Switching noise affecting flip-flop stability
-  Solution : Implement proper decoupling with 0.1μF ceramic capacitors close to VCC pins

### Compatibility Issues with Other Components

 Voltage Level Translation: 
- The 74LCX112MTC's 5V-tolerant inputs enable direct interface with 5V CMOS/TTL logic
- Output voltage levels (VOH ≈ 2.4V at 3.3V VCC) may require level shifters when driving 5V inputs

 Mixed Logic Families: 
- Compatible with other LCX family devices
- Interface with HCT/LVT families requires attention to voltage threshold matching
- Drive capability limitations when connecting to high-capacitance loads

### PCB Layout Recommendations

 Power Distribution: 
- Use star-point grounding for analog and digital sections
- Place decoupling capacitors within 5mm of VCC and GND pins
- Implement separate power planes for analog and digital supplies when possible

 Signal Integrity: 
- Route clock signals first with controlled impedance (50-70Ω)
- Maintain minimum 3W spacing between clock and