Low Voltage Dual J-K Negative Edge-Triggered Flip-Flop with 5V Tolerant Inputs The 74LCX112SJX is a dual J-K flip-flop integrated circuit manufactured by Fairchild Semiconductor (now part of ON 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 typical propagation delays of 3.5 ns and is designed for use in high-speed CMOS systems. It supports 5V-tolerant inputs, allowing it to interface with 5V logic levels. The 74LCX112SJX is available in a surface-mount SOIC-16 package and is characterized for operation from -40°C to +85°C. It is RoHS compliant, ensuring it meets environmental standards.

Low Voltage Dual J-K Negative Edge-Triggered Flip-Flop with 5V Tolerant Inputs# Technical Documentation: 74LCX112SJX Dual J-K Flip-Flop

 Manufacturer : FAI  
 Component Type : Dual J-K Negative-Edge Triggered Flip-Flop with Clear and Preset

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 74LCX112SJX is commonly employed in digital systems requiring sequential logic operations and state storage. Primary applications include:

-  Frequency Division Circuits : Utilized as divide-by-2 counters where each flip-flop stage halves the input frequency
-  Data Synchronization : Synchronizes asynchronous data inputs to clock domains in digital interfaces
-  State Machine Implementation : Forms fundamental building blocks for finite state machines in control systems
-  Data Storage Registers : Creates temporary storage elements in data processing pipelines
-  Pulse Shaping Circuits : Generates clean output pulses from noisy or irregular input signals

### Industry Applications
-  Consumer Electronics : Used in digital TVs, set-top boxes, and gaming consoles for timing control
-  Telecommunications : Implements clock distribution networks and synchronization circuits in networking equipment
-  Industrial Automation : Forms control logic in PLCs and motor control systems
-  Automotive Systems : Employed in infotainment systems and body control modules
-  Medical Devices : Used in digital timing circuits for diagnostic equipment

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  Low Power Consumption : 3.3V operation with typical ICC of 10μA (static)
-  High-Speed Operation : 5.5ns maximum propagation delay at 3.3V
-  5V Tolerant Inputs : Allows interfacing with 5V logic families
-  Live Insertion Capability : Supports hot-swapping in operational systems
-  Wide Operating Range : 2.0V to 3.6V supply voltage range

 Limitations: 
-  Limited Drive Capability : Maximum output current of 24mA may require buffers for high-load applications
-  Temperature Sensitivity : Performance varies across industrial temperature range (-40°C to +85°C)
-  Clock Skew Sensitivity : Requires careful clock distribution in high-frequency applications

## 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 metastable states
-  Solution : Synchronize asynchronous signals using two cascaded flip-flops before application

 Pitfall 2: Clock Signal Integrity 
-  Issue : Poor clock signal quality causing double-clocking or missed transitions
-  Solution : Implement proper clock tree design with termination and impedance matching

 Pitfall 3: Power Supply Noise 
-  Issue : Switching noise affecting flip-flop stability
-  Solution : Use decoupling capacitors (100nF ceramic + 10μF tantalum) close to VCC pin

### Compatibility Issues with Other Components

 Mixed Voltage Systems: 
- The 74LCX112SJX interfaces seamlessly with 5V TTL/CMOS logic due to 5V-tolerant inputs
- When driving 5V components, ensure output voltage levels meet receiver VIH requirements
- For mixed 3.3V/2.5V systems, verify VOH/VOL compatibility with receiver specifications

 Timing Constraints: 
- Maximum clock frequency of 150MHz may limit compatibility with higher-speed components
- Setup and hold times must be verified when interfacing with faster logic families

### PCB Layout Recommendations

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

 Signal Routing: 
- Route clock signals

Low Voltage Dual J-K Negative Edge-Triggered Flip-Flop with 5V Tolerant Inputs The 74LCX112SJX 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 typical propagation delays of 4.5 ns. It supports 5V-tolerant inputs, allowing it to interface with 5V logic levels. The 74LCX112SJX is designed with a 16-pin SOIC package and is characterized for operation from -40°C to +85°C. It includes features such as asynchronous clear (CLR) and preset (PRE) inputs, and it is compatible with TTL levels. The device is also designed to minimize power consumption, making it ideal for battery-operated applications.

Low Voltage Dual J-K Negative Edge-Triggered Flip-Flop with 5V Tolerant Inputs# Technical Documentation: 74LCX112SJX Dual J-K Negative-Edge-Triggered Flip-Flop

 Manufacturer : FAIRCHILD  
 Component Type : Dual J-K Negative-Edge-Triggered Flip-Flop with Preset and Clear  
 Technology : Low Voltage CMOS (LCX)  
 Package : SOIC-16 (SJX)

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## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 74LCX112SJX is primarily employed in digital systems requiring sequential logic operations with precise timing control. Key applications include:

-  Frequency Division Circuits : Creating divide-by-2 or divide-by-N counters for clock management
-  Data Synchronization : Aligning asynchronous data streams with system clocks
-  State Machine Implementation : Building finite state machines for control logic
-  Data Storage Elements : Temporary storage in pipeline architectures
-  Pulse Shaping : Generating clean output pulses from noisy or irregular inputs

### Industry Applications
 Consumer Electronics :
- Smartphone power management sequencing
- Digital TV signal processing pipelines
- Gaming console controller interfaces

 Computing Systems :
- Motherboard clock distribution networks
- Memory address latching in embedded systems
- Peripheral interface control logic

 Industrial Automation :
- PLC timing and sequencing circuits
- Motor control state machines
- Sensor data synchronization

 Telecommunications :
- Digital signal processing clock domains
- Network packet buffering systems
- Protocol conversion timing circuits

### Practical Advantages
-  Low Power Consumption : Typical ICC of 10μA (static) makes it ideal for battery-operated devices
-  High-Speed Operation : 5.5ns typical propagation delay supports clock frequencies up to 150MHz
-  Wide Voltage Compatibility : 2.0V to 3.6V operation with 5V-tolerant inputs
-  Noise Immunity : CMOS technology provides excellent noise margin (0.7V typical)
-  Compact Design : Dual flip-flop in SOIC-16 package saves board space

### Limitations
-  Limited Drive Capability : Maximum output current of 24mA may require buffers for high-current loads
-  Temperature Sensitivity : Performance varies across industrial temperature range (-40°C to +85°C)
-  Power Sequencing Requirements : Must follow recommended power-up sequences to prevent latch-up
-  Signal Integrity : High-speed switching requires careful layout to maintain signal quality

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## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions
 Clock Skew Issues :
- *Problem*: Unequal clock arrival times causing metastability
- *Solution*: Use matched-length clock traces and consider clock tree synthesis

 Power Supply Noise :
- *Problem*: Switching noise affecting flip-flop stability
- *Solution*: Implement proper decoupling (100nF ceramic capacitor within 5mm)

 Signal Integrity :
- *Problem*: Ringing and overshoot on high-speed signals
- *Solution*: Use series termination resistors (22-33Ω) on clock and data lines

 Timing Violations :
- *Problem*: Setup/hold time violations causing data corruption
- *Solution*: Perform thorough timing analysis and maintain adequate timing margins

### Compatibility Issues
 Voltage Level Translation :
- While 5V-tolerant, direct interface with 5V CMOS requires attention to VIH/VIL levels
- Recommended to use level translators when mixing 3.3V and 5V systems

 Mixed Technology Systems :
- Compatible with other LCX/LVT families
- May require pull-up/pull-down resistors when interfacing with TTL components

 Clock Domain Crossing :
- Synchronizers needed when transferring data between asynchronous clock domains
- Recommended: Two-stage synchronizer using consecutive 74LCX112SJX flip-flops

### PCB Layout Recommendations