Dual Positive-Edge Triggered J-K Flip-Flops with Set and Reset The CD74ACT109M is a dual positive-edge-triggered J-K flip-flop manufactured by Texas Instruments (TI). Here are its key specifications:

- **Logic Type**: J-K Flip-Flop  
- **Technology**: ACT (Advanced CMOS Technology)  
- **Supply Voltage Range**: 4.5V to 5.5V  
- **Operating Temperature Range**: -55°C to +125°C  
- **High-Level Output Current**: -24mA  
- **Low-Level Output Current**: 24mA  
- **Propagation Delay Time**: 8.5ns (typical) at 5V  
- **Package**: SOIC-16  
- **Features**:  
  - Asynchronous clear (CLR) and preset (PRE) inputs  
  - Direct overrides for synchronous operation  
  - Buffered inputs and outputs  

For detailed electrical characteristics and timing diagrams, refer to the official TI datasheet.

Dual Positive-Edge Triggered J-K Flip-Flops with Set and Reset# CD74ACT109M Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The CD74ACT109M dual J-K positive-edge-triggered flip-flop finds extensive application in digital systems requiring sequential logic operations:

 Clock Synchronization Circuits 
-  Frequency Division : Configured as toggle flip-flops for clock division (÷2, ÷4, etc.)
-  Pulse Synchronization : Align asynchronous signals to system clock domains
-  Timing Generation : Create precise timing sequences in microcontroller interfaces

 State Machine Implementation 
-  Control Logic : Store state information in finite state machines
-  Sequence Detection : Implement pattern recognition circuits
-  Pipeline Registers : Buffer data between processing stages

 Memory and Storage Applications 
-  Address Latches : Hold memory addresses during access cycles
-  Data Registers : Temporary storage in data path elements
-  Interface Buffering : Synchronize data between different clock domains

### Industry Applications

 Industrial Automation 
-  PLC Systems : Process control sequencing and timing functions
-  Motor Control : Position tracking and step sequence generation
-  Sensor Interfaces : Debouncing and signal conditioning circuits

 Consumer Electronics 
-  Digital Displays : Scan control and refresh rate management
-  Audio Equipment : Sample rate conversion and digital filtering
-  Gaming Systems : Score keeping and game state management

 Communications Equipment 
-  Data Transmission : Serial-to-parallel conversion circuits
-  Protocol Handling : Frame synchronization in network interfaces
-  Error Detection : State storage in CRC calculation units

 Automotive Systems 
-  ECU Modules : Engine timing and control sequence storage
-  Instrument Clusters : Display update coordination
-  Safety Systems : Redundant state storage for critical functions

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages 
-  High-Speed Operation : 5V operation with typical propagation delay of 8.5ns
-  Low Power Consumption : ACT technology provides CMOS-level power efficiency
-  Wide Operating Range : 4.5V to 5.5V supply voltage tolerance
-  Noise Immunity : 4000V ESD protection and high noise margin
-  Temperature Stability : -55°C to 125°C military temperature range

 Limitations 
-  Single Supply Requirement : Limited to 5V operation only
-  Clock Edge Sensitivity : Only responds to positive clock transitions
-  Setup/Hold Time Constraints : Requires careful timing analysis
-  Limited Drive Capability : Maximum output current of 24mA

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Timing Violations 
-  Pitfall : Insufficient setup/hold time margins causing metastability
-  Solution : Ensure minimum 5ns setup time and 0ns hold time at 5V
-  Implementation : Use clock tree synthesis for balanced clock distribution

 Power Supply Issues 
-  Pitfall : Voltage spikes or droops affecting flip-flop stability
-  Solution : Implement 0.1μF decoupling capacitors within 0.5" of VCC pin
-  Implementation : Use separate power planes for digital and analog sections

 Signal Integrity Problems 
-  Pitfall : Ringing and overshoot on clock inputs
-  Solution : Series termination resistors (22-47Ω) on clock lines
-  Implementation : Controlled impedance routing for high-speed signals

### Compatibility Issues with Other Components

 Mixed Logic Families 
-  TTL Compatibility : Direct interface with TTL outputs due to ACT technology
-  CMOS Interface : Compatible with 3.3V CMOS using level shifters
-  Mixed Voltage Systems : Requires voltage translation for non-5V systems

 Clock Domain Crossing 
-  Synchronization Challenges : Multiple CD74ACT109M devices require phase-aligned clocks

Dual Positive-Edge Triggered J-K Flip-Flops with Set and Reset The CD74ACT109M is a dual positive-edge-triggered J-K flip-flop with set and reset, manufactured by Texas Instruments (TI).  

### Key Specifications:  
- **Logic Type**: J-K Flip-flop  
- **Number of Circuits**: 2  
- **Trigger Type**: Positive Edge  
- **Supply Voltage Range**: 4.5V to 5.5V  
- **High-Level Output Current**: -24mA  
- **Low-Level Output Current**: 24mA  
- **Propagation Delay Time**: 8.5ns (typical) at 5V  
- **Operating Temperature Range**: -55°C to +125°C  
- **Package / Case**: SOIC-16  
- **Mounting Type**: Surface Mount  

### Features:  
- **High-Speed Operation**: Compatible with TTL levels  
- **Asynchronous Set and Reset Inputs**  
- **Balanced Propagation Delays**  
- **Wide Operating Voltage Range**  

For detailed electrical characteristics and timing diagrams, refer to the official TI datasheet.

Dual Positive-Edge Triggered J-K Flip-Flops with Set and Reset# CD74ACT109M Dual J-K Positive-Edge-Triggered Flip-Flop Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The CD74ACT109M is a dual J-K positive-edge-triggered flip-Flop with preset and clear capabilities, making it suitable for various digital logic applications:

 Sequential Logic Circuits 
-  State Machine Implementation : Used as memory elements in finite state machines for control systems
-  Frequency Division : Configured as toggle flip-flops for clock division (÷2, ÷4, ÷8, etc.)
-  Data Synchronization : Synchronizing asynchronous data inputs to clock domains
-  Shift Registers : Building block for serial-in/parallel-out or parallel-in/serial-out registers

 Timing and Control Applications 
-  Pulse Shaping : Generating clean, synchronized pulses from noisy inputs
-  Debouncing Circuits : Eliminating switch bounce in mechanical input systems
-  Clock Domain Crossing : Safe transfer of signals between different clock domains

### Industry Applications

 Industrial Control Systems 
-  PLC Interfaces : Input conditioning and signal processing in programmable logic controllers
-  Motor Control : Position feedback synchronization and step sequencing
-  Process Automation : Timing and sequencing operations in manufacturing equipment

 Consumer Electronics 
-  Digital Displays : Timing control for multiplexed LED/LCD displays
-  Audio Equipment : Sample rate conversion and digital filtering circuits
-  Gaming Systems : Input processing and game state management

 Communications Equipment 
-  Data Transmission : Frame synchronization and data alignment
-  Protocol Implementation : State control in serial communication protocols
-  Network Timing : Clock recovery and synchronization circuits

 Automotive Systems 
-  ECU Interfaces : Signal conditioning for engine control units
-  Dashboard Electronics : Display refresh timing and input processing
-  Safety Systems : State monitoring and control logic

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages 
-  High-Speed Operation : Typical propagation delay of 8.5ns at VCC = 5V
-  Wide Operating Voltage : 4.5V to 5.5V supply range
-  Low Power Consumption : 40μA maximum ICC at 25°C
-  Noise Immunity : 74ACT family provides improved noise margins
-  Temperature Range : -55°C to +125°C military temperature range

 Limitations 
-  Single Supply Requirement : Limited to 5V operation (±10%)
-  Clock Edge Sensitivity : Only responds to positive clock transitions
-  Setup/Hold Time Requirements : Critical timing constraints must be met
-  Limited Drive Capability : Output current limited to 24mA

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Timing Violations 
-  Pitfall : Inadequate setup/hold time margins causing metastability
-  Solution : Ensure minimum 5ns setup time and 0ns hold time at VCC = 5V
-  Implementation : Use clock tree synthesis and proper buffering

 Power Supply Issues 
-  Pitfall : Voltage spikes or droops affecting flip-flop operation
-  Solution : Implement decoupling capacitors (100nF ceramic close to VCC/GND)
-  Implementation : Use separate power planes and star grounding

 Signal Integrity Problems 
-  Pitfall : Ringing and overshoot on clock inputs
-  Solution : Series termination resistors (22-100Ω) on clock lines
-  Implementation : Controlled impedance routing and proper termination

### Compatibility Issues with Other Components

 Voltage Level Compatibility 
-  3.3V Systems : Requires level shifting for proper interface
-  CMOS Inputs : Compatible with other 5V CMOS families
-  TTL Inputs : Direct compatibility with TTL logic levels

 Timing Constraints 
-  Mixed Speed