Quad 2-Input Multiplexer with TRI-STATE Outputs The 74F258ASJ is a quad 2-input multiplexer with 3-state outputs, manufactured by Fairchild Semiconductor. Here are the key specifications:

- **Logic Family**: 74F
- **Function**: Quad 2-input multiplexer with 3-state outputs
- **Number of Inputs**: 2 per multiplexer (total of 8 inputs)
- **Number of Outputs**: 4 (3-state outputs)
- **Supply Voltage (VCC)**: 4.5V to 5.5V
- **Operating Temperature Range**: 0°C to +70°C
- **Package**: 16-pin SOIC (Small Outline Integrated Circuit)
- **Propagation Delay**: Typically 6.5 ns
- **Output Current**: High-level output current (IOH) of -3 mA, Low-level output current (IOL) of 24 mA
- **Input Current**: High-level input current (IIH) of 20 µA, Low-level input current (IIL) of -0.6 mA
- **Power Dissipation**: Typically 500 mW
- **Output Type**: 3-state

These specifications are based on the standard datasheet for the 74F258ASJ from Fairchild Semiconductor.

Quad 2-Input Multiplexer with TRI-STATE Outputs# Technical Documentation: 74F258ASJ Quad 2-Input Multiplexer with 3-State Outputs

 Manufacturer : FAIRCHILD  
 Component Type : Integrated Circuit (IC) - Logic Device  
 Technology Family : 74F (Fast TTL)

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## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 74F258ASJ is a high-speed quad 2-input multiplexer featuring 3-state outputs, making it particularly valuable in digital systems where data routing and bus management are critical. Key use cases include:

-  Data Selection and Routing : Each of the four multiplexers can select one of two data inputs (1A/1B through 4A/4B) based on the common select input (S), enabling flexible data path configuration in microprocessor systems.
-  Bus Interface Systems : The 3-state outputs allow multiple devices to share a common bus without electrical conflict, supporting bidirectional data flow in bus-oriented architectures.
-  Memory Address Decoding : Used in memory systems to select between different address sources, such as between CPU-generated addresses and DMA controller addresses.
-  Arithmetic Logic Unit (ALU) Input Selection : Facilitates selection between different operand sources in computational units.

### Industry Applications
-  Computer Systems : Motherboard designs, peripheral interface controllers, and memory management units
-  Telecommunications Equipment : Digital switching systems and network interface cards
-  Industrial Control Systems : Programmable logic controllers (PLCs) and automation equipment
-  Test and Measurement Instruments : Data acquisition systems and signal routing apparatus
-  Embedded Systems : Microcontroller-based designs requiring multiple data source selection

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High-Speed Operation : 74F technology provides typical propagation delays of 4.5-6.5 ns, suitable for high-frequency systems up to 100 MHz
-  Bus Driving Capability : 3-state outputs can drive heavily loaded buses with 48 mA sink/15 mA source current capability
-  Low Power Consumption : Typical ICC of 40 mA represents efficient power usage for high-speed logic
-  Wide Operating Range : 4.5V to 5.5V supply voltage compatibility with standard TTL levels

 Limitations: 
-  Limited Fan-out : While capable of driving multiple TTL inputs, excessive loading can degrade signal integrity
-  Power Supply Sensitivity : Requires stable 5V supply with proper decoupling for reliable operation
-  Output Conflict Risk : Improper control of output enable can cause bus contention
-  Temperature Considerations : Performance varies across commercial (0°C to +70°C) temperature range

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## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Bus Contention 
-  Problem : Simultaneous activation of multiple 3-state devices on shared bus
-  Solution : Implement strict output enable timing control and use bus arbitration logic

 Pitfall 2: Signal Integrity Issues 
-  Problem : Ringing and overshoot in high-speed applications
-  Solution : Incorporate series termination resistors (22-33Ω) near driver outputs

 Pitfall 3: Power Supply Noise 
-  Problem : Switching noise affecting device reliability
-  Solution : Use 0.1 μF ceramic decoupling capacitors within 0.5" of each VCC pin

 Pitfall 4: Thermal Management 
-  Problem : Excessive power dissipation in high-frequency applications
-  Solution : Ensure adequate airflow and consider heat sinking for continuous high-speed operation

### Compatibility Issues with Other Components

 Voltage Level Compatibility: 
-  TTL Families : Fully compatible with 74LS, 74ALS, and standard TTL devices
-  CMOS Families : Requires level shifting for direct interface with 3.3V CMOS devices
-  Mixed Voltage

Quad 2-Input Multiplexer with TRI-STATE Outputs The 74F258ASJ is a quad 2-input multiplexer with 3-state outputs, manufactured by National Semiconductor (NS). It is part of the 74F family of high-speed TTL logic devices. The device features four separate 2-input multiplexers, each with a common output enable (OE) input. The outputs are in a 3-state configuration, allowing them to be connected directly to a bus. The 74F258ASJ operates with a supply voltage range of 4.5V to 5.5V and is designed for high-speed operation, making it suitable for use in applications requiring fast data selection and routing. The device is available in a 16-pin plastic DIP (Dual In-line Package) and is characterized for operation over a temperature range of 0°C to 70°C.

Quad 2-Input Multiplexer with TRI-STATE Outputs# 74F258ASJ Quad 2-Input Multiplexer with 3-State Outputs Technical Documentation

*Manufacturer: NS (National Semiconductor)*

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The 74F258ASJ is a high-speed quad 2-input multiplexer with 3-state outputs, primarily employed in digital systems requiring data routing and selection capabilities. Key applications include:

 Data Routing and Selection 
-  Bus Interface Management : Enables selection between multiple data sources for shared bus systems
-  Memory Address Multiplexing : Facilitates switching between different address sources in memory subsystems
-  I/O Port Selection : Manages multiple peripheral interfaces through controlled data path selection
-  Register File Access : Provides efficient access to multiple register banks in microprocessor systems

 Signal Conditioning Systems 
-  Digital Filter Banks : Routes signals through different filter configurations
-  Test Equipment : Enables selection of test points and measurement sources
-  Communication Systems : Manages data path selection in modem and interface circuits

### Industry Applications

 Computer Systems 
-  Motherboard Design : Used in chipset interfaces for data path management
-  Memory Controllers : Facilitates address and data line multiplexing in RAM subsystems
-  Peripheral Controllers : Manages data flow between CPU and peripheral devices

 Telecommunications 
-  Digital Switching Systems : Routes data packets between different network segments
-  Modem Design : Selects between transmit and receive data paths
-  Network Interface Cards : Manages multiple communication protocols

 Industrial Automation 
-  PLC Systems : Routes sensor data and control signals
-  Motor Control : Selects between different control algorithms
-  Process Monitoring : Manages multiple measurement inputs

 Consumer Electronics 
-  Digital Audio Systems : Routes audio data streams
-  Video Processing : Manages multiple video sources
-  Gaming Consoles : Handles controller input selection

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages 
-  High-Speed Operation : Typical propagation delay of 5.5 ns enables use in fast digital systems
-  3-State Outputs : Allows direct bus connection without external buffers
-  Low Power Consumption : 40 mA typical ICC suits battery-operated devices
-  Wide Operating Range : 4.5V to 5.5V supply voltage accommodates typical digital systems
-  Robust Output Drive : Capable of driving 15 LSTTL loads

 Limitations 
-  Limited Fan-out : Maximum 15 LSTTL loads may require buffering in large systems
-  Power Supply Sensitivity : Requires stable 5V supply with proper decoupling
-  Speed Limitations : Not suitable for ultra-high-speed applications above 100 MHz
-  Package Constraints : SOIC-16 package may limit thermal performance in high-density designs

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Power Supply Issues 
-  Pitfall : Inadequate decoupling causing signal integrity problems
-  Solution : Place 100nF ceramic capacitors within 10mm of VCC pins, with bulk 10μF capacitor per board section

 Signal Integrity 
-  Pitfall : Ringing and overshoot on high-speed signals
-  Solution : Implement series termination resistors (22-33Ω) on output lines longer than 10cm
-  Pitfall : Crosstalk between adjacent signals
-  Solution : Maintain minimum 2x trace width spacing between critical signals

 Timing Violations 
-  Pitfall : Setup and hold time violations in synchronous systems
-  Solution : Ensure input signals meet minimum 3.0 ns setup time and 1.0 ns hold time requirements
-  Pitfall : Output enable timing conflicts
-  Solution : Coordinate OE control signals with system clock edges

### Compatibility Issues

 Voltage Level Compatibility 
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