74HC / HCT: ¿Qué hacer con las entradas no utilizadas y por qué?

Si estoy usando un circuito integrado en la familia 74HC o 74HCT, y no estoy usando todos los pines de entrada, entiendo que yo no dejarlos desconectados porque van a flotar. Pero, ¿qué debo hacer exactamente con ellos y cuáles son los pros y los contras de las diferentes opciones?

Por ejemplo, si estoy usando el 74HCT08, que tiene cuatro compuertas AND, y solo estoy usando dos de las compuertas, ¿qué debo hacer con las entradas de las otras dos compuertas?

He visto varias recomendaciones en varios lugares, como ...

• conéctelos directamente a Vcc
• conectarlos directamente a GND
• conéctelos a Vcc a través de una resistencia pull-up
• conéctelos a GND a través de una resistencia desplegable

¿Cuáles son los pros y los contras de cada una de estas opciones? ¿Qué opción es mejor para la estabilidad y el bajo consumo de energía?

Hay algunas consideraciones que no se han mencionado en otras respuestas.

1. A veces, la entrada no utilizada juega un papel importante en la lógica de la parte. Un ejemplo sería una puerta de 4 entradas donde solo se usan 3 entradas. En este caso, el nivel lógico al que vincula la entrada no utilizada debe seleccionarse correctamente; de ​​lo contrario, la función lógica de las funciones utilizadas no funcionará.
2. En algunos segmentos comerciales / industriales es necesario probar todas las funciones en cada parte del tablero, incluso si no se utilizan. Esto se hace para garantizar que alguna falla incipiente en un chip no se exponga a una mayor probabilidad de falla catastrófica de la pieza. La adición de pull-ups o pull-ups en cada pin no utilizado permite que el equipo de prueba automatizado alterne los pines, lo que no sería posible si estuvieran fuertemente vinculados a VDD o GND.
3. Hay casos en los que es útil mantener las puertas no utilizadas disponibles para posibles modificaciones futuras para modificar el diseño en caso de errores encontrados, la necesidad de invertir o combinar señales u otras cosas. Las clavijas fuertemente atadas a VDD y GND son mucho más difíciles de reelaborar, por lo que los pull-ups o pull-ups adicionales proporcionan almohadillas de acceso para la reelaboración.

La respuesta predeterminada para las entradas CMOS es conectarlas directamente a tierra o energía. Dejaría que la ruta dictara cuál. Si no importa, conéctelos a tierra.

Probablemente comenzaría con todos ellos conectados a tierra en el esquema, luego tal vez cambie algunos a la alimentación durante el enrutamiento si eso facilita las cosas. Si tiene un plano de tierra, entonces la tierra es la red a la que puede conectarse mientras causa la menor congestión de enrutamiento adicional.

En algunos casos, puede vincular entradas a salidas. Por ejemplo, ate los tres pines de una compuerta AND. Puede terminar en cualquiera de los dos estados estables, pero no le importa cuál. La ventaja de esto es posiblemente una menor congestión de enrutamiento, especialmente si los tres pines están uno al lado del otro.

Por supuesto, este truco de vincular entradas a salidas no funciona con compuertas que invierten. Luego, puede hacer un oscilador o terminar con las entradas flotando en el peor voltaje absoluto para la disipación de potencia.

Adicional

Todo esto ha asumido que estas son entradas a puertas totalmente no utilizadas, que es de lo que interpreté la pregunta. La polaridad de las entradas no utilizadas a las compuertas usadas ciertamente puede importar, y entonces es posible que no tenga la opción de elegir si la entrada debe estar vinculada a alta o baja. Por ejemplo, si está utilizando solo 3 entradas de una compuerta AND o NAND de 4 entradas, entonces la entrada no utilizada debe estar atada en alto para que la compuerta funcione según lo previsto. Del mismo modo, las entradas no utilizadas a las puertas OR o NOR usadas deben estar vinculadas a un nivel bajo.

No es necesario vincular entradas CMOS altas o bajas a través de resistencias. Esto no se debe a que las entradas CMOS tienen resistencias en serie integradas, ya que no. Esto se debe a que no fluirá una corriente de entrada alta ni a ningún daño causado por mantener una entrada CMOS a la potencia o al nivel del suelo, incluso durante el encendido.

Conéctese a Vcc o GND. No hace ninguna diferencia. Sin carga en las salidas, la corriente en los transistores internos será aproximadamente la misma.

O use un pullup o pulldown; de nuevo, hace poca diferencia, con la condición de que use más partes de las necesarias, y si la resistencia no se abre, las entradas flotantes pueden causar síntomas desconcertantes que serán mucho más difíciles de localizar desde "obviamente" no hay necesidad de revisar las puertas no utilizadas. Hablo por experiencia cuando digo que una puerta no utilizada puede producir síntomas desconcertantes en la salida de una puerta usada en el mismo paquete.

Las técnicas de pullup / pulldown son en gran medida una resaca de las familias anteriores a CMOS anteriores.

Realmente no importa cuál de las opciones elija, todas harán lo que se necesita en el 99.99% de los casos. Y en ese 0.01% de los casos en que esto no es cierto, lo sabrá y tendrá buenas razones para hacer algo diferente. Sin embargo, no puedo pensar en ningún ejemplo en el que este sea el caso.

El uso de una resistencia no tiene sentido ya que las entradas lógicas CMOS tienen un valor muy alto, por lo que no fluirá ninguna corriente de todos modos.

Eso deja la conexión a tierra o al suministro como las únicas opciones, la que elija no importa, lo que sea más conveniente.

Los circuitos lógicos CMOS solo usan corriente cuando cambian de estado, por eso debe aplicar un estado fijo en las entradas. Si eso es cero, uno o una combinación de ambos no importa en absoluto.