Texas Instruments ESD451 ±30kV ESD保護(hù)二極管是一款雙向ESD保護(hù)二極管,用于保護(hù)數(shù)據(jù)線路和其他I/O端口。ESD451的額定ESD沖擊消散值高達(dá)±30kV,符合IEC 61000-4-2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(高于4級(jí))。該器件具有0.5pF(典型值)IO電容,可為USB 3.0等協(xié)議提供高速接口保護(hù)。超低的動(dòng)態(tài)電阻 (0.19Ω) 和鉗位電壓(16A TLP時(shí)為10.4V)可針對(duì)瞬態(tài)事件提供系統(tǒng)級(jí)保護(hù)。
數(shù)據(jù)手冊(cè):*附件:Texas Instruments ESD451 ±30kV ESD保護(hù)二極管數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf
±30kV ESD額定值和6.2A浪涌提供強(qiáng)大的瞬態(tài)保護(hù),采用微型封裝,用于保護(hù)便攜式電子產(chǎn)品和其他空間受限應(yīng)用(例如可穿戴設(shè)備)中的5.5V電源軌和數(shù)據(jù)線。Texas Instruments ESD451采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)0201 (DPL) 封裝。
特性
- IEC 61000-4-2 4級(jí)ESD保護(hù)
- ±30kV接觸放電
- ±30kV氣隙放電
- IEC 61000-4-5浪涌保護(hù)
- 6.2A (8/20μs)
- IO電容
- 0.5pF(典型值)
- 直流擊穿電壓:8V(典型值)
- 超低漏電流:50nA(最大值)
- 超低的ESD鉗位電壓
- 16A TLP時(shí)為10.4V
- R
DYN為0.19Ω(I/O至GND)
- 低插入損耗:3.5GHz(-3dB帶寬)
- 支持速率高達(dá)7Gbps的高速接口
- 工業(yè)溫度范圍:–55°C至+150°C
- 節(jié)省空間的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)0201占位面積 (0.6mm × 0.3mm × 0.3mm)
功能框圖
ESD451 ±30kV ESD保護(hù)二極管技術(shù)解析與應(yīng)用指南
一、產(chǎn)品概述與核心特性
ESD451是德州儀器(TI)推出的一款雙向ESD保護(hù)二極管,采用超小尺寸0201封裝(0.6mm×0.3mm×0.3mm),專為保護(hù)高速數(shù)據(jù)線和I/O端口設(shè)計(jì)。該器件具有業(yè)界領(lǐng)先的ESD防護(hù)性能,符合IEC 61000-4-2 Level 4標(biāo)準(zhǔn)。
?關(guān)鍵特性?:
- ?超強(qiáng)ESD防護(hù)?:±30kV接觸放電/空氣放電保護(hù)能力
- ?低電容設(shè)計(jì)?:僅0.5pF典型I/O電容,支持高達(dá)7Gbps的高速接口
- ?卓越鉗位性能?:動(dòng)態(tài)電阻僅0.19Ω,16A TLP下鉗位電壓10.4V
- ?寬溫工作?:工業(yè)級(jí)溫度范圍(-55°C至+150°C)
- ?低漏電流?:最大50nA反向漏電流
二、典型應(yīng)用場(chǎng)景
2.1 消費(fèi)電子領(lǐng)域
2.2 高速接口保護(hù)
2.3 工業(yè)應(yīng)用
- 真空機(jī)器人控制系統(tǒng)
- 便攜式測(cè)試測(cè)量設(shè)備
- 工業(yè)自動(dòng)化I/O模塊
三、電氣特性與性能參數(shù)
3.1 絕對(duì)最大額定值
參數(shù) | 數(shù)值 | 單位 |
---|---|---|
峰值脈沖功率(8/20μs) | 57 | W |
峰值脈沖電流(8/20μs) | 6 | A |
工作環(huán)境溫度 | -55至150 | °C |
3.2 ESD防護(hù)等級(jí)
- ?IEC 61000-4-2?:±30kV接觸/空氣放電
- ? 人體模型(HBM) ?:±2500V
- ? 充電設(shè)備模型(CDM) ?:±1000V
3.3 關(guān)鍵電氣參數(shù)
- 反向工作電壓:±5.5V
- 擊穿電壓:7-9V(1mA條件下)
- 動(dòng)態(tài)電阻:0.19Ω典型值
- 插入損耗:3.5GHz(-3dB帶寬)
四、封裝與引腳配置
ESD451采用2引腳X2SON(DPL)封裝,尺寸僅為0.6mm×0.3mm:
?引腳功能?:
- ?IO?:ESD保護(hù)通道(雙向)
- ?IO?:ESD保護(hù)通道(雙向)
?布局建議?:
- 器件應(yīng)盡可能靠近被保護(hù)接口放置
- 保持短而寬的接地路徑
- 避免保護(hù)器件與被保護(hù)線路間存在分支走線
五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)與應(yīng)用指南
5.1 電路配置方案
ESD451可采用兩種典型配置:
- ?單端保護(hù)?:一個(gè)引腳接信號(hào)線,另一個(gè)引腳接地
- ?差分保護(hù)?:兩個(gè)引腳分別接差分對(duì)信號(hào)線
5.2 參數(shù)選擇依據(jù)
- ?電容影響?:0.5pF電容對(duì)7Gbps信號(hào)影響可忽略
- ?鉗位電壓?:10.4V@16A確保保護(hù)敏感IC
- ?布局優(yōu)化?:信號(hào)路徑長(zhǎng)度應(yīng)小于1/10波長(zhǎng)
5.3 可靠性設(shè)計(jì)
- 確保工作電壓不超過±5.5V限制
- 高溫環(huán)境下需考慮漏電流增加的影響
- 多次ESD沖擊后應(yīng)檢查保護(hù)性能
六、性能曲線解析
6.1 TLP特性曲線
- 正負(fù)向TLP曲線顯示優(yōu)異的對(duì)稱性
- 16A電流下鉗位電壓僅10.4V
- 動(dòng)態(tài)電阻低至0.19Ω
6.2 頻率響應(yīng)
- -3dB帶寬達(dá)3.5GHz
- 7Gbps信號(hào)插入損耗<0.5dB
- 電容隨偏置電壓變化極小
6.3 溫度特性
- -55°C至150°C范圍內(nèi)電容穩(wěn)定性優(yōu)異
- 高溫下漏電流仍低于規(guī)格限值
七、選型與替代建議
7.1 替代方案比較
參數(shù) | ESD451 | 競(jìng)品A | 競(jìng)品B |
---|---|---|---|
ESD等級(jí) | ±30kV | ±25kV | ±20kV |
電容 | 0.5pF | 0.8pF | 1.2pF |
動(dòng)態(tài)電阻 | 0.19Ω | 0.3Ω | 0.5Ω |
封裝尺寸 | 0201 | 0201 | 0402 |
7.2 升級(jí)路徑
對(duì)于更高要求的應(yīng)用,可考慮:
- 多通道集成保護(hù)器件
- 更低電容(0.3pF)的ESD保護(hù)方案
- 支持更高電壓(12V)的防護(hù)器件
-
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