Texas Instruments ESD441 ±30kV ESD保護二極管是一款單向ESD保護二極管，用于保護數(shù)據(jù)線路和其他I/O端口。ESD441的額定ESD沖擊消散值高達±30kV，符合IEC 61000-4-2國際標準（高于4級）。該器件具有1pF（典型值）IO電容，可為USB 2.0等協(xié)議提供高速接口保護。超低的動態(tài)電阻 (0.1Ω) 和鉗位電壓（16A TLP時為7.6V）可針對瞬態(tài)事件提供系統(tǒng)級保護。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments ESD441 ±30kV ESD保護器件數(shù)據(jù)手冊.pdf

30kV ESD額定值和6.2A浪涌提供強大的瞬態(tài)保護，采用微型封裝，用于保護便攜式電子產(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。Texas Instruments ESD441采用行業(yè)標準0201 (DPL) 封裝。

特性

• IEC 61000-4-2 4級ESD保護
  • ±30kV接觸放電
  • ±30kV氣隙放電
• IEC 61000-4-5浪涌保護
  • 6.2A (8/20μs)
• IO電容
  • 1pF（典型值）
• 直流擊穿電壓：7V（典型值）
• 超低漏電流：50nA（最大值）
• 超低的ESD鉗位電壓
  • 16A TLP時為7.6V
  • RDYN為0.1Ω (I/O至GND)
• 低插入損耗：2GHz（-3dB帶寬）
• 支持高達4Gbps的快速接口
• 工業(yè)溫度范圍：–55°C至+150°C
• 節(jié)省空間的行業(yè)標準0201占位面積 (0.6mm × 0.3mm × 0.3mm)

方框圖

ESD441 ±30kV單向ESD保護二極管技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述與核心特性

ESD441是德州儀器(TI)推出的一款單向ESD保護二極管，采用超小尺寸0201封裝(0.6mm×0.3mm×0.3mm)，專為保護數(shù)據(jù)線路和其他I/O端口設(shè)計。該器件具有以下顯著特點：

?關(guān)鍵特性?：

• ?超強ESD防護?：符合IEC 61000-4-2 Level 4標準，支持±30kV接觸放電和空氣放電保護
• ?低電容設(shè)計?：僅1pF典型I/O電容，支持高達4Gbps的高速接口
• ?卓越鉗位性能?：動態(tài)電阻僅0.1Ω，16A TLP下鉗位電壓7.6V
• ?寬溫工作?：工業(yè)級溫度范圍(-55°C至+150°C)
• ?低漏電流?：最大50nA反向漏電流

二、典型應(yīng)用場景

2.1 消費電子領(lǐng)域

• 真空機器人和可穿戴設(shè)備
• 智能音箱和便攜式電子產(chǎn)品
• 筆記本電腦和顯示器接口保護
• 零售自動化和支付終端

2.2 高速接口保護

• USB 2.0接口
• HDMI 1.4/2.0和DisplayPort
• SIM卡接口電路
• GPIO保護

三、電氣特性與性能參數(shù)

3.1 絕對最大額定值

3.2 ESD防護等級

• ?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：0至5.5V
• 擊穿電壓：7V典型值(1mA條件下)
• 正向電壓：0.8V@1mA
• 動態(tài)電阻：0.1Ω典型值(I/O到GND)

四、封裝與引腳配置

ESD441采用2引腳X2SON(DPL)封裝，尺寸僅為0.6mm×0.3mm：

?引腳功能?：

1. ?IO?(引腳1)：ESD保護通道
2. ?GND?(引腳2)：接地

?布局建議?：

• 器件應(yīng)盡可能靠近被保護接口放置
• 保持短而寬的接地路徑
• 避免保護器件與被保護線路間存在分支走線

五、典型特性曲線分析

5.1 TLP特性

• 正負向TLP曲線顯示優(yōu)異的鉗位性能
• 16A電流下鉗位電壓僅7.6V
• 動態(tài)電阻低至0.1Ω

5.2 頻率響應(yīng)

• -3dB帶寬達2GHz
• 4Gbps信號插入損耗極小
• 電容隨偏置電壓變化穩(wěn)定

5.3 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

六、設(shè)計要點與應(yīng)用指南

6.1 電路配置方案

ESD441應(yīng)采用并聯(lián)方式連接在被保護電路上，為瞬態(tài)電壓提供對地泄放路徑。

6.2 參數(shù)選擇依據(jù)

• ?電容影響?：1pF電容對4Gbps信號影響可忽略
• ?鉗位電壓?：7.6V@16A確保保護敏感IC
• ?布局優(yōu)化?：信號路徑長度應(yīng)盡可能短

6.3 可靠性設(shè)計

• 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)檢查保護性能

七、選型與替代建議

7.1 替代方案比較

7.2 升級路徑

對于更高要求的應(yīng)用，可考慮：

• 更低電容(0.5pF)的ESD保護方案
• 支持更高電壓(12V)的防護器件
• 多通道集成保護器件