一、產(chǎn)品概述

上海雷卯電子Leiditech：ULC0542T/SR05/USRV05-4/ULC0524P系列是專(zhuān)為高速數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)的低電容ESD保護(hù)二極管陣列，核心功能是保護(hù)通信線路上的敏感電子設(shè)備免受靜電放電ESD和瞬態(tài)電壓損害，兼顧靜電防護(hù)與高速信號(hào)傳輸，是上海雷卯電子在ESD防護(hù)領(lǐng)域的核心產(chǎn)品線之一。

核心特性與優(yōu)勢(shì)

ULC0542T為雙通道ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)，可用于千兆以太網(wǎng)、USB3.0、HDMI等高速信號(hào)；

SR05為三通道器件，適用于USB 2.0應(yīng)用，兼顧2路IO和Vbus；

USRV05-4/ULC0524P超低結(jié)電容4通道設(shè)計(jì)，單顆可以防護(hù)四路IO，可用于百兆/千兆網(wǎng)、數(shù)字/模擬視頻接口、SIM卡接口、LVDS接口等防護(hù)、。

ESD防護(hù)能力：上海雷卯電子的ESD二極管均符合IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17626.2，±8kV接觸放電、±15kV空氣放電的ESD脈沖，防護(hù)等級(jí)達(dá)IEC 61000-4-2 Level 4；雷卯EMC小哥“這一防護(hù)等級(jí)可滿足絕大多數(shù)工業(yè)及消費(fèi)電子的靜電防護(hù)需求”；

電氣性能：ULC0542T（雙通道）：典型Cj=0.8pF；USRV05-4/ULC0524P（四通道）：典型Cj=0.6pF（適配高速數(shù)據(jù)傳輸），泄漏電流最大為1nA，電源電壓范圍寬（適配+0.9V至+5V），低結(jié)電容和低泄漏電流是保障高速信號(hào)無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)年P(guān)鍵；

封裝與環(huán)境適應(yīng)性：上海雷卯電子提供3引腳DFN1006-3（1mm×0.6mm）、4引腳SOT143（2.4mm×2.9mm）、6引腳SOT-26（2.8mm*2.9mm）、8引腳SOP-08（5mm×6mm）等超小尺寸封裝，工作溫度范圍-40°C至+85°C，存儲(chǔ)溫度范圍-55°C至+150°C，支持無(wú)鉛/RoHS合規(guī)要求。

二、產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域

高速數(shù)據(jù)接口：USB 2.0、USB OTG、FireWire、以太網(wǎng)

視頻設(shè)備：SVGA視頻連接、各類(lèi)視頻傳輸終端

移動(dòng)終端與通信設(shè)備：手機(jī)、便攜式電子設(shè)備

其他敏感電子設(shè)備：需ESD防護(hù)的高速I(mǎi)/O接口場(chǎng)景

上海雷卯電子的低電容多通道ESD保護(hù)陣列憑借優(yōu)異的防護(hù)性能和兼容高速傳輸?shù)奶匦?，已廣泛應(yīng)用于上述領(lǐng)域，成為眾多電子設(shè)備廠商的優(yōu)選防護(hù)方案。

三、工作原理與防護(hù)機(jī)制

1.核心結(jié)構(gòu)

多通道保護(hù)器件的每個(gè)通道由一對(duì)二極管組成，ESD電流脈沖通過(guò)二極管導(dǎo)向GND，與器件固有ESD防護(hù)配合工作，限制ESD峰值電壓：人體模型下±25V、接觸放電±30V、空氣放電±30V。

2. 鉗位電壓計(jì)算

理想電路：正向ESD脈沖VC=VCC+VF；反向ESD脈沖VC=-VF（VF為二極管正向壓降）

實(shí)際應(yīng)用中（考慮寄生電感L1/L2/L3），需考慮線路寄生串聯(lián)電感的影響（見(jiàn)上圖），此時(shí)鉗位電壓公式修正如下：

正向ESD脈沖：VC=VCC+VF (D1)+(L1+L2)×d (IESD)/dt

負(fù)向ESD脈沖：VC=-[VF (D2)+(L1+L3)×d (IESD)/dt]

上述公式中，IESD為ESD電流脈沖，L1、L2、L3為寄生電感

3. ESD事件的電流特性

雷卯EMC小哥提醒，靜電放電（ESD）事件中，電流脈沖會(huì)在納秒級(jí)時(shí)間內(nèi)從0上升至峰值（見(jiàn)上圖）。例如在15kV IEC-61000空氣放電ESD事件中，脈沖電流在1ns內(nèi)脈沖電流會(huì)升至約45A（電流變化率di/dt=45×10?），而電感會(huì)使鉗位電壓額外增加450V。僅10nH的電感就對(duì)應(yīng)0.5英寸（12.7mm）的電路板走線，所以無(wú)論器件標(biāo)稱的二極管鉗位電壓是多少，如果存在布線不合理造成的寄生電感，都會(huì)顯著提升受保護(hù)信號(hào)線上的實(shí)際鉗位電壓。

4. 旁路電容要求

必須在VCC與GND之間使用低等效串聯(lián)電阻（低ESR）的0.1μF電容，該旁路電容可吸收±8kV IEC 61000接觸放電ESD事件傳遞的電荷。

理想情況下，電源軌（VCC）可吸收正向ESD沖擊產(chǎn)生的電荷且不改變穩(wěn)壓輸出，但實(shí)際中所有電源的正向電源軌都存在有效輸出阻抗。若電源有效輸出阻抗為1Ω，根據(jù)歐姆定律，鉗位電壓會(huì)按V=I*R的公式升高。例如，+8kV IEC 61000-4-2 ESD事件會(huì)產(chǎn)生24A的電流尖峰，此時(shí)鉗位電壓會(huì)額外增加VC=24A*1Ω=24V。雷卯EMC小哥再次強(qiáng)調(diào)，無(wú)合理旁路設(shè)計(jì)的布局會(huì)進(jìn)一步抬高鉗位電壓，嚴(yán)重影響防護(hù)效果，這也是實(shí)際應(yīng)用中常見(jiàn)的防護(hù)失效誘因。

四、應(yīng)用設(shè)計(jì)PCB布局建議

結(jié)合上海雷卯電子多年ESD防護(hù)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)及雷卯EMC小哥的專(zhuān)業(yè)總結(jié)，以下為應(yīng)用設(shè)計(jì)中關(guān)鍵的PCB布局建議，可最大程度發(fā)揮ESD保護(hù)陣列的防護(hù)性能：

1、縮短連接器或輸入端子（I/O端）與受保護(hù)信號(hào)線之間的走線長(zhǎng)度；

2、采用獨(dú)立電源層和接地層，以降低寄生電感，并減小ESD分流電流到電源軌的阻抗；

3、確保ESD瞬態(tài)電流到GND和VCC的回流路徑盡量短；

4、盡量減少導(dǎo)電的電源環(huán)路和接地環(huán)路；

5、不要將關(guān)鍵信號(hào)布置在PCB邊緣附近；

6、在VCC與GND之間并聯(lián)低ESR陶瓷電容，且電容應(yīng)盡量靠近VCC引腳；

7、受保護(hù)器件的供電端與GND之間也應(yīng)并聯(lián)低ESR陶瓷電容，且電容應(yīng)盡量靠近該器件的供電引腳。

雷卯EMC小哥提示，選型時(shí)需結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的電壓等級(jí)、通道數(shù)量、接口類(lèi)型及PCB封裝空間，參考上述料號(hào)表精準(zhǔn)匹配，同時(shí)嚴(yán)格遵循PCB布局建議，才能實(shí)現(xiàn)高效可靠的ESD防護(hù)。上海雷卯電子也可提供專(zhuān)業(yè)的選型技術(shù)支持，助力客戶避開(kāi)高速接口防護(hù)誤區(qū)。