ESD保護(hù)的智能小型化

如果我們考慮理想的ESD保護(hù)器件，則在鉗位所有過(guò)電壓瞬變以將被保護(hù)系統(tǒng)保持在其安全工作區(qū)域時(shí)，不會(huì)影響信號(hào)完整性。也不需要額外的空間或路由。

在尋找適用于快速數(shù)據(jù)線(xiàn)的“理想”ESD保護(hù)解決方案時(shí)，需要考慮三個(gè)主要挑戰(zhàn)：信號(hào)完整性、系統(tǒng)級(jí)ESD魯棒性和管腳尺寸。為了解決信號(hào)完整性，我們需要一種具有低電容和低電感特性的ESD保護(hù)器件，而這通常會(huì)被忽略。從系統(tǒng)級(jí)ESD魯棒性的角度來(lái)看，低鉗位電壓逐漸變得比ESD保護(hù)器件本身的魯棒性更為重要。遇到潛在故障條件時(shí)，數(shù)據(jù)線(xiàn)可能會(huì)與電源線(xiàn)短路，因此保護(hù)器件的浪涌魯棒性再次變得非常重要。Nexperia通過(guò)使用先進(jìn)的TrEOS硅技術(shù)和源自晶圓級(jí)芯片尺寸封裝(WL-CSP)技術(shù)的先進(jìn)封裝來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。

但是，減少ESD保護(hù)管腳尺寸的最佳方法是什么？一種顯而易見(jiàn)的方法是只需縮小封裝尺寸。Metric 0603封裝(0201”)現(xiàn)在已成為移動(dòng)行業(yè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，并迅速成為計(jì)算行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。

更小的0402 metric(01005”)已用于空間要求嚴(yán)苛的應(yīng)用。由于USB4數(shù)據(jù)線(xiàn)的RF需求，以及回波損耗之類(lèi)的參數(shù)變得越來(lái)越重要，當(dāng)使用更窄的焊盤(pán)時(shí)（從0603變?yōu)?402），如果對(duì)比在此封裝中使用相同的二極管，回波損耗會(huì)更低。但是，更小的封裝會(huì)對(duì)組裝技術(shù)提出更高的要求。

在相同的管腳尺寸內(nèi)提供加倍保護(hù)

一種替代方法是采用Nexperia的新型DFN0603-3 (SOT8013)封裝打造二合一解決方案，在使用現(xiàn)有0603 (0201”)管腳尺寸的同時(shí)，保護(hù)兩條線(xiàn)路（差分線(xiàn)對(duì)）。

DFN0603-3概念具有以下優(yōu)點(diǎn)：

二合一的方式，意味著占用一個(gè)器件的管腳尺寸即可提供兩個(gè)保護(hù)器件

幾乎無(wú)需額外的空間，即可保護(hù)差分線(xiàn)對(duì)。

在一塊芯片上配備兩個(gè)ESD保護(hù)器件可提供極高的對(duì)稱(chēng)性，從而確保差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)上的非常出色信號(hào)完整性。

較小的焊盤(pán)能夠減少系統(tǒng)的回波損耗。

DFN0603-3是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的封裝

Nexperia已經(jīng) 采用這個(gè)DFN0603-3封裝，并為其添加TrEOS ESD保護(hù)。這意味著該產(chǎn)品系列可根據(jù)需要提供低至0.2 pF的電容、高達(dá)11 A的浪涌魯棒性以及在8 A 8/20 μs浪涌時(shí)4.4V的鉗位電壓。

增強(qiáng)RF性能

因此，我們獲得了很高魯棒性和很低鉗位。但是RF性能如何？從應(yīng)用方面，我們強(qiáng)烈建議將中間引腳連接至GND。該器件旨在保護(hù)超高速差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)，因此保護(hù)應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng)。

請(qǐng)快速瀏覽安裝在測(cè)試板上的PUSB3BB2DF的20 Gbps Thunderbolt眼圖（該板尚未去嵌），我們已經(jīng)看到了新型DFN0603-3封裝提供出色RF性能的潛力。

Thunderbolt眼圖，帶PUSB3BB2DF的PCB; 數(shù)據(jù)速率：20 Gbit/s，GND在引腳2上

由于該器件還具有HDMI功能，因此我們使用HDMI2.1眼圖 - 12 Gbps FRL、8dB測(cè)試了PUSB3BB2DF的性能，更令人感興趣的是使用最差電纜型號(hào)3。同樣，測(cè)試板未去嵌，DFN0603-3在保護(hù)超高速數(shù)據(jù)線(xiàn)時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的RF性能。

HDMI 2.1 12G FRL TP2，最差電纜型號(hào)，8 dB眼圖，帶有PUSB3BB2DF的PCB

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的保護(hù)功能可節(jié)省空間

Nexperia的新型DFN0603-3封裝提供了一種二合一解決方案，其中兩個(gè)ESD保護(hù)器件僅共同占用一個(gè)器件的管腳尺寸。同時(shí)還保留了TrEOS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，具有很低的電容、鉗位和很高的魯棒性，并且還在超高速數(shù)據(jù)線(xiàn)上顯示出色的RF性能。

審核編輯：郭婷