Texas Instruments ESD341 TVS ESD保护二极管是用于HDMI 1.4电路保护的TVS ESD保护二极管。ESD341的额定ESD冲击消散值为IEC61000-4-2国际标准中规定的最高水平（4级）。该器件的IO电容为0.66pF（典型值），可实现高达3.4Gbps高速接口保护，包括支持HDMI 1.4b等协议。低动态电阻和低钳位电压确保为瞬态事件提供系统级保护。

数据手册：*附件：Texas Instruments ESD341 TVS ESD保护二极管数据手册.pdf

30kV ESD额定值和5.4A浪涌提供强大的瞬态保护，采用微型封装，用于保护便携式电子产品和其他空间受限应用（例如可穿戴设备）中的3.6V电源轨。Texas Instruments ESD341采用行业标准0201 (DPL) 封装。

特性

• IEC 61000-4-2 4级ESD保护
  • 30kV 接触放电
  • 30kV气隙放电
• 5.4A (8/20 µs) IEC 61000-4-5浪涌保护
• IO电容：0.66pF（典型值）
• 直流击穿电压：±6.2V（典型值）
• 超低漏电流：100nA（最大值）
• 低ESD钳位电压：10.2V（16A TLP时）
• 低插入损耗：5GHz（–3dB带宽，DPL）
• 支持高达3.4Gbps的快速接口
• 工业温度范围：–40°C至+125°C
• 节省空间的行业标准0201占位面积 (0.6mm × 0.3mm × 0.3mm)

典型应用

ESD341 TVS ESD保护二极管技术解析与应用指南

一、产品概述与核心特性

ESD341是德州仪器(TI)推出的一款高性能单通道双向TVS ESD保护二极管，具有以下突出特点：

• ‌超强ESD保护能力‌：
  • IEC 61000-4-2标准Level 4保护等级
  • 接触放电±30kV/空气放电±30kV
  • 符合JEDEC标准的HBM(±2500V)和CDM(±1000V)保护
• ‌行业领先的电气参数‌：
  • 超低IO电容：典型值0.66pF
  • 低动态电阻：0.25Ω(典型)
  • 低钳位电压：10.2V@16A TLP
  • 极小漏电流：最大100nA
• ‌紧凑封装设计‌：
  • 0201标准封装(X2SON)
  • 尺寸仅0.6mm×0.3mm×0.3mm
  • 适合空间受限应用
• ‌宽泛的工作条件‌：
  • 工作温度范围：-40°C至+125°C
  • 支持高速接口：最高3.4Gbps
  • 反向耐压：±3.6V

二、关键参数详解

2.1 保护性能参数

参数	测试条件	典型值	最大值	单位
IEC 61000-4-2接触放电	正/负极性	±30	-	kV
IEC 61000-4-2空气放电	正/负极性	±30	-	kV
IEC 61000-4-5浪涌电流	8/20μs波形	5.4	-	A
浪涌功率	8/20μs波形	54	-	W

2.2 电气特性参数

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
击穿电压	IIO=1mA	5	6.2	7.2	V
保持电压	TLP测试	-	6.2	-	V
钳位电压	IPP=16A TLP	-	10.2	-	V
动态电阻	I=10-20A TLP	-	0.25	-	Ω
线路电容	VIO=0V, 1MHz	-	0.66	-	pF

三、功能架构与工作原理

3.1 内部结构

ESD341采用双向TVS二极管架构：

• 两个I/O引脚(Pin1和Pin2)对称设计
• 内部集成高效ESD泄放路径
• 双向保护特性允许任意极性连接

3.2 保护机制

1. ‌正常状态‌：
   • 电压在±3.6V范围内时呈现高阻态
   • 仅存在极低漏电流(<100nA)
2. ‌ESD事件‌：
   • 电压超过±6.2V时触发保护
   • 形成低阻抗泄放路径(<0.25Ω)
   • 将瞬态能量快速分流至地
3. ‌恢复阶段‌：
   • 电压降至保持电压(6.2V)以下后复位
   • 复位时间通常在数十纳秒内

四、典型应用设计

4.1 HDMI 1.4接口保护方案

‌设计要点‌：

• ‌器件配置‌：
  • TMDS差分对(8通道)：每对使用1个ESD341
  • 其他信号线(5通道)：采用TPD1E05U06
• ‌参数匹配‌：
  • TMDS信号范围：0-3.6V
  • 工作频率：1.7GHz
  • 数据速率：3.4Gbps
• ‌布局建议‌：
  • ESD器件尽量靠近连接器放置
  • 保护走线长度控制在5mm以内
  • 避免90°转角，采用圆弧走线

4.2 高速USB保护设计

1. ‌D+/D-线保护‌：
   • 每数据线配置1个ESD341
   • 确保对称布局以保持信号完整性
2. ‌VBUS保护‌：
   • 配合5V TVS二极管使用
   • 注意功率处理能力匹配
3. ‌性能验证‌：
   • 眼图测试验证信号完整性
   • TDR测试确保阻抗连续性

五、行业应用场景

1. ‌消费电子‌：
   • 智能手表/手环
   • TWS耳机充电盒
   • 游戏手柄接口
2. ‌显示设备‌：
   • 4K/8K电视HDMI接口
   • 显示器DP/USB-C端口
   • 车载娱乐系统
3. ‌计算设备‌：
   • 超极本Thunderbolt接口
   • 平板电脑数据端口
   • 扩展坞连接器
4. ‌工业设备‌：
   • HMI面板接口
   • 工业相机连接器
   • 测试仪器I/O端口

六、设计注意事项

1. ‌布局关键点‌：
   • 优先保护连接器附近的信号线
   • 保护器件与连接器距离<3mm
   • 采用最短可能的接地路径
2. ‌热管理考虑‌：
   • θJA=356.8°C/W(无散热措施)
   • 建议使用散热过孔降低热阻
   • 4层板设计可改善散热性能
3. ‌可靠性验证‌：
   • 执行IEC 61000-4-2标准测试
   • 进行1000次重复ESD冲击测试
   • 验证-40°C至125°C全温性能