深入解析SMFA非对称系列表面贴装TVS二极管

在电子设备的设计中，保护关键元件免受电压瞬变和浪涌的影响至关重要。TVS（瞬态电压抑制）二极管作为一种常用的保护器件，能够在瞬间吸收大量的能量，将电压限制在安全范围内。今天，我们就来详细探讨一下Littelfuse的SMFA非对称系列表面贴装TVS二极管。

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一、产品概述

SMFA非对称TVS二极管系列专为碳化硅（SIC）MOSFET栅极保护而设计，适用于非对称电压应用。它采用了SOD - 123FL小型扁平引脚低轮廓塑料封装，这种封装不仅尺寸小巧，还能有效节省电路板空间，非常适合现代电子设备小型化的发展趋势。

二、产品特性与优势

2.1 封装优势

SOD - 123FL低轮廓封装，最大高度仅为1.08mm，为对空间要求苛刻的应用提供了理想选择。在一些紧凑型的电路板设计中，这种低高度的封装能够避免元件之间的相互干扰，提高电路板的布局密度。

2.2 电气性能

• 低动态电阻：其动态电阻与温度有关，计算公式为$V{BR} @ T{J}=V{B R}$ @ 25 °C x (1 + αT X (T{J} - 25)) ，其中αT的典型值为0.1%。低动态电阻意味着在电压瞬变时，二极管能够更快地响应，将电压稳定在安全水平。
• 低电感：低电感特性使得该二极管具有出色的钳位能力，能够在瞬间吸收和耗散大量的能量，有效保护后端电路。
• 低反向漏电流：从电气特性表中可以看到，不同型号的SMFA二极管在额定反向电压下的最大反向漏电流仅为1μA，这有助于降低功耗，提高系统的效率。

2.3 环保特性

该系列二极管符合UL94 V - 0阻燃等级，并且是无卤和符合RoHS标准的，满足了现代电子设备对环保的要求。

2.4 可靠性

• 温度范围广：工作和存储温度范围为 - 55°C至 + 150°C，能够适应各种恶劣的工作环境。
• 静电防护能力强：通过了Class 1和2 IEC 61000 - 4 - 2 ESD测试，能够承受30 kV（空气）和30 kV（接触）的静电放电，有效保护设备免受静电干扰。
• 典型失效模式：典型失效模式为在过电压或过电流情况下短路，这种失效模式能够及时切断电路，避免对其他元件造成损坏。

三、产品参数

3.1 最大额定值和热特性

参数	符号	值	单位
在$T_{A}=50^{circ}C$时，无限散热片上的功率耗散（注1）	$P_{D}$	1	W
结到引脚的热阻（注3）	$R_{θJL}$	100	°C/W
结到环境的热阻	$R_{θJA}$	220	°C/W
工作和存储温度范围	$T{J},T{STG}$	- 55至 + 150	°C

注：1. 安装时需使用推荐的最小焊盘尺寸，电路板为DC板FR - 4。

3.2 电气特性

不同型号的SMFA二极管在反向漏电流、击穿电压、钳位电压等参数上有所差异。以SMFA1505CA为例，其最大反向漏电流为1μA，击穿电压在16.7 - 18.5V之间，典型钳位电压为18.57V。这些参数为工程师在选择合适的二极管时提供了重要依据。

四、应用领域

4.1 服务器电源

在AI/数据中心服务器电源中，SMFA二极管能够保护关键的MOSFET等元件，确保电源的稳定输出，提高服务器的可靠性和稳定性。

4.2 电动汽车电源

在电动汽车的高效电源系统中，该系列二极管可以有效应对电压瞬变和浪涌，保护电子设备免受损坏，提高电动汽车的安全性和性能。

4.3 工业设备电源

对于半导体/工业设备的高可靠性电源，SMFA二极管能够提供可靠的过电压保护，确保设备的正常运行。

五、焊接与环境参数

5.1 焊接参数

在进行焊接时，需要遵循特定的参数要求。例如，在无铅组装过程中，预热温度范围为150 - 200°C，时间为60 - 120秒；回流温度为217°C，时间为60 - 150秒，峰值温度为260 ± 0.5°C。严格按照这些参数进行焊接，能够确保二极管的焊接质量和性能。

5.2 环境参数

该系列二极管通过了多项环境测试，包括高温存储寿命、高温电压阻断、温度循环、湿度敏感性、偏置温度与湿度、抗焊接热等测试。这表明它能够在各种恶劣的环境条件下保持稳定的性能。

六、总结

SMFA非对称系列表面贴装TVS二极管以其出色的性能、小巧的封装和广泛的应用领域，为电子工程师提供了一种可靠的过电压保护解决方案。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择二极管的型号，并注意焊接和使用环境等因素，以充分发挥其保护作用。你在使用TVS二极管的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。