安森美ESD保护二极管NUP2125、SZNUP2125：汽车总线保护的理想之选

在汽车电子系统中，静电放电（ESD）和其他有害瞬态电压事件可能会对CAN和LIN收发器造成严重损害，影响系统的可靠性和稳定性。安森美（onsemi）推出的NUP2125和SZNUP2125 ESD保护二极管，为汽车网络提供了有效的保护解决方案。本文将详细介绍这两款产品的特点、应用、电气特性等方面，帮助电子工程师更好地了解和应用它们。

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产品概述

NUP2125和SZNUP2125专为保护CAN和LIN收发器免受ESD和其他有害瞬态电压事件而设计。它们采用单个紧凑的SC - 70（SOT - 323）封装，为每条数据线提供双向保护，为系统设计师提供了一种低成本的选择，有助于提高系统可靠性并满足严格的EMI要求。

产品特点

高功率耗散能力

每条线路具有200W的峰值功率耗散（8/20μs波形），能够承受较大的瞬态能量，有效保护收发器。

低反向漏电流

反向漏电流小于100nA，减少了静态功耗，提高了系统的效率。

广泛的兼容性

• IEC标准兼容：符合IEC 61000 - 4 - 2（ESD）4级、IEC 61000 - 4 - 4（EFT）50A – 5/50 ns、IEC 61000 - 4 - 5（Lighting）3.0A（8/20μs）等标准，确保在不同的电磁环境下都能提供可靠的保护。
• ISO标准兼容：满足ISO 7637 - 1非重复EMI浪涌脉冲2（8.0A，1/50μs）和ISO 7637 - 3重复电气快速瞬变（EFT）EMI浪涌脉冲（50A，5/50 ns）的要求。

汽车级认证

SZ前缀适用于汽车和其他需要独特站点和控制变更要求的应用，经过AEC - Q101认证且具备PPAP能力，保证了产品在汽车环境中的可靠性和稳定性。

应用领域

NUP2125和SZNUP2125主要应用于汽车网络，包括：

• CAN / CAN - FD：高速和容错CAN网络的保护。
• 低和高速CAN：确保不同速率CAN总线的稳定运行。
• LIN：为LIN总线提供可靠的ESD保护。

电气特性

最大额定值

在TA = 25°C的条件下，产品的最大额定值如下：	符号	额定值	最大值	单位
PPK	峰值功率耗散（8/20μs双指数波形）	200	W
TJ, Tstg	结和存储温度范围	- 55至 + 175	°C
TL	引脚焊接温度（10s）	260	°C
ESD（HBM）	人体模型	±8.0	kV
ESD（MM）	机器模型	±1.6	kV
ESD（IEC 61000 - 4 - 2 Contact）	接触放电	+30	kV
ESD（IEC 61000 - 4 - 2 Air）	空气放电	+30	kV
ESD（ISO 10605 Contact）	不同电容和电阻组合	±30	kV
IPP	最大峰值脉冲电流（8/20μs）	3	A

电气参数

在TJ = 25°C的条件下，部分电气参数如下：	符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
VRWM	反向工作电压		24			V
VBR	击穿电压	IT = 1 mA	27	28.5	32	V
IR	反向漏电流	VRWM = 24 V		15	100	nA
VC	钳位电压	IEC61000 - 4 - 2，+/- 8 kV接触	见相关图表
VC	钳位电压（TLP）	ITLP不同值		42 - 69		V
VC	钳位电压（8/20μs波形）	IPP不同值		33.4 - 44.0	36.6 - 50.0	V
Rdyn	动态电阻	TLP脉冲		0.94		Ω
CJ	电容	VR不同值，f = 1 MHz		4.5 - 7.0	6.0 - 10	pF
AC	二极管电容匹配	VR = 0 V，5 MHz		0.26	2	%
L	插入损耗	f = 1 GHz和5 GHz		1.7 - 8.7		dB
RL	回波损耗	f = 1 GHz和5 GHz		1.0 - 1.5		dB

典型性能曲线

文档中提供了多个典型性能曲线，包括IV特性、CV特性、IR与温度特性、稳态功率降额、脉冲波形、钳位电压与峰值脉冲电流关系等。这些曲线有助于工程师更好地了解产品在不同条件下的性能表现，为设计提供参考。

保护原理与测试方法

浪涌保护二极管电路

浪涌保护二极管通过将浪涌电压钳位到安全水平来保护收发器。在击穿电压以下，二极管具有高阻抗；在击穿电压以上，二极管具有低阻抗。以高速CAN网络的双双向浪涌保护二极管阵列为例，其由四个相同的齐纳TVS二极管组成，复合器件的钳位电压等于反向偏置二极管的击穿电压加上正向偏置二极管的压降。

ESD电压钳位

对于敏感电路元件，在ESD事件期间将IC暴露的电压限制在尽可能低的水平非常重要。ESD钳位电压是指在ESD事件期间，根据IEC61000 - 4 - 2波形，ESD保护二极管两端的电压降。安森美开发了一种方法，通过示波器截图来检查ESD保护二极管在ESD脉冲时域内的整个电压波形，相关信息可在所有ESD保护二极管的数据手册中找到。

传输线脉冲（TLP）测量

TLP提供电流与电压（I - V）曲线，每个数据点由带电传输线的100 ns长矩形脉冲获得。TLP I - V曲线能准确展示ESD保护器件的ESD能力，因为其数十安培的电流水平和小于100 ns的时间尺度与ESD事件相匹配。通过比较8 kV IEC 61000 - 4 - 2电流波形与8 A和16 A的TLP电流脉冲，可以直观地看到TLP I - V曲线显示了器件导通的电压以及在不同电流水平下的电压钳位能力。

机械封装与尺寸

产品采用SC - 70（SOT - 323）封装，文档提供了详细的封装尺寸信息，包括各尺寸的最小值、标称值和最大值，单位分别为毫米和英寸。同时，还给出了引脚定义和焊接脚印等信息，方便工程师进行PCB设计。

总结

安森美NUP2125和SZNUP2125 ESD保护二极管以其出色的性能和广泛的兼容性，为汽车网络中的CAN和LIN收发器提供了可靠的保护。电子工程师在设计汽车电子系统时，可以根据实际需求选择合适的产品，并参考文档中的电气特性和典型性能曲线，确保系统的可靠性和稳定性。你在实际应用中是否遇到过ESD保护方面的问题？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。