安森美ESD保护二极管NSPU2101：电子设备防护的理想之选

在电子设备的设计中，静电放电（ESD）防护是至关重要的一环。安森美（ON Semiconductor，现更名为onsemi）推出的NSPU2101 ESD保护二极管，为电子设备提供了可靠的ESD防护解决方案。本文将详细介绍NSPU2101的特性、参数以及相关测试方法，帮助电子工程师更好地了解和应用这款产品。

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产品概述

安森美作为一家知名的半导体公司，其NSPU2101 ESD保护二极管具有出色的性能和可靠性。该二极管符合多项国际标准，能够有效保护电子设备免受ESD的损害。

产品特性

• 标准防护：可满足IEC61000 - 4 - 2 Level 4标准，提供±30 kV的接触放电保护；同时满足IEC61000 - 4 - 5（闪电）标准，能承受111 A（8/20 μs）的脉冲电流。
• 环保设计：产品为无铅（Pb - Free）、无卤素（Halogen Free/BFR Free）设计，且符合RoHS标准，符合环保要求。

最大额定值

NSPU2101的最大额定值是使用时需要关注的重要参数，超出这些额定值可能会损坏设备，影响其功能和可靠性。

额定值	符号	接触放电	空气放电	单位
IEC 61000 - 4 - 2 (ESD)		±30	+30	kV
工作结温和存储温度范围	TJ, Tstg	-65 至 +150		°C
最大峰值脉冲电流 8/20 μs @ (T_{A}=25^{circ} C)	IPP	111		A

电气特性

在 (T_{A}=25^{circ} C) 条件下，NSPU2101的电气特性表现如下：

反向工作电压（VRWM）

I/O引脚到地的反向工作电压为10 V。

击穿电压（VBR）

当测试电流 (I_{T}=1 mA) 时，I/O引脚到地的击穿电压在11.4 - 12.6 V之间。

反向泄漏电流（IR）

在VRWM = 10 V时，I/O引脚到地的最大反向泄漏电流为0.1 μA。

ESD接触额定值

根据IEC61000 - 4 - 2规范，ESD接触额定值为30 kV。

钳位电压（Vc）

不同脉冲电流下的钳位电压有所不同，如在IPP = 8A时，IEC61000 - 4 - 2 Level 2等效（± 4 kV接触，± 8 kV空气）的钳位电压为12.4 V；在IPP = 16 A时，IEC61000 - 4 - 2 Level 4等效（±8 kV接触，± 16 kV空气）的钳位电压为12.7 V。

反向峰值脉冲电流（IPP）

在IEC61000 - 4 - 5（8x20 μs）波形下，反向峰值脉冲电流为111 - 118 A。

动态电阻（RDYN）

在100 ns TLP脉冲下，动态电阻为0.037 Ω。

结电容（CJ）

在VR = 0 V，f = 1 MHz时，结电容为700 - 800 pF。

传输线脉冲（TLP）测量

TLP测量为我们提供了ESD保护二极管的电流 - 电压（I - V）曲线。TLP系统通过从充电传输线发出100 ns长的矩形脉冲来获取数据点。这种测量方法能准确展示产品的ESD能力，因为其电流水平和时间尺度与ESD事件相匹配。通过TLP I - V曲线，我们可以了解设备的开启电压以及在不同电流水平下的钳位能力。如需更多关于TLP测量和解读的信息，可参考AND9007/D。

IEC 61000 - 4 - 2规范

IEC 61000 - 4 - 2规范规定了不同测试电压下的电流参数，具体如下：

等级	测试电压 (kV)	第一峰值电流 (A)	30 ns时的电流 (A)	60 ns时的电流 (A)
1	2	7.5	4	2
2	4	15	8	4
3	6	22.5	12	6
4	8	30	16	8

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至关重要。ESD钳位电压是指在ESD事件期间，ESD保护二极管两端的电压降。安森美开发了一种方法，通过示波器截图来观察ESD保护二极管在ESD脉冲时域内的整个电压波形。如需了解安森美如何创建这些截图以及如何解读它们，可参考AND8307/D。

封装尺寸和订购信息

NSPU2101采用UDFN2封装，具体尺寸如下：

尺寸	最小值	标称值	最大值	单位
A	0.45	0.50	0.55	mm
A1			0.05	mm
b	0.83	0.88	0.93	mm
D	1.52	1.60	1.68	mm
E	0.92	1.00	1.08	mm
e	1.10 BSC			mm
L	0.35	0.40	0.45	mm

订购信息方面，NSPU2101MUT5G采用UDFN2（无铅）封装，每盘8000个。

总结

安森美NSPU2101 ESD保护二极管凭借其出色的防护性能、环保设计以及详细的电气特性，为电子工程师在设计电子设备时提供了可靠的ESD防护解决方案。在实际应用中，工程师需要根据具体的设计需求和测试条件，合理选择和使用该产品，以确保电子设备的稳定性和可靠性。你在使用ESD保护二极管时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。