安森美ESD8351系列ESD保护二极管：高速数据线的可靠守护者

在当今高速数据传输的时代，静电放电（ESD）对电子设备的威胁日益凸显。如何有效地保护高速数据线免受ESD的侵害，成为电子工程师们关注的焦点。安森美的ESD8351系列ESD保护二极管，凭借其卓越的性能，为高速数据线提供了可靠的保护。

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产品概述

ESD8351系列ESD保护二极管专为保护高速数据线免受ESD影响而设计。其超低电容和低ESD钳位电压的特性，使其成为保护电压敏感高速数据线的理想解决方案。该系列产品具有以下显著特点：

• 低电容：I/O到地的最大电容仅为0.55 pF，有效减少了对高速信号的影响。
• 符合多项标准：能够满足IEC 61000 - 4 - 2（Level 4）和ISO 10605等标准的要求，提供可靠的ESD保护。
• 低ESD钳位电压：在ESD事件发生时，能够将电压限制在较低水平，保护敏感电路元件。
• 汽车级应用：带有SZ前缀的产品适用于汽车及其他有特殊场地和控制变更要求的应用，并且通过了AEC - Q101认证，具备PPAP能力。
• 环保设计：产品无铅、无卤、无溴化阻燃剂（BFR），符合RoHS标准。

主要参数

最大额定值

额定值	符号	值	单位
工作结温范围	(T_J)	-55 至 +125	°C
储存温度范围	(T_{stg})	-55 至 +150	°C
引脚焊接温度（最大，10秒）	(T_L)	260	°C
IEC 61000 - 4 - 2接触（ESD）	-	±15	kV
IEC 61000 - 4 - 2空气（ESD）	-	±15	kV
ISO 10605（330 pF / 2 k接触ESD）	-	±30	kV
最大峰值脉冲电流（8/20 μs，(T_A = 25°C)）	(I_{pp})	5.0	A

电气特性

参数	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
反向工作电压	(V_{RWM})	I/O引脚到地	-	-	3.3	V
击穿电压	(V_{BR})	(I_T = 1 mA)，I/O引脚到地	5.5	7.0	7.8	V
反向漏电流	(I_R)	(V_{RWM} = 3.3 V)，I/O引脚到地	-	-	500	nA
维持反向电压	(V_{HOLD})	I/O引脚到地	-	1.15	-	V
维持反向电流	(I_{HOLD})	I/O引脚到地	-	20	-	mA
钳位电压（TLP）	(V_C)	(I{PP} = 8A)（IEC 61000 - 4 - 2 Level 2等效），(I{PP} = 16A)（IEC 61000 - 4 - 2 Level 4等效）	-	6.5、11.2	-	V
钳位电压	(V_C)	(tp = 8×20 μs)，(I{PP} = 5A)	-	8.2	-	V
动态电阻	(R_{DYN})	引脚1到引脚2，引脚2到引脚1	-	0.62、0.59	-	Ω
结电容	(C_J)	(V_R = 0 V)，(f = 1 MHz)（ESD8351HT1G、ESD8351XV2TxG、ESD8351MUT5G）；(V_R = 0 V)，(f = 2.5 GHz)（ESD8351MUT5G）	-	0.40、0.40、0.25、0.20	0.55、0.45	pF

典型应用

ESD8351系列ESD保护二极管适用于多种高速数据接口，如USB 2.0和eSATA等。这些接口在日常使用中容易受到ESD的影响，而ESD8351能够有效地保护它们，确保数据传输的稳定性和可靠性。

闩锁问题及解决方案

安森美的8000系列ESD保护器件采用了回滞、SCR型结构。在设计时，通过对常见高速串行接口进行负载线分析，考虑了闩锁情况。对于ESD8351系列，由于存在闩锁风险，不建议用于HDMI应用。而ESD8104或ESD8040则专门设计用于HDMI应用，可避免闩锁问题。具体不同应用对SCR的要求如下表所示：	应用	(V_{BR})（min）（V）	(I_H)（min）（mA）	(V_H)（min）（V）	推荐的安森美ESD8000系列产品编号
HDMI 1.4/1.3a TMDS	3.465	54.78	1.0	ESD8104，ESD8040
USB 2.0 LS/FS	3.301	1.76	1.0	ESD8004，ESD8351
USB 2.0 HS	0.482	N/A	1.0	ESD8004，ESD8351
USB 3.0 SS	2.800	N/A	1.0	ESD8004，ESD8006，ESD8351
DisplayPort	3.600	25.00	1.0	ESD8004，ESD8006，ESD8351

测试方法

ESD电压钳位测试

对于敏感电路元件，在ESD事件期间将IC所承受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事件中，ESD保护二极管两端的电压降，遵循IEC61000 - 4 - 2波形。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，相关信息可在所有ESD保护二极管的数据手册中找到。若想了解安森美如何创建这些截图以及如何解读它们，请参考AND8307/D。

传输线脉冲（TLP）测量

TLP提供电流与电压（I - V）曲线，每个数据点来自于带电传输线的100 ns长矩形脉冲。ESD保护器件的TLP I - V曲线能够准确展示产品的ESD能力，因为其数十安培的电流水平和低于100 ns的时间尺度与ESD事件相匹配。通过TLP I - V曲线，可以了解器件的开启电压以及在不同电流水平下的电压钳位能力。

订购信息

器件	封装	包装数量
ESD8351XV2T1G，SZESD8351XV2T1G*	SOD - 523（无铅）	3000 / 卷带包装
ESD8351MUT5G	X3DFN2（无铅）	10000 / 卷带包装
SZESD8351MUT5G*	X3DFN2（无铅）	15000 / 卷带包装

部分已停产的器件信息如下：	器件	封装	包装数量
ESD8351HT1G，SZESD8351HT1G*	SOD - 323（无铅）	3000 / 卷带包装
ESD8351XV2T5G，SZESD8351XV2T5G*	SOD - 523（无铅）	8000 / 卷带包装

注：*带有SZ前缀的产品适用于汽车及其他有特殊场地和控制变更要求的应用，通过了AEC - Q101认证，具备PPAP能力。

总结

安森美的ESD8351系列ESD保护二极管以其低电容、低钳位电压等特性，为高速数据线提供了可靠的ESD保护。在实际应用中，电子工程师需要根据具体的应用场景和要求，合理选择合适的产品，并注意闩锁等问题。同时，了解相关的测试方法和订购信息，有助于更好地使用该系列产品。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。