高速数据线的ESD防护利器：ESD7002和SZESD7002

在电子设备的设计中，静电放电（ESD）是一个不容忽视的问题，尤其是对于高速数据线而言。ESD可能会导致设备故障、数据丢失甚至永久性损坏。因此，选择合适的ESD保护器件至关重要。今天，我们就来详细了解一下安森美（onsemi）的ESD7002和SZESD7002这两款低电容ESD保护二极管。

文件下载：ESD7002-D.PDF

产品概述

ESD7002是一款专门为保护高速数据线免受ESD影响而设计的浪涌保护器件。它具有超低电容和低ESD钳位电压的特点，非常适合保护对电压敏感的高速数据线。其直通式封装便于PCB布局，能够保证高速差分线（如USB 3.0和HDMI）之间的阻抗一致。而SZESD7002则带有“SZ”前缀，适用于汽车及其他有独特生产场地和控制变更要求的应用，并且通过了AEC - Q101认证，具备生产件批准程序（PPAP）能力。这两款器件均为无铅产品，符合RoHS标准。

产品特性

低电容特性

ESD7002的典型电容仅为0.3 pF（I/O到地），这种低电容特性对于高速数据线来说至关重要。低电容可以减少信号的衰减和失真，保证信号的完整性。同时，二极管的电容匹配特性也有助于维持高速差分线之间的一致性。

符合多种标准

该器件能够满足IEC 61000 - 4 - 2（4级）等标准的防护要求，为高速数据线提供可靠的ESD保护。

低ESD钳位电压

在ESD事件发生时，低ESD钳位电压可以将电压限制在较低水平，从而保护敏感的电路元件。这对于保护高速数据线中的集成电路（IC）尤为重要。

汽车级应用

SZESD7002带有“SZ”前缀，适用于汽车等对可靠性和安全性要求较高的应用。它通过了AEC - Q101认证，并且具备PPAP能力，能够满足汽车行业严格的质量和生产要求。

典型应用

ESD7002和SZESD7002适用于多种高速数据接口，包括USB2.0/3.0、LVDS、HDMI以及高速差分对。在这些应用中，它们能够有效地保护数据线免受ESD的影响，确保设备的稳定运行。

电气特性

反向工作电压和击穿电压

反向工作电压（VRWM）为16 V（I/O引脚到地），击穿电压（VBR）在测试电流（IT）为1 mA时，范围为16.5 - 23 V（I/O引脚到地）。

反向泄漏电流

在反向工作电压（VRWM）为5 V时，反向泄漏电流（IR）仅为1 μA，这表明该器件在正常工作时的功耗非常低。

钳位电压

在IEC61000 - 4 - 2 ±8 kV接触放电测试中，钳位电压（VC）可参考图3和图4。在传输线脉冲（TLP）测试中，不同电流下的钳位电压也有明确的数据。此外，在8/20 μs波形测试中，当峰值脉冲电流（IPP）为1 A时，钳位电压为28.7 V。

结电容

结电容（CJ）在不同条件下有不同的值。在VR = 0 V、f = 1 MHz时，I/O引脚之间的结电容为0.2 - 0.4 pF，I/O引脚与地之间的结电容为0.3 - 0.5 pF。结电容的匹配度在5 - 10%之间。

带宽和插入损耗

3dB带宽（fBW）在负载电阻（RL）为50 Ω时为5 GHz。在1 GHz和5 GHz频率下，插入损耗（IL）分别为0.06 dB和0.5 dB，回波损耗（RL）分别为25.9 dB和9.0 dB。

测试与测量

ESD电压钳位

对于敏感的电路元件，在ESD事件发生时，将IC所承受的电压限制在尽可能低的水平非常重要。安森美通过示波器截图的方式，展示了ESD保护二极管在ESD脉冲时域内的整个电压波形，以便更准确地评估钳位电压。关于如何创建这些截图以及如何解读它们，可以参考应用笔记AND8307/D。

传输线脉冲（TLP）测量

TLP通过从充电传输线发出100 ns长的矩形脉冲，得到电流与电压（I - V）曲线。ESD保护器件的TLP I - V曲线能够准确地展示产品的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TLP I - V曲线，可以了解器件的导通电压以及在不同电流水平下的钳位能力。

封装与订购信息

ESD7002和SZESD7002采用SC - 70封装，这种封装便于PCB布局。具体的订购信息如下：	器件型号	封装	包装形式
ESD7002WTT1G	SC - 70	3000/卷带
SZESD7002WTT1G	SC - 70（无铅）	卷带

总结

ESD7002和SZESD7002是两款性能出色的ESD保护二极管，它们的低电容、低钳位电压、符合多种标准以及适用于高速数据线等特点，使其成为电子工程师在设计高速数据接口时的理想选择。无论是在消费电子还是汽车电子领域，它们都能够为设备提供可靠的ESD保护，确保设备的稳定性和可靠性。

作为电子工程师，在选择ESD保护器件时，你会更关注哪些性能指标呢？欢迎在评论区留言分享你的看法。