onsemi NUF2221W1：USB上游终端器的卓越之选

在电子设备的设计中，USB接口的性能和稳定性至关重要。onsemi推出的NUF2221W1 USB上游终端器，集线路终端、EMI滤波和ESD保护等多种功能于一身，为USB应用提供了高效、可靠的解决方案。下面，让我们一起来深入了解这款产品。

文件下载：NUF2221W1-D.PDF

产品概述

NUF2221W1专为需要线路终端、EMI滤波和ESD保护的应用而设计，适用于上游USB端口、手机、无线设备和计算机应用等领域。它采用了小巧的SC - 88/SOT - 363封装，集成度高，能有效减少PCB空间和成本。

产品特性

1. 多功能集成：提供USB线路终端、滤波和ESD保护功能，单颗IC实现多种功能，节省成本。
2. 双向EMI滤波：防止噪声进入或离开系统，确保信号的纯净度。
3. ESD防护能力强：符合IEC61000 - 4 - 2（4级）标准，接触放电25 kV，空气放电30 kV；ESD评级方面，机器模型为C，人体模型为3B。
4. 灵活的上拉线路终端：满足USB 1.1低速和高速规范。
5. 无铅设计：符合环保要求。

产品优势

1. 节省空间：SC - 88封装最小化PCB空间需求。
2. 提高系统可靠性：与分立元件实现相比，集成电路能增强系统的可靠性。
3. 更好的ESD保护：TVS器件提供比分立实现更好的ESD保护，小尺寸IC可最小化寄生电感。

产品参数

最大额定值

额定值	符号	值	单位
稳态功率	(P_D)	225	mW
最大结温	(T_{J(max)})	125	°C
工作温度范围	(T_J)	- 55 至 +125	°C
存储温度范围	(T_{stg})	- 55 至 +125	°C
引脚焊接温度（10秒持续时间）	(T_L)	260	°C

电气特性

器件	(V_{RWM})（伏）	(V_{BR@1mA})（伏）	(R@3.3V)（纳安）	线路电容 (V_{dc}=2.5V) (f = 1MHz)（皮法）	串联电阻 (R_S)（欧姆）	上拉电阻 (R_{up})（千欧）
	最小	典型	最大	最小	典型	最大	最小	典型	最大	最小	典型	最大	最小	典型	最大
NUF2221W1	5.25	5.6	6.8	8.0		10	100	37.6	42	56.4	17.6	22	26.4	1.2	1.5	1.8

典型应用

1. USB集线器：为多个USB设备提供连接和管理。
2. 使用USB的计算机外设：如鼠标、键盘、打印机等。

USB系统背景知识

USB简介

USB（通用串行总线）不是串行端口，而是串行总线，它允许计算机上的单个端口连接多达127个设备，通过集线器可以轻松实现设备的级联，使USB系统成为一个小型的设备网络。高速USB设备能够以高达12兆字节的速度进行通信，无需关闭计算机或打开机箱。

典型USB系统组成

1. 主机：负责整个协议的复杂性，控制媒体访问，没有主机的批准，任何设备都无法访问总线。
2. 集线器：提供互连点，使多个设备能够连接到单个USB端口。其主要功能包括检测设备的连接和断开、处理总线供电设备的电源管理、总线错误检测和恢复，以及管理全速和低速设备。
3. 设备：除主机（包括集线器）之外的所有USB系统组件。设备可分为自供电和总线供电两种类型，USB 1.1有全速（12 Mb/s）和低速（1.5 Mb/s）两种设备。

NUF2221W1的应用

功能实现

USB 1.1规范要求USB驱动器具有特定的阻抗特性，串联电阻加上USB驱动器输出电阻必须接近USB电缆的阻抗（45不平衡，90平衡），以最小化传输线反射。同时，上游端口需要用一个上拉电阻（通常为1.5 kΩ）从D + 或D - 线连接到 (V_{CC}=3.3V)。此外，在EMI方面，辐射和传导EMI应符合FCC法规要求。

NUF2221W1为两条数据线（D + ，D - ）以及VBUS提供串联终端、EMI滤波和ESD保护。其ESD器件评级符合IEC61000 - 4 - 2（4级）、HBM 3B类和MM C类。

不同速度设备的连接

1. 全速连接：上拉电阻 (R_{UP}) 连接到D + 线，终端5连接到3.3 V电压源，终端2接地。D + 线的输入连接到终端1，输出从终端6引出；D - 线的输入连接到终端3，输出从终端4引出。
2. 低速连接：上拉电阻 (R_{UP}) 连接到D - 线，终端5连接到3.3 V电压源，终端2接地。D - 线的输入连接到终端1，输出从终端6引出；D + 线的输入连接到终端3，输出从终端4引出。

总结

onsemi的NUF2221W1 USB上游终端器凭借其多功能集成、小巧封装和出色的性能，为USB应用提供了可靠的解决方案。无论是在节省空间、提高系统可靠性还是ESD保护方面，都表现出色。电子工程师在设计USB相关设备时，不妨考虑这款产品，相信它能为你的设计带来更多的便利和优势。你在实际应用中是否遇到过USB接口的相关问题？你认为这款产品能解决哪些具体的设计难题呢？欢迎在评论区分享你的看法。