onsemi EMI520xMU系列：集成ESD保护的EMI滤波器

在电子设备设计中，解决电磁干扰（EMI）和静电放电（ESD）问题是至关重要的。onsemi推出的EMI520xMU系列产品，为工程师们提供了一种集成化的解决方案。下面就带大家深入了解这款产品。

文件下载：EMI5204MU-D.PDF

产品概述

EMI520xMU系列包括4、6、8通道的（C - R - C）Pi型EMI滤波器阵列，并集成了ESD保护功能。其典型的组件值为(R = 100Omega)和(C = 7pF)，可实现250 MHz的截止频率，并且在800 MHz至5.0 GHz的频段内，阻带衰减大于20 dB。这种性能使得该系列产品非常适合用于数据速率高达167 Mbps的并行接口，尤其适用于需要将无线干扰降至最低的应用场景，能有效减少来自2G/3G、GPS、蓝牙和WLAN信号的干扰。

产品特点与优势

1. 强大的ESD保护

每个通道都具备8.0 kV的ESD保护（符合IEC61000 - 4 - 2标准的4级接触放电），能有效保护设备免受静电冲击，提高系统的可靠性。

2. 出色的S21性能

100Ω的电阻和7 pF的电容值，带来了卓越的S21性能，确保信号的稳定传输。

3. 特定的频率特性

具有250 MHz的(f_{3dB})和800 MHz至5.0 GHz频段内20 dB的阻带衰减特性，能精准地过滤特定频率的干扰信号。

4. 集成化解决方案

采用UDFN封装，将EMI滤波和ESD保护功能集成在一个小尺寸的封装中，不仅节省了电路板空间，还降低了物料清单（BOM）成本，提高了系统的整体性价比。

5. 环保设计

该系列产品为无铅器件，符合环保要求。

应用场景

1. LCD和相机数据线的EMI滤波

在LCD和相机的数据传输过程中，容易受到外界电磁干扰的影响，导致图像质量下降。EMI520xMU系列可以有效过滤这些干扰信号，保证数据的准确传输，提高图像的清晰度和稳定性。

2. I/O端口和键盘的EMI滤波与保护

I/O端口和键盘是设备与外界交互的重要接口，容易受到静电和电磁干扰的影响。该系列产品可以为这些接口提供有效的滤波和保护，确保设备的正常运行。

产品参数

1. 引脚功能

滤波器	EMI5204MU	EMI5206MU	EMI5208MU	描述
Filter 1	1 & 8	1 & 12	1 & 16	Filter + ESD Channel 1
Filter 2	2 & 7	2 & 11	2 & 15	Filter + ESD Channel 2
Filter 3	3 & 6	3 & 10	3 & 14	Filter + ESD Channel 3
Filter 4	4 & 5	4 & 9	4 & 13	Filter + ESD Channel 4
Filter 5		5 & 8	5 & 12	Filter + ESD Channel 5
Filter 6		6 & 7	6 & 11	Filter + ESD Channel 6
Filter 7			7 & 10	Filter + ESD Channel 7
Filter 8			8 & 9	Filter + ESD Channel 8
Ground Pad	GND	GND	GND	接地

2. 最大额定值

参数	符号	值	单位
ESD放电（IEC61000 - 4 - 2接触放电）	(V_{PP})	8.0	kV
工作温度范围	(T_{OP})	- 40至85	°C
存储温度范围	(T_{STG})	- 55至150	°C
焊接时的最大引脚温度（距外壳1.8英寸，持续10秒）	(T_{L})	260	°C

3. 电气特性（(T_{J}=25^{circ}C)，除非另有说明）

参数	符号	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
最大反向工作电压	(V_{RWM})				5.0	V
击穿电压	(V_{BR})	(I_{R}=1.0 mA)	6.0	7.0	8.0	V
泄漏电流	(I_{R})	(V_{RWM}=3.3 V)			100	nA
电阻	(R_{A})	(I_{R}=10 mA)	85	100	115	Ω
二极管电容	(C_{d})	(V_{R}=2.5 V)，(f = 1.0 MHz)		7.0	11	pF
线路电容	(C_{L})	(V_{R}=2.5 V)，(f = 1.0 MHz)		14	22	pF
3 dB截止频率	(f_{3dB})	高于此频率会出现明显衰减		250		MHz

工作原理

EMI520x将ESD保护和EMI滤波功能巧妙地集成在一个小尺寸的封装中，非常适合当今对尺寸要求严格的应用。它利用典型保护二极管固有的电容，结合滤波器中的串联电阻，来实现所需的频率响应。通过将这些功能集成到一个器件中，减少了大量离散组件的使用，节省了宝贵的电路板空间，降低了BOM成本。

应用示例与带宽选择

在滤波器设计中，通常使用3 dB截止频率来指定带宽。如果使用6 dB或9 dB截止频率，可能会导致信号在应用中出现退化。以相机或显示接口中的数据线EMI滤波为例，我们需要先了解信号及其频谱内容，然后选择合适的滤波器。

一个典型的数据信号是类似方波的1和0的模式。对于数据速率为100 Mbps的信号，其最大频率分量为50 MHz。根据傅里叶级数近似，方波由奇次谐波组成，为了保留波形的可接受部分，通常前两项就足够了，这两项包含了约85%的信号幅度。因此，要合理通过频率为x的方波，滤波器的最小带宽应为3x。

下面是不同带宽对应的最大支持频率和三次谐波频率：	带宽	最大支持频率	三次谐波频率
3 dB - 100 MHz	33.33 MHz ((f_1))	100 MHz
6 dB - 200 MHz	66.67 MHz ((f_2))	200 MHz
9 dB - 300 MHz	100 MHz ((f_3))	300 MHz

如果输入33.33 MHz的信号，信号仅受到轻微影响；输入66.67 MHz的信号时，三次谐波项会被显著衰减，导致信号边缘变圆和波形失真；输入100 MHz的信号时，三次谐波项衰减更严重，信号边缘更圆，会影响数字数据的传输。因此，为了确保最佳的信号完整性，最好使用3 dB带宽来计算可实现的数据速率。

订购信息

器件	封装	包装方式
EMI5208MUTAG	UDFN16（无铅）	3000 / 卷带包装
EMI5204MUTAG（已停产）	UDFN8（无铅）	3000 / 卷带包装
EMI5206MUTAG（已停产）	UDFN12（无铅）	3000 / 卷带包装

在实际设计中，工程师们可以根据具体需求选择合适的产品。同时，要注意产品的最大额定值和电气特性，确保在规定的条件下使用，以保证产品的性能和可靠性。你在使用类似产品时，有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。