安森美ESD7421和SZESD7421：小尺寸ESD保护的大作用

在电子设备的设计中，静电放电（ESD）是一个不容忽视的问题，它可能会对电压敏感的组件造成损害，影响设备的性能和可靠性。安森美（onsemi）的ESD7421和SZESD7421系列ESD保护二极管，为解决这一问题提供了有效的方案。

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产品概述

ESD7421旨在保护电压敏感组件免受ESD的影响。它具有出色的钳位能力、低泄漏电流和快速响应时间，能够为暴露于ESD环境的设计提供一流的保护。由于其尺寸小巧，非常适合应用于手机、汽车传感器、信息娱乐系统、MP3播放器、数码相机等对电路板空间要求较高的设备中。

规格特性

低电容

该系列产品的电容仅为0.3pF，低电容特性有助于减少信号失真，确保信号的完整性，这对于高频信号的传输尤为重要。大家在设计高频电路时，是否会特别关注电容对信号的影响呢？

低钳位电压

能够将ESD事件中的电压限制在较低水平，有效保护敏感电路元件。较低的钳位电压意味着在ESD事件发生时，设备所承受的电压冲击更小，从而降低了损坏的风险。

低泄漏电流

泄漏电流仅为100nA，低泄漏电流可以减少功耗，提高设备的能效。在设计低功耗设备时，这一特性无疑是非常关键的。

快速响应时间

响应时间小于1ns，能够在瞬间对ESD事件做出响应，及时保护设备。快速响应时间可以在ESD事件发生的瞬间就将能量泄放掉，避免对设备造成损害。

ESD保护等级

符合IEC61000 - 4 - 2 Level 4 ESD保护标准，能够承受较高的ESD冲击。IEC61000 - 4 - 2是国际上通用的ESD测试标准，Level 4是较高的保护等级，这意味着该产品具有较强的抗ESD能力。

汽车级应用

SZ前缀的产品适用于汽车及其他有独特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。对于汽车电子设计来说，可靠性和安全性是至关重要的，AEC - Q101认证是汽车级芯片的重要标准，通过该认证的产品能够满足汽车电子的严格要求。

环保特性

这些设备无铅、无卤素/无溴化阻燃剂（BFR），符合RoHS标准，符合环保要求。在当今环保意识日益增强的背景下，环保型的电子元件越来越受到青睐。

订购信息

设备型号	封装	包装数量
ESD7421N2T5G	XDFN2（无铅）	8000 / 卷带包装
SZESD7421N2T5G	XDFN2（无铅）	8000 / 卷带包装

如果需要了解卷带包装的规格，包括零件方向和卷带尺寸等信息，可以参考安森美的卷带包装规格手册BRD8011/D。

最大额定值

额定值	详细说明	符号	值	单位
IEC 61000 - 4 - 2（ESD）	接触放电 空气放电		±12 ±15	kV
总功率耗散（FR - 5板，$T_{A}=25^{circ}C$）		$P_{D}$	300	mW
热阻（结到环境）		$R_{BA}$	400	°C/W
结温及储存温度范围		$T{J}$，$T{stg}$	- 55 至 + 150	°C
引脚焊接温度（最大，10秒持续时间）		$T_{L}$	260	°C

需要注意的是，超过最大额定值表中列出的应力可能会损坏设备。如果超过这些限制，不能保证设备的功能正常，可能会发生损坏并影响可靠性。

电气特性

反向工作电压

Pin 1到GND为16V，Pin 2到GND为5V。不同引脚的反向工作电压不同，在设计电路时需要根据实际情况进行合理的连接。

击穿电压

当测试电流$I{T}=1mA$时，Pin 1到GND的击穿电压$V{BR1}$为16.5V，Pin 2到GND的击穿电压$V_{BR2}$为10.5 - 14V。击穿电压是ESD保护二极管的重要参数之一，它决定了二极管在什么电压下开始导通，起到保护作用。

反向泄漏电流

当$V{RWM}=5V$，I/O引脚到GND时，泄漏电流为100 - 500nA；当$V{RWM}=16V$，Pin 1到GND时，泄漏电流为1.0A。低泄漏电流可以减少功耗，提高设备的稳定性。

钳位电压

在IEC61000 - 4 - 2标准下，±8kV接触放电时的钳位电压可参考图2和图3；在传输线脉冲（TLP）测试中，不同脉冲电流下的钳位电压也有相应的数值。钳位电压的大小直接影响到ESD保护的效果，较低的钳位电压能够更好地保护设备。

结电容

当$V_{R}=0V$，频率$f = 1MHz$时，I/O引脚与GND之间的结电容为0.3 - 0.6pF。低结电容有助于减少信号的衰减和失真，提高信号的传输质量。

ESD电压钳位

对于敏感电路元件来说，在ESD事件期间将IC所承受的电压限制在尽可能低的水平非常重要。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，相关信息可以在所有ESD保护二极管的数据手册中找到。如果想了解安森美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提供了电流与电压（I - V）曲线，每个数据点是从充电传输线发出的100ns长矩形脉冲获得的。典型TLP系统的简化原理图如图8所示。ESD保护设备的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100ns的时间尺度与ESD事件相匹配。图9展示了8kV IEC 61000 - 4 - 2电流波形与8A和16A TLP电流脉冲的比较。TLP I - V曲线显示了设备开启的电压以及在不同电流水平下设备的钳位能力。

机械封装和尺寸

该系列产品采用XDFN2（SOD - 882）封装，尺寸为1.0x0.6，引脚间距为0.65P。详细的封装尺寸信息可以参考文档中的表格。同时，文档中还提供了通用标记图和推荐的焊盘尺寸。如果需要了解更多关于无铅策略和焊接细节的信息，可以下载安森美的焊接和安装技术参考手册SOLDERRM/D。

安森美的ESD7421和SZESD7421系列ESD保护二极管以其出色的性能和小巧的尺寸，为电子设备的ESD保护提供了可靠的解决方案。在实际设计中，电子工程师可以根据具体的应用需求，合理选择和使用这些产品，以提高设备的抗ESD能力和可靠性。大家在使用ESD保护二极管时，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的经验呢？欢迎在评论区分享。