安森美ESD保护二极管NUP2125、SZNUP2125：汽车总线防护的理想之选

在汽车电子系统中，静电放电（ESD）和其他有害瞬态电压事件可能会对CAN和LIN收发器等关键部件造成严重损害，影响系统的可靠性和稳定性。安森美（onsemi）推出的NUP2125和SZNUP2125 ESD保护二极管，为汽车网络的防护提供了出色的解决方案。

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产品概述

NUP2125和SZNUP2125专为保护CAN和LIN收发器免受ESD及其他有害瞬态电压事件的影响而设计。这款器件采用紧凑的SC - 70（SOT - 323）封装，可为每条数据线提供双向保护，为系统设计师提高系统可靠性、满足严苛的EMI要求提供了低成本的选择。其中，“25”为特定器件代码，“M”为日期代码，且该器件为无铅封装。

产品特性

高功率耗散能力

每条数据线具有200W的峰值功率耗散能力（8/20μs波形），能够有效应对高能量的瞬态电压冲击，确保在恶劣的电气环境下保护器件的安全。

低反向漏电流

反向漏电流小于100nA，这一特性有助于减少功耗，提高系统的能效，同时也能降低对其他电路元件的干扰。

良好的电容匹配

二极管电容匹配特性良好，可有效减少信号失真，保证数据传输的准确性和稳定性，尤其适用于对信号质量要求较高的汽车网络应用。

多标准兼容性

• IEC标准：符合IEC 61000 - 4 - 2（ESD）4级标准、IEC 61000 - 4 - 4（EFT）50A – 5/50 ns标准以及IEC 61000 - 4 - 5（Lighting）3.0A（8/20μs）标准，能够为系统提供全面的静电和瞬态电压防护。
• ISO标准：满足ISO 7637 - 1非重复EMI浪涌脉冲2（8.0A，1/50μs）和ISO 7637 - 3重复电气快速瞬变（EFT）EMI浪涌脉冲（50A，5/50 ns）标准，适应汽车电气系统复杂的电磁环境。

汽车级认证

SZ前缀适用于汽车及其他需要独特场地和控制变更要求的应用，经过AEC - Q101认证且具备生产件批准程序（PPAP）能力，确保产品在汽车环境中的可靠性和稳定性。

应用领域

NUP2125和SZNUP2125广泛应用于汽车网络，包括但不限于以下几种：

• CAN/CAN - FD：用于高速控制器局域网（CAN）和灵活数据速率CAN（CAN - FD），保护收发器免受ESD和瞬态电压的影响，确保数据的可靠传输。
• 高速和容错CAN：在高速CAN和容错CAN网络中，为关键节点提供防护，提高系统的稳定性和可靠性。
• LIN：用于本地互连网络（LIN），保护LIN收发器，满足LIN总线对低成本、低功耗和高可靠性的要求。

电气特性及参数

最大额定值

在环境温度(T_{A} = 25^{circ}C)的条件下，该器件具有明确的最大额定值，如结温及存储温度范围为 - 55至 + 175°C，引脚焊接温度（10s）为260°C等。此外，其ESD防护能力在不同测试模型下表现出色，如人体模型（HBM）为 ± 8.0kV，机器模型（MM）为 ± 1.6kV等。

电气参数

• 反向工作电压：典型值为24V，为设计人员在选择器件时提供了重要参考。
• 击穿电压：在测试电流(I_{T} = 1mA)时，击穿电压范围为27 - 28.5V，确保器件在特定电压下能够正常开启保护功能。
• 反向漏电流：在反向工作电压(V_{RWM} = 24V)时，最大反向漏电流为100nA，典型值为15nA，体现了器件的低功耗特性。
• 钳位电压：在不同电流条件下有不同的钳位电压值，如在(I{PP} = 13A)（8/20μs波形）时，钳位电压范围为33.4 - 36.6V，在(I{TLP} = 16A)时，钳位电压范围为56 - 69V，能够将瞬态电压有效地钳制在安全范围内。
• 动态电阻：典型值为0.94Ω，较小的动态电阻有助于降低功耗和提高响应速度。
• 电容：在不同测试条件下，电容值有所不同，如在(V_{R} = 0V)、(f = 1MHz)（线对地）时，电容值为10pF，电容特性的良好控制有助于减少信号干扰。

典型性能曲线

文档中提供了一系列典型性能曲线，如IV特性曲线、CV特性曲线、IR与温度特性曲线等，这些曲线直观地展示了器件在不同条件下的性能表现。例如，通过IV特性曲线可以了解器件在不同电压下的电流变化情况，为电路设计和优化提供依据；CV特性曲线则反映了电容与电压的关系，有助于评估器件对信号的影响。对于电子工程师来说，如何根据这些曲线准确地预测器件在实际应用中的性能，是一个值得深入思考的问题。

保护原理及相关测试方法

浪涌保护二极管电路

浪涌保护二极管通过将浪涌电压钳制在安全水平来保护收发器。其在击穿电压以下呈现高阻抗，在击穿电压以上呈现低阻抗。以高速CAN网络的双向浪涌保护二极管阵列为例，它由四个相同的齐纳瞬态电压抑制（TVS）二极管组成，复合器件的钳位电压等于反向偏置二极管的击穿电压加上正向偏置二极管的压降。

ESD电压钳位

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IEC61000 - 4 - 2波形下ESD保护二极管两端的电压降。安森美通过示波器截图的方式展示ESD保护二极管在ESD脉冲时域内的整个电压波形，具体的截图创建和解读方法可参考应用笔记AND8307/D。

传输线脉冲（TLP）测量

TLP通过对充电传输线施加100ns长的矩形脉冲，得到电流 - 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防护能力，因为其电流水平（数十安培）和时间尺度（小于100ns）与ESD事件相匹配。通过比较8kV IEC 61000 - 4 - 2电流波形与8A和16A的TLP电流脉冲，可以更直观地了解器件的性能。

封装与订购信息

封装尺寸

该器件采用SC - 70（SOT - 323）封装，文档详细提供了封装的尺寸信息（单位为英寸），包括各引脚的尺寸、间距等参数，并标注了尺寸公差和控制尺寸等要求，为PCB设计提供了准确的参考。

订购信息

提供了不同型号和封装的订购选项，如NUP2125WTT1G、SZNUP2125WTT1G等，并说明了每种型号的包装形式和数量（如3000/卷带包装或10000/卷带包装）。

总之，安森美NUP2125和SZNUP2125 ESD保护二极管以其出色的性能、丰富的特性和广泛的应用适用性，为汽车电子系统的防护提供了可靠的解决方案。在实际应用中，电子工程师需要根据具体的设计要求，合理选择和使用该器件，以充分发挥其优势，提高系统的可靠性和稳定性。大家在使用这类器件的过程中，有没有遇到过一些特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。