探秘PACDN004与SZPACDN004：2通道ESD保护阵列的卓越性能与设计要点

在电子设备的设计中，静电放电（ESD）保护是一个至关重要的环节。今天我们就来深入了解一下安森美半导体（ON Semiconductor）推出的PACDN004和SZPACDN004这两款2通道ESD保护阵列，看看它们是如何为电子设备保驾护航的。

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产品概述

PACDN004和SZPACDN004是专门为电子组件或子系统提供2通道ESD保护的二极管阵列。每个通道由一对二极管组成，可将ESD电流脉冲引导至正电源（(V{P})）或负电源（(V{N})）。这两款器件能够抵御高达±15 kV人体模型（HBM）和±8 kV接触放电（符合国际标准IEC 61000 - 4 - 2）的ESD脉冲。

值得一提的是，PACDN004与PACDN006（6通道阵列）具有相同的特性，如果需要保护更多的输入端口，它们可以一起使用。由于其小封装尺寸、高ESD保护水平和低负载电容，这两款器件非常适合各种便携式电子产品，如手机、个人数字助理（PDA）和笔记本电脑等，同时也适用于保护计算机及其外设中的视频输出线和I/O端口。此外，产品还提供符合RoHS标准的无铅涂层。

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产品特性

强大的ESD保护能力

• 每个通道提供±8 kV接触、±15 kV空气ESD保护（符合IEC 61000 - 4 - 2标准），以及±15 kV的HBM ESD保护，为电子设备提供了可靠的防护。

  低负载电容

  典型的负载电容仅为3 pF，这意味着它对信号的影响极小，能够确保信号的完整性，特别适合高速信号应用。

  低泄漏电流

  低泄漏电流特性使其非常适合电池供电的设备，有助于延长电池续航时间。

  小型封装

  采用微型4引脚SOT - 143封装，节省了电路板空间，方便在紧凑的设计中使用。

  特殊前缀与认证

  SZ前缀适用于汽车和其他需要独特场地和控制变更要求的应用，并且该产品通过了AEC - Q101认证，具备生产件批准程序（PPAP）能力。同时，这些器件是无铅、无卤素/无溴化阻燃剂（BFR）的，符合RoHS标准。

应用领域

消费电子产品

• 手机、PDA、笔记本电脑、台式电脑等都可以使用PACDN004和SZPACDN004来保护敏感的电子元件免受ESD损害。

  数码影像设备

  如数码相机和摄像机，这些设备中的电子线路对ESD较为敏感，使用该保护阵列可以提高设备的可靠性。

  视频端口保护

  为台式和便携式电脑的VGA（视频）端口提供有效的ESD保护，确保视频信号的稳定传输。

规格参数

绝对最大额定值

参数	额定值	单位
电源电压（(V{P}-V{N})）	6.0	V
二极管正向直流电流（注1）	20	mA
工作温度范围	-40至 +85	°C
储存温度范围	-65至 +150	°C
任何通道输入的直流电压（(V{N}-0.5)）至（(V{P}+0.5)）	V
封装功率额定值	225	mW

注1：一次仅一个二极管导通。超出最大额定值表中列出的应力可能会损坏器件。

标准工作条件

参数	额定值	单位
工作温度范围	-40至 +85	°C
工作电源电压（(V{P}-V{N})）	0至5.5	V

超出推荐工作范围的应力可能会影响器件的可靠性。

电气工作特性

符号	参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
(I_{P})	电源电流	((V{P}-V{N}) = 5.5 V)	10	( mu A)
(V_{F})	二极管正向电压	(I_{F}=20 mA)	0.65	0.95	V
(I_{LEAK})	通道泄漏电流	±0.1	±1.0	( mu A)
(C_{IN})	通道输入电容	@ 1 MHz，(V{P}=5 V)，(V{N}=0 V)，(V_{IN}=2.5 V)	3	5	pF
(V_{ESD})	ESD保护峰值放电电压	a) 人体模型，MIL - STD - 883，方法3015 b) 符合IEC 61000 - 4 - 2标准的接触放电 c) 符合IEC 61000 - 4 - 2的空气放电	±15	±8	±15	kV
(V_{CL})	通道钳位电压	正瞬态：(V{P}+13.0) 负瞬态：(V{N}-13.0)	V

注：除非另有说明，所有参数均在(T{A}=25^{circ}C)，(V{P}=5 V)，(V_{N}=0 V)的条件下指定。

设计考虑因素

布局优化

为了实现对ESD脉冲的最大保护，在PCB布局时必须注意尽量减少电源/地轨以及信号输入（通常是连接器）与ESD保护器件之间信号走线段的寄生串联电感。ESD电流脉冲可以在极短的时间内从零上升到峰值，寄生串联电感会导致被保护线路上的电压大幅增加。

旁路电容的使用

由于实际情况中无法将电感和电阻降至零，因此必须使用旁路电容来吸收高频ESD能量。应在二极管的(V{P})引脚和接地平面（二极管的(V{N})引脚）之间连接一个旁路电容，对于IEC - 61000 - 4 - 2 4级接触放电保护（±8 kV），0.22 μF的电容值就足够了。陶瓷片式电容是不错的选择，应避免使用电解电容，因为它们的高频特性较差。

额外保护措施

为了减轻电容固有的寄生串联电感的影响，可以在旁路电容上并联一个齐纳二极管。齐纳二极管的击穿电压应略高于最大电源电压。

位置选择

一般来说，ESD保护阵列应尽可能靠近预期静电放电的进入点。上述提到的电源旁路电容应尽可能靠近保护阵列的(V_{P})引脚，同时要尽量缩短到电源、接地平面以及信号输入与ESD器件之间的PCB走线长度，以减少杂散串联电感。

总结

PACDN004和SZPACDN004 2通道ESD保护阵列凭借其强大的ESD保护能力、低负载电容、低泄漏电流和小型封装等特性，为各种电子设备提供了可靠的ESD防护解决方案。在设计过程中，合理的PCB布局和正确使用旁路电容等措施能够进一步提高其保护效果。电子工程师们在选择ESD保护器件时，可以充分考虑这两款产品的优势，以满足不同应用场景的需求。

大家在使用PACDN004和SZPACDN004的过程中遇到过哪些问题呢？或者对于ESD保护设计还有哪些疑问，欢迎在评论区留言讨论。