高性能的便携应用ESD保护方案

文章摘要：此外，便携设备可能遭受多次的ESD电压应力，这在中国北方地区表现得犹为显眼。因为，外部保护元件在多种ESD应力条件的性能犹为重要，直接决定着便携产品的可靠性。因此，同样可以对压敏电阻、聚合物和硅ESD二极管等保护元件在Tesec直流测试条件下测试，每个元件都施以总计2,000次的15 kV接触放电ESD脉冲(正向及负向各1,000次)，每两次脉冲的时间间隔为0.1秒。表2所示的测试结果显示，安森美半导体的硅集成ESD保护元件在多重应力条件下仍然维持极佳的性能，而竞争器件要么损坏，要么性能退化较严重。www.88dzw.com

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此外，便携设备可能遭受多次的ESD电压应力，这在中国北方地区表现得犹为显眼。因为，外部保护元件在多种ESD应力条件的性能犹为重要，直接决定着便携产品的可靠性。因此，同样可以对压敏电阻、聚合物和硅ESD二极管等保护元件在Tesec直流测试条件下测试，每个元件都施以总计2,000次的15 kV接触放电ESD脉冲(正向及负向各1,000次)，每两次脉冲的时间间隔为0.1秒。表2所示的测试结果显示，安森美半导体的硅集成ESD保护元件在多重应力条件下仍然维持极佳的性能，而竞争器件要么损坏，要么性能退化较严重。

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                                                     表2：Tesec直流测试条件下不同ESD外部保护元件在多重应力后的性能比较。 
 

安森美半导体高性能ESD外部保护元件概览

如表1所示，安森美半导体为便携设备的大功率、高速和极高速等应用领域均提供一系列的高性能硅ESD保护元件，满足不同应用需求。其中，安森美半导体的ESD11L、ESD11N、NUP4016(用于极高速应用)，ESD11B、NUP4xxxP5(用于高速应用)更是当今业界领先的产品。

例如，NUP4016具备每条I/O线路0.5 pF的超低电容，非常适用于保护通用串行总线(USB) 2.0高速(480 Mbps)和高清多媒体接口(HDMI) (1.65 Gbps)等高速接口。ESD11L5.0D将安森美半导体的超低电容技术集成至3引脚封装中，以0.5 pF电容保护两条高速数据线路，为设计人员提供保护USB 2.0端口的D+和D-线路的单个器件解决方案；ESD11L5.0D也能够连接阴极至阴极，以0.25 pF电容保护单条双向线路，非常适用于保护高频射频(RF)天线线路。

NUP4016和ESD11L5.0D都能在数纳秒时间内将15千伏(kV)输入ESD波形钳位至不足8伏(V)，为当今对ESD敏感的集成电路(IC)提供最高保护水平。这些硅器件没有无源技术的磨损问题，在经过多次浪涌事件如ESD等后，可靠性和性能都不受影响。

值得一提的，安森美半导体的这些高性能硅保护不仅提供极低电容和极低钳位电压，更采用极小的封装，是需要在超薄封装中提供优异保护性能的便携产品的极佳保护器件。如NUP4016采用极小的1.0 mm x 1.0 mm x 0.4 mm SOT-953封装保护4条高速数据线路，是如今市场上最薄的高速通信接口用ESD保护器件。

ESD11L5.0D采用超小型1.0 mm x 0.6 mm x 0.37 mm SOT-1123封装，与采用SOT-723封装的市场上同类解决方案相比，占位面积小50%，厚度低20%，是如今市场上最薄的高速通信、USB 2.0数据和电源线路和保护用ESD器件。

安森美半导体还规划提供尺寸小至0.6 mm x 0.3 mm x 0.3 mm的0201 CSP封装的ESD器件，保护单条线路，每条线路所占平面面积仅为0.18 mm2。

采用安森美半导体半导体保护元件的USB 2.0高速应用保护示例

USB 2.0接口在便携设备中的应用范围非常普及，在用户的日常使用中也有着极高的使用频率，故需要为高速的USB接口提供可靠的ESD保护。图2显示的是速度达480 Mbps的USB 2.0高速应用在带识别(ID)线路及不带ID线路两种情况下的简明结构示意图。

                                                                                图2：USB2.0高速(480Mbps)应用结构示意图。

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