ESD保护的智能小型化

如果我们考虑理想的ESD保护器件，则在钳位所有过电压瞬变以将被保护系统保持在其安全工作区域时，不会影响信号完整性。也不需要额外的空间或路由。

在寻找适用于快速数据线的“理想”ESD保护解决方案时，需要考虑三个主要挑战：信号完整性、系统级ESD鲁棒性和管脚尺寸。为了解决信号完整性，我们需要一种具有低电容和低电感特性的ESD保护器件，而这通常会被忽略。从系统级ESD鲁棒性的角度来看，低钳位电压逐渐变得比ESD保护器件本身的鲁棒性更为重要。遇到潜在故障条件时，数据线可能会与电源线短路，因此保护器件的浪涌鲁棒性再次变得非常重要。Nexperia通过使用先进的TrEOS硅技术和源自晶圆级芯片尺寸封装(WL-CSP)技术的先进封装来应对这些挑战。

但是，减少ESD保护管脚尺寸的最佳方法是什么？一种显而易见的方法是只需缩小封装尺寸。Metric 0603封装(0201”)现在已成为移动行业公认的标准，并迅速成为计算行业的标准。

更小的0402 metric(01005”)已用于空间要求严苛的应用。由于USB4数据线的RF需求，以及回波损耗之类的参数变得越来越重要，当使用更窄的焊盘时（从0603变为0402），如果对比在此封装中使用相同的二极管，回波损耗会更低。但是，更小的封装会对组装技术提出更高的要求。

在相同的管脚尺寸内提供加倍保护

一种替代方法是采用Nexperia的新型DFN0603-3 (SOT8013)封装打造二合一解决方案，在使用现有0603 (0201”)管脚尺寸的同时，保护两条线路（差分线对）。

DFN0603-3概念具有以下优点：

二合一的方式，意味着占用一个器件的管脚尺寸即可提供两个保护器件

几乎无需额外的空间，即可保护差分线对。

在一块芯片上配备两个ESD保护器件可提供极高的对称性，从而确保差分数据线上的非常出色信号完整性。

较小的焊盘能够减少系统的回波损耗。

DFN0603-3是行业标准的封装

Nexperia已经 采用这个DFN0603-3封装，并为其添加TrEOS ESD保护。这意味着该产品系列可根据需要提供低至0.2 pF的电容、高达11 A的浪涌鲁棒性以及在8 A 8/20 µs浪涌时4.4V的钳位电压。

增强RF性能

因此，我们获得了很高鲁棒性和很低钳位。但是RF性能如何？从应用方面，我们强烈建议将中间引脚连接至GND。该器件旨在保护超高速差分数据线，因此保护应尽可能对称。

请快速浏览安装在测试板上的PUSB3BB2DF的20 Gbps Thunderbolt眼图（该板尚未去嵌），我们已经看到了新型DFN0603-3封装提供出色RF性能的潜力。

Thunderbolt眼图，带PUSB3BB2DF的PCB; 数据速率：20 Gbit/s，GND在引脚2上

由于该器件还具有HDMI功能，因此我们使用HDMI2.1眼图 - 12 Gbps FRL、8dB测试了PUSB3BB2DF的性能，更令人感兴趣的是使用最差电缆型号3。同样，测试板未去嵌，DFN0603-3在保护超高速数据线时表现出优异的RF性能。

HDMI 2.1 12G FRL TP2，最差电缆型号，8 dB眼图，带有PUSB3BB2DF的PCB

经过验证的保护功能可节省空间

Nexperia的新型DFN0603-3封装提供了一种二合一解决方案，其中两个ESD保护器件仅共同占用一个器件的管脚尺寸。同时还保留了TrEOS技术的优势，具有很低的电容、钳位和很高的鲁棒性，并且还在超高速数据线上显示出色的RF性能。

审核编辑：郭婷