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2021年11月15日 | TDK推出一系列用于保护USB-C的超小型TVS，具有更低电容
2021-11-15 来源：EEWORLD
随着智能手机、笔记本电脑等对于传输速度及功率的需求与日俱增，USB-C接口已取代micro USB成为如今最流行的标准接口。TDK 开发了一系列用于 ESD 保护的小型化高性能 TVS 二极管，这款产品在设计之初就考虑到了未来增长的数据和能量传输需求。
除了高达 40 Gbps 的数据速率外，还可以通过 USB-C 传输高达 100 W的功率以进行快速充电。除了用于高速数据传输的 8 个引脚外，USB-C 还具有符合 USB 2.0 标准的 4 个低速引脚，以及用于能量传输和辅助总线的连接。图 1 显示了典型 USB-C 接口的分配。
图 1：USB-C 的引脚分配。橙色：高速总线，绿色：低速总线（USB 2.0，蓝色：用于快速充电的能量传输，功率水平高达 100 W。）
由于 USB-C 需要适用于各种数据速率和电压，因此需要不同的 ESD 组件来提供足够的保护。 USB-C 需要多达 20 个具有不同特性的 TVS 二极管，这些二极管与相应数据速率下的工作电压和电容要求有关。由于其 400 x 200 µm2 紧凑设计和小于 100 µm 的插入高度，并且具有高性能，使得该系列在竞争中脱颖而出。由于 TDK 的内部设计和工艺能力，还可以满足客户特定需求的解决方案。
用于高速端口的具有极低电容的 TVS 二极管
整个系统中的寄生电容必须保持极低，以便保持 20 Gbps 及更高的传输速率下（如图 1 中的 Tx 和 Rx），数据完整性不受影响。 TDK 专门开发了两种具有高速数据引脚的新型 TVS 二极管，它们具有极低的电容。B74121 在 1 MHz 下的电容仅为 0.68 pF，而 B74111 则实现了更低的0.48 pF。这两种类型都设计用于 3.3 V 的工作电压和高达 15 kV 的 ESD 保护，并在 8 A 的 ITLP 下提供低于 4 V 的极低钳位电压。
TDK 甚至为 USB-C 端口的 D+ 和 D- 数据线开发了两个 TVS 二极管。这些电容为 0.55 pF 或 0.43 pF，专为 5.5 V 的工作电压而设计，在 8 A 的 ITLP 下钳位电压低于 4.0 V。它们的 ESD 强度也高达 15 kV。
当通过 USB-C 端口将能量传输到 VBUS (CC SBU) 引脚时，需要设计用于更高电压的 TVS 二极管。 TDK 还开发了两种新类型的TVS，支持电压高达 20 V，钳位电压为 7.2 V 至 26 V，ESD则高达 15 kV。
如图所示，相比标准器件，TDK ULC及GP系列产品具有更低的钳位电压。
小型化满足紧凑的设计需求
由于需要多达 20 个 TVS 二极管，并需要靠近 USB 端口，因此它们的尺寸非常重要。标准 WLCSP 0201 组件的占地面积为 600 x 300 µm2，插入高度为 150 µm。TDK则在保证TVS坚固的同时，极大缩小了尺寸。与标准尺寸相比，TDK WLCSP 01005-SL仅为 400 x 200 µm2，面积缩小了几乎一半，插入高度也降低至 100 µm。在最新一代 WLCSP 01005-USL（超细线）中，插入高度几乎是标准系列的一半，仅为 75 µm。
图 2：TDK 提供广泛的 TVS 二极管选型参考，用于 USB-C 端口上各种引脚的 ESD 保护。除了出色的电气特性和高度的坚固性外，它们还具有小型化等特色。
除了不断扩大 TVS 二极管之外，TDK 还提供广泛的多层压敏电阻产品，客户可以根据具体应用进行选型。例如，CeraDiode® 也是一种出色的保护组件。TDK 是 ESD 保护产品的一站式供应商，种类繁多，可以为现有和未来的应用提供量身定制的解决方案。
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