瞬态抑制二极管阵列

Littlfuse瞬态抑制二极管阵列可保护电子设备免受雷击和静电放电（ESD）等快速瞬态电压的破坏，为输入/输出接口和数字与模拟信号线提供理想的保护方案。 浏览下方产品，搜索可满足您需求的瞬态抑制二极管阵列。

瞬态抑制二极管阵列产品

瞬态抑制二极管阵列

Littelfuse TVS二极管阵列（SPA® 硅保护阵列）旨在保护电子器件免受闪电和静电放电（ESD）等快速且经常造成破坏的电压瞬变的影响。它们为计算机和便携式消费电子市场中的I/O接口以及数字和模拟信号线提供理想的保护解决方案。

Littelfuse tvs二极管阵列提供多种封装配置，包括DIP、SOIC、MSOP、SOT23、SOT143、SC70、SOT5x3、SOT953、µDFN、SOD723和倒装芯片。

Littelfuse TVS二极管阵列具有极低的电容、漏电流和箝位电压，可提供高水平的保护（根据IEC 61000-4-2，最高可达30 kV）。对于更强大的应用，SP 03-xx和SP30 xx器件可用于符合IEC 61000-4-4/5标准的EFT和雷电瞬变威胁。

静电放电（ESD）是对电子电路构成严重威胁的电瞬变。最常见的原因是两种不同材料之间的摩擦，导致电荷在其表面积聚。通常，表面之一是人体，并且这种静电荷达到高达15，000伏的电势并不罕见。在6，000静电伏时，ESD事件将使人感到疼痛。较低的电压放电可能会被忽视，但仍然会对电子元件和电路造成灾难性的损坏。

TVS二极管阵列简介

Littelfuse SPA TVS二极管阵列旨在使用尽可能低的箝位电压保护模拟和数字信号线（如USB和HDMI）免受各种瞬态威胁。与传统二极管相比，它们具有更广泛的应用范围和更好的脉冲保护性能。

这些坚固耐用的二极管可以安全地吸收IEC 61000-4-2国际标准中规定的最高水平（4级）的重复ESD冲击，而不会降低性能。

主要特点

  • 低电容30pF至0.65pF（典型值）

  • 高防护等级ESD IEC 610000-4-2接触放电高达± 20 kV，空气放电高达± 30 kV，EFT IEC 61000-4-4 40 A（5/50 ns）

  • 低箝位电压

  • 低泄漏：最大0.5µA

  • 多达14路输入保护

  • 提供节省空间的表面贴装、通孔和小尺寸封装，用于靠近输入端口安装，以提供最佳保护

  • 符合ROHS标准，无铅

Littelfuse SPA®TVS二极管阵列：
它们是如何工作的？

Littelfuse SPA®TVS二极管阵列可提供高水平的ESD、电磁干扰（EMI）、电快速瞬变（EFT）和雷电防护，主要用于敏感的数字和模拟输入电路，以及在电源上运行的数据、信号或控制线路。

这些器件以两种方式工作，首先，它们用二极管吸收瞬变以控制电流，然后，雪崩或齐纳二极管箝位电压电平。这可防止器件超过其额定电压。在过压故障条件下，器件必须在指定电流波形下具有低箝位电压，以保护敏感的IC和端口。

正常工作时，反向隔离电压必须高于设备电源/工作电压，具有低漏电流，以防止电源负载。器件电容必须足够低，以减少输入信号失真。器件封装必须具有小的基底面和低的高度，以实现高密度印刷电路板（PCB）布局。

器件必须承受IEC 61000-4-2中规定的多个ESD/EFT脉冲。

定义和术语

工作电压范围（Vsupply）：

V+和V-端子之间的电源电压范围限值。SCR/二极管阵列没有固定的导通电压或工作电压。这些器件在输入和电源轨之间“浮动”，因此同一器件可以在其范围内的任何电位下工作。

正向压降：

输入引脚和相应电源引脚之间的最大正向压降，对应特定正向电流。

反向压降：

特定反向电流下输入引脚和相应电源引脚之间的最大反向压降。

反向隔离电压：

设备VR应等于或大于要保护的电路（或电路的一部分）的峰值工作电平。这是为了确保SPA不会削波电路驱动电压。

反向漏电流：

在规定电压下测得的最大状态电流。

箝位电压：

当受到最大峰值脉冲电流时，保护器两端可测得的最大电压。

输入漏电流：

在输入端提供规定电压时，在输入引脚测得的直流电流。

静态电源电流：

V电源处于最大电压时，V+/V-引脚的最大直流电流

输入电容：

输入引脚与任一电源引脚之间的电容测量值为1 MHz/1VRMS。

Littelfuse TVS二极管阵列（SPA）
选择和产品概述

Littelfuse TVS二极管阵列（SPA®系列器件）是抑制ESD和其他电气瞬变的理想选择，因为其速度和箝位水平对于保护当今的集成电路至关重要。该产品组合提供了广泛的器件，以满足市场上的大多数应用，ESD额定值高达30 kV，寄生电容低至0.4pF。下表按系列列出了所有Littelfuse SPA®TVS二极管阵列，沿着每个系列的一些关键规格。有关特定系列的更多信息，请单击系列名称。

系列名称和页面链接 ESD水平（接触） I/O盖 五RWM 闪电（tP级= 8/20 μ s） 通道数 封装选项
通用ESD保护：
SP050xBA ±30kV 50pF（30pF@2.5V） 5.5V 不适用 2 SOT23-3 SC70-3
3 SOT143晶体管
4 SOT23-5 SC70-5
5 SOT23-6 SC70-6
6 MSOP-8
SP1001 ± 15千伏 12pF（8pF@2.5V） 5.5V 第2A条 2 SC70-3 SOT553
4 SC70-5 SOT553
5 SC70-6 SOT563
SP1002 ±8kV 6pF（5pF@2.5V） 6伏 第2A条 1 公司简介
2 SC70-5
SP1003 ±25kV 30pF（17pF@2.5V） 5伏 7A 1 SOD723
SP1004 ±8kV 6pF（5pF@1.5V） 6伏 第2A条 4 SOT953
SP1005 ±30kV 30pF（23pF@2.5V） 6伏 10A 1 0201倒装芯片
SP1007 ±8kV 5pF（3.5pF@5V） 6伏 第2A条 1 0201倒装芯片
SP1010型 ±8kV 6pF（3.5pF@2.5V） 6伏 1A 4 μ DFN—6 1.25x1.0mm
SP1011 ± 15千伏 12pF（7pF@2.5V） 6伏 第2A条 4 μ DFN—6 1.25x1.0mm
SP720语言 ±4kV 3pF 30 V或（± 15 V） 3A 14 SOIC-16 PDIP-16
SP721 ±4kV 3pF 30 V或（± 15 V） 3A 6 SOIC-8 PDIP-8
SP723 ±8kV 5pF 30 V或（± 15 V） 7A 6 SOIC-8 PDIP-8
SP724 ±8kV 3pF 20 V或（± 10 V） 3A 4 SOT 23 -6封装
公司简介 ±8kV 5pF 30 V或（± 15 V） 14A 4 SOIC-8
低电容ESD保护：
公司简介 ±8kV 0.65pF 6伏 2.5A 4 公司简介
公司简介 ±12kV 0.85pF 6伏 4.5A 4 SC 70—6 SOT 23—6 μ DFN—6 1.6x1.6mm
公司简介 ±8kV 0.65pF 6伏 2.5A 2 SC70-5 SOT553
4 SC70-6 SOT563 MSOP-10
公司简介 ±12kV 0.85pF 6伏 4A 4 SOT563
公司简介 ±8kV 0.45pF 6伏 3A 4 μ DFN—10 2.5x1.0mm
SP3011 ±8kV 0.40pF 6伏 3A 6 μ DFN—14 3.5x1.35mm
雷电浪涌保护：
产品编号：SP 03 -3.3 ±30kV 16pF 3.3V 150安 2 SOIC-8
公司简介 ±30kV 16pF 6伏 150安 2 SOIC-8
SP03A-3.3 ±30kV 4.5pF 3.3V 150安 2 SOIC-8
SPLV2.8 ±30kV 3.8pF 2.8V 24A 1 SOT 23 -3晶体管
SPLV2.8-4 ±30kV 3.8pF 2.8V 24A 4 SOIC-8
公司简介 ±20kV 2.4pF 6伏 10A 4 SOT 23 -6封装
公司简介 ±30kV 4.4pF 2.5V 20A 8 MSOP
ESD和EMI滤波器件：
SP6001 ±30kV 24pF（摄氏度二极管=12pF） 6伏 ≥—30dB @ 1GHz 4 μ DFN—8 1.7x1.35mm
6 μ DFN—12 2.5x1.35mm
8 μ DFN—16 3.3x1.35mm
SP6002 ±30kV 30pF（C二极管=15pF） 6伏 ≥—30dB @ 1GHz 4 μ DFN—8 1.7x1.35mm
6 μ DFN—12 2.5x1.35mm


什么是瞬态电压？

电压瞬变被定义为电能的短持续时间浪涌，并且是先前存储的能量或由其他方式（例如重感性负载或闪电）感应的能量突然释放的结果。在电气或电子电路中，这种能量可以通过受控的开关动作以可预测的方式释放，或者从外部源随机地引入到电路中。

可重复的瞬变经常由电动机、发电机的运行或电抗电路元件的切换引起。另一方面，随机瞬变通常由闪电和静电放电（ESD）引起。闪电和ESD通常不可预测地发生，并且可能需要精细的监测来精确测量，特别是如果在电路板级感应的话。许多电子标准组已经使用公认的监测或测试方法分析了瞬态电压的发生。几种瞬变的关键特性如下表所示。

  电压 当前 上升时间 持续时间
照明 25千伏 20千安培 10 μ s 1毫秒
交换 600伏 小行星500 50 μ s 500毫秒
电磁脉冲 1千伏 10A 20纳秒 1毫秒
静电放电 15千伏 30安 <1ns 100纳秒

表1.瞬变源和幅值示例

瞬态电压尖峰的特性

瞬态电压尖峰通常表现为“双指数”波，如下图所示的闪电和ESD。

图1.雷电暂态波形

图2. ESD测试波形

闪电的指数上升时间在1.2μsec到10μsec的范围内（基本上是10%到90%），持续时间在50μsec到1000μsec的范围内（峰值的50%）。另一方面，ESD是持续时间短得多的事件。上升时间小于1.0ns。总持续时间约为100ns。

为什么瞬变现象越来越受关注？

组件小型化已导致对电应力的敏感性增加。例如，微处理器具有不能处理来自ESD瞬变的高电流的结构和导电路径。这些元件在非常低的电压下工作，因此必须控制电压扰动以防止器件中断和潜在的或灾难性的故障。

灵敏的微处理器在当今广泛的设备中是普遍的。从家用电器（如洗碗机）到工业控制甚至玩具，所有产品都使用微处理器来提高功能和效率。

大多数车辆现在还采用多个电子系统来控制发动机、气候、制动，并且在某些情况下，还包括转向、牵引和安全系统。

电器和汽车中的许多子组件或辅助组件（如电动机或附件）对整个系统构成瞬时威胁。

仔细的电路设计不仅要考虑环境场景，还要考虑这些相关组件的潜在影响。下表2显示了各种组件技术的脆弱性。

器械类型 易损性（伏特）
VMOS 30-1800
场效应晶体管 100-200
砷化镓场效应晶体管 100-300
可编程只读存储器 100
结型场效应管 140-7000
互补金属氧化物半导体 250-3000
肖特基二极管 300-2500
双极晶体管 380-7000
SCR 680-1000

表二： 设备漏洞的范围。

ESD（静电放电）

静电放电的特征在于非常快的上升时间和非常高峰电压和电流。这种能量是物体之间正负电荷不平衡的结果。

以下是可以产生的电压的一些示例，取决于相对湿度（RH）：

  • 走过地毯：
    35kV@RH = 20%;1.5kV@RH = 65%

  • 走过乙烯地板：
    12kV@RH = 20%;250伏，相对湿度= 65%

  • 工作台旁的工人：
    6kV@RH = 20%;100V@RH = 65%

  • 乙烯基信封：
    7kV@RH = 20%;600V@RH = 65%

  • 从桌子上拿起塑料袋：
    20kV@RH = 20%;1.2kV@RH = 65%

参考上一页的表2，可以看出，日常活动产生的ESD可能远远超过标准半导体技术的脆弱性阈值。图2显示了IEC 61000-4-2测试规范中定义的ESD波形。

电感负载切换

感性负载的切换产生高能量瞬变，其幅度随着负载越来越重而增加。当感性负载被关断时，崩溃磁场被转换成电能，其采取双指数瞬态的形式。取决于源，这些瞬变可以大到数百伏和数百安培，持续时间为400ms。

典型的电感瞬变源有：

  • 发电机

  • 马达

  • 继电器

  • 变压器

这些例子在电气和电子系统中非常常见。因为负载的大小根据应用而变化，所以波形、持续时间、峰值电流和峰值电压都是存在于真实世界瞬态中的变量。一旦这些变量可以近似，就可以选择合适的抑制器技术。

Figure_3._Automotive_Load_Dump

图3.汽车卸载

图3示出了作为汽车充电系统的交流发电机内存储的能量的结果的瞬态。车辆中的其他直流电动机也可能引起类似的瞬态。例如，直流电机为诸如电动锁、座椅和窗户等设施供电。直流电动机的这些各种应用可能产生瞬态，这些瞬态对敏感电子部件的危害与外部环境中产生的瞬态一样大。

雷电感应暂态

尽管直接雷击具有明显的破坏性，但由闪电引起的瞬变不是直接雷击的结果。当雷击发生时，该事件产生磁场，该磁场可以在附近的电缆中感应大幅度的瞬变。

图4示出了云对云的撞击将如何不仅影响RHead电缆，而且影响埋地电缆。即使距离1英里（1.6公里）的罢工也可以在电缆中产生70V。

Figure_4._Cloud-to-Cloud_Lightning_Strike

图4.云对云闪电击

下一页的图5显示了云对地撞击的影响： 瞬变产生效应要大得多。

Figure_5._Cloud-to-Ground_Lightning_Strike

图5.云对地雷击

图6示出了感应雷电干扰的典型电流波形。

Figure_6._Peak_Pulse_Current_Test_Waveform

图6.峰值脉冲电流测试波形

瞬态威胁的技术解决方案

由于瞬变和应用的类型不同，因此将抑制解决方案与不同的应用正确匹配非常重要。

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