隨著智能手機(jī)、筆記本電腦等對(duì)于傳輸速度及功率的需求與日俱增，USB-C接口已取代micro USB成為如今最流行的標(biāo)準(zhǔn)接口。TDK 開(kāi)發(fā)了一系列用于 ESD 保護(hù)的小型化高性能 TVS 二極管，這款產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初就考慮到了未來(lái)增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)和能量傳輸需求。

   除了高達(dá) 40 Gbps 的數(shù)據(jù)速率外，還可以通過(guò) USB-C 傳輸高達(dá) 100 W的功率以進(jìn)行快速充電。除了用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)?8 個(gè)引腳外，USB-C 還具有符合 USB 2.0 標(biāo)準(zhǔn)的 4 個(gè)低速引腳，以及用于能量傳輸和輔助總線的連接。圖 1 顯示了典型 USB-C 接口的分配。

圖 1：USB-C 的引腳分配。橙色：高速總線，綠色：低速總線（USB 2.0，藍(lán)色：用于快速充電的能量傳輸，功率水平高達(dá) 100 W。）

   由于 USB-C 需要適用于各種數(shù)據(jù)速率和電壓，因此需要不同的 ESD 組件來(lái)提供足夠的保護(hù)。 USB-C 需要多達(dá) 20 個(gè)具有不同特性的 TVS 二極管，這些二極管與相應(yīng)數(shù)據(jù)速率下的工作電壓和電容要求有關(guān)。由于其 400 x 200 µm2 緊湊設(shè)計(jì)和小于 100 µm 的插入高度，并且具有高性能，使得該系列在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。由于 TDK 的內(nèi)部設(shè)計(jì)和工藝能力，還可以滿足客戶特定需求的解決方案。

用于高速端口的具有極低電容的 TVS 二極管

   整個(gè)系統(tǒng)中的寄生電容必須保持極低，以便保持 20 Gbps 及更高的傳輸速率下（如圖 1 中的 Tx 和 Rx），數(shù)據(jù)完整性不受影響。 TDK 專門(mén)開(kāi)發(fā)了兩種具有高速數(shù)據(jù)引腳的新型 TVS 二極管，它們具有極低的電容。B74121 在 1 MHz 下的電容僅為 0.68 pF，而 B74111 則實(shí)現(xiàn)了更低的0.48 pF。這兩種類型都設(shè)計(jì)用于 3.3 V 的工作電壓和高達(dá) 15 kV 的 ESD 保護(hù)，并在 8 A 的 ITLP 下提供低于 4 V 的極低鉗位電壓。

   TDK 甚至為 USB-C 端口的 D+ 和 D- 數(shù)據(jù)線開(kāi)發(fā)了兩個(gè) TVS 二極管。這些電容為 0.55 pF 或 0.43 pF，專為 5.5 V 的工作電壓而設(shè)計(jì)，在 8 A 的 ITLP 下鉗位電壓低于 4.0 V。它們的 ESD 強(qiáng)度也高達(dá) 15 kV。

   當(dāng)通過(guò) USB-C 端口將能量傳輸?shù)?VBUS (CC SBU) 引腳時(shí)，需要設(shè)計(jì)用于更高電壓的 TVS 二極管。 TDK 還開(kāi)發(fā)了兩種新類型的TVS，支持電壓高達(dá) 20 V，鉗位電壓為 7.2 V 至 26 V，ESD則高達(dá) 15 kV。

如圖所示，相比標(biāo)準(zhǔn)器件，TDK ULC及GP系列產(chǎn)品具有更低的鉗位電壓。

小型化滿足緊湊的設(shè)計(jì)需求

    由于需要多達(dá) 20 個(gè) TVS 二極管，并需要靠近 USB 端口，因此它們的尺寸非常重要。標(biāo)準(zhǔn) WLCSP 0201 組件的占地面積為 600 x 300 µm2，插入高度為 150 µm。TDK則在保證TVS堅(jiān)固的同時(shí)，極大縮小了尺寸。與標(biāo)準(zhǔn)尺寸相比，TDK WLCSP 01005-SL僅為 400 x 200 µm2，面積縮小了幾乎一半，插入高度也降低至 100 µm。在最新一代 WLCSP 01005-USL（超細(xì)線）中，插入高度幾乎是標(biāo)準(zhǔn)系列的一半，僅為 75 µm。

圖 2：TDK 提供廣泛的 TVS 二極管選型參考，用于 USB-C 端口上各種引腳的 ESD 保護(hù)。除了出色的電氣特性和高度的堅(jiān)固性外，它們還具有小型化等特色。

   除了不斷擴(kuò)大 TVS 二極管之外，TDK 還提供廣泛的多層壓敏電阻產(chǎn)品，客戶可以根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行選型。例如，CeraDiode® 也是一種出色的保護(hù)組件。TDK 是 ESD 保護(hù)產(chǎn)品的一站式供應(yīng)商，種類繁多，可以為現(xiàn)有和未來(lái)的應(yīng)用提供量身定制的解決方案。