【经验】如何为汽车天线调谐器（RF Tuner）选择一款合适的ESD保护器件？

时间： 2018-08-02 来源：世强

技术问答

汽车天线调谐器（RF Tuner）是连接发射机与天线的一种阻抗匹配网络，它能使发射机与天线之间阻抗匹配，从而使天线在任何频率上有最大的辐射功率。

不过，因汽车天线一般是外置在车体外面，非常容易被静电ESD打到（人体触摸、雷击等），而静电ESD可通过天线传输到天线调谐器内，导致相关的敏感电子器件被高压静电ESD打死，为同时兼顾有效保护和高频讯号传输的完整性及线性度，符合RF讯号线的需求，必须在天线调谐器前端和RF天线间加入一款防ESD保护器件，其典型应用电路参考如下图1所示。

图1：汽车天线调谐器ESD防护设计示意图

针对如上的RF Tuner ESD保护器件一般选择具有超低容值、可承受 IEC61000-4-2业界标准规格的多次 ESD 冲击的双向TVS二极管，此双向TVS管选型时一定要考虑以下几个因素：

1、具有高ESD电压抵御能力，且可承受多次ESD震击

2、具有低漏电流特性（建议小于1μA）

3、具有低的电容值特性（建议小于1.5pF）

4、通过AEC-Q101认证

针对如上的设计要求，本文推荐一款LITTELFUSE推出的汽车级超低容值的SP4024系列双向TVS二极管，型号为SP4024-01FTG-C，它可保护灵敏的电子装置免受ESD损坏—最低30kV接触/空气放电的极端条件，同时适用于高达24VDC的高额定电压应用，其极低的电容（低至1.3pF）确保了高速数据线应用的兼容性，具体电性参数可参考如下图2所示。

图2：SP4024-01FTG-C 双向TVS管典型参数对照表

通过如上图示易知：

SP4024-01FTG-C双向TVS管典型容值为1.3pF，标定在二极管反向偏压0V时，f=1MHz频率下测得。那么，更高的反向偏置电压下，其容值是否也是这么低呢？下面提供下SP4024-01FTG-C在0~24V不同反向偏置电压下容值特性曲线，参考如下图3所示，从图中不难看出，SP4024-01FTG-C容值在2~24V反向偏压下频率下几乎没有变化，即表明全范围反向偏置电压下仍可保持极低的容值特性，确保了高速数据线应用的兼容性。

图3：SP4024-01FTG-C双向TVS管在不同反向偏置电压下容值特性参数

SP4024-01FTG-C采用小型SOD323封装，适用805封装尺寸，其封装尺寸参考如下图4所示。

图4：SP4024-01FTG-C 双向TVS管封装尺寸图

最后，总结下SP4024-01FTG-C 双向TVS管关键优势：

满足IEC61000-4-2国际耐受ESD电压测试标准，最低值均达到为±30kV（接触），±30kV（空气）；
在保持性能不下降的前提下，可以安全吸收满足IEC61000-4-5（tP=8/20μs）国际标准的高达7A的电流；
满足IEC61000-4-4国际标准的EFT耐受电流值为40A（5/50ns）；
具有低的泄露电流特性（0.5μA@24V），可降低能耗；
具有低电容特性（典型值1.3pF），是高频、高速数据、视频、天线和I/O电路的理想选择；
采用小型SOD323封装可实现更加紧凑的电路板设计；
双向TVS，可吸收超过IEC61000-4-2国际标准中最大ESD的反复震击而不会发生性能退化；
通过汽车级AEC-Q101认证

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流水 Lv7. 资深专家 2018-11-01

学习了
江城搬砖工 Lv7. 资深专家 2018-10-30

加油
用户33876284 Lv3. 高级工程师 2018-10-29
BATI Lv7. 资深专家 2018-10-28

不错
无悔 Lv7. 资深专家 2018-10-27

不错，学习了。

jishizhong Lv9 2018-10-26

很详细
NASA911 Lv8. 研究员 2018-10-26

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核达高级电源工程师 Lv3. 高级工程师 2018-10-23

学习了，不错不错
先天二极管 Lv8. 研究员 2018-10-22

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小夏 Lv7. 资深专家 2018-10-22

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