为视频监控以太网PHY芯片防护选择一款合适的ESD保护器件SP3312TUTG

时间： 2018-08-28 来源：世强

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视频监控是通过以太网联网方式对各节点做实时监控，为保证网络通信在充分暴露在直击雷区间时仍具备高可靠性数据传输，需要对以太网PHY芯片做ESD防雷设计，通常选用一颗四路TVS二极管阵列即可，其典型应用电路参考如下图1所示。

图1：以太网PHY芯片防雷保护设计示意图

针对图1中以太网PHY芯片ESD防雷保护的四路双向TVS二极管阵列，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、具有更高的电流吸收能力

3、具有极低漏电流特性（建议小于1μA）

4、具有低的电容值特性（建议小于1.5pF）

5、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、双向TVS管阵列，型号为SP3312TUTG，为四路TVS管阵列，其中pin1和pin8、pin2和pin7、pin3和pin6、pin4和pin5是内部相连设计，其实物图和pinout功能框图参考如下图2所示。

图2：SP3312TUTG 双向TVS管阵列实物图和pinout功能框图

SP3312TUTG额定峰值脉冲功率达到250W，可提供出色的浪涌保护；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15A的电流；典型值为0.3pF低电容变化对比偏压，工作电压范围内微小的电容变化可改善该器件所保护线路的信号完整性，相比竞争解决方案，眼图衰减程度也会降低；最大反向漏电流ILEAK仅为0.05μA，可承受最低30kV接触/空气放电的极端条件，最大反向工作电压VRWM为3.3V，适用于3.3VDC额定电压应用，极低的电容（低至1.3pF）确保了高速数据线应用的兼容性，工作温度范围-40℃~125℃，具体电性参数可参考如下图3所示。

图3：SP3312TUTG 双向TVS管阵列电性参数对照表

通过如上图示易知：

SP3312TUTG的典型容值为1.3pF，标定在二极管反向偏压0V时测得。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SP3312TUTG在0~3.3V不同反向偏置电压下容值特性曲线，参考如下图4所示，从图中不难看出，SP3312TUTG容值在1.5~3.3V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4：SP3312TUTG双向TVS管阵列在不同反向偏置电压下容值特性

SP3312TUTG采用小型µDFN-08封装，封装尺寸仅为2.0mm x 1.0mm，其封装尺寸参考如下图5所示。

图5：SP3312TUTG 双向TVS管阵列封装尺寸图

最后，总结下SP3312TUTG双向TVS管阵列器件竞争优势：

额定峰值脉冲功率达到250W，可提供出色的浪涌保护；
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15A的电流；
满足IEC61000-4-4国际标准的EFT耐受电流值为40A（5/50ns）；
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）；
具有极低的泄露电流特性（typ 0.01μA@3.3V），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；
极低的电容变化对比偏压，典型值为0.3pF，工作电压范围内微小的电容变化可改善该器件所保护线路的信号完整性，相比竞争解决方案，眼图衰减程度也会降低；
采用小型µDFN-08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AEC-Q101认证

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全部评论（4）

滑翔机2301 Lv6. 高级专家 2019-10-26

这个TVS管不应该放在变压器前端吗？
拼命三郎 Lv6. 高级专家 2018-10-22

学习了
国丰 Lv7. 资深专家 2018-08-28

学习！
沉浮 Lv7. 资深专家 2018-08-28

学习了

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