Littelfuse TVS二极管阵列（SPA®硅保护阵列）旨在保护电子设备免受非常快速且经常破坏的电压瞬变（例如闪电和静电放电（ESD））。它们为计算机和消费者便携式电子市场中的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 diode arrays are available in a range of packaging configurations including DIP, SOIC, MSOP, SOT23, SOT143, SC70, SOT5x3, SOT953, µDFN, SOD723, and flipchip.
Littelfuse TVS Diode Arrays offer a high level of protection (up to 30kV per IEC 61000-4-2) with very low capacitance, leakage current and clamp voltage. For more robust applications, SP03-xx and SP30xx devices are available for EFT and Lightning transient threats per IEC 61000-4-4/5.
静电放电（ESD）是对电子电路构成严重威胁的电气瞬变。最常见的原因是两种不同的材料之间的摩擦，导致其表面上的电荷积聚。通常，其中一个表面是人体，这种静态电荷的潜力高达15,000伏并不少见。在6,000个静态电压时，ESD事件对一个人来说会很痛苦。较低的电压放电可能不会引起注意，但仍会对电子组件和电路造成灾难性损害。
电视二极管阵列简介
Littelfuse SPA TVS Diode Arrays are designed to protect analog and digital signal lines, such as USB and HDMI, from various transient threats using the lowest possible clamp voltage. They offer broader application use and improved impulse protection performance over conventional diodes.
These robust diodes can safely absorb repetitive ESD strikes at the maximum level (Level 4) specified in the IEC 61000-4-2 international standard, without performance degradation.
主要特征
- 低电容30pf至0.65pf
- 高水平的ESD IEC IEC 610000-4-2接触式排放最大为±20kV，空气排放高达±30kV，EFT IEC 61000-4-4 40A（5/50NS）
- Low clamping voltage
- 低泄漏0.5µA最大
- Up to 14 inputs protection
- 可在节省太空的表面安装座，孔和小尺寸包装中可用，用于安装靠近输入端口，以获得最佳保护
- ROHS符合铅和无铅
Littelfuse SPA®电视二极管阵列：
他们如何工作？
Littelfuse SPA®电视二极管阵列, provide high level protection against ESDs, Electromagnetic Interferences (EMI), Electrical Fast Transients (EFT) and Lightning, mainly for sensitive digital and analogue input circuits, on data, signal, or control lines operating on power supplies.
这些设备以两种方式工作，首先，它们吸收二极管的瞬态，以引导电流，然后是雪崩或齐纳二极管，将电压水平夹住。这样可以防止设备超过其电压额定值。在过电压断层条件下，该设备必须在指定的电流波形处具有低夹具电压，以保护敏感的IC和端口。
在正常运行中，反向站下电压必须高于设备供应/工作电压，泄漏电流低以防止电源负载。设备电容必须足够低以减少输入信号失真。该设备套件必须具有较小的占地面积和较低的高度，以实现高密度印刷电路板（PCB）布局。
该设备必须承受IEC 61000-4-2中指定的多个ESD/EFT脉冲。
定义和术语
操作电压范围（vsupply）：
可能跨V+和V端子的电源电压的范围限制。SCR/二极管阵列没有固定的断开或操作电压。这些设备在输入和电源导轨之间“浮动”，因此相同的设备可以在其范围内的任何潜力下运行。
正向电压下降：
对于特定的正向电流，输入引脚和相应电源引脚之间的最大正向电压下降。
反向电压下降：
特定反向电流的输入引脚和相应电源引脚之间的最大反向电压下降。
反向对峙电压：
设备VR应等于要保护的电路（或部分电路）的峰值工作水平（或部分）。这是为了确保水疗中心不夹住电路驱动电压。
反向泄漏电流：
在指定电压下测得的最大状态电流。
夹具电压：
当遇到最大峰脉冲电流时，可以在保护器上测量的最大电压。
Input Leakage Current:
The DC current that is measured at the input pins at the stated voltage supplied to the input.
静止供应电流：
带有VSupply的最大直流直流电流以其最大电压为Vsupply
输入电容：
在施加1MHz/1VRM处的输入引脚和供应引脚之间测量的电容。
Littelfuse TVS二极管阵列（SPA）
Selection and Product Overview
Littelfuse TVS二极管阵列（水疗中心®设备系列）是抑制ESD和其他电瞬变的理想选择，因为它们的速度和夹紧水平对于保护当今的集成电路至关重要。该投资组合提供了各种各样的设备，可适用于市场上可用的大多数应用程序，其ESD评级高达30kV，寄生电容低至0.4pf。下表列出了所有Littelfuse Spa®电视二极管阵列by series along with a few key specifications for each. For more information on a particular series, please click the series name.
| Series Name and Page Link |
ESD Level (Contact) |
I/O Cap |
vRWM |
Lightning (tp= 8/20μs） |
频道数量 |
包裹Options |
| 通用ESD保护： |
| SP050XBA |
±30kV |
50pf（30pf @ 2.5V） |
5.5V |
N/A。 |
2 |
SOT23-3SC70-3 |
| 3 |
SOT143 |
| 4 |
SOT23-5 SC70-5 |
| 5 |
SOT23-6 SC70-6 |
| 6 |
MSOP-8 |
| SP1001 |
±15kV |
12pF (8pF @ 2.5V) |
5.5V |
2a |
2 |
SC70-3 SOT553 |
| 4 |
SC70-5SOT553 |
| 5 |
SC70-6 SOT563 |
| SP1002 |
±8kV |
6pF (5pF @ 2.5V) |
6V |
2a |
1 |
SC70-3 |
| 2 |
SC70-5 |
| SP1003 |
±25kV |
30pf（17pf @ 2.5V） |
5V |
7a |
1 |
SOD723 |
| SP1004 |
±8kV |
6pf（5pf @ 1.5V） |
6V |
2a |
4 |
SOT953 |
| SP1005 |
±30kV |
30pF (23pF @ 2.5V) |
6V |
10a |
1 |
0201翻盖 |
| SP1007 |
±8kV |
5pf（3.5pf @ 5V） |
6V |
2a |
1 |
0201翻盖 |
| SP1010 |
±8kV |
6pF (3.5pF @ 2.5V) |
6V |
1a |
4 |
μDFN-6 1.25x1.0mm |
| SP1011 |
±15kV |
12pF (7pF @ 2.5V) |
6V |
2a |
4 |
μDFN-6 1.25x1.0mm |
| SP720 |
±4KV |
3pF |
30V or (±15V) |
3a |
14 |
SOIC-16 PDIP-16 |
| SP721 |
±4KV |
3pF |
30V or (±15V) |
3a |
6 |
SOIC-8 PDIP-8 |
| SP723 |
±8kV |
5pF |
30V or (±15V) |
7a |
6 |
SOIC-8 PDIP-8 |
| SP724 |
±8kV |
3pF |
20V or (±10V) |
3a |
4 |
SOT23-6 |
| SP725 |
±8kV |
5pF |
30V or (±15V) |
14a |
4 |
SOIC-8 |
| 低电容ESD保护： |
| SP3001 |
±8kV |
0.65pf |
6V |
2.5a |
4 |
SC70-6 |
| SP3002 |
±12kV |
0.85pf |
6V |
4.5a |
4 |
SC70-6SOT23-6μDFN-6 1.6x1.6mm |
| SP3003 |
±8kV |
0.65pf |
6V |
2.5a |
2 |
SC70-5SOT553 |
| 4 |
SC70-6 SOT563MSOP-10 |
| SP3004 |
±12kV |
0.85pf |
6V |
4a |
4 |
SOT563 |
| SP3010 |
±8kV |
0.45pf |
6V |
3a |
4 |
μDFN-10 2.5x1.0mm |
| SP3011 |
±8kV |
0.40pf |
6V |
3a |
6 |
μDFN-14 3.5x1.35mm |
| Lightning Surge Protection: |
| SP03-3.3 |
±30kV |
16pf |
3。3V |
150a |
2 |
SOIC-8 |
| SP03-6 |
±30kV |
16pf |
6V |
150a |
2 |
SOIC-8 |
| SP03A-3.3 |
±30kV |
4.5pf |
3。3V |
150a |
2 |
SOIC-8 |
| SPLV2.8 |
±30kV |
3。8pF |
2.8V |
24a |
1 |
SOT23-3 |
| SPLV2.8-4 |
±30kV |
3。8pF |
2.8V |
24a |
4 |
SOIC-8 |
| SP3050 |
±20kV |
2.4pf |
6V |
10a |
4 |
SOT23-6 |
| SP4060 |
±30kV |
4.4pf |
2.5V |
20A |
8 |
MSOP |
| ESD and EMI Filter Devices: |
| SP6001 |
±30kV |
24pF (CDIODE= 12pf） |
6V |
≥-30dB @ 1GHz |
4 |
μDFN-8 1.7x1.35mm |
| 6 |
μDFN-12 2.5x1.35mm |
| 8 |
μDFN-16 3.3x1.35mm |
| SP6002 |
±30kV |
30pF (CDIODE= 15pf） |
6V |
≥-30dB @ 1GHz |
4 |
μDFN-8 1.7x1.35mm |
| 6 |
μDFN-12 2.5x1.35mm |
什么是瞬态电压?
Voltage Transients are defined as short duration surges of electrical energy and are the result of the sudden release of energy previously stored or induced by other means, such as heavy inductive loads or lightning. In electrical or electronic circuits, this energy can be released in a predictable manner via controlled switching actions, or randomly induced into a circuit from external sources.
可重复的瞬变通常是由电动机，发电机或反应电路组件的切换引起的。另一方面，随机瞬变通常是由闪电和静电放电（ESD）引起的。闪电和ESD通常会不可预测地发生，并且可能需要精确测量精细的监视，尤其是在电路板级别诱导的情况下。许多电子标准组已经使用公认的监视或测试方法分析了瞬态电压的发生。下表显示了几个瞬态的关键特征。
|
电压 |
CURRENT |
上升时间 |
期间 |
| Lighting |
25kV |
20ka |
10μs |
1ms |
| 交换 |
600V |
500A |
50μs |
500ms |
| EMP |
1kV |
10a |
20NS |
1ms |
| ESD |
15kV |
30A |
<1ns |
100ns |
表1.瞬态源和幅度的示例
瞬态电压尖峰的特性
瞬态电压尖峰通常显示出“双指数”波，如下所示，闪电和ESD。
Figure 1. Lightning Transient Waveform
Figure 2. ESD Test Waveform
闪电的指数上升时间在1.2μsec至10μsec范围内（基本上为10％至90％），持续时间在50μsec至1000μsec（峰值的50％）范围内。另一方面，ESD的持续时间要短得多。上升时间的特征在不到1.0ns。总持续时间约为100n。
为什么要越来越多的关注点？
组件微型化已导致对电应力的敏感性增加。例如，微处理器具有无法处理ESD瞬变高电流的结构和导电路径。这样的组件以非常低的电压工作，因此必须控制电压干扰，以防止设备中断和潜在或灾难性故障。
敏感的微处理器如今已成为广泛的设备。从家庭电器（例如洗碗机）到工业控制甚至玩具的所有事物都使用微处理器来提高功能和效率。
现在，大多数车辆还使用多个电子系统来控制发动机，气候，制动以及在某些情况下进行转向，牵引和安全系统。
Many of the sub- or supporting components (such as electric motors or accessories) within appliances and automobiles present transient threats to the entire system.
仔细的电路设计不仅应考虑环境方案，还应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。
| Device Type |
脆弱性（伏特） |
| VMO |
30-1800 |
| MOSFET |
100-200 |
| gaasfet |
100-300 |
| EPROM |
100 |
| JFET |
140-7000 |
| CMOS |
250-3000 |
| 肖特基二极管 |
300-2500 |
| Bipolar Transistors |
380-7000 |
| scr |
680-1000 |
Table 2: Range of device vulnerability.
ESD（静电放电）
Electrostatic discharge is characterized by very fast rise times and very high peak voltages and currents. This energy is the result of an imbalance of positive and negative charges between objects.
以下是可以产生的电压的一些示例，具体取决于相对湿度（RH）：
- 穿过地毯：
35kV @ rh = 20％;1.5kV @ rh = 65％
- 穿过乙烯基地板：
12kV @ rh = 20％;250V @ rh = 65％
- Worker at a bench:
6KV @ rh = 20％;100V @ rh = 65％
- Vinyl envelopes:
7KV @ rh = 20％;600V @ rh = 65％
- 从办公桌上捡起的多袋：
20kV @ RH = 20%; 1.2kV @ RH = 65%
指的是上一页上的表2，可以看出，日常活动生成的ESD远远超过了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。
Inductive Load Switching
电感载荷的切换会产生高能量瞬变，随着越来越重的负载，大小增加。当关闭电感载荷时，折叠磁场将转换为电能，该电能采用双指数瞬变的形式。根据源头，这些瞬变可能会大于数百伏和数百个放大器，持续时间为400ms。
诱导瞬变的典型来源是：
这些示例在电气和电子系统中非常普遍。由于载荷的大小根据应用的变化而变化，因此波形，持续时间，峰值电流和峰值电压都是现实世界瞬变中存在的所有变量。一旦可以近似这些变量，就可以选择合适的抑制技术。
图3.汽车负载转储
Figure 3, shows a transient which is the result of stored energy within the alternator of an automobile charging system. A similar transient can also be caused by other DC motors in a vehicle. For example, DC motors power amenities such as power locks, seats and windows. These various applications of a DC motor can produce transients that are just as harmful to the sensitive electronic components as transients created in the external environment.
闪电引起的瞬态
Even though a direct strike is clearly destructive, transients induced by lightning are not the result of a direct strike. When a lightning strike occurs, the event creates a magnetic field which can induce transients of large magnitude in nearby electrical cables.
图4显示了云到云的罢工如何不仅会影响电缆，还会影响掩埋电缆。即使是1英里远处（1.6公里）的罢工也可以在电缆上产生70V。
Figure 4. Cloud-to-Cloud Lightning Strike
图5在下一页上显示了云到地面打击的效果：瞬态生成效果要大得多。
图5.云到地面雷击
图6显示了诱发闪电干扰的典型电流波形。
图6.峰值脉冲电流测试波形
Technological Solutions for Transient Threats
由于各种类型的瞬态和应用程序，因此必须将抑制解决方案正确匹配到不同的应用程序。Littelfuse提供了最广泛的电路保护技术，以确保您为应用程序提供适当的解决方案。请咨询我们的在线申请注释和设计说明库，以获取有关//www.kusadasipark.com遇到的常见设计问题的更多信息。