安森美 EMI814x 系列：集共模濾波與 ESD 保護(hù)于一體的創(chuàng)新解決方案

在當(dāng)今高速電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電磁干擾（EMI）和靜電放電（ESD）防護(hù)是工程師們必須面對的重要挑戰(zhàn)。安森美（onsemi）推出的 EMI814x 系列共模濾波器（CMF），集成了 ESD 保護(hù)功能，為高速差分端口提供了高效、可靠的解決方案。本文將深入介紹 EMI814x 系列的功能、特性、應(yīng)用以及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。

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功能概述

EMI814x 系列是業(yè)界首個(gè)集成 ESD 保護(hù)的共模濾波器。它允許差分信號輸入輸出（I/O）端口在一個(gè)封裝內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)共模濾波和 ESD 保護(hù)功能。該系列產(chǎn)品能夠根據(jù) IEC61000 - 4 - 2 標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)系統(tǒng)免受高達(dá) ±15 kV 接觸式 ESD 脈沖的影響。

這種集成設(shè)計(jì)特別適用于保護(hù)使用高速差分端口的系統(tǒng)，如 USB 3.0、MIPI D - PHY 等，也可用于可移動存儲設(shè)備的相應(yīng)端口以及其他需要在小尺寸封裝中提供 ESD 保護(hù)的應(yīng)用。

產(chǎn)品特性

低插入損耗

在 2.5 GHz 頻率下，總插入損耗 (DM_{LOSS }<2.5 ~dB)，這意味著信號在通過濾波器時(shí)損失較小，能夠保證信號的完整性。

高差分模式截止頻率

差分模式截止頻率 (f_{3 ~dB}>5 GHz)，可以有效過濾高頻干擾，確保高速信號的正常傳輸。

高共模阻帶衰減

在 500 MHz 時(shí)，共模阻帶衰減 > 10 dB；在 700 MHz 時(shí)，達(dá)到 15 dB，能夠有效抑制共模干擾。

低通道電阻

通道電阻僅為 6.0 Ω，減少了信號傳輸過程中的能量損耗。

ESD 保護(hù)能力

提供符合 IEC61000 - 4 - 2 標(biāo)準(zhǔn) 4 級的 ESD 保護(hù)，接觸式放電可達(dá) ±15 kV。

環(huán)保特性

這些器件無鉛、無鹵素/無溴化阻燃劑（BFR），符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。

應(yīng)用領(lǐng)域

EMI814x 系列廣泛應(yīng)用于多種高速接口，包括但不限于：

• USB 3.0：高速數(shù)據(jù)傳輸接口，需要有效抑制 EMI 和保護(hù)免受 ESD 影響。
• MHL 2.0：移動高清鏈接，用于將移動設(shè)備的內(nèi)容傳輸?shù)礁咔屣@示設(shè)備。
• SD 卡：可移動存儲設(shè)備，需要保護(hù)其接口免受 ESD 損害。
• eSATA：外部串行 ATA 接口，提供高速數(shù)據(jù)傳輸。
• HDMI/DVI 顯示：用于手機(jī)等移動設(shè)備的高清顯示接口。
• MIPI D - PHY：在手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)中用于高速數(shù)據(jù)傳輸。

產(chǎn)品封裝與訂購信息

EMI814x 系列提供三種不同的封裝形式，以滿足不同的應(yīng)用需求：

• XDFN6：適用于單差分對，型號為 EMI8141MUTAG，每卷 3000 個(gè)。
• XDFN - 10：適用于雙差分對，型號為 EMI8142MUTAG，每卷 3000 個(gè)。
• XDFN - 16：適用于三差分對，型號為 EMI8143MUTAG，每卷 3000 個(gè)。

引腳功能描述

不同型號的 EMI814x 引腳功能有所不同，主要包括輸入、輸出和接地引腳。例如，In_1 + 和 In_1 - 用于連接外部連接器，Out_1 + 和 Out_1 - 用于連接內(nèi)部 ASIC，VN 為接地引腳。具體的引腳功能可參考數(shù)據(jù)手冊中的詳細(xì)表格。

電氣特性

絕對最大額定值

• 工作溫度范圍：(T_{OP}) 為 - 40 至 +85 °C。
• 存儲溫度范圍：(T_{STG}) 為 - 65 至 +150 °C。
• 引腳溫度：(T_{L}) 為 260 °C。
• 線路電流：(I_{LINE}) 為 100 mA。

電氣參數(shù)

• 反向工作電壓（VRWM）：典型值為 3.3 V。
• 擊穿電壓（VBR）：最小值為 4.0 V。
• 通道泄漏電流：在 (T{A}=25^{circ} C)，(V{IN}=3.3 ~V)，(GND = 0 ~V) 條件下，最大值為 1.0 μA。
• 通道電阻（RCH）：典型值為 6.0 Ω。
• 差分模式插入損耗（DMLOSS）：在 2.5 GHz 頻率下有特定要求。
• 差分模式截止頻率（f3dB）：在 50 Ω 源和負(fù)載端接條件下，典型值為 5.0 GHz。
• 共模阻帶衰減：在 700 MHz 時(shí)達(dá)到一定要求。
• 系統(tǒng)內(nèi) ESD 耐受電壓（VESD）：接觸式放電符合 IEC 61000 - 4 - 2 標(biāo)準(zhǔn) 4 級，可達(dá) ±15 kV。
• TLP 鉗位電壓（VCL）：在不同的正向脈沖電流下有相應(yīng)的電壓值。

典型特性

衰減特性

通過典型的差分模式衰減與頻率關(guān)系圖和共模衰減與頻率關(guān)系圖，可以直觀地了解 EMI814x 在不同頻率下的衰減性能。

眼圖測試

在 5 Gbps 數(shù)據(jù)速率下進(jìn)行眼圖測試，對比有無 EMI814x 時(shí)的眼圖參數(shù)，如眼高、上升時(shí)間、下降時(shí)間、均方根抖動（Jrms）和峰 - 峰抖動（Jpp）等，評估其對信號質(zhì)量的影響。

傳輸線脈沖（TLP）測量

TLP 測量提供了電流與電壓（I - V）曲線，能夠準(zhǔn)確展示產(chǎn)品的 ESD 能力。通過將 8 kV IEC61000 - 4 - 2 電流波形與 8 A 和 16 A 的 TLP 電流脈沖進(jìn)行比較，可以更好地理解產(chǎn)品在 ESD 事件中的表現(xiàn)。

機(jī)械尺寸與封裝

EMI814x 系列的不同封裝（XDFN6、XDFN - 10 和 XDFN - 16）都有詳細(xì)的機(jī)械尺寸和推薦的安裝腳印，工程師可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。

總結(jié)

安森美 EMI814x 系列共模濾波器集成 ESD 保護(hù)功能，為高速差分端口提供了全面的解決方案。其出色的電氣特性、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和多種封裝形式，使其成為電子工程師在設(shè)計(jì)高速電子設(shè)備時(shí)的理想選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)環(huán)境，合理選擇合適的型號和封裝，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。你在實(shí)際設(shè)計(jì)中是否遇到過類似的 EMI 和 ESD 問題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。