一.从二极管基础到ESD保护专用器件
二极管是电子电路的“老熟人”,核心特性是 “单向导电”。但ESD保护二极管和普通二极管(比如整流二极管)有本质区别 —— 它是专为 “瞬态电压抑制” 设计的 “特种部队”。雷卯EMC小哥常说,这类专用器件的设计核心,就是要在关键时刻 “精准发力、不添干扰”。

二极管的 “家族分类”
P-N结二极管:由P型半导体(多空穴)和N型半导体(多电子)结合而成,正向导通、反向截止,反向电压过高会击穿。


肖特基二极管(SBD):金属与半导体接触形成结,导通电压低、速度快,但反向耐压较低。
ESD 保护二极管属于 P-N 结二极管的 “升级版”,基于稳压二极管原理优化,重点强化了 “反向击穿时的快速响应” 和 “大电流承载能力”,
这也是上海雷卯多年来重点攻关的技术方向。
二.ESD 保护二极管的 “工作智慧”
雷卯电子的ESD保护二极管的核心设计目标是:平时“隐身” 不干扰电路,ESD 来袭时 “瞬间出击” 分流保护。具体怎么实现?上海雷卯通过工艺优化和结构创新,让这个“攻防切换” 更精准高效。

1. 正常工作时:像 “绝缘体” 一样安静
当电路没有ESD 冲击时,ESD 保护二极管(阴极接信号线,阳极接地)处于 “反向偏置” 状态 —— 两端电压低于反向击穿电压(VBR),此时它像一个高电阻,几乎不影响信号传输。
但有两个参数会影响信号质量,也是雷卯重点优化的方向:
总电容(CT):二极管截止时,P-N 结的 “耗尽区” 像一个小电容,高频信号(比如 5G、Thunderbolt)会被这个电容 “吸收”,导致信号衰减。雷卯通过特殊工艺将高频系列高分子产品的CT做到 0.1pF 以下,完美适配高速信号,这一指标也得到了雷卯EMC 小哥在实战测试中的反复验证。
接口名称 | 传输速度Mbit/S | 电容要求pF | 雷卯静电防护 推荐料号 |
USB2.0接口 | 480 | <5 | SR05W/SRV05-4 |
USB3.0接口 | 4800 | <1 | ULC3304P10 |
USB3.1接口 | 10000 | <0.5 | ULC3304P10/ULC052010P5 |
TYPE-C接口 | 10000 | <0.5 | ULC3304P10/ULC052010P5 |
快充USB接口 | 480 | <3 | SR05W |
100M网络接口 | 100 | <5 | SLVU2.8-4/SRV05-4W |
1000M网络接口 | 1000 | <3 | LC3311CCW |
10000M网络接口 | 10000 | <1 | ULC0542T |
POE | 100 | <5 | SLVU2.8-4/SMDJ58CA |
HDMI1.3接口 | 10200 | <1 | ULC0524P |
HDMI1.4接口 | 10200 | <1 | ULC0524P |
HDMI2.0接口 | 18000 | <0.5 | PUSB3FR4 |
DISPLAY视频接口 | 5400 | <1 | ULC0524P |
VGA模拟视频接口 | 162 | <1 | ULC0524P |
DVI数字视频接口 | 3960 | <1 | ULC0544M |
xDSL接口 | 2 | <100 | SR70 |
eSATA接口 | 6000 | <1 | ULC0524P |
SIM卡接口 | 7.2 | <10 | SRV05-4 |
Audio耳机和麦克风 | 1.5 | <100 | SDA05W5/ULC0511CDN30 |
I2C接口 | 3.4 | <100 | SD05C |
T1 E1接口 | 1.544 | <100 | SRV05-4 |
LVDS接口 | 655 | <10 | ULC0524P |
SD卡接口 | 10 | <10 | SRV05-4 |
MMC卡接口 | 10 | <10 | SRV05-4 |
RS485接口 | 10 | <50 | SM712 |
RS232接口 | 0.2 | <50 | SD12C/SMC12 |
RF /GPS天线接口 | 1000 | <1 | ULC0511CDN |
Can-BUS总线接口 | 1 | <50 | SMC24/SD24C |
Lin-BUS总线接口 | 1 | <50 | SMC24/SD24C |
GPIO 3V 接口保护 | - | - | SD03C ESDA33CT ESDA33CP |
GPIO 5V 接口保护 | - | - | SD05C ESDA05CT ESDA05CP |
天线端口ESD防护 | - | <0.5 | ULC3324P10/ULC052010P5 |
反向漏电流(IR):正常电压下流过的微小电流,IR 过大会增加电路功耗。雷卯产品在 VRWM(最大反向工作电压)下的 IR 通常≤0.5μA,对低功耗设备友好。
2. ESD 冲击时:像 “安全阀” 一样快速分流
当ESD 脉冲来袭(比如插拔接口时),信号线电压会瞬间飙升至数千伏。此时 ESD 保护二极管会:
快速击穿导通:当电压超过VBR 时,二极管进入 “雪崩击穿” 状态,电阻骤降(动态电阻 RDYN 低至几欧),将大部分ESD电流导向地(GND)。
钳位电压(VC)够低:导通时二极管两端的电压(VC)必须低于被保护芯片的耐压值(比如芯片耐压 20V,VC 需≤18V)。雷卯电子通过芯片结构优化,使VC 比行业平均水平低 15%-20%,防护更可靠,雷卯EMC小哥常把这一优势称为 “给芯片多一层安全余量”。
双向防护设计:对跨地信号(比如音频线、差分信号),上海雷卯的双向ESD保护二极管可同时吸收正负向 ESD 脉冲,无需额外设计。
三.雷卯ESD保护二极管的三大核心优势
上海雷卯凭借多年技术积累,让旗下ESD 保护二极管具备三大核心优势,覆盖从低频到高频、从普通设备到高端终端的全场景需求:
1.响应速度快:从截止到导通仅需亚纳秒级(<1ns),比传统压敏电阻快100倍以上,能拦截 ESD 脉冲的 “第一峰值”,
这也是雷卯电子适配5G、Thunderbolt 等高速接口的关键。
2.容值可控:覆盖0.05pF(高频)到100pF(低频)全系列,满足 USB 3.2、HDMI 2.1 等不同速率接口需求,雷卯EMC小哥会根据客户的信号速率,精准推荐对应容值的型号。
3.致性高:批量生产的VBR、VC 参数偏差≤±5%,避免因器件差异导致防护效果不稳定,上海雷卯的严格品控体系,确保每一颗器件都能达到设计标准。
小结
ESD 保护二极管的核心是 “平衡”—— 既要在正常工况下不干扰信号,又要在ESD来袭时快速高效分流。雷卯通过材料、结构、工艺的三重优化,上海雷卯始终坚持以实战需求为导向,让这个 “平衡” 更精准、更可靠。
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