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  • 用于 SuperSpeed（速率高达 6Gbps）接口的 TPDxE05U06-Q1 1 通道和 4 通道 ESD 保护二极管

    • ZHCSCQ5C August   2014  – September 2017 TPD1E05U06-Q1 , TPD4E05U06-Q1

      PRODUCTION DATA.  

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  • 用于 SuperSpeed（速率高达 6Gbps）接口的 TPDxE05U06-Q1 1 通道和 4 通道 ESD 保护二极管
  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 Pin Configuration and Functions
  6. 6 Specifications
    1. 6.1 Absolute Maximum Ratings
    2. 6.2 ESD Ratings—AEC Specification
    3. 6.3 ESD Ratings—IEC Specification
    4. 6.4 Recommended Operating Conditions
    5. 6.5 Thermal Information
    6. 6.6 Electrical Characteristics
    7. 6.7 Typical Characteristics
  7. 7 Detailed Description
    1. 7.1 Overview
    2. 7.2 Functional Block Diagram
    3. 7.3 Feature Description
      1. 7.3.1 AEC-Q101 Qualification
      2. 7.3.2 IEC 61000-4-2 Level 4 ESD Protection
      3. 7.3.3 IEC 61000-4-4 EFT Protection
      4. 7.3.4 IEC 61000-4-5 Surge Protection
      5. 7.3.5 I/O Capacitance
      6. 7.3.6 DC Breakdown Voltage
      7. 7.3.7 Ultra-Low Leakage Current
      8. 7.3.8 Low ESD Clamping Voltage
      9. 7.3.9 Easy Flow-Through Routing
    4. 7.4 Device Functional Modes
  8. 8 Application and Implementation
    1. 8.1 Application Information
    2. 8.2 Typical Application
      1. 8.2.1 Design Requirements
      2. 8.2.2 Detailed Design Procedure
        1. 8.2.2.1 Signal Range on Pin 1, 2, 4, or 5
        2. 8.2.2.2 Operating Frequency
      3. 8.2.3 Application Curve
  9. 9 Layout
    1. 9.1 Layout Guidelines
    2. 9.2 Layout Example
  10. 10器件和文档支持
    1. 10.1 文档支持
      1. 10.1.1 相关文档
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 相关链接
    4. 10.4 社区资源
    5. 10.5 商标
    6. 10.6 静电放电警告
    7. 10.7 Glossary
  11. 11机械、封装和可订购信息
  12. 重要声明

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
  • DQA|10
    • MPSS004C
  • |
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
  • DQA|10
    • QFND791
订购信息
  • zhcscq5c_oa
  • zhcscq5c_pm
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DATA SHEET

用于 SuperSpeed（速率高达 6Gbps）接口的 TPDxE05U06-Q1 1 通道和 4 通道 ESD 保护二极管

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

1 特性

  • 符合 AEC-Q101
    • 人体放电模型 (HBM) 分类等级 H3B
    • 充电器件模型 (CDM) 分类等级 C5
    • 器件温度范围：–40°C 至 +125°C
  • IEC 61000-4-2 4 级 ESD 保护
    （请参阅 ESD Ratings—IEC Specification 表）
    • ±12kV 接触放电
    • ±15kV 气隙放电
  • IEC 61000-4-4 瞬态放电 (EFT) 保护
    • 80A (5/50ns)
  • IEC 61000-4-5 浪涌保护
    • 2.5A (8/20µs)
  • I/O 电容 0.42pF 至 0.5pF（典型值）
  • 直流击穿电压 6.4V（最小值）
  • 超低漏电流 10nA（最大值）
  • 低 ESD 钳位电压（在 5A TLP 下为 14V）
  • 简易直通路由封装

2 应用

  • 终端设备
    • 音响主机
    • 后座娱乐系统
    • 远程信息处理
    • USB 集线器
    • 导航模块
    • 媒体接口
  • 接口
    • USB 2.0
    • USB 3.0
    • HDMI 1.4/2.0
    • 低压差分信令 (LVDS)
    • DisplayPort
    • SIM 卡

3 说明

TPDxE05U06-Q1 是一系列具有超低电容的单向瞬态电压抑制器 (TVS) 静电放电 (ESD) 保护二极管。这些器件旨在耗散那些高于 IEC61000-4-2 4 级国际标准中规定的最高水平的 ESD 冲击。超低负载电容特性使得这些器件非常适合保护任何高达 6Gbps 的高速 信号 应用。

这些器件还具有未经过汽车认证的型号：TPDxE05U06。

器件信息(1)

器件型号 封装 封装尺寸（标称值）
TPD4E05U06-Q1 USON (10) 2.50mm x 1.00mm
TPD1E05U06-Q1 X1SON (2) 0.60mm x 1.00mm
  1. 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附录。


TPD4E05U06-Q1 简化原理图

TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 simp_sch_SLVSCO7.gif

TPD4E05U06-Q1 框图

TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 fbd_slvsco7.gif

4 修订历史记录

Changes from A Revision (August 2014) to B Revision

  • 添加了 1 通道 (TPD1E05U06-Q1) 封装Go
  • Added DPY package information in Thermal Information tableGo
  • Added DPY package Dynamic resistance in Electrical Characteristics tableGo
  • Added DPY package Line capacitance in Electrical Characteristics tableGo

Changes from B Revision (August 2016) to C Revision

  • Changed 在引脚配置和功能 部分中添加了 DPY 封装引脚配置Go

Changes from * Revision (August 2014) to A Revision

  • 在“特性”中添加了内容（请参阅 ESD Ratings—IEC Specification 表）：IEC 61000-4-2 4 级 ESD 保护Go

5 Pin Configuration and Functions

DPY Package
2-Pin X1SON
Top View
TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 PinOut_DPY_2_SLVSBO7_2.gif
DQA Package
10-Pin USON
Top View
TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 po_slvsco7.gif

Pin Functions TPD1E05U06-Q1 DPY

PIN TYPE DESCRIPTION
NO. NAME
1 I/O I/O ESD Protected Channel(1)
2 GND Ground Ground; Connect to ground
(1) Place as close to the connector as possible.

Pin Functions TPD4E05U06-Q1 DQA

PIN TYPE DESCRIPTION
NO. NAME
1 D1+ I/O ESD Protected Channel(1)
2 D1– I/O ESD Protected Channel(1)
4 D2+ I/O ESD Protected Channel(1)
5 D2– I/O ESD Protected Channel(1)
6, 7, 9, 10 NC NC Not Connected; Used for optional straight-through routing. Can be left floating or grounded
3, 8 GND Ground Ground; Connect to ground
(1) Place as close to the connector as possible.

6 Specifications

6.1 Absolute Maximum Ratings

over operating free-air temperature range (unless otherwise noted) (1)(2)
MIN MAX UNIT
Electrical fast transient IEC 61000-4-4 (5/50 ns) 80 A
Peak pulse IEC 61000-4-5 Current (tp – 8/20 µs) 2.5 A
IEC 61000-4-5 Power (tp – 8/20 µs) - TPD4E05U06-Q1(3) 40 W
IEC 61000-4-5 Power (tp – 8/20 µs) - TPD1E05U06-Q1(3) 30 W
TA Operating temperature –40 125 °C
Tstg Storage temperature –65 150 °C
(1) Stresses beyond those listed under Absolute Maximum Ratings may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, which do not imply functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated under Recommended Operating Conditions. Exposure to absolute-maximum-rated conditions for extended periods may affect device reliability.
(2) Voltages are with respect to GND unless otherwise noted.
(3) Measured at 25°C

6.2 ESD Ratings—AEC Specification

VALUE UNIT
V(ESD) Electrostatic discharge(1) Human-body model (HBM), per AEC Q100-002(2) ±8000 V
Charged-device model (CDM), per AEC Q100-011 ±1000
(1) Electrostatic discharge (ESD) to measure device sensitivity and immunity to damage caused by assembly line electrostatic discharges into the device.
(2) AEC Q100-002 indicates that HBM stressing shall be in accordance with the ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 specification.

6.3 ESD Ratings—IEC Specification

VALUE UNIT
V(ESD) Electrostatic Discharge IEC 61000-4-2 contact discharge - TPD4E05U06-Q1 (1) ±12000 V
IEC 61000-4-2 contact discharge - TPD1E05U06-Q1 ±12000
IEC 61000-4-2 air-gap discharge ±15000
(1) Measured at 25°C, per IEC 61000.4.2 Ed. 2.0 Section 7.2.4.

6.4 Recommended Operating Conditions

over operating free-air temperature range (unless otherwise noted)
MIN MAX UNIT
VIO Input pin voltage 0 5.5 V
TA Operating free-air temperature –40 125 °C

6.5 Thermal Information

THERMAL METRIC(1) TPD1E05U06-Q1 TPD4E05U06-Q1 UNIT
DPY (X1SON) DQA (USON)
2 PINS 10 PINS
RθJA Junction-to-ambient thermal resistance 697.3 327 °C/W
RθJC(top) Junction-to-case (top) thermal resistance 471 189.5 °C/W
RθJB Junction-to-board thermal resistance 575.9 257.7 °C/W
ψJT Junction-to-top characterization parameter 175.7 60.9 °C/W
ψJB Junction-to-board characterization parameter 575.1 257 °C/W
(1) For more information about traditional and new thermal metrics, see the Semiconductor and IC Package Thermal Metrics application report.

6.6 Electrical Characteristics

over operating free-air temperature range (unless otherwise noted)
PARAMETER TEST CONDITIONS MIN TYP MAX UNIT
INPUT – OUTPUT RESISTANCE
VRWM Reverse stand-off voltage IIO < 10 µA 5.5 V
VBR Break-down voltage IIO = 1 mA 6.4 8.7 V
VCLAMP Clamp voltage IPP = 1 A, TLP, from I/O to GND(1) 10 V
IPP = 5 A, TLP, from I/O to GND(1) 14
IPP = 1 A, TLP, from GND to I/O(1) 3
IPP = 5 A, TLP, from GND to I/O(1) 7.5
ILEAK Leakage current VIO = 2.5 V 1 10 nA
RDYN Dynamic resistance DPY package I/O to GND(2) 0.8 Ω
GND to I/O(2) 0.7
DQA package I/O to GND(2) 0.96
GND to I/O(2) 0.9
CAPACITANCE
CL Line capacitance VIO = 2.5 V, f = 1 MHz, I/O to GND TPD1E05U06-Q1 DPY package 0.42 pF
TPD4E05U06-Q1 DQA package 0.5
Δ CIO-TO-GND Variation of input capacitance GND Pin = 0 V, f = 1 MHz, VBIAS = 2.5 V,
Channel x pin to GND – channel y pin to GND		 0.05 0.08 pF
CCROSS Channel to channel input capacitance GND Pin = 0 V, f = 1 MHz, VBIAS = 2.5 V, between channel pins 0.04 0.08 pF
(1) Transition line pulse with 100 ns width, 200 ps rise time.
(2) Extraction of RDYN using least squares fit of TLP characteristics between I = 5 A and I = 10 A.

6.7 Typical Characteristics

TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 C001_SLVSBO7.png
Figure 1. Current vs Voltage
Current vs Voltage DC Voltage Sweep I-V Curve
TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 D006_SLVSCO7.gif
Figure 3. Current vs Voltage
Positive TLP Plot I/O to GND
TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 C004_SLVSBO7.png
Figure 5. Leakage Current vs Temperature
TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 D004_SLVSCO7.gif
Figure 7. Voltage vs Time –8-kV IEC Waveform
TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 D002_SLVSCO7.gif
Figure 2. Current and Power vs Time
Surge Curve (tp = 8/20 µs), Pin I/O to GND
TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 D005_SLVSCO7.gif
Figure 4. Current vs Voltage
Negative TLP Plot I/O to GND
TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 D003_SLVSCO7.gif
Figure 6. Voltage vs Time 8-kV IEC Waveform
TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 C009_SLVSBO7.png
Figure 8. Insertion Loss vs Frequency

7 Detailed Description

7.1 Overview

The TPDxE05U06-Q1 is a family of unidirectional TVS ESD protection diode arrays with ultra-low capacitance between 0.42 pF and 0.5 pF. They are rated to dissipate ESD strikes above the maximum level specified in the IEC 61000-4-2 level 4 international standard (12-kV contact, 15-kV air gap). The ultra-low loading capacitance makes them ideal for protecting any high-speed signal applications up to 6 Gbps.

7.2 Functional Block Diagram

TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 fbd_slvsco7.gif
Figure 9. TPD4E05U06-Q1 Block Diagram
TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 fbd3_slvsbo7.gif
Figure 10. TPD1E05U06-Q1 Block Diagram

7.3 Feature Description

7.3.1 AEC-Q101 Qualification

These devices are qualified to AEC-Q101 standards. They pass HBM H3B (±8 kV) and CDM C5 (±1 kV) ESD ratings and are qualified to operate from –40°C to +125°C.

7.3.2 IEC 61000-4-2 Level 4 ESD Protection

The I/O pins can withstand ESD events up to ±12-kV contact and ±15-kV air. An ESD-surge clamp diverts the current to ground.

7.3.3 IEC 61000-4-4 EFT Protection

The I/O pins can withstand an electrical fast transient burst of up to 80 A (5/50 ns waveform, 4 kV with 50-Ω impedance). An ESD-surge clamp diverts the current to ground.

7.3.4 IEC 61000-4-5 Surge Protection

The I/O pins can withstand surge events up to 2.5 A and 40 W (8/20 µs waveform). An ESD-surge clamp diverts this current to ground.

7.3.5 I/O Capacitance

The capacitance between each I/O pin to ground is 0.5 pF. These capacitances support data rates up to 5 Gbps.

7.3.6 DC Breakdown Voltage

The DC breakdown voltage of each I/O pin is a minimum of 6.4 V. This ensures that sensitive equipment is protected from surges above the reverse standoff voltage of 5 V.

7.3.7 Ultra-Low Leakage Current

The I/O pins feature an ultra-low leakage current of 10 nA (Maximum) with a bias of 2.5 V.

7.3.8 Low ESD Clamping Voltage

The I/O pins feature an ESD clamp that is capable of clamping the voltage to 10 V (IPP = 1 A).

7.3.9 Easy Flow-Through Routing

The layout of this device makes it simple and easy to add protection to an existing layout. The packages offers flow-through routing, requiring minimal modification to an existing layout.

7.4 Device Functional Modes

The TPDxE05U06-Q1 are passive integrated circuits that triggers when voltages are above VBR or below the lower diodes Vf (–0.6 V). During ESD events, voltages as high as ±15 kV (air) can be directed to ground via the internal diode network. When the voltages on the protected line fall below the trigger levels of TPDxE05U06-Q1 (usually within 10s of nano-seconds) the devices reverts to passive.

8 Application and Implementation

8.1 Application Information

The TPD4E05U06-Q1 is a diode type TVS which is typically used to provide a path to ground for dissipating ESD events on hi-speed signal lines between a human interface connector and a system. As the current from ESD passes through the TVS, only a small voltage drop is present across the diode. This is the voltage presented to the protected IC. The low RDYN of the triggered TVS holds this voltage, VCLAMP, to a safe level for the protected IC.

8.2 Typical Application

TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 typ_app_slvsco7.gif Figure 11. HDMI 1.4 Application

8.2.1 Design Requirements

For this design example, two TPD4E05U06-Q1 devices, and a TPD5S116 are being used in an HDMI 1.4 application. This provides a complete port protection scheme.

Given the HDMI 1.4 application, the parameters in Table 1 are known.

Table 1. Design Parameters

DESIGN PARAMETER VALUE
Signal range on pins 1, 2, 4, or 5 0 V to 5 V
Operating frequency 1.7 GHz

8.2.2 Detailed Design Procedure

To begin the design process, some parameters must be decided upon; the designer needs to know the following:

  • Signal range on all the protected lines
  • Operating frequency

8.2.2.1 Signal Range on Pin 1, 2, 4, or 5

The TPD4E05U06-Q1 has 4 identical protection channels for signal lines. The symmetry of the device provides flexibility when selecting which of the 4 I/O channels protect which signal lines. Any I/O will support a signal range of 0 to 5.5 V.

8.2.2.2 Operating Frequency

The TPD4E05U06-Q1 has a capacitance of 0.5 pF (Typical), supporting HDMI 1.4 data rates.

8.2.3 Application Curve

TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 eyediagram_SLVSCO7.png Figure 12. 3.4 Gbps HDMI Eye Diagram

9 Layout

9.1 Layout Guidelines

  • The optimum placement is as close to the connector as possible.
    • EMI during an ESD event can couple from the trace being struck to other nearby unprotected traces, resulting in early system failures.
    • The PCB designer needs to minimize the possibility of EMI coupling by keeping any unprotected traces away from the protected traces which are between the TVS and the connector.
  • Route the protected traces as straight as possible.
  • Eliminate any sharp corners on the protected traces between the TVS and the connector by using rounded corners with the largest radii possible.
    • Electric fields tend to build up on corners, increasing EMI coupling.

9.2 Layout Example

This application is typical of an HDMI 1.4 layout.

TPD4E05U06-Q1 TPD1E05U06-Q1 layout_SLVSCO7.gif Figure 13. TPD4E05U06-Q1 Layout

10 器件和文档支持

10.1 文档支持

10.1.1 相关文档

请参阅如下相关文档：

  • 《TPD1E05U06-Q1 评估模块用户指南》
  • 阅读和理解 ESD 保护数据表
  • 《ESD 布局指南》
  • 《TPD4E05U06DQA GUI 用户指南》

10.2 接收文档更新通知

如需接收文档更新通知，请访问 ti.com 上的器件产品文件夹。单击右上角的通知我 进行注册，即可每周接收产品信息更改摘要。有关更改的详细信息，请查看任何已修订文档中包含的修订历史记录。

10.3 相关链接

下面的表格列出了快速访问链接。类别包括技术文档、支持与社区资源、工具和软件，以及申请样片或购买产品的快速链接。

Table 2. 相关链接

器件 产品文件夹 样片与购买 技术文档 工具和软件 支持和社区
TPD4E05U06-Q1 请单击此处 请单击此处 请单击此处 请单击此处 请单击此处
TPD1E05U06-Q1 请单击此处 请单击此处 请单击此处 请单击此处 请单击此处

10.4 社区资源

下列链接提供到 TI 社区资源的连接。链接的内容由各个分销商“按照原样”提供。这些内容并不构成 TI 技术规范，并且不一定反映 TI 的观点；请参阅 TI 的 《使用条款》。

    TI E2E™ 在线社区 TI 的工程师对工程师 (E2E) 社区。此社区的创建目的在于促进工程师之间的协作。在 e2e.ti.com 中，您可以咨询问题、分享知识、拓展思路并与同行工程师一道帮助解决问题。
    设计支持 TI 参考设计支持 可帮助您快速查找有帮助的 E2E 论坛、设计支持工具以及技术支持的联系信息。

10.5 商标

E2E is a trademark of Texas Instruments.

All other trademarks are the property of their respective owners.

10.6 静电放电警告

esds-image

ESD 可能会损坏该集成电路。德州仪器 (TI) 建议通过适当的预防措施处理所有集成电路。如果不遵守正确的处理措施和安装程序 , 可能会损坏集成电路。

ESD 的损坏小至导致微小的性能降级 , 大至整个器件故障。 精密的集成电路可能更容易受到损坏 , 这是因为非常细微的参数更改都可能会导致器件与其发布的规格不相符。

10.7 Glossary

SLYZ022 — TI Glossary.

This glossary lists and explains terms, acronyms, and definitions.

11 机械、封装和可订购信息

以下页面包含机械、封装和可订购信息。这些信息是指定器件的最新可用数据。这些数据如有变更，恕不另行通知和修订此文档。如欲获取此数据表的浏览器版本，请参阅左侧的导航。



重要声明

德州仪器(TI) 及其下属子公司有权根据 JESD46 最新标准, 对所提供的产品和服务进行更正、修改、增强、改进或其它更改， 并有权根据 JESD48最新标准中止提供任何产品和服务。客户在下订单前应获取最新的相关信息, 并验证这些信息是否完整且是最新的。所有产品的销售都遵循在订单确认时所提供的TI 销售条款与条件。

TI 保证其所销售的组件的性能符合产品销售时 TI 半导体产品销售条件与条款的适用规范。仅在 TI 保证的范围内，且 TI 认为有必要时才会使用测试或其它质量控制技术。除非适用法律做出了硬性规定，否则没有必要对每种组件的所有参数进行测试。

TI 对应用帮助或客户产品设计不承担任何义务。客户应对其使用 TI 组件的产品和应用自行负责。为尽量减小与客户产品和应用相关的风险，客户应提供充分的设计与操作安全措施。

TI 不对任何 TI 专利权、版权、屏蔽作品权或其它与使用了 TI 组件或服务的组合设备、机器或流程相关的 TI 知识产权中授予 的直接或隐含权限作出任何保证或解释。TI所发布的与第三方产品或服务有关的信息，不能构成从 TI 获得使用这些产品或服 务的许可、授权、或认可。使用此类信息可能需要获得第三方的专利权或其它知识产权方面的许可，或是 TI 的专利权或其它知识产权方面的许可。

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在转售 TI 组件或服务时，如果对该组件或服务参数的陈述与 TI 标明的参数相比存在差异或虚假成分，则会失去相关 TI 组件或服务的所有明示或暗示授权，且这是不正当的、欺诈性商业行为。TI 对任何此类虚假陈述均不承担任何责任或义务。

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TI 已明确指定符合 ISO/TS16949 要求的产品，这些产品主要用于汽车。在任何情况下，因使用非指定产品而无法达到 ISO/TS16949要求，TI不承担任何责任。

产品

  • 数字音频: www.ti.com.cn/audio
  • 放大器和线性器件: www.ti.com.cn/amplifiers
  • 数据转换器: www.ti.com.cn/dataconverters
  • DLP® 产品: www.dlp.com
  • DSP - 数字信号处理器: www.ti.com.cn/dsp
  • 时钟和计时器: www.ti.com.cn/clockandtimers
  • 接口: www.ti.com.cn/interface
  • 逻辑: www.ti.com.cn/logic
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  • RFID 系统: www.ti.com.cn/rfidsys
  • OMAP应用处理器: www.ti.com/omap
  • 无线连通性: www.ti.com.cn/wirelessconnectivity

应用

  • 通信与电信: www.ti.com.cn/telecom
  • 计算机及周边: www.ti.com.cn/computer
  • 消费电子: www.ti.com/consumer-apps
  • 能源: www.ti.com/energy
  • 工业应用: www.ti.com.cn/industrial
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  • 汽车电子: www.ti.com.cn/automotive
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