TDK bietet extrem kompakte TVS-Dioden für den kompletten ESD-Schutz von USB-C

Die TDK Corporation präsentiert neue Serien an extrem kompakten TVS-Dioden, die mit ihren Parametern auf die verschiedenen Ports des USB-C-Ports wie auch anderer Highspeed-Schnittstellen abgestimmt sind. Speziell für die Hochgeschwindigkeits-Ports (Tx / Rx) von USB-C, die bei USB4 Version 1 mit bis zu 40 Gbit/s betrieben werden, sind TVS-Dioden mit sehr geringen parasitären Kapazitätswerten und niedriger Klemmspannung erforderlich. Hierfür eignen sich die Typen B74111U0033M060 und B74121U0033M060 mit sehr geringen Kapazitätswerten von 0,48 pF beziehungsweise 0,65 pF bei 1 MHz, wodurch die Signalintegrität nicht beeinträchtigt wird. Die Klemmspannungen betragen nur 3,8 V oder 3,9 V bei einem I_TLP von 8 A. Ausgelegt sind die Schutzbauelemente für ESD-Entladespannungen von bis zu 15 kV. Diese TVS-Dioden werden in den extrem kompakten Gehäuseformen WLCSP 01005 und WLCSP 0201 gefertigt und sind mit Bauhöhen von 100 µm bzw. 150 µm äußerst flach. Damit können die TVS-Dioden auch in USB-C-SIP-Module integriert werden.

Für den konventionellen USB2.0 Datenbus von USB-C (D+ / D-) eignen sich die neuen Typen B74111U0055M060 und B74121U0055M060 mit maximalen DC-Spannungen bis zu 5,5 V. Ihre Klemmspannungen betragen 3,9 V und 4,0 V bei einem I_TLP von 8 A. Auch sie sind für eine hohe ESD-Entladespannung von bis zu 15 kV ausgelegt. Die Gehäusebauformen und Bauhöhen entsprechen den bereits beschriebenen Typen.

Über die Power-Leitungen V_BUS (CC / SBU) können Leistungen von maximal 100 W bei Spannungen von bis zu 20 V und Strömen von 5 A übertragen werden. Auch hier ist ein sicherer ESD-Schutz unerlässlich. TDK bietet dafür die beiden neuen Typen B74121G0160M060 mit einer maximalen Arbeitsspannung von 16 V und B74121G0200M060 mit einem Wert von 20 V und Klemmspannungen von 23 V beziehungsweise 27 V bei einem I_TLP von 8 A. Sie weisen Kapazitätswerte von 6 pF bzw. 5 pF mit hoher Linearität auf und sind für ESD-Kontaktentladespannungen von 15 kV ausgelegt. Auch sie sind in der kompakten Bauform WLCSP 0201 bei einer Bauhöhe von 150 µm ausgeführt.

In Summe sind zum kompletten ESD-Schutz von USB-C auf Grund der unterschiedlichen Anforderungen bis zu drei unterschiedliche Typen von TVS-Dioden erforderlich. Neben USB-C können die ESD-Schutzbauelemente auch für andere Highspeed-Schnittstellen wie Thunderbolt, HDMI, Display Port, FireWire, DVI, S-ATA oder SWP/NFC eingesetzt werden. Typische Endgeräte sind Smartphones, Tablets, Notebooks, Wearables oder Netzwerk-Komponenten.