為應對未來的汽車連接和電氣化需求，我們需要高速度、高帶寬的汽車以太網。行業領導者依托開放技術聯盟SIG積極合作，促進以太網在汽車領域的普及應用。但在更高級的電氣設計中，分立ESD保護器件變得越來越重要。

Nexperia率先推出完全符合10BASE-T1s和100/1000BASE-T1開放技術聯盟標準的以太網ESD保護器件，改進的0.4 pF(最大值)二極管電容可確保出色的信號完整性。此外，Nexperia還超越了這一標準，推出了千兆級以太網和高速優化型FC-LGA封裝。

主要特性

完全符合10BASE-T1s和100/1000BASE-T1開放技術聯盟標準

< 0.4 pF的低電容

提供高達30 kV的ESD保護(IEC 61000-4-2，接觸式)

ESD穩健性：1000次放電，15 kV

高觸發電壓：Vt1 = 100 V(最小值)

多種可供選擇的封裝

符合AEC-Q101認證/汽車級

關鍵應用

車載網絡的ESD保護

汽車環境

開放技術聯盟10BASE-T1s和100/1000BASE-T1以太網

可用封裝選項：

汽車以太網產品組合

*粗體類型表示新產品

開放技術聯盟和ESD保護方案

開放技術聯盟(單對以太網絡)特別興趣小組(SIG)是一個非營利性聯盟，主要由汽車行業和技術供應商組成，他們共同倡導將基于以太網的網絡作為汽車聯網應用中的標準來廣泛采用。該組織的一個關鍵目標是實現現有的IEEE 10BASE-T1s/100BASE-T1和1000BASE-T1物理層規范的部署，并制定一些補充協議規范以實現彼此間的互通互融。

圖1：ESD抑制器件在100/1000BASE-T1 MDI接口內部的放置方式，開放技術聯盟SIG(2020)，功率放大器應用中的SPDT以及10 Base T1sTC14實施規范(2023)

分立式ESD保護器件在確保系統的高水平穩健性以及滿足特定要求方面發揮著至關重要的作用。在以前的汽車以太網系統中，PHY供應商建議根據需要在共模扼流圈(CMC)和PHY之間放置分立式ESD保護器件。

如果沒有ESD保護器件，或者如果該器件位于更靠近PHY的位置，則ESD釋放的能量將通CM終端、DC模塊和CMC。如果ESD保護器件放置在連接器之后，就不僅能保護PHY，還將保護CMC和其他無源器件。在此位置，ESD脈沖的能量可以立即導向地面。開放技術聯盟標準建議直接在連接器上安裝ESD保護器件。但這種拓撲更改需要完全不同的ESD保護。

根據開放技術聯盟標準規范，在連接器上直接安裝ESD保護器件需要高觸發電壓(Vt >100 V)。由于10BASE-T1s和100/1000BASE-T1網絡使用非屏蔽雙絞線，高觸發電壓還應考慮額外的耦合電壓。

千兆級以太網

除了行業標準的開放技術聯盟以太網10、100和1000BASE-T1之外，行業還在進一步努力為汽車應用提供更豐富的連接性和更高的數據帶寬。千兆級以太網是指旨在支持2.5、5和10 Gbps等更高數據速率的解決方案。在汽車應用領域得到廣泛采用，旨在滿足數據密集型需求。為確保以太網PHY的可靠性和性能，建議使用ESD保護器件，以防止所使用的電氣元件(包括PHY以及共模扼流圈、電阻和電容器等無源組件)受到任何損壞。

千兆級以太網示意圖

方案1：在直流電容前面

方案2：在直流電容后面

圖3：用于千兆級以太網和高速視頻鏈路的ESD保護器件放置選項

千兆級以太網和高速視頻鏈路的典型框圖如上圖所示。放置ESD保護器件有兩種可能的方案，即直接放置在連接器一側或更靠近直流電容后面的PHY。

如果將ESD保護器件直接放置在連接器上，則需要更高的VRWM才能承受電池短路的情況。但是，如果ESD保護器件放置在直流電容后面更靠近PHY的位置，則VRWM需要設置得更低，并且必須與PHY內部ESD保護電路的擊穿行為相匹配。使ESD保護與PHY內部ESD保護相匹配，可以及時觸發外部ESD保護器件，從而吸收ESD脈沖的能量，阻止其進入PHY并造成損壞。

在保護配置方面，Nexperia提供了廣泛的產品組合。所有器件都具有非常低的電容、出色的信號完整性性能和較高的ESD穩健性，可確保受保護電路平穩運行，同時實現穩健的ESD保護。

用于ESD1的Nexperia產品選項

粗體類型代表新產品，紅色粗體類型代表正在開發的產品。

* 采用2引腳和3引腳FC-LGA 1.0x0.6mm尺寸封裝? DFN1006L-2、DFN1006LD-2、DFN1006L-3和DFN1006LD-3

用于ESD2的Nexperia產品選項

粗體類型代表新產品，紅色粗體類型代表正在開發的產品。

* 采用2引腳和3引腳FC-LGA 1.0x0.6mm尺寸封裝? DFN1006L-2、DFN1006LD-2、DFN1006L-3和DFN1006LD-3

倒裝芯片LGA封裝

為了滿足對高數據速率的信號完整性需求，Nexperia推出了倒裝芯片LGA封裝。與傳統的引線框架封裝不同，倒裝芯片LGA通過消除鍵合線和銅引線框架，最大限度地減少寄生元件。這一設計帶來了卓越的性能和良好的信號完整性，同時滿足汽車行業的質量和可靠性標準。包括支持AOI功能的側邊可濕焊盤選項。

這種設計的優點包括顯著的性能提升。例如，2引腳DFN1006LD-2 FC-LGA封裝可將帶寬提高約5 GHz，而3引腳DFN1006LD-3封裝與傳統的2引腳DFN1006BD-2封裝相比，可將帶寬提高高達6 GHz。正是倒裝芯片LGA封裝中寄生元件的大幅縮小帶來了這些性能增強。

主要特性和優勢

超低電容：Cd <0.25 pF

深度回彈結合低至0.35 Ω的動態電阻

ESD保護穩健性高達15 kV (IEC61000-4-2)

非常優秀的RF、信號完整性和鉗位性能，針對高速網絡進行了優化

符合AEC-Q101/車規級標準

應用

汽車千兆級以太網

汽車信息娛樂系統：A/V監視器、顯示器、攝像頭

高速網絡：USB 3.2、HDMI 2.0

低電壓差分信號(LVDS)汽車

倒裝芯片LGA封裝比較

圖2：封裝性能比較：倒裝芯片LGA與相同尺寸的傳統引線框架封裝的比較。

Nexperia (安世半導體)

Nexperia(安世半導體)總部位于荷蘭，是一家在歐洲擁有豐富悠久發展歷史的全球性半導體公司，目前在歐洲、亞洲和美國共有14,000多名員工。作為基礎半導體器件開發和生產的領跑者，Nexperia(安世半導體)的器件被廣泛應用于汽車、工業、移動和消費等多個應用領域，幾乎為世界上所有電子設計的基本功能提供支持。

Nexperia(安世半導體)為全球客戶提供服務，每年的產品出貨量超過1,000億件。這些產品在效率(如工藝、尺寸、功率及性能)方面成為行業基準，獲得廣泛認可。Nexperia(安世半導體)擁有豐富的IP產品組合和持續擴充的產品范圍，并獲得了IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和ISO 45001標準認證，充分體現了公司對于創新、高效、可持續發展和滿足行業嚴苛要求的堅定承諾。

Nexperia：效率致勝。