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VOOHU TVSダイオード・ESD保護デバイス製品

保護部品

TVSダイオード・ESD保護デバイス

TVSダイオードはサージエネルギーを吸収し、ESDデバイスは極めて低い静電容量で高速な静電気放電をクランプします。どちらも電圧をクランプしますが、想定する現象が異なります。まず何から保護するかを明確にし、次にスタンドオフ電圧、クランプ電圧、静電容量をポートに合わせてください。

型番検索・選定

TVSダイオード・ESD保護デバイスの型番を検索

この表では、海外サイトの現行製品データ、公開済みの選定項目、型番別の技術資料リンクを使用しています。

※画像列と型番列は固定されています。横にドラッグしてすべての仕様を確認できます

TVSダイオード・ESD保護デバイスの選定結果
画像 型番 データシート 比較 ダウンロード 極性Vrwm/VVesd 気中放電/接触放電Cj(pF)パッケージ動作温度 サンプル
VOOHU WHALD03G4U TVSダイオード・ESD保護デバイス WHALD03G4U SPEC ESD3.3±15KV/±12KV0.3DFN2510-10L-40~125°C
VOOHU WHTA5V01P2C TVSダイオード・ESD保護デバイス WHTA5V01P2C SPEC ESD5±20KV/±20KV1.2SOT-363-40~125°C
VOOHU WHTA3V30P8B TVSダイオード・ESD保護デバイス WHTA3V30P8B SPEC ESD3.3±30KV/±30KV0.8SOD323-40~125°C

極性別

極性別のTVSダイオード・ESDダイオードの種類

まず極性で絞り込みます。単方向TVSはDC電源レールに適し、双方向TVSまたは双方向ESD部品はAC、差動、バスの各ラインに適しています。

選定方法

TVSダイオード・ESD保護ダイオードの選び方

過渡現象の種類を特定し、極性を決め、電圧ウィンドウを設定したうえで、ラインが許容できる静電容量を確認します。

  1. 01

    過渡現象の種類を特定する

    雷の誘導やスイッチングによるサージには、ピークパルス電力で定格が示されたTVSダイオードが必要です。コネクターを通じた静電気放電には、付加する静電容量がごく小さいESD保護が必要です。

  2. 02

    極性を確定する

    単方向TVSダイオードは、負にならないDC電源レールに適しています。差動ペア、AC信号、グランドの正負両側に振れるバスには双方向品が必要です。

  3. 03

    電圧ウィンドウを設定する

    VRWMはリップルと許容差を含む通常時の最高ライン電圧より高く、想定サージ電流でのクランプ電圧は保護対象ピンの絶対最大定格より低くします。

  4. 04

    静電容量の許容量を確認する

    接合容量は信号の負荷になります。USB、HDMI、イーサネットのペアでは低静電容量のESDダイオードを選び、部品を実装した状態でアイパターンを確認してください。

パラメータ

比較すべきTVSダイオード・ESDダイオードの定格

VRWM、ブレークダウン電圧、クランプ電圧は1つの電圧ウィンドウとして読み、パルス定格は同じ波形どうしでのみ比較してください。

01

スタンドオフ電圧(VRWM)

漏れ電流のみが流れる状態で部品が保持できる逆方向動作電圧です。最大ライン電圧より高く設定してください。そうしないと通常動作中に部品が導通します。

02

ブレークダウン電圧(VBR)

アバランシェ導通が始まる電圧で、規定の小さな試験電流で測定されます。VRWMとクランプ電圧の間に位置し、許容差によってばらつくため、上限と下限の両方を確認してください。

03

クランプ電圧(VC)

規定のピークパルス電流を流している間に部品両端にかかる電圧です。保護対象ピンが実際に受けるストレスはこの電圧であるため、候補は同じIppで比較してください。

04

ピークパルス電流(Ipp)と電力

どちらも規定波形で示され、一般に電流は8/20µs、TVSの電力定格は10/1000µsです。異なる波形で得られた定格は比較できません。

05

ESD耐量(気中/接触)

選定表ではESD耐量を気中放電電圧と接触放電電圧で記載しています。その数値がどの規格(通常はIEC 61000-4-2)のどのレベルに基づくかを、データシートで確認してください。

06

接合容量(Cj)

信号にかかる負荷で、pF単位で記載されています。高速差動ペアには最も低い値が必要ですが、電源レールでサージエネルギーを想定して選定するTVSであれば、はるかに大きな値も許容できます。

07

漏れ電流(IR)

VRWMで流れる電流です。バッテリー駆動のラインや高インピーダンスのラインでは、室温だけでなく動作温度範囲の上限での最大値を確認してください。

08

極性

単方向品は逆方向でクランプし、順方向では通常のダイオードと同様に導通します。双方向品は両方向で対称にクランプします。

比較

TVSダイオードとESD保護ダイオード、その他のサージ対策部品の比較

TVSダイオードは静電容量と引き換えにサージエネルギー耐量を確保し、ESDサプレッサはエネルギー定格を抑える代わりに非常に低い静電容量を実現します。GDTやMOVは、さらに上流でより大きなサージを受け止めます。

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極性型番数Vrwm/VVesd 気中放電/接触放電Cj(pF)パッケージ動作温度操作
双方向TVS158--DO-214AB-60~150°C絞り込み →
ESD33.3, 5±15KV/±12KV、±20KV/±20KV、±30KV/±30KV0.3, 0.8, 1.2SOD323、SOT-363、DFN2510-10L-40~125°C絞り込み →
双方向ESD130±30KV/±30KV0.9SOT-23-40~125°C絞り込み →

用途別確認

ポート別のTVSダイオード・ESD保護の配置

ポートごとに制約が異なります。USBとイーサネットではデータレート、電源入力ではレール電圧、フィールドバスではコモンモード電圧範囲が制約になります。

イーサネット

RJ45ポートでのイーサネットESD保護

  • RJ45のESD保護は、磁気部品のケーブル側にもPHY側にも配置できます。どちらにするかは、ポートが適合すべきサージレベルと磁気部品の絶縁定格によって決まります。
  • イーサネットPHYのESD保護では、MDIペアに低静電容量のTVSアレイを配置すると反射損失を抑えられます。
  • クランプ電圧をMDIピンの絶対最大定格と比較し、PHYベンダーのリファレンスデザインに従ってください。
USB・映像

USB、HDMI、高速シリアルリンクのESD保護

  • まず静電容量で選びます。データレートが高いほど、各ラインで許容できるCjは低くなります。
  • SOT-363やDFN2510-10Lなどのパッケージに収めた多ラインESDアレイは、1つの部品に複数のラインを通せます。チャネル数とピン配置をデータシートで確認してください。
  • VBUSは、VRWMがバス電圧をカバーする部品で保護してください。VRWMが3.3VのデータラインESDダイオードは、5Vレールで導通する可能性があります。
電源入力

DC電源レールのTVSダイオード

  • 単方向TVSダイオードは単一極性のレールに適しています。VRWMは最悪条件のレール電圧より高く設定し、レールにホットプラグ時のオーバーシュートがかかる場合はそれも含めてください。
  • SMAJ、SMBJ、SMCJのシリーズ名は、それぞれSMA(DO-214AC)、SMB(DO-214AA)、SMC(DO-214AB)の外形を指し、ピークパルス電力はパッケージサイズが大きいほど高くなります。
  • 想定サージ電流でのクランプ電圧を、後段のレギュレータの入力定格と照合してください。
フィールドバス

CAN・RS-485ラインの双方向TVSダイオード

  • バスラインはグランドオフセットや配線不良によって負電圧を受けることがあるため、通常は双方向TVSダイオードを選びます。
  • VRWMは信号振幅だけでなく、トランシーバーが規定するコモンモード電圧範囲よりも高く設定してください。
  • 付加される静電容量を、バスのデータレートとノード数に照らして確認してください。
技術サポートに相談 →

技術資料

TVSダイオードのデータシートとESDダイオードの資料

各データシートには、クランプ特性曲線、試験波形でのIpp、規定バイアスでのCj、パッケージ外形が記載されています。

5
PDFデータシート掲載数
0
3Dファイル掲載数
0
PCBフットプリント掲載数

VOOHUが公開する製品情報は、エンジニアリングチームが確認しています。仕様、ダウンロード資料、技術サポート情報は型番ごとに紐付けられているため、サンプルや見積もりを依頼する前に確認できます。

カテゴリー概要

TVSダイオードかESD保護か:技術と極性

過渡電圧サプレッサとESDサプレッサは、いずれも電圧がしきい値を超えるとラインをクランプします。違いは、想定する事象、付加する静電容量、片方向だけをクランプするか両方向をクランプするかにあります。

01

サージエネルギーか静電気放電か

TVSダイオード(サージ保護ダイオードと表記される場合もあります)は、雷の誘導結合や誘導性負荷のスイッチングによるサージエネルギーを想定して選定します。データシートでは規定波形でのピークパルス電力とピークパルス電流が定格として示され、ポートをIEC 61000-4-5で試験する場合は一般に8/20µsの電流波形が用いられます。ESDダイオードは高速で低エネルギーの静電気放電を想定して選定され、気中放電電圧と接触放電電圧で定格が示されます。また、静電容量を低く抑えるために接合が小さく作られています。

想定する事象を誤って部品を選定すると、誤った結果になります。サージにさらされる電源入力にESDダイオードを使うと最初の雷サージで破壊されることがあり、マルチギガビットのペアに電力定格のTVSダイオードを使うとアイパターンが閉じることがあります。

02

単方向TVSダイオードか双方向TVSダイオードか

単方向TVSダイオードは逆方向でクランプし、順方向では通常の整流ダイオードと同様に導通するため、負の過渡電圧は順方向電圧に抑えられます。これは単一極性のDC電源レールに適しています。双方向TVSダイオードは対称にクランプするため、AC信号、オーディオライン、差動ペア、コモンモードオフセットのあるバスではこちらが必要です。

SMAJ、SMBJ、SMCJ系列の業界で一般的な命名では、サフィックスのCが双方向品を示します。命名はサプライヤーによって異なるため、型番ではなくデータシートの記号と定格で極性を確認してください。

03

低静電容量ESDダイオードとTVSアレイ

高速ラインでは保護素子が信号と並列に入るため、その静電容量はドライバーがエッジごとに充電しなければならない負荷になります。低静電容量ESDダイオードや多ラインTVSアレイを使えば、この負荷をUSB、HDMI、イーサネットのペアで許容できる程度に小さく抑えられます。また、ペアの両ラインを1つのESDアレイにまとめると、両ラインの負荷が揃います。

ステアリングダイオードアレイは、大きなクランプ素子に小さなダイオードを直列に配置することで低静電容量を実現します。その代償としてクランプ経路に順方向電圧降下が加わり、クランプ性能も依然としてレイアウトとグラウンドインダクタンスに左右されます。静電容量の数値だけに頼らず、部品を実装したうえでアイパターンと反射損失を測定してください。

よくあるご質問

TVSダイオード・ESD保護のFAQ

TVSダイオードとESDダイオードの違い、極性、VRWM、イーサネットとUSBでの配置、シリーズ名についてお答えします。

TVSダイオードとESDダイオードの違いは何ですか?

どちらも、電圧が設定されたしきい値を超えるとラインをクランプします。TVSダイオードはサージエネルギーを想定して選定され、規定波形でのピークパルス電力とIppで定格が示されます。ESDダイオードは高速な静電気放電を想定して選定され、気中放電と接触放電のkV値で定格が示され、はるかに低い静電容量で設計されています。まずポートが受ける事象で選び、次にラインが許容できる静電容量で選んでください。

単方向TVSダイオードと双方向TVSダイオードのどちらを使うべきですか?

負にならないDC電源レールには単方向品を使います。単方向品は負の過渡電圧も順方向電圧に抑えます。AC信号、トランス結合の差動ペア、コモンモード電圧範囲がグランドより下まで及ぶCANやRS-485バスなど、グランドの正負両側に振れるラインには双方向品を使います。このようなラインに単方向品を使うと、負側に振れるたびに導通して信号が歪みます。

VRWM、ブレークダウン電圧、クランプ電圧はどのような関係ですか?

この順に電圧が高くなります。VRWMは漏れ電流のみが流れる状態で部品が保持できる最高電圧、ブレークダウン電圧は小さな試験電流で導通が始まる電圧、クランプ電圧は規定のピークパルス電流を流したときに部品両端に残る電圧です。VRWMは最大動作電圧より高くし、想定Ippでのクランプ電圧が保護対象ICの耐えられる電圧を下回ることを確認してください。

RJ45ジャックに磁気部品が内蔵されていても、イーサネットにTVSダイオードは必要ですか?

多くの場合は必要です。トランスはラインを絶縁し、コモンモードエネルギーの多くを除去しますが、差動サージや巻線を介して結合したエネルギーはPHYまで届きます。イーサネット用TVSダイオードが必要かどうかは、ポートが適合すべきサージレベルとPHY自体の定格によって決まるため、省略する前に両方を確認してください。

イーサネットのESD保護はどこに配置すべきですか?

過渡電圧が侵入する箇所の近くに、短く幅の広いリターン経路を確保して配置します。磁気部品のPHY側では、MDIペアに低静電容量のイーサネットESD保護ダイオードアレイを配置する構成が一般的です。ケーブル側に配置する部品は、ポートの絶縁定格も満たす必要があります。推奨位置はPHYによって異なるため、PHYベンダーのリファレンスデザインを確認してください。

USBのESD保護では、どの程度の静電容量まで許容できますか?

データレートによります。USB 2.0のデータラインは、サブピコファラドの部品が標準となるUSB 3.xのSuperSpeedペアより余裕があります。データシートに記載されたバイアスと周波数での静電容量を確認したうえで、完成基板でアイパターンを確認してください。

TVSダイオードの型番にあるSMAJ、SMBJ、SMCJは何を意味しますか?

パッケージサイズに対応した、広く使われているシリーズ名です。SMAJはSMA外形(DO-214AC)、SMBJはSMB(DO-214AA)、SMCJはSMC(DO-214AB)に対応します。外形が大きいほどピークパルス電力定格が高くなります。この接頭辞が示すのはパッケージと電力クラスであり、正確な定格ではないため、データシートでVRWM、クランプ電圧、Ippを比較してください。

TVSダイオードやESD保護のサンプルはどのように入手できますか?

候補の型番、数量、必要な時期をお送りください。選定中の場合は、ポート、その動作電圧、適合すべきESDまたはサージのレベル、データレートをお知らせください。評価用サンプルをご用意しており、一部の部品は無償で提供しています。プロジェクトに合った選択肢は、当社FAEチームが喜んでご確認いたします。

エンジニアサポート

製品選定後のご相談

候補型番と、確認が必要な条件をお送りください。候補が明確になった後にサンプル支援を追加でき、商取引に関するご質問も同じ技術相談の中でご相談いただけます。

  1. 1選択した型番
  2. 2エンジニア確認
  3. 3サンプル申請
  4. 4商談

代替品評価をご希望の場合

  • 元の型番とデータシート

    資料のリビジョンも記載してください

  • 動作条件

    温度、絶縁電圧、PoE電流の条件

  • パッケージ制約

    ピン数、ピッチ、ピン列間隔

  • プロジェクト段階と年間数量

    サンプルと評価の優先度確認に使用します

  • 希望確認日

    候補と相違点の比較が必要な時期

エンジニア確認により候補型番を選び、相違点をご説明します。

サンプル・見積もりをご希望の場合

  • 候補型番

    選定表またはエンジニア確認で選んだ型番

  • 数量とプロジェクト段階

    試作/パイロット生産/量産

  • 希望納期

    サンプルと量産の時期を分けて記載してください

  • 必要資料

    適合資料、材料宣言、第三者機関レポートなど

サンプルは評価用にご用意しており、一部の型番は無償です。プロジェクトに合わせた選択肢はFAEチームがご案内します。営業担当者より営業日にご回答します。

お客様の情報は、このサポート依頼への回答にのみ使用します。

公開済みの代替品評価 代替候補をすべて見る

パラメータ比較

選択した型番を比較

相違点は確認用に表示しています。最終値と資料のリビジョンは、各型番のデータシートで確認してください。