Familia SPA® de

Matrices de diodos TVS

Protectores de sobretensión inducida por rayo y ESD de alto rendimiento diseñados para interfaces de E/S

Familia SPA® de matrices de diodo TVS de Littelfuse®

La familia SPA de dispositivos de matriz de diodo TVS Littelfuse está diseñada para proteger los aparatos electrónicos contra transitorios de voltaje muy rápidos y normalmente perjudiciales, como rayos y descargas electrostáticas (ESD). Ofrecen una solución de protección ideal para interfaces de E/S analógicas y digitales para los distintos mercados, incluidos el de los consumidores, el de las telecomunicaciones, el industrial, el médico, el de la informática, etc.

La descarga electrostática (ESD) es un transitorio eléctrico que presenta un peligro grave para los circuitos electrónicos. La causa más común es la fricción entre dos materiales diferentes, lo cual provoca una acumulación de cargas eléctricas en sus superficies. Comúnmente una de estas superficies es el cuerpo humano y, por lo general, esta carga estática alcanza un potencial de hasta 15,000 V. A 6,000 V de carga estática, un evento de ESD puede ser perjudicial para una persona. Las descargas de voltaje más bajo pueden ser imperceptibles, pero todavía pueden causar daños muy graves en circuitos y componentes electrónicos. Estos diodos sólidos pueden absorber los golpes de ESD repetitivos de manera segura, sin degradación del rendimiento, a un nivel máximo (Nivel 4) especificado en la norma internacional IEC 61000-4-2.

Descripción general
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Recursos técnicos

Protección de alto rendimiento contra voltaje transitorio con dispositivos que cumplen los requisitos más actuales de alto ancho de banda

Características principales:

• Rendimiento de fijación transitoria líder en el mercado
• Capacitancia ultrabaja para líneas de datos de alta velocidad
• ESD, IEC61000-4-2, hasta ±30 kV (contacto/aire)
• Sobrevoltaje inducido por rayo de hasta 150 A, 8x20 μs
• Matrices de ahorro de espacio y discretas (hasta 14 canales)
• Factores de forma tan pequeños como 0201 (0.6 mm x 0.3 mm)

¿Cómo funcionan?

Las matrices de diodos TVS de Littelfuse ofrecen una protección de alto nivel contra ESD, interferencias electromagnéticas (EMI), transitorios eléctricos rápidos (EFT) y rayos, principalmente para los circuitos de entrada digitales y analógicos sensibles en líneas de control, señales o datos accionadas por fuentes de alimentación.

Las SPA funcionan de dos maneras: primero, absorben los transitorios con diodos para dirigir la corriente; y, luego, un diodo de avalancha o Zener fija los niveles de voltaje. Esto evita que el dispositivo supere el voltaje nominal. Durante condiciones de falla de sobrevoltaje, el dispositivo debe tener un bajo voltaje de sujeción en la forma de onda de corriente especificada para proteger puertos y CI sensibles.

Durante el funcionamiento normal, el voltaje de supresión inverso debe ser superior al voltaje de funcionamiento/suministro del equipo, con baja corriente de fuga para evitar la carga de la fuente de alimentación. La capacitancia del dispositivo debe ser lo suficientemente baja para reducir la distorsión de la señal de entrada. El paquete del dispositivo debe tener un espacio pequeño y altura baja para permitir una disposición de placa de circuito impreso (PCB) de alta densidad.

El dispositivo debe soportar múltiples impulsos de ESD/EFT según lo especificado en IEC 61000-4-2.

¿Qué es un evento de voltaje transitorio y por qué debería preocuparme?

Los transitorios de voltaje se definen como sobrevoltajes de energía eléctrica de corta duración y se generan como resultado de la liberación repentina de energía previamente almacenada o inducida por otros medios, como grandes cargas inductivas o rayos. En los circuitos eléctricos o electrónicos, esta energía puede liberarse de manera predecible a través de acciones de interrupción controlada o puede inducirse de manera aleatoria en un circuito desde fuentes externas.

Con frecuencia, los transitorios repetidos se producen por el funcionamiento de motores y generadores, o por la interrupción de componentes de circuitos reactivos. Por otro lado, los transitorios aleatorios se generan normalmente por rayos y descargas electrostáticas (ESD). Por lo general, los rayos y las ESD se producen de manera impredecible y probablemente requieran un monitoreo elaborado para su medición precisa, especialmente si se inducen en el nivel de la placa de circuito. Varios grupos de estándares de la industria electrónica han analizado los eventos de voltaje transitorio con métodos aprobados de monitoreo o prueba. En la tabla a continuación, se muestran las características más importantes de una gran cantidad de transitorios.

	Voltaje	Corriente	Tiempo de ascenso	Duración
Iluminación	25 kV	20 kA	10 μs	1 ms
Conmutación	600 V	500 A	50 μs	500 ms
EMP	1 kV	10 A	20 ns	1 ms
ESD	15 kV	30 A	<1 ns	100 ns

¿Por qué aumenta la preocupación por los transitorios?

La miniaturización de componentes ha creado mayor sensibilidad a la tensión eléctrica. Los microprocesadores, por ejemplo, tienen estructuras y rutas conductoras que no pueden controlar los altos niveles de corriente de los transitorios de ESD. Estos componentes funcionan a niveles de voltaje muy bajos; por ello, las alteraciones de voltaje deben controlarse para evitar la interrupción de dispositivos y las fallas catastróficas o latentes.

Tipo de dispositivo	Vulnerabilidad (voltios)
VMOS	38-1800
MOSFET	100-200
GaAsFET	100-300
EPROM	100
JFET	140-7000
CMOS	250-3000
Diodos Schottky	300-2500
Transistores bipolares	380-7000
SCR	680-1000

En la actualidad, los microprocesadores sensibles son muy comunes en una amplia gama de dispositivos. Todos los tipos de productos, desde electrodomésticos (como lavavajillas) hasta controles industriales e incluso juguetes utilizan microprocesadores para mejorar la funcionalidad y la eficiencia.

La mayoría de los vehículos ahora también emplea varios sistemas electrónicos para controlar el motor, la temperatura, el frenado y –en algunos casos– la dirección, la tracción y los sistemas de seguridad.

Muchos de los componentes secundarios o de soporte (como motores eléctricos o accesorios) en electrodomésticos y automóviles presentan amenazas de transitorios para todo el sistema.

El diseño de circuitos meticuloso no solo debe considerar los escenarios ambientales, sino también los efectos potenciales de estos componentes relacionados. La tabla 2 a continuación muestra la vulnerabilidad de varias tecnologías de componentes.

Nombre de la serie	Esquema (ejemplo)	Nivel de ESD (contacto)	Cubierta de E/S	vRWM	Rayos (tP=8/20 μs)	Cantidad de canales	Opciones de paquetes
Protección contra descarga electrostática para uso general Protección para interfaces humanas (teclados, botones, interruptores, puertos de audio, etc.)
Nuevo SP1043		±12 kV	8 pF	6 V	1 A	1	01005 Flipchip
Nuevo SP3145		±20 kV	0.35 pF	3.3 V	1 A	1	01005 Flipchip
SP1003		±25 kV	30 pF (17 pF a 2.5 V)	5 V	7 A	1	SOD882
SP1003		±25 kV	30 pF (17 pF a 2.5 V)	5 V	7 A	1	SOD723
Nuevo SP1044		±30 kV	3 0pF	6 V	3 A	1	01005 Flipchip
SP1006		±30 kV	25 pF (15 pF a 2.5 V)	6 V	5 A	1	μDFN-2
Serie SPHV		±30 kV	25-60 pF	12-36 V	8 A	1	SOD882
Serie SD		±30 kV	50-350 pF	5-36 V	30 A	1	SOD323
SP1007		±8 kV	5 pF (3.5 pF a 5 V)	6 V	2 A	1	0201
SP1007		±8 kV	5 pF (3.5 pF a 5 V)	6 V	2 A	1	Pastilla dispersora
SP1002		±8 kV	6 pF (5 pF a 2,5 V)	6 V	2 A	1	SC70-3
SP1002		±8 kV	6 pF (5 pF a 2,5 V)	6 V	2 A	2	SC70-5
Nuevo SP24-01WTG-C-HV		±10 kV	10 pF	36 V	1.5 A	1	Pastilla dispersora
SP1014		±12 kV	6 pF	5 V	2 A	1	Pastilla dispersora
SP1021		±12 kV	6 pF	6 V	2 A	1	Pastilla dispersora 01005
SP1008		±15 kV	9 pF (6 pF a 5 V)	6 V	2.5 A	1	0201
SP1008		±15 kV	9 pF (6 pF a 5 V)	6 V	2.5 A	1	Pastilla dispersora
Nuevo SP24-01WTG-C-HV		±18 kV	13 pF	24 V	3 A	1	Pastilla dispersora
SM24CANA*		±24 kV	11 pF	24 V	3 A	2	SOT23-3
Nuevo SP1026		±30 kV	1 5pF	6 V	5 A	1	μDFN-2 (0201)
SP1020		±30 kV	20 pF	6 V	5 A	1	Pastilla dispersora 01005
Nuevo SP15-01WTG-C-HV		±30 kV	21 pF	15 V	5 A	1	Pastilla dispersora
Nuevo SP12-01WTG-C-HV		±30 kV	26 pF	12 V	8 A	1	Pastilla dispersora
SP1013		±30 kV	30 pF	5 V	8 A	1	Pastilla dispersora
SP1005		±30 kV	30 pF (23 pF a 2,5 V)	6 V	10 A	1	0201
SM24CANB*		±30 kV	30 pF	24 V	10 A	2	SOT23-3
SM712*		±30 kV	75 pF	-7 V a +12 V	19 A	2	SOT23-3
Serie SM*		±30 kV	400 pF	5-36 V	24 A	2	SOT23-3
Serie SD-C		±30 kV	200 pF	5-36 V	30 A	1	SOD323
SP1004	(se muestran 4 canales)	±8 kV	6 pF (5 pF a 1,5 V)	6 V	2 A	4	SOT953
SP1012		±15 kV	6.5 pF	5 V	3 A	5	Pastilla dispersora
SP1001		±15 kV	12 pF (8 pF a 2.5 V)	5.5 V	2 A	2	SC70-3
						2	SOT553
						4	SC70-5
						4	SOT553
						5	SC70-6
							SOT563
							SOT963
SP1011		±15 kV	12 pF (7 pF a 2.5 V)	6 V	2 A	4	μDFN-6 1.25x1.0 mm
SP050xBA		±30 kV	50 pF (30 pF a 2,5 V)	5.5 V	N/D	2	SOT23-3
						2	SC70-3
						3	SOT143
						4	SOT23-5
						4	SC70-5
						5	SOT23-6
						5	SC70-6
						6	MSOP-8
SP1015		±20 kV	5 pF	5 V	2 A	4	0.95X0.55MM Pastilla dispersora
Nombre de la serie	Esquema (ejemplo)	Nivel de ESD (contacto)	Cubierta de E/S	vRWM	Rayos (tP=8/20 μs)	Cantidad de canales	Opciones de paquetes
Protección contra ESD para uso general (Matrices de diodo SCR)
SP721		±4 kV	3 pF	30 V o (±15 V)	3 A	6	SOIC-8
SP721		±4 kV	3 pF	30 V o (±15 V)	3 A	6	PDIP-8
SP720		±4 kV	3 pF	30 V o (±15 V)	3 A	14	SOIC-16
SP720		±4 kV	3 pF	30 V o (±15 V)	3 A	14	PDIP-16
SP724		±8 kV	3 pF	20 V o (±10 V)	3 A	4	SOT23-6
SP723		±8 kV	5 pF	30 V o (±15 V)	7 A	6	SOIC-8
SP723		±8 kV	5 pF	30 V o (±15 V)	7 A	6	PDIP-8
SP725		±8 kV	5 pF	30 V o (±15 V)	14 A	4	SOIC-8
Nombre de la serie	Esquema (ejemplo)	Nivel de ESD (contacto)	Cubierta de E/S	vRWM	Rayos (tP=8/20 μs)	Cantidad de canales	Opciones de paquetes
Protección contra ESD de baja capacitancia Protección para líneas de datos (USB, HDMI, eSATA, etc.)
SESD		±20 kV	0.25 pF	7 V	2 A	1	0201 DFN*
		±20 kV	0.25 pF	7 V	2 A	1	0402 DFN*
		±22 kV	0.30 pF	7 V	2.5 A	1	0402 DFN
SP3021		±8 kV	0.50 pF	5 V	2 A	1	SOD882
Nuevo SP3118		±10 kV	0.30 pF	18 V	2 A	1	Pastilla dispersora 0201
Nuevo SP3118		±10 kV	0.30 pF	18 V	2 A	1	SOD882
Nuevo SP3130		±10 kV	0.30 pF	28 V	2 A	1	Pastilla dispersora 0201
Nuevo SP3130		±10 kV	0.30 pF	28 V	2 A	1	SOD882
SP3031		±10 kV	0.80 pF	5 V	2 A	1	SOD882
SP3022		±20 kV	0.35 pF	5.3 V	3 A	1	Pastilla dispersora 0201
SP3022		±20 kV	0.35 pF	5.3 V	3 A	1	SOD882*
SESD		±20 kV	0.13 pF	±7 V	2 A	1	0201 DFN*
		±20 kV	0.13 pF	±7 V	2 A	1	0402 DFN*
		±22 kV	0.15 pF	7 V	2.5 A	1	0402 DFN
SP0502B*	(se muestran 4 canales)	±15 kV	1 pF	5 V	2 A	2	SOT523
SESD		±20 kV	0.20 pF	7 V	2 A	2	0402 DFN
						4	0802 DFN
						4	1004 DFN*
						6	1103 DFN
		±22 kV	0.30 pF	7 V	2.2 A	2	0402 DFN
		±22 kV	0.30 pF	7 V	2.2 A	4	1004 DFn
SP1255*		±12 kV	0.50 pF (1300 pF Pin 1)	4 V (12 V Pin 1)	4 A (100 A Pin 1)	3	μDFN-6
SP3001		±8 kV	0.65 pF	6 V	2.5 A	4	SC70-6
SP3003		±8 kV	0.65 pF	6 V	2.5 A	2	SC70-5
							SOT553
							μDFN-61.6x1.0 mm
						4	SC70-6
						4	SOT563
						8	MSOP-10
SP3004		±12 kV	0.85 pF	6 V	4 A	4	SOT563
SP0504SHTG		±12 kV	0.85 pF	6 V	4.5 A	4	SOT23-6
SP3002		±12 kV	0.85 pF	6 V	4.5 A	4	SC70-6
							SOT23-6
							μDFN-61.6x1.6 mm
SP3014		±15 kV	1.0 pF	5 V	8 A	2	μDFN-6L 1.65x1.05 mm
Nuevo SP8142-04UTG		±22 kV	1.0 pF	5 V	2.5 A	4	μDFN-10 2.5 X 1.35 mm
SP0524PTUG		±12 kV	0.50 pF	5 V	4 A	4	μDFN-10 2.5x1.0 mm
Nuevo SP0544TUTG
SP3012-4
Nuevo SP8143-06UTG		±22 kV	1.0 pF	5 V	2.5 A	6	μDFN-16
SP3010		±8 kV	0.45 pF	6 V	3 A	4	μDFN-10 2.5x1.0 mm
SP3011		±8 kV	0.40 pF	6 V	3 A	6	μDFN-14 3.5x1.35 mm
SP3012-6		±12 kV	0.50 pF	5 V	4 A	6	μDFN-14 3.5x1.35 mm
Nuevo SP7538PUTG		±12 kV	0.50 pF	5 V	4 A	8	μDFN-9
Nombre de la serie	Esquema (ejemplo)	Nivel de ESD (contacto)	Cubierta de E/S	vRWM	Rayos (tP=8/20 μs)	Cantidad de canales	Opciones de paquetes
Protección contra sobrevoltaje inducido por rayo Protección para datos de banda ancha y líneas de comunicación (Ethernet, xDSL, etc.)
Nuevo SP1555		±30 kV	800 pF	15 V	120 A	1	μDFN - 6 1.8 x 2.0 mm
Nuevo SP1255-01UTG*		±30 kV	1300 - 2500 pF	13.5 V	160 A	1	μDFN - 6 1.8 x 2.0 mm
SP3312*		±30 kV	1.3 pF	3.3 V	15 A	4	μDFN-8
SP4022*	Unidireccional	±30 kV	1.3 pF	12 V	15 A	1	SOD323
SP4023*		±30 kV	1.3 pF	15 V	12 A	1	SOD323
SP4024*		±30 kV	1.3 pF	24 V	7 A	1	SOD323
SP4022-C*	Bidireccional	±30 kV	1.3 pF	12 V	15 A	1	SOD323
SP4023-C*		±30 kV	1.3 pF	15 V	12 A	1	SOD323
SP4024-C*		±30 kV	1.3 pF	24 V	7 A	1	SOD323
SLVU2.8		±30 kV	2 pF	2.8 V	40 A	1	SOT23-3
SLVU2.8		±30 kV	2 pF	2.8 V	40 A	1	SOT23-3
SLVU2.8-8		±30 kV	2.6 pF	2.8 V	30 A	8	SOIC-8
SP2502LBTG		±30 kV	5 pF	2.5 V	75 A	2	SOIC-8
SP4040		±30 kV	5 pF	2.5 V	75 A	2	SOIC-8
SR05		±30 kV	8 pF	5 V	25 A	2	SOT-143
LC03-3.3		±30 kV	9 pF	3.3 V	150 A	2	SOIC-8
Nuevo SP4042		±30 kV	11 pF	3.3 V	95 A	2	μDFN-10 (2.6 x 2.6 mm)
SP03-3.3		±30 kV	16 pF	3.3 V	150 A	2	SOIC-8
SP03-6		±30 kV	16 pF	6 V	150 A	2	SOIC-8
SP4044*		±30 kV	1.5 pF	2.8 V	24 A	4	MSOP-10
SP4045*		±30 kV	1.5 pF	3.3 V	24 A	4	MSOP-10
SLVU2.8-4		±30 kV	2 pF	2.8 V	40 A	4	SOIC-8
SRV05-4		±20 kV	2.4 pF	6 V	10 A	4	SOT23-6
SP3050		±20 kV	2.4 pF	6 V	10 A	4	SOT23-6
SP2504NUTG		±30 kV	3.5 pF	2.5 V	20 A	4	μDFN-10 (2.6 x 2.6)
SP4061		±30 kV	3.5 pF	2.5 V	20 A	4	μDFN-10 (2.6 x 2.6)
SP3304NUTG		±30 kV	3.5 pF	3.3 V	20 A	4	μDFN-10 (2.6 x 2.6)
SP4062		±30 kV	3.5 pF	3.3 V	20 A	4	μDFN-10 (2.6 x 2.6)
SP2574NUTG		±30 kV	5.0 pf	2.5 V	40 A	4	μDFN-10 (3.0x2.0 mm)
SRDA05		±30 kV	8 pF	5 V	30 A	4	SOIC-8
SP4060		±30 kV	4.4 pF	2.5 V	20 A	8	MSOP10
SP4065		±30 kV	4.4 pF	3.3 V	20 A	8	MSOP10
Nombre de la serie	Esquema (ejemplo)	Nivel de ESD (contacto)	Cubierta de E/S	vRWM	Atenuación de filtros EMI	Cantidad de canales	Opciones de paquetes
Dispositivos de ESD e EMI - Protección para las interfaces de visualización de dispositivos móviles (teléfonos móviles, dispositivos de navegación, etc.)
SP5001	(se muestran 4 canales)	±15 kV	1.3 pF	5 V	30 dB a 800 MHz	4	TDFN-10 2.5X2.0 mm
SP5002		±15 kV	1.3 pF	5 V	30 dB a 800 MHz	6	TDFN-16 4.0X2.0 mm
SP5003		±15 kV	1.3 pF	5 V	16 dB a 900 MHz	4	TDFN-10 2.5X2.0 mm
SP6001	(se muestran 4 canales)	±30 kV	24 pF (CDIODE=12 pF)	6 V	≥ -30 dB a 1 GHz	4	μDFN-8 1.7 mm x 1.35 mm
						6	μDFN-12 2.5 mm x 1.35 mm
						8	μDFN-16 3.3 mm x 1.35 mm
SP6002		±30 kV	30 pF (CDIODE=15 pF)	6 V	≥ -30 dB a 1 GHz	4	μDFN-8 1.7 mm x 1.35 mm
SP6002		±30 kV	30 pF (CDIODE=15 pF)	6 V	≥ -30 dB a 1 GHz	6	μDFN-12 2.5 mm x 1.35 mm

Nota: * Parte cualificada automática AEC-Q

Hojas de datos

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Catálogo de la matriz de diodo TVS (línea SPA®)

Los dispositivos SPA de Littelfuse están diseñados para proteger los aparatos electrónicos contra transitorios de voltaje muy rápidos y normalmente perjudiciales, como rayos y descargas electrostáticas (ESD). Ofrecen una solución de protección ideal para interfaces de E/S y líneas de señal analógica y digital en los mercados de computación y productos electrónicos portátiles de consumo.

Los dispositivos SPA de Littelfuse están disponibles en una amplia variedad de configuraciones de embalaje que incluye DIP, SOIC, MSOP, SOT23, SOT143, SC70, SOT5x3, SOT953, μDFN, SOD723 y pastilla dispersora. Ver catálogo

Guía de selección de matrices de diodo y TVS AEC-Q101

Esta guía de selección se centra en las aplicaciones de automoción y los productos que cumplan con los requisitos dentro de las categorías de productos de matrices de diodo TVS y Diodos TVS.

Nota de aplicación: Diseño de soluciones de protección para 10GbE/1BbE y PoE usando los arreglos de diodos TVS SP4044-04ATG/SP4045-04ATG

Los arreglos de diodos de TVS (supresor de voltaje transiente) de las series SP4044 y SP4045 de Littelfuse ofrecen a los diseñadores de circuito soluciones contra sobrevoltajes para las interfaces de 10 GbE o 1 GbE en paquetes MSOP-10 y SMT (tecnología de montaje en superficie) con factor de forma pequeño. Estos componentes combinan los beneficios de la carga de capacitancia baja en estado apagado y resistencia de dinámica baja con un régimen sólido contra sobretensión.

Guía para la protección de puertos: Guía de diseño de supresión de descarga electrostática (ESD) específica de la aplicación y en el nivel del sistema

Los diseñadores de los dispositivos eléctricos actuales han exigido más funciones con mayor flexibilidad y niveles más elevados de interacción con el usuario. Estas circunstancias han permitido impulsar el desarrollo de chipsets nanométricos con una gran cantidad de puertos o interfaces de usuario. Con la convergencia de estos dos elementos, los dispositivos electrónicos son más susceptibles a la ESD y requieren una solución más sólida. Ver guía

Nota de aplicación: Selección del dispositivo ESD adecuado

En la actualidad, los diseñadores de placa se enfrentan con una gran cantidad de opciones para la protección contra ESD. A menudo el diseñador se ve limitado por ciertas restricciones, como el grado de capacitancia parásita que su aplicación puede soportar o el nivel requerido de ESD que debe aprobar la placa sin presentar fallas. Con bastante frecuencia, las limitaciones no reducen la cantidad de dispositivos ESD disponibles a una lista manejable. Esta hoja informativa orientará al diseñador y lo ayudará a elegir el dispositivo de ESD que proporcionará la mayor probabilidad de obtener un diseño de primer paso satisfactorio. Ver nota de aplicación

Nota de aplicación: Consejos para mejorar la protección contra ESD

En esta hoja informativa, abordaremos varias técnicas que un diseñador de placas puede emplear para ayudarlo(la) a obtener el nivel requerido de ESD para su diseño, si los dispositivos de protección contra ESD elegidos no pasan la prueba de ESD en el sistema. Ver nota de aplicación

Nota de aplicación: Protección de circuitos contra ESD en puertos USB 3.0

Este artículo explica los problemas de manera más detallada y muestra los resultados de pruebas del diagrama visual USB 3.0 para demostrar por qué la matriz de protección de silicio adecuada es la mejor tecnología para proteger aplicaciones USB 3.0 contra ESD. Ver nota de aplicación

Nota de aplicación: Protección contra rayos, ESD y EFT en puertos Ethernet

Comprender la naturaleza y la "direccionalidad" de los eventos indicados anteriormente ayudará al diseñador a saber cómo brindar la mejor protección para un puerto Ethernet y, lo que es más importante, a saber cómo las conexiones de clavija del dispositivo afectarán el rendimiento del sistema. Ver nota de aplicación

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