高性能NBSG16差分接收器/驱动器：高频应用的理想之选

在电子工程的高频应用领域，一款优秀的差分接收器/驱动器至关重要。今天我们就来详细探讨安森美半导体（ON Semiconductor）推出的NBSG16，它采用SiGe工艺，能很好地满足高频应用需求。

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一、器件概述

NBSG16是一款针对高频应用的差分接收器/驱动器。在功能上，它与EP16和LVEP16器件相当，但具备更高的带宽和更低的电磁干扰（EMI）能力。其输入集成了内部50Ω终端电阻，能接收多种信号类型，如NECL、PECL、HSTL、LVTTL、LVCMOS、CML或LVDS；输出则为400 mV的RSECL（Reduced Swing ECL）。

同时，该器件有内部生成的电压源引脚 $V{BB}$ 和 $V{MM}$。$V{BB}$ 用作单端NECL或PECL输入的参考电压，$V{MM}$ 用作LVCMOS输入的参考电压。对于单端输入情况，未使用的互补差分输入需连接到 $V{BB}$ 或 $V{MM}$ 作为开关参考电压，这两者还可以对交流耦合输入进行再偏置。使用时，要通过0.01μF电容对 $V{BB}$ 和 $V{MM}$ 进行去耦，并将电流源或吸收电流限制在0.5 mA；不使用时，应使其输出悬空。

二、卓越特性

高频性能

• 最大输入时钟频率典型值大于12 GHz，最大输入数据速率典型值大于12 Gb/s，非常适合高速数据传输和处理应用。
• 典型传播延迟为120 ps，典型上升和下降时间为40 ps，能快速响应输入信号变化，确保信号传输的及时性和准确性。

输出灵活性

• 具有RSPECL输出，工作范围为 $V{CC}=2.375 V$ 至3.465 V（$V{EE}=0 V$）；也有RSNECL输出，适用于RSNECL或NECL输入，工作范围为 $V{CC}=0 V$，$V{EE}=-2.375 V$ 至 -3.465 V。
• RSECL输出电平为400 mV峰 - 峰值，且为差分输出，能有效减少干扰和噪声。

兼容性与封装

• 内部输入终端电阻为50Ω，与现有的2.5 V/3.3 V LVEP、EP和LVEL器件兼容，方便工程师进行系统升级和替换。
• 提供无铅封装选项，符合环保要求，适用于对环保有严格要求的应用场景。

三、引脚说明与注意事项

引脚说明

NBSG16有不同的封装形式，如BGA - 16和QFN - 16，各引脚功能明确。例如，C2和B2为内部50Ω终端引脚VTD；C1和B1为输入引脚，可接收多种信号类型；B4和C4为RSECL输出引脚等。同时，$V{EE}$ 为负电源电压引脚，$V{CC}$ 为正电源电压引脚，$V{MM}$ 为LVCMOS参考电压输出引脚，$V{BB}$ 为ECL参考电压输出引脚。

注意事项

• NC引脚必须保持悬空，所有 $V{CC}$ 和 $V{EE}$ 引脚需外部连接到电源，以保证器件正常工作。
• 封装底部的散热焊盘要连接到散热通道，以提高散热性能，确保器件在工作过程中能保持稳定的温度。
• 在差分配置中，当输入终端引脚（VTD，VTD）连接到公共终端电压且无信号输入时，器件可能会出现自振荡现象，设计时需特别注意。

四、接口选项与特性参数

接口选项

根据不同的信号类型，NBSG16提供了多种接口连接方式。例如，CML接口需将VTD和VTD连接到 $V{CC}$；LVDS接口则将VTD和VTD连接在一起；对于交流耦合接口，要将VTD和VTD输入偏置在（$V{IHCMR}$）共模范围内等。

特性参数

• 内部输入下拉电阻（D，D）为75 kΩ，内部输入上拉电阻（D）为36.5 kΩ。
• 静电放电（ESD）保护方面，人体模型大于2 kV，机器模型大于100 V，能有效保护器件免受静电损害。
• 不同封装的湿度敏感度不同，如FCBGA - 16的有铅封装为3级，无铅封装为3级；QFN - 16的有铅封装为1级，无铅封装为1级。
• 可燃性等级为UL 94 V - 0，氧指数在28至34之间，具有良好的阻燃性能。
• 晶体管数量为167个，能很好地满足复杂电路的设计需求。
• 该器件符合或超过JEDEC规范EIA - JESD78 IC闩锁测试标准，保证了器件的可靠性和稳定性。

五、电气特性与性能指标

最大额定值

• 电源电压方面，$V{CC}$ 最大为3.6 V（$V{EE}=0 V$），$V{EE}$ 最小为 -3.6 V（$V{CC}=0 V$）。
• 输入电压范围，正输入电压 $V{I}$ 最大为3.6 V（$V{EE}=0 V$），负输入电压 $V{I}$ 最小为 -3.6 V（$V{CC}=0 V$）。
• 输出电流连续值最大为25 mA，浪涌值最大为50 mA。
• $V{BB}$ 和 $V{MM}$ 的吸收/源电流最大为1 mA。
• 工作温度范围为 -40°C至 +85°C，存储温度范围为 -65°C至 +150°C。
• 不同封装和工作条件下的热阻有所不同，如FCBGA - 16在不同风速下的热阻为86°C/W至108°C/W，QFN - 16为35.2°C/W至41.6°C/W；结到外壳的热阻，FCBGA - 16为5°C/W，QFN - 16为4.0°C/W。
• 波峰焊温度有铅为225°C，无铅为265°C。

直流和交流特性

• 不同电源电压（如 $V{CC}=2.5 V$、$V{CC}=3.3 V$ 等）和输入输出配置下，器件的直流特性参数（如负电源电流、输出高电压、输出电压幅度等）有所不同，但都能在规定的温度范围内保持稳定。
• 交流特性方面，最大频率典型值为12 GHz，传播延迟在90 ps至145 ps之间，占空比失调在3 ps至15 ps之间，RMS随机时钟抖动在0.2 ps至2 ps之间等，这些参数展示了器件在高频下的良好性能。

六、订购与封装信息

订购信息

NBSG16有多种不同封装和型号可供选择，如FCBGA - 16和QFN - 16封装，且都有有铅和无铅版本。同时，提供了多种包装形式，如卷带包装和托盘包装等，方便不同用户的采购需求。

封装尺寸

文档详细给出了FCBGA - 16和QFN - 16封装的尺寸信息和公差要求，在PCB设计时，工程师可根据这些信息进行合理的布局和布线，以确保器件的安装和使用。

NBSG16凭借其出色的高频性能、丰富的接口选项、良好的兼容性和可靠性，成为高频应用领域的一款优秀器件。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用场景和需求，合理选择器件的封装、电源配置和接口连接方式，以充分发挥其性能优势。你在使用类似器件时遇到过哪些问题呢？欢迎交流分享。