Product Overview
产品简介
NSi8121 系列是纳芯微电子（Novosense）推出的高可靠性双通道数字隔离器，基于自主研发的第三代 电容隔离技术（Capacitive Isolation），在极小的 SOIC-8 封装内实现高达 3.75kVrms 的隔离耐压（部分型号可达 5kVrms），支持 DC~150Mbps 高速数据传输， 典型传播延时仅 9ns，功耗低至 1.5mA/ch。 产品通过 AEC-Q100 Grade 1 汽车级认证、UL1577、VDE 0884-17（IEC 60747-17）等多项国际安规认证， 隔离栅设计寿命超过 60 年，是替代传统光耦的理想方案。
核心优势
高隔离耐压
隔离耐压 3.75kVrms（1分钟测试），部分型号支持 5kVrms，符合 UL1577 及 VDE 0884-17 标准
高共模抗扰
CMTI 共模瞬态抗扰度典型值 150kV/μs，有效抑制高 dv/dt 噪声环境下的干扰
超低功耗
典型工作电流仅 1.5mA/ch（@1Mbps），远低于传统光耦 10~20mA，显著降低系统总功耗
高速传输
支持 DC~150Mbps 数据传输，典型传播延时仅 9ns，脉宽失真 <3ns，满足高速协议要求
超小封装
SOIC-8 窄体封装（5.00×4.00mm），引脚间距 1.27mm，PIN-TO-PIN 兼容主流竞品，直接替换
超长隔离寿命
隔离栅设计寿命超过 60 年（额定工作电压下），无 LED 老化问题，长期可靠运行
产品系列型号一览
| 型号 | 隔离耐压 | 通道配置 | 默认输出 | 封装 | 典型延时 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| NSi8121N0 | 3.75kVrms | 双正向（2F） | 高电平 | SOIC-8 | 9ns | 标准通用型号 |
| NSi8121N1 | 3.75kVrms | 双正向（2F） | 高电平 | SOIC-8 | 9ns | 输出默认状态配置 |
| NSi8122N1 | 3.75kVrms | 1正向+1反向（1F1R） | 高电平 | SOIC-8 | 15ns | 适合双向总线隔离 |
| NSi8121（宽体） | 5kVrms | 双正向（2F） | 高/低可选 | SOIC-16 | 9ns | 高隔离耐压版本 |
典型应用领域
汽车电子
电机驱动、BMS、OBC、域控制器之间的信号隔离
工业控制
PLC、变频器、伺服驱动器、现场总线的信号隔离
通信设备
5G 基站、交换机、工业以太网的隔离通信
电力与新能源
光伏逆变器、储能变流器、充电桩的隔离信号
Specifications
产品参数
| 参数 | 符号 | 典型值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 通道数 | — | 2 | 通道 | 双通道配置 |
| 数据速率 | DR | DC~150 | Mbps | 最高支持 150Mbps，NRZ 码 |
| 传播延时（典型） | tPHL/tPLH | 9 | ns | @5V，CL=15pF |
| 脉宽失真 | PWD | <3 | ns | 典型值 |
| 通道间延迟匹配 | tSK | 3 | ns | 最大值 |
| 封装 | — | SOIC-8 | — | 窄体，引脚间距 1.27mm |
| PCB 占用面积 | — | ≈20 | mm² | 约 5.0×4.0mm |
| 通道方向配置 | — | 多种 | — | 2F / 1F1R 可选，支持上电复位 |
| 默认输出 | — | 高/低 | — | 可通过型号选择，默认高电平 |
| 参数 | 符号 | 最小 | 典型 | 最大 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 电源电压 | VCC1, VCC2 | 2.5 | 3.3/5.0 | 5.5 | V | 双电源独立供电，可不同电平 |
| 静态电流（每通道） | IDD | — | 1.5 | — | mA | @1Mbps，无负载 |
| 供电电流（150Mbps） | IDD | — | 4.5 | — | mA/ch | @150Mbps |
| 待机电流 | IDDQ | — | 0.1 | — | mA | 无信号输入时 |
| 输入高电平 | VIH | 0.7×VCC | — | — | V | — |
| 输入低电平 | VIL | — | — | 0.3×VCC | V | — |
| 输出高驱动电流 | IOH | -4 | — | — | mA | @VOL=0.4V |
| 输出低驱动电流 | IOL | 4 | — | — | mA | @VOH=VCC-0.4V |
| 参数 | 符号 | 最小 | 典型 | 最大 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 最大数据传输速率 | DR | 150 | — | — | Mbps | NRZ 码 |
| 上升沿时间 | tR | — | 2 | — | ns | @5V，CL=15pF |
| 下降沿时间 | tF | — | 2 | — | ns | @5V，CL=15pF |
| 共模瞬态抗扰度 | CMTI | ±100 | ±150 | — | kV/μs | 典型值 ±150kV/μs |
| ESD（HBM） | — | ±6 | — | — | kV | 芯片级 HBM |
| ESD（CDM） | — | ±1.5 | — | — | kV | 元件充电模型 |
| 浪涌（Surge） | — | — | ±4 | — | kV | 系统级 Surge 抗扰 |
| 参数 | 符号 | 值 | 单位 | 测试条件 |
|---|---|---|---|---|
| 隔离耐压 | VISO | 3,750 | Vrms | 50/60Hz, 1分钟（UL1577） |
| 峰值隔离电压 | VIORM | 560 | Vpeak | VDE 0884-17 |
| 浪涌测试电压 | VIOSM | 7,000 | Vpeak | 1.2/50μs 波形 |
| 隔离阻抗 | RISO | >10¹² | Ω | — |
| 隔离电容 | CISO | <1 | pF | @1MHz |
| 隔离栅寿命 | — | >60 | 年 | 额定工作电压下 |
| 爬电距离 | — | >4.0 | mm | SOIC-8 窄体 |
| 参数 | 最小 | 最大 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 电源电压（VCC1, VCC2） | -0.5 | 7.0 | V | 绝对最大值 |
| 输入电压（逻辑输入） | -0.5 | VCC+0.5 | V | — |
| 输出电压 | -0.5 | VCC+0.5 | V | — |
| 平均输出电流 | -10 | +10 | mA | — |
| 存储温度 | -65 | +150 | ℃ | — |
| 工作温度 | -40 | +125 | ℃ | AEC-Q100 Grade 1 |
| 焊接温度（回流焊） | — | 260 | ℃ | 峰值 10 秒 |
| ESD（HBM） | -6 | +6 | kV | 人体模型 |
与光耦替代对比表
| 特性 | NSi8121（数字隔离器） | 传统光耦 | 优势 |
|---|---|---|---|
| 隔离寿命 | >60 年 | LED 老化，约 5~10 年 | ✅ 长 6 倍以上 |
| 传播延时 | 9ns（典型） | 3~20μs | ✅ 快 300 倍以上 |
| 数据速率 | DC~150Mbps | DC~250kHz | ✅ 宽 600 倍 |
| CMTI | 150kV/μs | 10~30kV/μs | ✅ 抗扰性提升 5 倍 |
| 工作电流 | 1.5mA/ch | 5~20mA/ch | ✅ 功耗降低 70%+ |
| 时序特性 | 固定，通道匹配 3ns | CTR 离散性大 | ✅ 时序可靠稳定 |
| 温度范围 | -40~125℃ | -40~85℃ | ✅ 宽温工作 |
| 隔离耐压 | 3.75kVrms | 3.75kVrms | ✅ 同等级 |
Product Details
产品详情
技术原理 — 第三代电容隔离
NSi8121 系列基于纳芯微自主研发的第三代电容隔离技术（Capacitive Isolation）。 该技术采用 SiO₂ 作为隔离介质，通过片上高频变压器实现数字信号的跨越隔离栅传输。 输入端采用OOK调制（On-Off Keying）将数字信号调制到高频载波上， 通过隔离电容传输到副边后，由解调电路还原为原始数字信号。 整个传输过程无光电器件、无 LED 老化、无光学效率衰减， 实现了真正意义上超长寿命、超高速、超低功耗的工业级数字隔离。
技术亮点
60年隔离寿命
SiO₂ 隔离介质性能稳定，隔离栅设计寿命超过 60 年，远超光耦 5~10 年寿命
超高速低功耗
150Mbps 满速运行时功耗仅 4.5mA/ch，DC~1Mbps 低速时 1.5mA/ch，待机仅 0.1mA
精确时序
典型传播延时 9ns，脉宽失真 <3ns，通道间匹配 3ns，适合高速 SPI 和时钟同步
增强 EMC
系统级 ESD（±6kV HBM）、EFT（快速群脉冲）、Surge（±4kV）全面增强设计
封装与尺寸（SOIC-8）
封装类型
SOIC-8 窄体（NB, Narrow Body），JEDEC MSL-3
封装尺寸
5.00×4.00mm（宽×长），整体高度 1.75mm（Max）
PCB 占板面积
约 20mm²，比传统 DIP-8 减少 75% 面积
引脚兼容
PIN-TO-PIN 兼容主流数字隔离器竞品，无需更改 PCB 即可替换
典型应用电路
推荐应用电路注意事项：
去耦电容
VCC1 和 VCC2 引脚各就近放置 ≥0.1μF 陶瓷去耦电容，PCB 走线尽量短粗
异电平支持
VCC1（2.5~5.5V）和 VCC2（2.5~5.5V）可独立供电，天然支持 3.3V/5V 异电平混用
隔离带设计
原边与副边之间保持 ≥3mm 隔离走线带，避免金属走线跨越隔离栅
热设计
持续工作时注意芯片结温，环境温度 + 功耗 × 热阻 < 125℃
Pinout
引脚定义（SOIC-8）
NSi8121N0 / NSi8121N1 引脚定义（双正向 2F）
| PIN | 名称 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC1 | 电源 | 原边电源输入（2.5~5.5V） |
| 2 | GND1 | 地 | 原边参考地 |
| 3 | INA | 数字输入 | 通道 A 输入（原边），内置施密特触发器 |
| 4 | INB | 数字输入 | 通道 B 输入（原边），内置施密特触发器 |
| 5 | GND2 | 地 | 副边参考地，与 GND1 电气隔离 |
| 6 | OUTB | 数字输出 | 通道 B 输出（副边），推挽式输出 |
| 7 | OUTA | 数字输出 | 通道 A 输出（副边），推挽式输出 |
| 8 | VCC2 | 电源 | 副边电源输入（2.5~5.5V） |
NSi8122N1 引脚定义（1正向+1反向 1F1R）
| PIN | 名称 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC1 | 电源 | 原边电源输入（2.5~5.5V） |
| 2 | GND1 | 地 | 原边参考地 |
| 3 | INA | 数字输入 | 通道 A 正向输入（原边） |
| 4 | OUTB | 数字输出 | 通道 B 反向输出（原边侧） |
| 5 | GND2 | 地 | 副边参考地 |
| 6 | INB | 数字输入 | 通道 B 反向输入（副边侧） |
| 7 | OUTA | 数字输出 | 通道 A 正向输出（副边） |
| 8 | VCC2 | 电源 | 副边电源输入（2.5~5.5V） |
PCB 布局建议
隔离带宽度
原边与副边之间保持 ≥3mm 隔离走线带，避免金属走线跨越隔离栅
去耦电容
VCC1 和 VCC2 各就近放置 ≥0.1μF 陶瓷电容，尽量靠近引脚
地铺铜
原边地和副边地分别铺铜，减少地阻抗；两侧地之间避免大面积连接
信号走线
高速信号走线尽量短，避免在芯片正下方走高速线，减少寄生电容干扰
Datasheet
数据手册
数据手册目录
第一章 产品概述 — 简介、主要特性、应用领域
第二章 产品型号列表 — NSi8121N0/N1、NSi8122N1 规格对照
第三章 引脚定义 — SOIC-8 引脚功能说明
第四章 绝对最大额定值 — 极限参数及注意事项
第五章 推荐工作条件 — 正常工作电气参数范围
第二章 产品型号列表 — NSi8121N0/N1、NSi8122N1 规格对照
第三章 引脚定义 — SOIC-8 引脚功能说明
第四章 绝对最大额定值 — 极限参数及注意事项
第五章 推荐工作条件 — 正常工作电气参数范围
第六章 直流电气特性 — 工作电流、输入输出电平
第七章 交流电气特性 — 传播延时、CMTI、数据速率
第八章 隔离特性 — 隔离耐压、寿命、认证标准
第九章 典型应用电路 — 推荐电路、PCB 布局
第十章 封装尺寸 — SOIC-8 外形图与焊盘建议
第七章 交流电气特性 — 传播延时、CMTI、数据速率
第八章 隔离特性 — 隔离耐压、寿命、认证标准
第九章 典型应用电路 — 推荐电路、PCB 布局
第十章 封装尺寸 — SOIC-8 外形图与焊盘建议
关键指标速览
| 指标 | 参数 | 说明 |
|---|---|---|
| 隔离耐压 | 3.75kVrms（1分钟） | UL1577 / VDE 0884-17 |
| 共模瞬态抗扰度 | 150kV/μs | 典型值，有效抑制高速噪声 |
| 传播延时 | 9ns（典型） | @5V，CL=15pF |
| 最高数据速率 | 150Mbps | NRZ 码，支持高速协议 |
| 静态电流 | 1.5mA/ch | @1Mbps，无负载，显著低于光耦 |
| 工作温度 | -40~+125℃ | AEC-Q100 Grade 1 汽车级认证 |
| 封装 | SOIC-8 | PIN-TO-PIN 兼容主流竞品 |
| 隔离寿命 | >60 年 | 额定工作电压下 |
Applications
应用方案
PLC 工业控制
PLC 与现场设备（传感器、执行器）之间的 2F GPIO 信号隔离， 防止地环路噪声耦合，保护控制器核心电路。
电机驱动隔离
隔离 MCU 与三相 H 桥之间的 PWM 控制信号和故障反馈（FAULT）信号， 150kV/μs CMTI 有效应对高 dv/dt 开关环境。
SPI 通信隔离
MCU 与 ADC、DAC、传感器之间的 SPI 四线隔离， 150Mbps 高速率满足高速 ADC 采样时序要求。
BMS 电池管理
电动汽车 BMS 中电芯采样 ADC 与主控 MCU 之间的隔离通信， 60年隔离寿命保障全生命周期安全。
RS-485/CAN 隔离
RS-485、CAN 总线的收发信号隔离， 保护上位机免受现场总线瞬态冲击。
医疗设备隔离
医疗设备中患者端电路与主控系统之间的安全隔离， 满足医疗电气安全标准（IEC 60601-1）。
典型应用拓扑
| 场景 | 推荐型号 | 通道配置 | 说明 |
|---|---|---|---|
| GPIO 扩展隔离 | NSi8121N0 | 2F（双正向） | MCU 输出扩展到多个负载，方向固定 |
| 双向 GPIO 隔离 | NSi8122N1 | 1F1R（正向+反向） | 双向控制信号，如使能/故障反馈 |
| SPI 主从隔离 | NSi8121N0 ×2 | 4 通道（2×2F） | SCLK/MOSI/MISO 均隔离，片选独立处理 |
| RS-485 收发隔离 | NSi8122N1 | 1F1R | TXD 隔离输入，RXD 隔离输出，反馈控制 |
| 域控制器隔离 | NSi8121N1 | 2F（双正向） | 汽车域控制器信号隔离，AEC-Q100 认证 |
Industry Applications
行业应用
汽车电子
BMS、OBC、域控制器、电机驱动
工业自动化
PLC、变频器、伺服、机器人
电力与新能源
光伏逆变器、储能、充电桩
通信设备
5G 基站、交换机、路由器
医疗设备
监护仪、影像、诊断设备
消费电子
智能家居、白色家电控制板
行业认证
UL1577
美国安全实验室电气隔离认证，3.75kVrms 隔离耐压通过 1 分钟测试
VDE 0884-17
DIN EN IEC 60747-17 认证，560Vpeak 最大重复峰值隔离电压
AEC-Q100 Grade 1
汽车电子委员会认证，-40~125℃ 工作温度，适用于汽车级应用
CQC / RoHS
GB4943.1 认证符合，RoHS / REACH 环保合规
FAQ
常见问题
Q1 纳芯微 NSi8121 与光耦相比有哪些优势？ ▼
NSi8121 相比传统光耦优势显著：①隔离寿命 >60 年（光耦 LED 老化约 5~10 年）；②传播延时低至 9ns（光耦通常 3~20μs，快 300 倍以上）；③CMTI 达 150kV/μs（光耦仅 10~30kV/μs）；④功耗仅 1.5mA/ch（光耦 10~20mA）；⑤数据速率 150Mbps（光耦仅 DC~250kHz）；⑥时序特性固定稳定，不受 CTR 离散性影响；⑦AEC-Q100 汽车级认证，-40~125℃ 宽温；⑧隔离耐压 3.75kVrms，最高可至 5kVrms。
Q2 NSi8121 支持哪些数据速率和通信协议？ ▼
NSi8121 支持 DC 至 150Mbps 数据传输速率，典型传播延时 9ns，脉宽失真 <3ns。可兼容 UART、I2C（需专用型号 NSi8100 系列）、SPI、CAN、RS-485、RS-232、GPIO 扩展等多种数字接口协议，高速和低速场景均适用。
Q3 NSi8121 系列有哪些型号及通道配置？ ▼
NSi8121 系列包含多种型号：NSi8121N0 为双正向（2F）配置，输出默认高电平；NSi8121N1 与 N0 区别在输出默认状态配置；NSi8122N1 为 1 正�%9
