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USB4高速接口浪湧靜電保護用ESD二極管選型

更新時間:2023-04-14來源:wzjysyq.com

USB4接口.jpg

與傳統的USB一樣,USB4端口也是即插即用。與之前的版本USB3.2和Thunderbolt3一樣,USB4也要通過使用USB Type-C連接器發揮功能。新老電子工程師們都知道,USB Type-C端口根據USB3.x和USB4協議傳輸數據,經常會受到電氣過載(EOS)和靜電放電(ESD)事件的影響。由於USB4接口體積更加小巧,內部元器件集成化程度更高,受到靜電浪湧危害的可能性會更大。為此,在USB4端口電路設計時,需要選用合適的ESD靜電保護二極管為其護航。

對於USB高速端口浪湧靜電保護選用ESD靜電保護二極管時,東沃電子技術建議需考慮以下幾個要素:

▲ ESD靜電保護二極管結電容要足夠低。由於USB4的數據傳輸速度高達40Gbit/s,足夠低的結電容保護器件才能夠確保通過USB4傳遞高速信號的完整性。

▲ ESD靜電保護二極管要具有高ESD耐電壓能力,至少要承受IEC 61000-4-2中規定的8kV接觸放電的ESD沖擊。

▲ ESD靜電保護二極管鉗位電壓要較低,較低的鉗位電壓具有更好地保護性能。

為滿足以上要求,東沃電子針對USB4高速端口浪湧靜電問題設計方案並推薦合適型號的ESD靜電保護二極管,如下圖所示:

东沃USB4高速接口浪涌静电保护方案.jpg

1)Super Speed USB數據傳輸線保護用ESD二極管選型

從東沃USB4高速端口浪湧靜電防護方案圖中可知,為了避免寄生電容限製差分信號在USB4上的傳輸,東沃電子推出的ESD二極管DW05DGCF-B-E,其寄生電容低至0.2pF,從而能成功通過40 Gbit / s的眼圖測試。同時,DW05DGCF-B-E具有較低的鉗位電壓,能夠在直接引腳註入測試中有效地協助USB4接口承受±12kV ESD沖擊(接觸放電)。小封裝DFN-2L的DW05DGCF-B-E主要用於保護USB4上的4個差分對(TX和RX)。

此外,在 USB4 應用中,Rx和Tx 差分線都需要一個交流耦合電容器。這樣,主機和連接器之間只有交流信號耦合,沒有直流電流可以流過。此外,它還可以存儲 ESD 電流,直到在 VBUS 短路的情況下將功率耗散到地。對於Rx 差分線路,應將TVS二極管放置在電容器的收發器側。TVS二極管放置在發射器和 Tx 線上的交流耦合電容器之間。下圖中所示為 DW05DGCF-B-E的連接圖,同時保護符合USB4標準的USB Type-C連接器中的 Tx、Rx Super Speed USB 差分線。

USB4接口浪涌静电Tx、Rx线路保护方案图.jpg

2)VBUS引腳保護用ESD二極管選型

東沃電子推出的ESD二極管DW24P4N3-S非常適合保護USB Type-C連接器的VBUS引腳。DW24P4N3-S工作電壓 24V,可在ESD和浪湧事件期間保護USB-PD控製器。DW24P4N3-S最小擊穿電壓26V、峰值脈沖電流 (tp=8/20us)150A、符合 IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV(空氣)、±30kV(接觸)瞬態保護,采用 DFN2020-3L 封裝,標稱尺寸為 2.0 x 2.0mm。

3)D+/D- 差分線保護用ESD二極管選型

東沃電子推出的ESD二極管DW05DUCF-B-E非常適合保護D+/D-差分線。DW05DUCF-B-E 是一個5V工作電壓的ESD二極管,DFN1006 ( 1 x0.6mm) 封裝, 0.5pF低結電容、3A峰值脈沖電流。

4)CC、SBU和VCONN引腳保護用ESD二極管選型

東沃電子推出的ESD二極管DW05DPF-B-S是保護CC/VCONN和SBU引腳的專用靜電保護器件。根據IEC 61000-4-2 標準,DW05DPF-B-S能夠承受±30kV(空氣)和 ±30kV(接觸)電壓範圍內的高ESD,工作電壓5V、雙向、典型結電容為40pF,采用DFN1006-2L ( 1 x0.6mm) 封裝。

東沃電子推出的高品質ESD靜電保護二極管,已為市面上許多帶USB4接口的電子設備提供了保護。東沃電子技術設計的USB4高速端口浪湧靜電防護解決方案非常適合保護符合USB4規格的USB Type-C 連接器,保證客戶在使用其高性能電子設備時安全、便利、流暢!電路保護解決方案找東沃,從此不迷路。東沃USB4高速端口浪湧靜電防護方案圖中所選用的ESD靜電保護二極管DW05DGCF-B-E、DW24P4N3-S、DW05DUCF-B-E、DW05DPF-B-S,ESD二極管廠家東沃電子已全面量產、穩定可靠、交期穩定、價格美麗,歡迎廣大新老客戶前來咨詢:137 5773 6996(微信同號)余工

USB4高速接口用ESD二极管参数.png

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