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USB3.1静电放电防护的最佳解决方案详解

USB(UniversalSerialBus,通用串行总线),是目前各式电子产品中使用最广泛接口。也因为它的应用是如此的广泛,使用者对它的使用需求相对的就会要求越来

USB(UniversalSerialBus,通用串行总线),是现在各式电子产品中运用最广泛接口。也由于它的运用是如此的广泛,运用者对它的运用需求相对的就会要求越来越多。其中最直接的要求便是传输速度,USB协会在USB3.1规格里界说了一些新名词,将运作在5Gbps的USB规范称为Gen1,运作在10Gbps的计划则称为Gen2;而GenX则代表可运作在5Gbps或10Gbps。好像USB2.0接口叫做HighSpeed,USB3.0界面称为SuperSpeed,运行在10Gbit/s的界面称之为SuperSpeedPlus。

USB3.0已经在桌面计算机、笔记本电脑、外接式硬盘、随身碟等产品上随处可见,但是USB3.0的增强版USB3.1能够供给10Gbit/s的传输速度,系USB3.0的两倍,将能够满意对带宽需求愈来愈高的新运用,例如超高画质(UHD)电视、显示器及固态硬盘(SSD)等运用需求,一起还能向下兼容USB2.0。

USB3.1操控芯片有必要运用更先进的制程来规划与制作,但这也形成USB3.1的操控芯片对ESD的耐受才能快速下降。除此之外,USB3.1会被很多用来传输影音数据,对数据传输容错率会有越严厉的要求,使得运用额定的维护组件来防止ESD事情对数据传输的搅扰变得很必要。除了传输速度的要求之外,另一个运用者最遍及的USB运用便是即插即用、随拔即关。但是这个热刺进动作却也经常是形成电子体系作业反常、乃至形成USB端口组件破坏的首恶,由于如静电放电(ESD)等瞬时噪声便是来自这个热刺进动作。

要用在USB3.1端口的ESD防护组件有必要一起契合下面三项要求:榜首、ESD防护组件自身的寄生电容有必要要小,为不影响USB3.110Gbps的传输速率,其寄生电容有必要小于0.3pF。第二、防护组件对ESD的耐受才能有必要要高,最少要能接受IEC61000-4-2触摸形式8kVESD的炮击。第三、也是最重要的一项要求,防护组件在ESD事情产生期间所供给的箝制电压有必要要够低,不能形成传输数据的损坏。以上三项要求缺一不可,缺少了任何一个要项,USB3.1端口就无法被完善地维护。但是要一起契合以上三项要求的ESD防护组件,其自身的规划难度就适当高。

晶焱科技具有先进的ESD防护规划技能,特别针对USB3.1的防护需求,推出AZ1365系列的ESD防护组件。为防止防护组件的寄生电容影响USB3.110Gbps差动(Differential)信号的高速传输,AZ1365的寄生电容已低于0.3pF。在极低的电容特性下,任一接脚在室温时仍皆可接受IEC61000-4-2触摸形式10kVESD的炮击。最重要是,以相同寄生电容来比较,AZ1365具有最低的ESD箝制电压,可有用防止数据传输时被ESD事情所搅扰,才能让具有USB3.1端口的电子体系有时机经过Class-A的IEC61000-4-2体系级静电放电维护测验。使用传输线脉冲体系(TLP)丈量AZ1365后,能够观察到如图一的ESD箝制电压特性。在IEC61000-4-2触摸形式6kV的ESD冲击下(TLP电流等效约为17A),箝制电压仅有8V,将得以有用防止体系产品于静电测验时产生数据过错、当机乃至损坏的状况。

附图一AZ1365-06F的ESD箝制电压测验曲线

在电子产品的USB3.1运用中,AZ1365-06F将是静电放电防护的最佳解决计划。图二所示即为装有ESD防护组件AZ1365-06F的USB3.1端口顺畅经过10Gbps的EyeDiagram测验成果。

附图二AZ1365-06F10Gbps的EyeDiagram测验成果

在电子产品朝向轻浮矮小的发展趋势下,产品的印刷电路板(PCB)也随之越来越小,但在产品功能强大的要求之下,线路也变得愈加杂乱,因而PCB的面积已变得寸土寸金,形成产品规划时适当大的困扰。AZ1365系列产品供给六个极低电容的接脚,可一起维护USB3.1的两组差动对(TXandRX)及USB2.0的差动对(D+andD-),具有缩小PCB面积与下降布局(Layout)杂乱度等长处,可节约体系本钱。更特别的是AZ1365-06F首要选用交织型式的接脚,以供给PCBLayout时可使用穿透式(Feedthrough)的规划,图三即为AZ1365-06F的接线方法。此种创始的组件接脚方法将可革除绕线时的许多困扰,不但对缩短产品规划时刻的PCBLayout作业有适当大的协助,一起差动信号线的Layout也将更为对称,削减信号传输过错的时机。

附图三以AZ1365-06F作为USB3.1ESD防护,线路可使用穿透式Layout达到

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