芯耀
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湖南靜芯宣布推出全新產(chǎn)品SEUCS10F3V4UD，SEUCS10F3V4UD是一款保護(hù)高速數(shù)據(jù)接口的超低電容深回掃型ESD保護(hù)器件，集成了四對(duì)超低電容控向二極管和一個(gè)TVS二極管，專門設(shè)計(jì)用于保護(hù)連接到數(shù)據(jù)傳輸線的敏感電子元件免受ESD(靜電放電)引起的過壓，可適用于HDMI 2.0的高速差分信號(hào)線防護(hù)。根據(jù)IEC61000-4-2和IEC610000-4-5規(guī)范，SEUCS10F3V4UD可用于提供高達(dá)±15kV(接觸放電)的ESD保護(hù)，可承受高達(dá)5A(8/20us)的峰值脈沖電流。
關(guān)于HDMI2.0
HDMI 連接器中具有四對(duì)差分數(shù)字信號(hào) (TMDS) 傳輸通道。三個(gè)差分對(duì)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，而 TMDS CLK提供時(shí)鐘信號(hào)用于同步信息。 除了四個(gè) TMDS 對(duì)之外，HDMI 連接器還有六個(gè)其他通道：熱插拔檢測(cè)(HPD)通道，可檢測(cè)何時(shí)建立連接；消費(fèi) 類電子控制(CEC)通道，允許用戶通過 HDMI 控制器件；音頻回傳（ARC）通道，用于 HDMI 以太網(wǎng)或音頻返回通道；SDA和SCL通道，可提供I2C控制；以及電源通道，可提供 5V 電源。
圖1 HDMI接口引腳配置
表1 HDMI接口引腳配置表
回掃特性ESD防護(hù)器件具有超小封裝體積、超低鉗位電壓、超低結(jié)電容特性，相比常規(guī)工藝 TVS 防護(hù)效果更優(yōu)，且不影響信號(hào)完整性，可更有效保護(hù)USB端口免受瞬態(tài)過電壓的影響，為相關(guān)電子產(chǎn)品設(shè)備加固防護(hù)，提升消費(fèi)者使用體驗(yàn)。
常規(guī)型ESD的電壓會(huì)隨著IPP（峰值脈沖電流）的增加而等比例增加，呈現(xiàn)出一個(gè)較為線性的增長趨勢(shì)。而深回掃型ESD器件在當(dāng)電壓達(dá)到VT（觸發(fā)電壓）后會(huì)瞬間將兩端的鉗位電壓拉低，進(jìn)入一個(gè)小于工作電壓VRWM的較低電壓VHOLD,之后隨著電流的增加電壓逐漸增大。
其相較于常規(guī)ESD器件的優(yōu)點(diǎn)有：
- 更低的鉗位電壓：在相同的IPP下，帶回掃ESD的VC（鉗位電壓）比常規(guī)ESD器件低50%以上。這種低鉗位電壓有助于提前釋放能量，更有效地保護(hù)集成電路（IC）及整個(gè)電路的安全；
- 更低的漏電流：這類ESD器件具有更低的漏電流，有助于降低設(shè)備的功耗，實(shí)現(xiàn)更節(jié)能的設(shè)計(jì)；
- 更廣泛的應(yīng)用范圍：帶回掃ESD的優(yōu)異性能使其適用于更廣泛的領(lǐng)域，如低壓移動(dòng)電子設(shè)備、汽車電子、工業(yè)控制等對(duì)ESD保護(hù)要求較高的場(chǎng)合。
圖2 ESD特性曲線圖對(duì)比
通過對(duì)比常規(guī)ESD和帶回掃ESD的特性曲線圖及其優(yōu)點(diǎn)，可以看出帶回掃ESD在ESD保護(hù)方面具有更出色的性能和應(yīng)用前景。
SEUCS10F3V4UD介紹
SEUCS10F3V4UD是湖南靜芯研發(fā)的一款超低電容深回掃型4路單向的ESD靜電保護(hù)器件，可適用于HDMI 2.0的高速數(shù)據(jù)信號(hào)線防護(hù)。該器件的工作電壓為3.3V，鉗位電壓為3.3V，電容為0.22pF，根據(jù)IEC61000-4-5標(biāo)準(zhǔn)可承受5A(8/20μs)的峰值脈沖電流，根據(jù)IEC 61000-4-2 (ESD) 規(guī)范，SEUCS10F3V4UD可用于提供±15kV(接觸放電)，±15kV(空氣放電)的ESD保護(hù)。該器件的相關(guān)曲線圖及參數(shù)如下所示。
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| IV曲線 | 擊穿電壓曲線 |
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| IO-IO結(jié)電容曲線 | IO-GND結(jié)電容曲線 |
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| IO-GND 8/20us浪涌曲線 | 漏電流曲線 |
表2 SEUCS10F3V4UD相關(guān)曲線圖
At TA = 25℃ unless otherwise noted
表3 SEUCS10F3V4UD電氣特性表
應(yīng)用示例
下圖是湖南靜芯推出的SEUCS10F3V4UD相關(guān)的HDMI 2.0接口應(yīng)用方案。HDMI接口在與用戶終端或帶電電纜的連接過程中，易受到靜電放電的損害，造成內(nèi)部芯片的損壞。此方案采用集成四通道保護(hù)、超低容值、低漏電的深回掃型ESD靜電防護(hù)器件，在不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯聺M足HDMI兼容性測(cè)試規(guī)范(CTS)的信號(hào)完整性和阻抗要求，讓后端的電路得到有效防護(hù)。
圖3 SEUCS10F3V4UD應(yīng)用示例圖
HDMI 2.0擁有四對(duì)高速差分信號(hào)線，支持高達(dá)18Gbps 的高速數(shù)據(jù)傳輸。四對(duì)差分線均采用SEUCS10F3V4UD進(jìn)行防護(hù)，該器件工作電壓為3.3V，結(jié)電容僅為0.22pF，鉗位電壓為5.4V，可同時(shí)對(duì)兩對(duì)高速數(shù)據(jù)線進(jìn)行靜電防護(hù)。其封裝形式為DFN2510-10L，符合IEC 61000-4-2 (ESD) 規(guī)范，在±15kV（空氣）和±15kV（接觸）下提供瞬變保護(hù)。
ARC、SCL、SDA、HPD和電源通道的防護(hù)采用湖南靜芯研發(fā)的集成多路ESD靜電二極管SEUC236T5V4U，可同時(shí)保護(hù)HDMI 2.0的五個(gè)引腳免受靜電放電(ESD)和低等級(jí)浪涌事件的沖擊與干擾。它的工作電壓為 5 V，結(jié)電容僅有0.6pF，符合IEC 61000-4-2 (ESD)規(guī)范，在±17kV（空氣）和±12kV（接觸）下提供瞬變保護(hù)。
CEC是與其他HDMI信號(hào)分開的電信號(hào)，推薦使用湖南靜芯研發(fā)的常規(guī)電容ESD器件SENC2F5V1BA作為該通道的靜電保護(hù)器件。該器件工作電壓為5V，鉗位電壓為10V，結(jié)電容為10pF，可對(duì)單條線路進(jìn)行靜電防護(hù)。符合IEC 61000-4-2 (ESD) 規(guī)范，在 ±30kV（空氣）和 ±30kV（接觸）下提供瞬變保護(hù)。
總結(jié)與結(jié)論
SEUCS10F3V4UD是湖南靜芯研發(fā)的4路單向深回掃型靜電保護(hù)器件，擁有低電容低鉗位電壓的優(yōu)異性能，可適用于多種主流數(shù)據(jù)接口的信號(hào)線防護(hù)。
湖南靜芯深回掃型系列ESD器件工作電壓涵蓋1.0~38V，電流涵蓋4~30A，電容最低至0.1pF，封裝涵蓋CSP、FC及各類封裝形式。同時(shí)推出22V&33V TDS平緩浪涌抑制器，可用于保護(hù)工作電壓為20V、24V、28V、36V的系統(tǒng)，具有精準(zhǔn)且恒定的觸發(fā)電壓、優(yōu)異的鉗位性能及穩(wěn)定的溫度特性，可為系統(tǒng)提供更全面保護(hù)。結(jié)合TDS器件與深回掃ESD優(yōu)勢(shì)，湖南靜芯是國內(nèi)首家推出USB4.0完整解決方案的公司，詳情可以參考：“湖南靜芯推出USB4.0&PD3.0的ESD&EOS防護(hù)完整解決方案100W+80G/120G”與“湖南靜芯推出USB4.0&PD3.1的ESD&EOS防護(hù)完整解決方案140W&180W+80G/120G”等文章。
