USB4高速接口浪涌靜電保護用ESD二極管選型

與傳統(tǒng)的USB一樣，USB4接口也是即插即用。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(fā)揮功能。新老電子工程師們都知道，USB Type-C接口根據(jù)USB3.x和USB4協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，經(jīng)常會受到電氣過載(EOS)和靜電放電(ESD)事件的影響。由于USB4接口體積更加小巧，內(nèi)部元器件集成化程度更高，受到靜電浪涌危害的可能性會更大。為此，在USB4端口電路設(shè)計時，需要選用合適的ESD靜電保護二極管為其護航。

對于USB高速接口浪涌靜電保護選用ESD靜電保護二極管時，東沃電子技術(shù)建議需考慮以下幾個要素：

▲ ESD靜電保護二極管結(jié)電容要足夠低。由于USB4的數(shù)據(jù)傳輸速度高達40Gbit/s，足夠低的結(jié)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(guī)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高速端口浪涌靜電問題設(shè)計方案并推薦合適型號的ESD靜電保護二極管，如下圖所示：

1）Super Speed USB數(shù)據(jù)傳輸線保護用ESD二極管選型

從東沃USB4高速端口浪涌靜電防護方案圖中可知，為了避免寄生電容限制差分信號在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，能夠在直接引腳注入測試中有效地協(xié)助USB4接口承受±12kV ESD沖擊（接觸放電）。小封裝DFN-2L的DW05DGCF-B-E主要用于保護USB4上的4個差分對（TX和RX）。

此外，在 USB4 應(yīng)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。對于Rx 差分線路，應(yīng)將TVS二極管放置在電容器的收發(fā)器側(cè)。TVS二極管放置在發(fā)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。

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和浪涌事件期間保護USB-PD控制器。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(tài)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(jié)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(jù)IEC 61000-4-2 標準，DW05DPF-B-S能夠承受±30kV（空氣）和 ±30kV（接觸）電壓范圍內(nèi)的高ESD，工作電壓5V、雙向、典型結(jié)電容為40pF，采用DFN1006-2L ( 1 x0.6mm) 封裝。

東沃電子推出的高品質(zhì)ESD靜電保護二極管，已為市面上許多帶USB4接口的電子設(shè)備提供了保護。東沃電子技術(shù)設(shè)計的USB4高速端口浪涌靜電防護解決方案非常適合保護符合USB4規(guī)格的USB Type-C 連接器，保證客戶在使用其高性能電子設(shè)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高速端口浪涌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(chǎn)、穩(wěn)定可靠、交期穩(wěn)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