回列表

晶焱科技率先推出USB3.0連接埠的靜電放電防護解決方案2012/04/26

晶焱科技 設計研發部 姜信欽副總

  USB (Universal Serial Bus, 通用序列匯流排),是目前各式電子產品中使用最廣泛介面。也因為它的應用是如此的廣泛,使用者對它的使用需求就要求越來越多。其中最直接的要求就是傳輸速度,從USB1.1的12Mbps、到USB2.0的480Mbps、乃至於最新的USB3.0的4.8Gbps。除了傳輸速度的要求,另一最普遍的要求就是隨插即用、隨拔即關。然而這個熱插拔動作卻也是經常造成電子系統工作異常、甚至造成USB連接埠有元件毀壞的元兇,因為暫態雜訊如靜電放電(ESD)就是來至這個熱插拔動作。
 
  USB3.0為了達成10倍於USB2.0的傳輸速度,其控制晶片必須使用更先進的製程來設計與製造,但這也造成USB3.0的控制晶片對靜電放電(ESD)的耐受能力快速地下降,額外的ESD防護元件就變得很必要。此外,USB3.0會大量用來傳輸影音資料,對資料傳輸的容錯率會要求越嚴,這也使得使用額外的ESD防護元件來防止ESD事件對資料傳輸的干擾變得很必要。
 
   要用在USB3.0連接埠的ESD防護元件必須同時符合三項要求:第一、ESD防護元件接腳本身的寄生電容必須要小,為不影響到USB3.0的4.8Gbps傳輸速率,其寄生電容必須小於0.3pF;第二、ESD防護元件本身對ESD事件的耐受能力必須要高,最少要能承受IEC 61000-4-2接觸模式8KV的ESD轟擊;第三、也是最重要的,ESD防護元件在ESD事件發生期間所提供的箝制電壓必須要夠低,不能造成傳輸資料的損壞。以上三項要求缺一不可,只要缺一,USB3.0連接埠就無法被完善地保護。然而要同時符合以上三項要求的ESD防護元件,其本身的設計難度就相當高。晶焱科技擁有先進的ESD防護設計技術,特別針對USB3.0的防護需求,推出AZ1065系列的ESD防護元件。AZ1065的接腳本身的寄生電容低於0.3pF,對於USB3.0的4.8Gbps傳輸速率不會造成任何影響,圖一所示即為裝有AZ1065 ESD防護元件的USB3.0連接埠仍能通過5Gbps的Eye Diagram測試。
 
   此外,AZ1065的每一根接腳在室溫時可以承受IEC 61000-4-2接觸模式10KV的ESD轟擊,不會有任何損壞發生。最重要是,以相同寄生電容來評比,AZ1065擁有最低的ESD箝制電壓,可以有效防止資料傳輸時被ESD事件所干擾,如此擁有USB3.0連接埠的電子系統才會有機會通過Class-A的IEC 61000-4-2系統級靜電放電防護測試。圖二所示為傳輸線脈波系統(Transmission Line Pulsing System, TLP)所量到的AZ1065的ESD箝制電壓,在IEC 61000-4-2接觸模式6KV的ESD轟擊下(TLP電流等效約為17A)箝制電壓僅有13.4V。


 

 
附圖一
附圖二

 

 

prev晶焱科技發表三種應用於液晶顯示器的電磁干擾濾波器 Next晶焱科技同時推出HDMI 1.4連接埠的靜電放電防護解決方案及內建靜電防護功能的HDMI SWITCH