新兴高速接口标准对ESD保护二极管提出苛刻要求

2011-05-30 09:52:53 来源:网络 点击:1571

摘要:  不论是智能手机还是平板电脑,轻、薄、小、低功耗及高性价比的产品总是最容易获得消费者的青睐,因此,对这些应用而言,理想的ESD保护二极管解决方案应具备小型化、薄型化、低箝位电压、低电容值、低漏电流、以及高整合度TVS数组等规格。

关键字:  智能手机,  平板电脑,  高速接口,  HDMI,  ESD

随着智能手机和平板电脑采用越来越多的新兴高速接口标准,如USB3.0、HDMI1.4、MIPI、Display Port及eSATA等,对ESD保护二极管提出的要求也越来越苛刻。

Bourns公司工业与消费市场总监Kelly Casey

Bourns公司工业与消费市场总监Kelly Casey

Bourns公司工业与消费市场总监Kelly Casey表示,不论是智能手机还是平板电脑,轻、薄、小、低功耗及高性价比的产品总是最容易获得消费者的青睐,因此,对这些应用而言,理想的ESD保护二极管解决方案应具备小型化、薄型化、低箝位电压、低电容值、低漏电流、以及高整合度TVS数组等规格。

他举例说,CDDFN2-T5.0C TVS二极管最常使用在一般手持式设备上,在0402封装下,提供基本IECC61000-4-2接触放电±8KV、空气放电±15KV的ESD防护。

面对高速传输时代的来临,诸如HDMI1.4、USB3.0、eSATA、DisplayPort等高速接口对于更低电容值的需求,Bourns也提供一系列的保护解决方案。Kelly Casey说:“例如,针对USB3.0接口,我们的CDDFN10-0506N TVS二极管阵列在DFN10的包装下,可以提供6路包含3对差分信号线D+/D-、TX+/TX-、RX+/RX-、电容值小于0.3pF的信号线ESD保护,它采用的穿透式(feed through)设计可以大大减少信号传输的衰减。”

敦南科技产品研发营销副总邱文虎

敦南科技产品研发营销副总邱文虎

敦南科技产品研发营销副总邱文虎指出:“随着智能手机和平板电脑主芯片量产以及平板设计周期接近尾声,七月份开始新产品开始陆续问世,而在九月份左右达到高峰,智能手机初估约有1.5-2倍的成长空间,而近期平板电脑则会由趋近于零到达700K左右需求。”

Bourns公司Kelly Casey认为:“到2012年,智能手机和平板市场对ESD保护二极管的需求将分别达到408M和75M。”

ESD保护能否过关,直接关系到中国产智能手机和平板电脑能否进入欧美市场。那么,具体要通过哪些ESD测试规范,才能打开欧美市场大门呢?

“基本上,一般的都需要通过例如IEC61000-4-2,EN55022,EN55024等等的规范测试。不管是触摸面板、触摸按键或是传输接口,如USB 3.0或HDMI等等,都需要接受接触或是空气的ESD测试,常见的一般至少会打到4KV/8KV,或是8KV/15KV,我们有些客人甚至打到25KV。”Kelly Casey指出,“在高速信号传输接口上,需要考虑的是ESD元件的电容值,USB 3.0或是HDMI接口需要考虑采用电容值1pF以下的ESD元器件。”

敦南科技邱文虎表示,现行的测试规范主要有亚洲版、欧规版、美规版,为免除区分的烦恼,制造商大多采用最高规范取而代之,也就是目前业界最多厂家依据的IEC61001-4-2规范以及EN55022,EN55024等。

为应对如此严格的测试要求和满足客户的要求,Bourns现可提供很宽范围的ESD保护元器件,单颗元器件最小至0402尺寸,提供3.3V或是5V的双向电压保护,小型化数组(例如CDDFN4-T05 TVS二极管阵列)在1×1×0.5mm低高度封装下,可以提供4个I/O引脚的ESD信号保护。不论是分离式元器件或是数组,Bourns皆有小于1pF电容值的型号可供选择。

除了TVS二极管以外,Bourns静电过电压产品还包括ChipGuard,其中CG-MLU系列电容值更是低至0.05pF max。除了过电压保护产品之外,Bourns还有过电流的保险丝、磁性组件、电阻等等,更可以提供完整的过流跟过压解决方案。

安森美半导体标准产品部亚太区市场营销总监王蔼伦女士表示,目前面临的两项主要挑战是提供超低电容及良好的钳位特性,通常电子设备在正常工作时,ESD保护对于受保护的敏感IC而言应该是“无形”,低电容有利于维持信号完整性;在发生ESD事件时,ESD保护方案应该能够迅速导通,并将钳位电压降到最低。

根据不同的应用规范及研发使用习惯,安森美半导体则提供三种类型的ESD保护方案,分别是传统ESD保护方案、PicoGuard XS,及集成传统ESD和共模滤波器方案。

传统ESD保护方案:提供最低电容(0.3pF)的传统ESD保护方案,并且提供多种封装选择;PicoGuard XS:这系列产品的内部阻抗匹配特性确保提供100Ω差分阻抗匹配,从而相当于提供零电容。零并行电感消除ESD事件期间的电压尖峰。而在传统ESD保护方案中,封装内的并行线路可能会导致电压尖峰。

集成传统ESD和共模滤波器(CMF):集成了共模滤波器和优异ESD保护性能的硅技术,适用于USB 2.0、MDDI、MIPI及HDMI等高速串行接口。这种方案能够通过HDMI 1.3/1.4高速数据信号,使这些信号事实上不受干扰;能够将ESD尖峰电压钳位至低于20V;并能够在700MHz至3GHz频段间提供优异的共模噪声抑制性能。这种多合一的高集成度方案能够在紧凑型设计中节省高达40%的电路板占用空间。

敦南科技也可提供全系列小尺寸的ESD防护,超低电容值产品,多信道防护组合以及EMI+ESD多样化滤波器。应用于低速USB2.0、SD/MMC或高速的HDMI/DP、USB3.0,高功率的Power端口以及触摸面板LCM接口上所需要的LC及RC滤波防护。

目前这三家的交货周期都能保证在8周以内,并可以通过代理商订货。Kelly Casey说:“交货周期大约在4到16周之间,当然针对不同的型号或产品,交期也会不一样。以Bourns来说,大多数的销售都是透过分销商,分销商会依据客人的预测及项目进展状况做适当的备货,所以大部分透过代理商的交期都可以压在4周以内。”

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