適合USB4的ESD保護(hù)

USB4規(guī)范引入了新的底層協(xié)議，允許連接進(jìn)行擴(kuò)展，讓所連接設(shè)備實現(xiàn)出色的互連能力。例如，隨著USB Type-C發(fā)展成為眾多主機(jī)產(chǎn)品的外部顯示端口，新協(xié)議能夠擴(kuò)展顯示數(shù)據(jù)流的分配。還可以幫助優(yōu)化較舊設(shè)備的性能。然而，這意味著新協(xié)議所包含的一些變更將對ESD保護(hù)器件的選擇產(chǎn)生影響。

USB4的主要特點包括：

借助USB Type-C線纜實現(xiàn)雙通道操作，并通過認(rèn)證線纜實現(xiàn)高達(dá)40 Gbps的數(shù)據(jù)傳輸

支持多數(shù)據(jù)和顯示協(xié)議，可高效共享最大總帶寬

與USB 3.2、USB 2.0和Thunderbolt 3向后兼容

支持USB供電規(guī)范

ESD保護(hù)的TrEOS支柱因素

顯然，ESD保護(hù)為系統(tǒng)鏈路增加低插入損耗（信號衰減）和低回波損耗（信號反射）的同時，提供低鉗位電壓以保護(hù)敏感的高速數(shù)據(jù)線。所以，從許多方面來說，采用有源可控硅整流的Nexperia TrEOS ESD保護(hù)技術(shù)是理想解決方案。此外，通過PESD2V8R1BSF，設(shè)計師能夠獲得極低電容(0.1 pF)、極低鉗位（動態(tài)電阻0.45 Ω）及超高浪涌和ESD脈沖抗擾度（對于非?？焖俚臄?shù)據(jù)線，可達(dá)4.5 A 8/20 μs）的最佳組合。

但任何ESD保護(hù)一樣，Nexperia清楚，要選擇合適的高速ESD器件，工程師需要從系統(tǒng)級方法考慮性能和放置位置。因此，我們使用高效的系統(tǒng)級ESD設(shè)計(SEED)方法（如ESD應(yīng)用手冊——現(xiàn)代接口的保護(hù)概念、測試和仿真第5章所述）。如果將USB4和USB 3.2規(guī)范進(jìn)行比較，我們會發(fā)現(xiàn)一個容易被忽視的潛在問題——工作電壓。

向后兼容性和工作電壓

除了可以忽略插頭方向外，USB Type-C為最終客戶提供的主要優(yōu)勢是能夠連接兩個不同的應(yīng)用并由這兩個應(yīng)用協(xié)商確定最佳連接。在白皮書《選擇USB4?的ESD保護(hù)器件》中，我們探討了因具有不同工作電壓但使用相同USB Type-C連接而引起的潛在ESD保護(hù)和放置問題。

當(dāng)USB 3.2系統(tǒng)連接到USB4系統(tǒng)時，測試點的定義

需要注意的一點是，對于USB4，必須為接收器輸入(Rx)提供交流耦合。這意味著ESD保護(hù)可以直接放置在耦合電容器后面的SoC輸入端，或放置在耦合電容器前面的端口側(cè)。在第一種情況下，可以選擇具有超低鉗位電壓的低VRWM器件，從而為非常敏感的輸入提供最佳保護(hù)。將保護(hù)放置在耦合電容器前面意味著耦合電容器也受到保護(hù)，但通常選擇與Type-C連接器上的預(yù)期最大VBUS一樣高的VRWM。對于這兩種應(yīng)用場景，Nexperia都可提供合適的解決方案。

審核編輯：郭婷