Semua Kategori

Kasus Produk

Beranda >  Petunjuk Aplikasi >  Kasus Produk

Solusi Desain untuk Integritas Sinyal USB, HDMI, dan RJ45

Panduan perlindungan ESD komprehensif untuk antarmuka USB, HDMI, dan RJ45 menggunakan rangkaian ESD JARON kapasitansi ultra-rendah, memastikan integritas sinyal dan kepatuhan ±15kV.

Solusi Desain untuk Integritas Sinyal USB, HDMI, dan RJ45

1. Latar Belakang dan Tantangan Desain

   Pada antarmuka komunikasi kecepatan tinggi seperti USB, HDMI, dan RJ45, pelepasan elektrostatis (ESD) merupakan salah satu ancaman keandalan paling kritis.

Menurut IEC 61000-4-2, puncak pelepasan dapat mencapai ±8kV (kontak) dan ±15kV (udara).

Tanpa perlindungan yang memadai, lonjakan transien dapat langsung merusak IC antarmuka, menyebabkan kesalahan data, atau memperpendek masa pakai produk.

2. Tujuan Desain Utama

Solusi perlindungan ESD yang ideal harus memiliki kapasitansi rendah, respons cepat, dan tegangan penjepit rendah — melindungi banyak saluran sekaligus menjaga kualitas sinyal pada laju data dari 480 Mbps (USB2.0) hingga 10 Gbps (USB3.1, HDMI2.1).

USB HDMI  (3).png

3. Portofolio Perlindungan ESD JARON

JARON menawarkan portofolio lengkap produk proteksi ESD yang dirancang untuk jalur sinyal kecepatan tinggi, mencakup struktur array satu saluran, dua saluran, dan empat saluran.

Seri produk

Paket khas

Nilai kapasitansi (tipikal)

Tegangan penjepit

Waktu respon

Antarmuka yang Dapat Diterapkan

ESD3V3D5U

SOD-923

0.3pF

5V

<0,5ns

USB 3.0 / HDMI 2.0

ESD5V0D3B

Sot-23

0.5pF

6V

<0.8ns

RJ45 / Ethernet

ESD9L5V0ST

SOT-563

0,4pF

5V

<0,5ns

Type-C / DisplayPort

Portofolio ESD JARON menawarkan kapasitansi ultra-rendah (serendah 0,3pF) dan waktu respons sub-nanodetik, cocok untuk proteksi USB3.1, HDMI2.1, dan Gigabit Ethernet.

4. Prinsip Desain untuk Antarmuka Kecepatan Tinggi

Jaga Integritas Sinyal

Pastikan perangkat ESD dengan kapasitansi ≤ 0,5pF digunakan, dan pertahankan impedansi diferensial yang konsisten sepanjang jalur untuk menghindari pantulan dan distorsi sinyal.

Minimalkan Jalur Kembali

Pasang proteksi ESD dekat konektor (<5mm jaraknya) dan pastikan adanya beberapa via ground untuk jalur kembali pelepasan cepat.

Tata Letak dan Simetri

Penempatan simetris dan kecocokan panjang pada pasangan diferensial menjaga akurasi waktu dan mengurangi jitter pada tautan berkecepatan tinggi.

5. Hasil Validasi dan Pengujian

Kondisi pengujian:

Standar Uji ESD: IEC 61000-4-2 ±8kV Pelepasan Kontak

Laju Sinyal: 10Gbps (HDMI 2.1)

Peralatan: JARON ESD3V3D5U (SOD-923)

Proyek Pengujian

Tidak Ada Perlindungan

Menggunakan JARON ESD

Efek peningkatan

Tekanan sisa ESD

54V

12V

↓78%

Jitter diagram mata sinyal

±52ps

±15ps

↓71%

BER (Tingkat Kesalahan Bit)

1×10⁻⁶

<1×10⁻¹²

Peningkatan signifikan

Puncak gangguan EMI

−24dBµV

−41dBµV

Peningkatan sebesar 17dB

Dengan rangkaian JARON ESD, tegangan sisa turun dari 54V menjadi 12V, jitter berkurang sebesar 71%, dan tingkat kesalahan bit meningkat hingga 1.000.000 kali lipat — menunjukkan kinerja ESD yang unggul dengan pelestarian sinyal penuh.

6. Contoh Aplikasi

Antarmuka USB Type-C Kecepatan Tinggi

Menggunakan JARON ESD9L5V0ST untuk perlindungan mode umum empat saluran;

Tahan terhadap pelepasan udara ±15kV;

Bandwidth sinyal mendukung hingga 10Gbps.

Antarmuka Video HDMI 2.1

Menggunakan rangkaian ESD3V3D5U;

Kapasitor hanya 0,3pF, tidak memengaruhi sinyal diferensial TMDS;

Pengurangan noise EMI sebesar 16dB.

Antarmuka Ethernet RJ45

Menggunakan ESD5V0D3B;

Struktur proteksi dua arah, kompatibel dengan sistem PoE;

Menekan sambaran petir dan lonjakan elektrostatik.

USB HDMI  (2).png

7. Tabel Referensi Pemilihan

Tipe antarmuka

Model Rekomendasi

Kemasan

Fitur

USB 3.0 / 3.1

ESD3V3D5U

SOD-923

Kapasitansi ultra-rendah 0,3pF

HDMI 2.1

ESD9L5V0ST

SOT-563

Waktu respons cepat <0,5ns

RJ45 / PoE

ESD5V0D3B

Sot-23

Proteksi dua arah, penyerapan energi tinggi

8. Standar dan Kompatibilitas

Nomor standar

Konten uji coba

perangkat yang sesuai

IEC 61000-4-2

Ketahanan terhadap ESD

Seri penuh

IEC 61000-4-5

Pengujian lonjakan tegangan

ESD5V0D3B

IEC 61000-4-4

Ketahanan terhadap gangguan burst

ESD3V3D5U

JEDEC JESD22-A114

Proteksi ESD level IC

Seri array

Semua komponen ESD JARON memenuhi standar internasional, termasuk IEC 61000-4-2 dan JEDEC A114, memastikan kompatibilitas dengan proses kualifikasi OEM global.

9. Nilai Teknik dan Manfaat Desain

Dimensi

Efek peningkatan

Integritas Sinyal

Meningkat sebesar 70%

Ketahanan ESD

Ditingkatkan menjadi ±15kV

Penghambatan EMI

Peningkatan sebesar 16–18 dB

Ruang modul

Menghemat 50%

Siklus verifikasi

dipersingkat hingga 60%

Perangkat ESD ultra-rendah kapasitansi dari JARON memberikan integritas kecepatan tinggi dengan perlindungan kuat ±15kV — meminimalkan ruang, biaya, dan waktu validasi.

10. kesimpulan

Pada antarmuka transmisi data kecepatan tinggi, dioda ESD konvensional tidak lagi mampu memberikan perlindungan dan integritas sinyal secara bersamaan.

Array ESD kapasitansi ultra-rendah dari JARON mencapai keseimbangan teknik antara perlindungan dan kinerja melalui kecepatan respons tinggi dan efek parasitik yang sangat rendah.

Telah banyak digunakan dalam desain antarmuka berkecepatan tinggi seperti USB Type-C, HDMI, Ethernet, dan DisplayPort, menjadi solusi proteksi standar untuk perangkat komunikasi generasi berikutnya.

Sebelumnya

Induktor Daya SMD Performa Tinggi

Semua aplikasi Berikutnya

Desain EMC Motor Kursi dan Pintu Bagasi Wenzhou Shenghuabo

Produk Rekomendasi