USB、HDMI、RJ45の信号完全性のための設計ソリューション

JARON製超低容量ESDアレイを使用したUSB、HDMI、RJ45インターフェース向け包括的なESD保護ガイド。信号の完全性と±15kV耐圧を確保。

1. 背景と設計上の課題

USB、HDMI、RJ45などの高速通信インターフェースにおいて、静電気放電（ESD）は最も重大な信頼性の脅威の一つです。

IEC 61000-4-2によると、放電ピークは±8kV（接触放電）および±15kV（空中放電）に達する可能性があります。

適切な保護が施されていない場合、過渡的なサージによってインターフェースICが即座に損傷したり、データエラーが発生したり、製品寿命が短くなる可能性があります。

理想的なESD保護ソリューションは、低容量、高速応答、低クランプ電圧を実現し、480Mbps（USB2.0）から10Gbps（USB3.1、HDMI2.1）までのデータレートで信号品質を維持しつつ、複数のラインを保護する必要があります。

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JARONは、単一チャネル、デュアルチャネル、クアッドチャネルのアレイ構造を含む、高速信号ライン向けに設計された包括的なESD保護製品ポートフォリオを提供しています。

JARONのESDポートフォリオは、超低容量（0.3pFまで）とサブナノ秒レベルの応答時間を提供し、USB3.1、HDMI2.1、およびギガビットイーサネット保護に適しています。

容量が0.5pF以下のESDデバイスを使用し、トレース上の差動インピーダンスを一定に保ち、反射や信号歪みを回避してください。

ESD保護素子はコネクタに近接して配置（<5mm）し、高速放電用のリターンパスを確保するために複数のグランドビアを設けてください。

差動ペアにおける対称的な配置と配線長のマッチングにより、高速リンクでのタイミング精度が保たれ、ジッターが低減されます。

試験条件：

ESD試験基準：IEC 61000-4-2 ±8kV 接触放電

信号レート：10Gbps（HDMI 2.1）

装置：JARON ESD3V3D5U（SOD-923）

JARON ESDアレイを使用することで、残留電圧は54Vから12Vに低下し、ジッターは71%低減、ビットエラー率は1,000,000倍改善——信号の完全な保持を維持しつつ、優れたESD性能を確認。

USB Type-C 高速インターフェース

4チャネルの共通モード保護にJARON ESD9L5V0STを利用；

±15kVの空気放電に耐える；

信号帯域は最大10Gbpsまで対応。

HDMI 2.1 ビデオインターフェース

ESD3V3D5Uアレイを使用；

コンデンサはわずか0.3pFで、TMDS差動信号に影響を与えない；

EMIノイズを16dB低減。

RJ45イーサネットインターフェース

ESD5V0D3Bを使用；

双方向保護構造で、PoEシステムと互換性がある；

落雷および静電気サージを抑制。

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すべてのJARON ESD部品はIEC 61000-4-2およびJEDEC A114を含む国際規格に準拠しており、グローバルOEMの認定プロセスとの互換性を確保しています。