USB, HDMI 및 RJ45 신호 무결성을 위한 설계 솔루션

JARON 초저정전용량 ESD 어레이를 사용한 USB, HDMI 및 RJ45 인터페이스의 포괄적인 ESD 보호 가이드로, 신호 무결성과 ±15kV 규정 준수를 보장합니다.

1. 배경 및 설계 과제

USB, HDMI 및 RJ45와 같은 고속 통신 인터페이스에서 정전 방전(ESD)은 가장 중요한 신뢰성 위협 중 하나입니다.

IEC 61000-4-2에 따르면 방전 피크는 ±8kV(접점) 및 ±15kV(공기)까지 도달할 수 있습니다.

적절한 보호가 없으면 일시적인 서지는 인터페이스 IC를 즉시 손상시키거나 데이터 오류를 유발하거나 제품 수명을 단축시킬 수 있습니다.

이상적인 ESD 보호 솔루션은 낮은 정전용량, 빠른 응답 속도 및 낮은 클램핑 전압을 달성해야 하며, 480Mbps(USB2.0)에서 10Gbps(USB3.1, HDMI2.1)에 이르는 데이터 전송 속도에서도 신호 품질을 유지하면서 다중 라인을 보호해야 합니다.

USB HDMI (3).png

JARON은 고속 신호 라인용으로 설계된 단일 채널, 이중 채널 및 4채널 어레이 구조를 포함하는 완전한 ESD 보호 제품 포트폴리오를 제공합니다.

JARON의 ESD 포트폴리오에는 초저정전용량(최저 0.3pF)과 나노초 이하의 빠른 응답 시간이 포함되어 있어 USB3.1, HDMI2.1 및 기가비트 이더넷 보호에 적합합니다.

정전용량이 0.5pF 이하인 ESD 소자를 사용하고 트레이스 상에서 일관된 차동 임피던스를 유지하여 반사 및 신호 왜곡을 방지해야 합니다.

ESD 보호 소자는 커넥터 근처(5mm 이내)에 배치하고 신속한 방전 리턴 경로를 위해 다수의 그라운드 비아를 확보해야 합니다.

차동 쌍에서의 대칭 배치와 길이 일치는 고속 링크에서 타이밍 정확도를 유지하고 지터를 줄입니다.

시험 조건:

ESD 테스트 표준: IEC 61000-4-2 ±8kV 접촉 방전

신호 속도: 10Gbps (HDMI 2.1)

장비: JARON ESD3V3D5U (SOD-923)

JARON ESD 어레이를 사용함으로써 잔류 전압이 54V에서 12V로 감소하고, 지터는 71% 줄었으며, 비트 오류율은 1,000,000배 향상되는 결과를 얻어 신호 무결성을 유지하면서 우수한 ESD 성능을 입증함.

USB Type-C 고속 인터페이스

4채널 공통 모드 보호를 위해 JARON ESD9L5V0ST 사용;

±15kV 공기 방전까지 견딤;

신호 대역폭은 최대 10Gbps까지 지원.

HDMI 2.1 비디오 인터페이스

ESD3V3D5U 어레이 사용;

커패시터는 단지 0.3pF로, TMDS 차동 신호에 영향을 주지 않음;

EMI 노이즈 감소율 16dB.

RJ45 이더넷 인터페이스

ESD5V0D3B 사용;

양방향 보호 구조, PoE 시스템과 호환 가능;

번개 및 정전기 서지 억제.

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모든 JARON ESD 부품은 IEC 61000-4-2 및 JEDEC A114를 포함한 국제 표준을 충족하여 글로벌 OEM 자격 인증 프로세스와의 호환성을 보장합니다.