Комплексное руководство по защите от электростатических разрядов для интерфейсов USB, HDMI и RJ45 с использованием массивов ESD JARON с ультранизкой ёмкостью, обеспечивающих целостность сигнала и соответствие стандарту ±15 кВ.
В высокоскоростных интерфейсах связи, таких как USB, HDMI и RJ45, разряды статического электричества (ЭСР) являются одной из наиболее серьёзных угроз надёжности.
Согласно стандарту IEC 61000-4-2, импульсы разряда могут достигать ±8 кВ (контактный разряд) и ±15 кВ (воздушный разряд).
При отсутствии надлежащей защиты переходные перенапряжения могут мгновенно повредить ИС интерфейса, вызвать ошибки передачи данных или сократить срок службы изделия.
Идеальное решение для защиты от ЭСР должно обеспечивать низкую ёмкость, быстрое время срабатывания и низкое напряжение ограничения — защищая несколько линий при сохранении качества сигнала на скоростях передачи данных от 480 Мбит/с (USB2.0) до 10 Гбит/с (USB3.1, HDMI2.1).
JARON предлагает полный портфель продуктов защиты от электростатического разряда, предназначенных для высокоскоростных сигнальных линий, включая одноканальные, двухканальные и четырехканальные массивные структуры.
|
Серия продуктов |
Тип корпуса |
Значение емкости (типичное) |
Напряжение срабатывания |
Время отклика |
Применимые интерфейсы |
|
ESD3V3D5U |
SOD-923 |
0,3 пФ |
5В |
<0,5 нс |
USB 3.0 / HDMI 2.0 |
|
ESD5V0D3B |
Сот-23 |
0,5 пФ |
6В |
<0,8 нс |
RJ45 / Ethernet |
|
ESD9L5V0ST |
SOT-563 |
0,4 пФ |
5В |
<0,5 нс |
Type-C / DisplayPort |
Портфолио ESD от JARON обеспечивает сверхнизкую ёмкость (вплоть до 0,3 пФ) и время отклика менее наносекунды, что делает его подходящим для защиты USB3.1, HDMI2.1 и Gigabit Ethernet.
Используйте устройства защиты от ESD с ёмкостью ≤ 0,5 пФ и поддерживайте постоянное дифференциальное сопротивление по трассировке, чтобы избежать отражений и искажения сигнала.
Размещайте защиту от ESD как можно ближе к разъёму (<5 мм) и обеспечьте наличие нескольких переходных отверстий на землю для быстрых путей возврата разряда.
Симметричное размещение и одинаковая длина в дифференциальных парах сохраняют точность синхронизации и уменьшают джиттер в высокоскоростных соединениях.
Условия испытания:
Стандарт испытания на ЭСР: IEC 61000-4-2 ±8 кВ, разряд через контакт
Скорость сигнала: 10 Гбит/с (HDMI 2.1)
Оборудование: JARON ESD3V3D5U (SOD-923)
|
Проект испытания |
Без защиты |
Использование JARON ESD |
Эффект улучшения |
|
Остаточное напряжение ЭСР |
54 В |
12V |
↓78% |
|
Диаграмма глаза сигнала, джиттер |
±52 пс |
±15 пс |
↓71% |
|
BER (коэффициент ошибок в битах) |
1×10⁻⁶ |
<1×10⁻¹² |
Значительное улучшение |
|
Пик помех ЭМП |
−24 дБмкВ |
−41 дБмкВ |
Улучшение на 17 дБ |
С использованием ESD-массивов JARON остаточное напряжение снизилось с 54 В до 12 В, джиттер уменьшился на 71 %, а коэффициент битовых ошибок улучшился в 1 000 000 раз — что подтверждает превосходные показатели защиты от электростатического разряда при полном сохранении сигнала.
Высокоскоростной интерфейс USB Type-C
Использует JARON ESD9L5V0ST для четырехканальной защиты по синфазному сигналу;
Выдерживает воздушный разряд ±15 кВ;
Полоса пропускания сигнала поддерживает до 10 Гбит/с.
Видеоинтерфейс HDMI 2.1
Использует массив ESD3V3D5U;
Ёмкость конденсаторов составляет всего 0,3 пФ, что не влияет на дифференциальные сигналы TMDS;
Снижение ЭМП на 16 дБ.
Сетевой интерфейс RJ45
Использует ESD5V0D3B;
Двунаправленная защитная структура, совместимая с системами PoE;
Подавляет удары молнии и электростатические импульсы.
|
Тип интерфейса |
Рекомендуемая модель |
Упаковка |
Особенности |
|
USB 3.0 / 3.1 |
ESD3V3D5U |
SOD-923 |
Сверхнизкая ёмкость 0,3 пФ |
|
HDMI 2.1 |
ESD9L5V0ST |
SOT-563 |
Быстрое время отклика <0,5 нс |
|
RJ45 / PoE |
ESD5V0D3B |
Сот-23 |
Двусторонняя защита, высокое поглощение энергии |
|
Номер стандарта |
Тестовый контент |
совместимые устройства |
|
IEC 61000-4-2 |
Устойчивость к электростатическому разряду |
Полная серия |
|
IEC 61000-4-5 |
Испытание на перенапряжение |
ESD5V0D3B |
|
IEC 61000-4-4 |
Защита от импульсных помех |
ESD3V3D5U |
|
JEDEC JESD22-A114 |
Защита от ЭСР на уровне микросхем |
Серия массивов |
Все компоненты JARON для защиты от ЭСР соответствуют международным стандартам, включая IEC 61000-4-2 и JEDEC A114, что обеспечивает совместимость с квалификационными процессами глобальных OEM-производителей.
|
Размер |
Эффект улучшения |
|
Целостность сигнала |
Увеличение на 70% |
|
ЭСД сопротивление |
Повышен до ±15 кВ |
|
Устранение ИПВ |
Улучшение на 16–18 дБ |
|
Место модуля |
Сэкономить 50% |
|
Цикл проверки |
сокращение на 60% |
Устройства JARON с ультранизкой ёмкостью обеспечивают целостность высокоскоростного сигнала при надёжной защите ±15 кВ — минимизируя занимаемое пространство, стоимость и время проверки.
На интерфейсах передачи данных с высокой скоростью традиционные диоды защиты от ЭСД больше не могут одновременно обеспечивать защиту и целостность сигнала.
Массив ESD JARON с ультранизкой ёмкостью достигает инженерного баланса между защитой и производительностью за счёт высокой скорости отклика и чрезвычайно низких паразитных эффектов.
Он широко используется в конструкциях высокоскоростных интерфейсов, таких как USB Type-C, HDMI, Ethernet и DisplayPort, став стандартным решением для защиты устройств связи следующего поколения.
EN
