数据传输接口的电路保护
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2010-05-17
19:46:27
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高频数据传输接口的电路保护
关键字： 高速接口 电路保护 ESD PPTC
IC 制程技术的不断发展、高速数据传输接口的大行其道，使得相关的 ESD 防
护变得日益困难。对更快处理速度和更高功能密度的强烈需求，推动 IC 制造者
进一步缩减 MOS 元件的最小尺寸，尤其当制造技术转向 90nm 以下时，IC 芯
片体积越来越小、密度越来越高、功能越来越复杂，而其使用的电磁环境却日
趋严酷，也使其更易遭受 ESD、过压及过流的损害。同时，各种高速接口的持
续发展，特别是便携式多媒体设备的高速成长，使得数据的高速传输成为必然。
而怎样才能在保护接口安全的同时保证数据的高速传输，已然成为高频数据接
口面对的难题。
不同接口的电路保护要求
在目前的主流接口中，USB 的使用最为广泛，最新的 USB3.0 更是会支持高达
5Gbps 的传输速度。当传输速度提升到如此高时，信号的保持时间仅有
200ps，此时传统的高电容 MLV、TVS 等器件将无法用于 ESD 保护，高寄生电
容将严重引起信号波形失真：它减少了电平保持时间，令信号上升和下降沿大
为改变，以至于信号无法达到正常的工作电平。与之相比，HDMI1.3 标准将早
期 HDMI1.0-1.2 的数据传输速率提高了一倍，达到每对差分信号 3.4Gbps。要
达到如此高的数据传输速率，低电容和出色的电路板设计将成为充分保证信号
完整性的关键。
新型 DisplayPort 接口也正在被许多个人电脑、监视器、投影仪以及其他显示内
容(播放)源设计所采用。DisplayPort 接口在高达 2.7Gbps 的速率下工作，这比
原来的视频/多媒体互联标准高得多，因此也面临着同样的挑战。硬盘驱动器、
电脑和机顶盒厂家正在向 E-SATA (外部串行 ATA)标准看齐，把它作为在存储
设备之间传递视频的快速方式，最新 SATA3.0 标准最新定义的最高传输带宽将
高达 6Gbps。E-SATA 技术对 ESD 的需求与 HDMI 及 DisplayPort 十分相似，
E-SATA 的热插拔性质使得高等级 ESD 保护变得尤为关键。
图
1.
不同高速接口的信号速度要求比较
可见，对于设计人员来讲，高速接口电路保护设计的复杂性及难点来自于工作
速度，很多设计人员对于各种各样的速度表达方式感到无从下手。
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