USB2.0接口靜電(diàn)保護方案
随着現代社會的飛速發展,我們對電(diàn)子設備的依賴與日俱增.現代電(diàn)腦越來越多(duō)的采用(yòng)低功率邏輯芯片,由于MOS的電(diàn)介質(zhì)擊穿和雙極反向結電(diàn)流的限制,使這些邏輯芯片對ESD非常敏感。大多(duō)數USB集成電(diàn)路都是以CMOS工(gōng)藝為(wèi)基礎來設計和制造的,這導緻它們對ESD造成的損害也很(hěn)敏感,另外,USB端口是熱插拔系統,極易受到由用(yòng)戶或空氣放電(diàn)造成的ESD影響。用(yòng)戶在插拔任何USB外設時都可(kě)能(néng)産(chǎn)生ESD。在距離導電(diàn)面的幾英寸的位置可(kě)産(chǎn)生空氣放電(diàn)。靜電(diàn)可(kě)以損害USB接口,造成USB集成電(diàn)路故障,最糟糕的是會在電(diàn)子系統中(zhōng)産(chǎn)生數據位重影。這些損害和故障造成電(diàn)子設備的”硬性損傷”或元器件損壞。雖然對于硬性損傷我們可(kě)以很(hěn)容易地更換失效的元器件并使系統重新(xīn)納入正軌,但是,假如發生了“軟性損傷”(CMOS元件性能(néng)降級),此時系統會不斷産(chǎn)生不規則的數據位,要花(huā)費數小(xiǎo)時來進行故障排查,并且依靠重複測試也很(hěn)難發現系統異常,因此針對USB元件的ESD防護已經迫在眉睫。
ESD元件不僅要符合以上所述的ESD業界标準,還牽涉使用(yòng)能(néng)在高速數據傳輸情況下工(gōng)作(zuò)的先進半導體(tǐ)器件。因此保護串行端口的傳統方法在USB應用(yòng)中(zhōng)将會過時或者無效。
了解USB元件的ESD防護本質(zhì),有(yǒu)助于明确針對USB應用(yòng)的半導體(tǐ)器件所必需的特性:
1. 低電(diàn)容(<5pf),以減少高速速率下(480Mbps, USB 2.0)的信号衰減。
2. 快速工(gōng)作(zuò)響應時間(納秒(miǎo)),可(kě)以在ESD脈沖的快速上升時間内保護USB元件。
3. 低漏電(diàn)電(diàn)流,以減少正常工(gōng)作(zuò)下的功率能(néng)耗。
4. 穩固耐用(yòng),在反複性的ESD情況下仍然完好無損。