DP 2.0接口靜電保護(hù)方案

方案簡(jiǎn)介

DP接口，全稱是DisplayPort，是一種用于數(shù)字視頻和音頻傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)顯示接口標(biāo)準(zhǔn)。該接口由PC及芯片制造商聯(lián)盟開發(fā)，旨在取代傳統(tǒng)的VGA、DVI等接口，提供更加高效、高質(zhì)量的視頻和音頻傳輸。廣泛應(yīng)用于電腦、筆記本電腦、顯示器、電視和投影儀等數(shù)字顯示設(shè)備上。它可以傳輸高清視頻和音頻信號(hào)，適用于辦公、游戲、設(shè)計(jì)和娛樂(lè)等多種場(chǎng)景。DP2.0協(xié)議最大支持16K（15360*8460）的超強(qiáng)分辨率和80 Gbps的原始帶寬，是DP1.4帶寬的2.5倍；同時(shí)DP2.0使用了最新的編碼協(xié)議，新標(biāo)準(zhǔn)的帶寬利用率高達(dá)97%，有效帶寬峰值為77.4 Gbps，約是DP1.4有效帶寬的3倍。

由于DP接口在系統(tǒng)上是外露給使用者隨時(shí)可以插拔的接口，最普遍的應(yīng)用就是隨插即用、隨拔即關(guān)，然而這個(gè)熱插拔動(dòng)作卻也經(jīng)常是造成電子系統(tǒng)工作異常、甚至造成后續(xù)電路毀壞的元兇，所以在端口設(shè)計(jì)時(shí)常?？紤]使用器件對(duì)接口進(jìn)行靜電保護(hù)，以確保在能穩(wěn)定可靠地工作。普通的防護(hù)方案或許會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸造成一定影響，隨著消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求的持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)ESD保護(hù)器件性能加強(qiáng)的需求也越來(lái)越強(qiáng)烈。靜芯微系列產(chǎn)品可以充分滿足客戶的設(shè)計(jì)要求。

DP 2.0接口引腳配置

回掃型ESD提供靜電防護(hù)

回掃特性ESD防護(hù)器件具有超小封裝體積、超低鉗位電壓、超低結(jié)電容特性，相比常規(guī)工藝 TVS 防護(hù)效果更優(yōu)，且不影響信號(hào)完整性，可更有效保護(hù)USB端口免受瞬態(tài)過(guò)電壓的影響，為相關(guān)電子產(chǎn)品設(shè)備加固防護(hù)，提升消費(fèi)者使用體驗(yàn)。

常規(guī)型ESD的電壓會(huì)隨著IPP（峰值脈沖電流）的增加而等比例增加，呈現(xiàn)出一個(gè)較為線性的增長(zhǎng)趨勢(shì)。而回掃型ESD器件在當(dāng)電壓達(dá)到VT1（觸發(fā)電壓）后會(huì)瞬間將兩端的鉗位電壓拉低，進(jìn)入一個(gè)介于工作電壓VRWM和VT1之間的較低電壓Vh。隨后，隨著電流的增加，電壓逐漸增大，但增長(zhǎng)速度相比常規(guī)ESD較慢。其相較于常規(guī)ESD器件的優(yōu)點(diǎn)有：

1. 更低的鉗位電壓：在相同的IPP下，帶回掃ESD的VC（鉗位電壓）比常規(guī)ESD器件低50%以上。這種低鉗位電壓有助于提前釋放能量，更有效地保護(hù)集成電路（IC）及整個(gè)電路的安全；

2. 更低的漏電流：這類ESD器件具有更低的漏電流，有助于降低設(shè)備的功耗，實(shí)現(xiàn)更節(jié)能的設(shè)計(jì)；

3. 更廣泛的應(yīng)用范圍：帶回掃ESD的優(yōu)異性能使其適用于更廣泛的領(lǐng)域，如低壓移動(dòng)電子設(shè)備、汽車電子、工業(yè)控制等對(duì)ESD保護(hù)要求較高的場(chǎng)合。

通過(guò)對(duì)比常規(guī)ESD和帶回掃ESD的特性曲線圖及其優(yōu)點(diǎn)，可以看出帶回掃ESD在ESD保護(hù)方面具有更出色的性能和應(yīng)用前景。

應(yīng)用方案

我們?yōu)镈P接口提供了兩種ESD靜電防護(hù)器件，專為保護(hù)該接口的高速差分線路而設(shè)計(jì)，型號(hào)分別為SEUCS2Z3V1B和SEUC236T5V4U。分立器件減少了生產(chǎn)成本，集成式器件的流通式封裝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了 PCB 布局，減少布線過(guò)程中的不連續(xù)性，促進(jìn)了信號(hào)完整性和系統(tǒng)穩(wěn)定性的提升。

其中SEUCS2Z3V1B為回掃型ESD保護(hù)器件，結(jié)電容僅有0.2pF，可對(duì)單路高速數(shù)據(jù)線進(jìn)行靜電防護(hù)，可以使用八個(gè)SEUCS2Z3V1B來(lái)保護(hù)四對(duì)Lane通道。它的工作電壓為 3.3 V，鉗位電壓為僅為5V，符合IEC 61000-4-2 (ESD) 規(guī)范，在 ±15kV（空氣）和 ±15kV（接觸）下提供瞬變保護(hù)。

低速差分通道和熱插拔通道的防護(hù)采用了集成多路ESD靜電二極管SEUC236T5V4U，可同時(shí)保護(hù)DP接口的五個(gè)引腳免受靜電放電(ESD)和低等級(jí)浪涌事件的沖擊與干擾。它的工作電壓為 5 V，結(jié)電容僅有0.6pF，符合IEC 61000-4-2 (ESD) 規(guī)范，在 ±17kV（空氣）和 ±12kV（接觸）下提供瞬變保護(hù)。

型號(hào)參數(shù)

電氣特性表

At TA = 25℃ unless otherwise noted

表1 SEUCS2Z3V1B電氣特性表

表2 SEUC236T5V4U電氣特性表

總結(jié)與結(jié)論

隨著科技的發(fā)展和高清顯示需求的不斷增加，DP接口在顯示設(shè)備連接領(lǐng)域越來(lái)越重要，保護(hù)其免受ESD靜電損害極為關(guān)鍵。ELECSUPER SEMI研發(fā)各種等級(jí)電容的ESD和TVS保護(hù)器件，可按照客戶需求性能與封裝提供定制化開發(fā)服務(wù)，為各種接口及通信線路提供值得信賴的保護(hù)器件。以上解決方案是保護(hù)音視頻轉(zhuǎn)換器DP接口的優(yōu)選之策，確保音視頻轉(zhuǎn)換的有序與穩(wěn)定。

審核編輯 黃宇