DP 2.0接口靜電保護方案

方案簡介

DP接口，全稱是DisplayPort，是一種用于數(shù)字視頻和音頻傳輸?shù)挠嬎銠C顯示接口標準。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，適用于辦公、游戲、設(shè)計和娛樂等多種場景。DP2.0協(xié)議最大支持16K（15360*8460）的超強分辨率和80 Gbps的原始帶寬，是DP1.4帶寬的2.5倍；同時DP2.0使用了最新的編碼協(xié)議，新標準的帶寬利用率高達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)，然而這個熱插拔動作卻也經(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)計時常常考慮使用器件對接口進行靜電保護，以確保在能穩(wěn)定可靠地工作。普通的防護方案或許會對數(shù)據(jù)的傳輸造成一定影響，隨著消費類電子產(chǎn)品需求的持續(xù)增長，對ESD保護器件性能加強的需求也越來越強烈。靜芯微系列產(chǎn)品可以充分滿足客戶的設(shè)計要求。

DP 2.0接口引腳配置

回掃型ESD提供靜電防護

回掃特性ESD防護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 防護效果更優(yōu)，且不影響信號完整性，可更有效保護USB端口免受瞬態(tài)過電壓的影響，為相關(guān)電子產(chǎn)品設(shè)備加固防護，提升消費者使用體驗。

常規(guī)型ESD的電壓會隨著IPP（峰值脈沖電流）的增加而等比例增加，呈現(xiàn)出一個較為線性的增長趨勢。而回掃型ESD器件在當電壓達到VT1（觸發(fā)電壓）后會瞬間將兩端的鉗位電壓拉低，進入一個介于工作電壓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，但增長速度相比常規(guī)ESD較慢。其相較于常規(guī)ESD器件的優(yōu)點有：

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，更有效地保護集成電路（IC）及整個電路的安全；

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，實現(xiàn)更節(jié)能的設(shè)計；

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，如低壓移動電子設(shè)備、汽車電子、工業(yè)控制等對ESD保護要求較高的場合。

通過對比常規(guī)ESD和帶回掃ESD的特性曲線圖及其優(yōu)點，可以看出帶回掃ESD在ESD保護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靜電防護器件，專為保護該接口的高速差分線路而設(shè)計，型號分別為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)計簡化了 PCB 布局，減少布線過程中的不連續(xù)性，促進了信號完整性和系統(tǒng)穩(wěn)定性的提升。

其中SEUCS2Z3V1B為回掃型ESD保護器件，結(jié)電容僅有0.2pF，可對單路高速數(shù)據(jù)線進行靜電防護，可以使用八個SEUCS2Z3V1B來保護四對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。

低速差分通道和熱插拔通道的防護采用了集成多路ESD靜電二極管SEUC236T5V4U，可同時保護DP接口的五個引腳免受靜電放電(ESD)和低等級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。

型號參數(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)域越來越重要，保護其免受ESD靜電損害極為關(guān)鍵。ELECSUPER SEMI研發(fā)各種等級電容的ESD和TVS保護器件，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器件。以上解決方案是保護音視頻轉(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