Kuidas lisada sidesüsteemide liidese kujundamisel kaitsvaid dioode?

一, kommunikatsiooniliideste tüüpilised riskid ja kaitsenõuded
Kaasaegsed suhtlusliidesed seisavad silmitsi kolme põhiriskiga:
Elektrostaatiline tühjendus (ESD): Inimkeha staatiline elekter võib ulatuda ± 25kV-ni ja tüüp - C-liides peab vastama IEC 61000-4-2 standardi ± 15kV kontakttaseme nõuetele.
Hoorude mõju: välk indutseeritud pinge võib ulatuda 6kV -ni ja mööduvat ülepinget tuleb piirata kaitseseadmetega, mille klammerduspinge on väiksem või võrdne 32 V -ga.
Signaali terviklikkuse halvenemine: Kiire diferentsiaalsignaalid (näiteks USB 3.0) nõuavad kaitseseadmeid, mille ristmike mahtuvus on väiksem või võrdne 0,3 protsendiga, et vältida signaali sumbumist ja värisemist.
Võttes näitena tüübi - c liides, nõuab selle kõrge - kiiruse andmekanal (TX/RX) DW05 - 4R2PC-S ESD dioodi kasutamist, mis toetab 4,5A maksimaalset impulsivoolu ja sellel on ainult 0,2PF-i ristmiku kopatentsus. See võib saavutada ± 25kV õhukviitungi kaitse ja vastata signaali terviklikkuse USB4 protokolli rangetele nõuetele.
2, tehniline raamistik kaitsedioodide valimiseks
1. põhiparameetri sobitamine
Pöördpinge (VRMM): see peaks olema 1,2 korda suurem kui liidese maksimaalne tööpinge. Näiteks tuleks 5 V toiteallika liidese jaoks valida seadmed, mille VRMM on suurem või võrdne 6 V -ga.
Klambripinge (VC): see peaks olema madalam kui kaitstud kiibi jaotuspinge. HDMI 2.1 liides nõuab kaitseseadmeid, mille VC on vähem kui 8 V või võrdne.
Dünaamiline takistus (RDYN): mõjutab mööduvat reageerimise kiirust, mille tüüpiline väärtus on väiksem kui 0,5 Ω.
Ühenduse mahtuvus (CT): suure kiirusega liidesed nõuavad CT -d vähem kui 1 pF või võrdsusega, samas kui PCIE 5.0 liidesed vajavad seadmeid, mille CT on väiksem või võrdne 0,1PF.
2. topoloogia kohandamine
Ühe otsaga signaali kaitse: kasutades ühesuunalisi dioode, näiteks SMBJ5.0A koos UART -liidesega.
Diferentsiaalsignaali kaitse: nõuab kahe kanaliga integreeritud seadmeid, näiteks DW24P4N3-S, mida kasutatakse CAN-bussi jaoks, toetades 150A soovitunnet.
Mitmekanali integreerimine: tüüp - c liides võtab vastu DW05 - 6R1N-E ja integreerib 6-kanalilise kaitse, säästes enam kui 30% PCB-ruumist.
3, tüüpiliste liideste kaitseskeemi kujundamine
1. USB -liidese kaitse arhitektuur
USB 3.0/3.1 liides nõuab kolme - taseme kaitset:
1. tase: TVS -diood (näiteks SMBJ6.0CA) pärsib ± 15kV ESD.
Teine tase: ühine režiimi õhuklapp (näiteks DLW21SN) filtreerib tavarežiimi müra.
Kolmas tase: madala mahtuvusega ESD-dioodid (näiteks USBLC6-2SC6) saavutavad lõpliku kaitse, ristmike mahtuvusega on ainult 0,5 protsenti.
2. Etherneti liidese kaitse skeem
Gigabiti Etherneti liidesed peavad tasakaalustama kaitset ja signaali kvaliteeti:
Phy kiibi esikülg - lõpp: juurutage kahesuunalised telerite dioodid (näiteks PESD5V0S1BA), mille klambripinge on vähem või võrdne 6 V -ga.
Trafo sekundaarne: integreeritud gaasitõmbetoru (GDT) ja PTC ise taastamise kaitse, et saavutada välkkiire kaitse kaitse.
Kaabli ots: varustatud RJ45 liidesega ja ehitatud - kaitsemoodulis, toetades 8kV kontakti tühjenemist.
3. traadita suhtlusmooduli kaitse
5G mooduli kaitse peab pöörama tähelepanu kõrgetele - sageduse omadustele:
Antenni port: kasutage ultra - madala mahtuvusega Schottky dioodid (näiteks BAT54C), mille ristmike mahtuvus on väiksem või võrdne 0,8PF.
Toitenõel: juurutage zeneri diood (näiteks 1N4733A), et säilitada 5,1 V pinge stabiliseerumist.
Andmebuss: kasutades kõrge - kiiruse ESD massiivi (näiteks ESD5Z5.0T1G), reageerimise aeg<1ns.
4, peamised tehnilised punktid inseneripraktikas
1. PCB paigutuse optimeerimine
Juhtmestrateegia: kaitseseadmed tuleks paigutada liidese lähedale ja juhtmestiku pikkuse erinevus peaks olema väiksem või võrdne 5 ml.
Maandusravi: kasutatakse tähekujulist maandumist ja kaitseseadme maapind ühendatakse signaalipinnaga läbi 0 Ω takisti.
Termiline disain: suure võimsusega seadmed (näiteks DW24P4N3-S 150A tõusude käitlemiseks) nõuavad jahutusradiaatide paigaldamist ja ristmike temperatuuri juhtimist alla 150 kraadi.
2. Testimis- ja kontrollimismeetodid
ESD -testimine: kontrollige inimkeha mudeli (HBM) ± 8kV ja masinamudeli (MM) ± 200 V abil.
Hoolukatse: vastavalt IEC 61000-4-5 standardile rakendage kaitseseadmete rikke läve testimiseks 1,2/50 μ S lainekuju.
Signaali terviklikkuse testimine: Silmaskeemi analüüsi kaudu veenduge värisemine<50ps and error rate<10 ^ -12.

https://www.trrsemimicon.com/transistor/pnpren {2} }sMall{3 }signalLiN {4} TRANSISTOR IRENTOR ON