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高清多媒体接口(HDMI)的静电放电(ESD)保护
发布时间:2021-07-08
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选择适合HDMI 2.0的ESD保护二极管时要考虑的关键参数包括:1.寄生电容例如在HDMI 2.0中,高速最小化传输差分信号(TMDS)线可显示数据速率的增加。适合HDMI 2.0的TMDS线具有6Gbps的最高数据速率,而在HDMI 1.4中最高数据速率为3.4Gbps。在选择ESD保护二极管以确保TMDS线的信号完整性时,寄生电容成为最重要的参数之一。当选择适合HDMI 2.0的ESD保护二极管时,务必要先考虑二极管的输入/输出(I/O)电容,确保二极管的电容符合TMDS线允许的电容预算。进行选择时,要找小于0.5pF的I/O电容。

另外还要查看产品说明书中包含的眼图。这会向您很好地展示HDMI 2.0系统中ESD器件的性能。图1是一个眼图的范例。

2.钳位电压和动态电阻(RDYN)当选择适用于HDMI的ESD保护二极管时,较低的电容并非唯一要考虑的参数。在ESD冲击中,随着系统处理器移向电压较低的节点,过电应力(EOS)引起故障的风险也会增加。当考虑ESD保护二极管时,一定要看器件的钳位电压和RDYN。钳位电压是ESD二极管在ESD冲击中强行限制的电压。对ESD保护器件而言,这是最重要的参数之一,因为它是连接器的系统侧在ESD冲击中将承受的那种电压。

为明确规定ESD器件的钳位电压,产品说明书列出了不同的方法。有些器件将利用传输线脉冲(TLP)测试来指定钳位电压。适合TLP测试的电流水平范围:1A至16A。其它器件则明确规定了按国际电工技术委员会(IEC)61000-4-2标准进行8kV接触放电测试过程中30ns时的钳位电压。当比较ESD保护二极管时,用所有这些不同的方法来定义钳位电压会产生混淆。

当选择ESD保护二极管时,一般的经验法则是RDYN越低,钳位电压越低。在ESD冲击中,动态电阻是二极管至接地的路径的有效电阻。如方程式1所示,RDYN与钳位电压是成比例的关系。它也可被描述成图2中二极管I-V曲线的斜率。还有其它因素,如击穿电压和寄生电容。不过,更低的动态电阻会使二极管的钳位电压性能更佳。


当为HDMI 2.0设计选择ESD保护二极管时,请关注两样主要东西:电容和RDYN。低寄生电容将确保该设计能保持HDMI 2.0信号完整性;而低RDYN则可在ESD冲击中确保低钳位电压。请考虑这些参数,以保证系统安全。