PulseGuard ESD抑制器在便攜式設(shè)備中的應(yīng)用

　　高清晰多媒體接口(HDMI)是一種能提供高水平視頻質(zhì)量的最新技術(shù)，是由HDMI的締造廠商(包括多家IC廠商)聯(lián)合定義的一種適用于消費(fèi)電子產(chǎn)品的下一代數(shù)字接口規(guī)范。許多大型電影公司和衛(wèi)星電視、有線電視公司也支持HDMI規(guī)范。HDMI Licensing LLC是一家許可證授權(quán)機(jī)構(gòu)，專門負(fù)責(zé)管理HDMI規(guī)范的許可證授權(quán)，旨在推動(dòng) HDMI 標(biāo)準(zhǔn)并為將HDMI的優(yōu)勢(shì)介紹給零售商盒消費(fèi)者而進(jìn)行教育推廣。

　　但是，HDMI很容易遭受ESD的危害，需要額外的保護(hù)器件來(lái)防止端口功能出現(xiàn)異常。隨著HDMI帶寬的不斷提高，HDMI 1.3的單個(gè)鏈路帶寬已經(jīng)提高到10.2Gbps(340MHz)，以支持未來(lái)高清晰顯示應(yīng)用需求。傳輸速度越高，意味著器件要求更低的電容。

　　USB2.0總線在便攜式數(shù)字消費(fèi)電子中非常流行，它的最高數(shù)據(jù)傳輸速率為480Mbps，也要求過(guò)壓保護(hù)元件必須具有很低的電容。

圖1：采用0402表面貼封裝PulseGuard PGB1010402 ESD抑制器。

　　Littelfuse公司的新型PulseGuard PGB1010402靜電釋放(ESD)抑制器，具有自身電容低(0.06pF)、泄漏電流低、箝位電壓低和響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，特別適用于低壓、高速應(yīng)用，如移動(dòng)電話、MP3/MP4播放器、PMP便攜媒體播放器、GPS全球定位系統(tǒng)。它們能滿足這些應(yīng)用對(duì)保護(hù)器件具有極低電容的要求，可將對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)完整性的影響減小到最小。本文以HDMI接口保護(hù)和USB2.0接口保護(hù)電路為例，介紹PulseGuard(PGB) ESD抑制器在便攜式數(shù)字消費(fèi)電子中的應(yīng)用。

　　PulseGuard器件采用通常用于制造聚合物PTC的聚合物基底，具有專利的“電壓可變活性材料(VVAM)”存在低電容、快速導(dǎo)通的特性，能夠?yàn)榭焖貳SD保護(hù)提供低箝位系數(shù)。PulseGuard PGB1010402符合RoHS指令，并且100%無(wú)鉛，采用0402表面貼封裝。

圖2：PulseGuard的結(jié)構(gòu)圖。

　　PulseGuard器件由摻雜在聚合物中的專利半導(dǎo)體材料構(gòu)成。當(dāng)ESD瞬態(tài)電壓施加在PulseGuard器件上時(shí)，PulseGuard被觸發(fā)并對(duì)這個(gè)瞬態(tài)電壓進(jìn)行箝位，以保護(hù)后面的電子器件。

　　ESD瞬態(tài)電壓是快速變化的，當(dāng)瞬態(tài)電壓升高到一定程度，達(dá)到PGB的箝位電壓時(shí)，PGB器件將對(duì)瞬變電壓進(jìn)行抑制，使之變得“平坦”起來(lái)，此時(shí)瞬變電壓值等于抑制器的箝位電平，以消除高瞬變電壓對(duì)后面的IC或者或收發(fā)器的影響，達(dá)到保護(hù)電路的目的。瞬變浪涌電流通過(guò)后，PGB自動(dòng)復(fù)位，恢復(fù)到正常的高阻狀態(tài)。

圖3：PulseGuard PGB1010402的工作原理。

　　HDMI端口保護(hù)電路需要8個(gè)PGB器件保護(hù)HDMI的8條線路(圖4a)。每條線路都由1個(gè)接地的PGB來(lái)保護(hù)。根據(jù)被保護(hù)的設(shè)備不同，PGB器件應(yīng)放置HDMI連接器的后面。此外，PGB接地PCB走線應(yīng)盡可能短，以將電容負(fù)載效應(yīng)降到最小。

　　圖4b顯示的是采用兩個(gè)PGB器件保護(hù)USB2.0端口的D+/D-線路。MLV V5.5MLA0603(積層突波吸收器)和聚合物正溫度系數(shù)(PPTC)電阻器件則被用來(lái)保護(hù)Vbus電源線路。

圖4：(a) PulseGuard的HDMI端口保護(hù)電路圖； (b) USB2.0端口保護(hù)電路圖。

　　Littelfuse公司提供豐富的電路保護(hù)產(chǎn)品，包括保護(hù)用晶閘管、瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管、二極管陣列、PulseGuard、PPTC、氣體放電管、保險(xiǎn)絲、多層變阻器(MLV)和金屬氧化物變阻器(MOV)。有關(guān)詳細(xì)產(chǎn)品信息，請(qǐng)聯(lián)系：Littelfuse香港有限公司應(yīng)用經(jīng)理Teddy To(電子郵件@littelfuse.com">tto@littelfuse.com)。

供稿：Littelfuse公司