USB 3.X 和 USB4 接口ESD保护选型指南：晶扬电子TT0311SA-Fx二极管的超低容值优势与实践

随着5G通信、人工智能以及物联网等新兴产业的蓬勃发展，半导体的制程工艺发展的越来越快，IC的敏感度也越来越高，对静电防护的需求达到了一个更高的层次。在高速信号线产品中，二极管型号参数的选择至关重要，尤其是高压二极管型号参数的选择。而ESD保护器件作为电子系统中的“安全卫士”，其选型也显得尤为重要。

首先，我们来了解一下二极管型号参数。二极管是电子元件中非常基础的元件之一，其型号参数包括最大整流电流、最大反向电压、正向电阻、反向电阻等。对于高速信号线产品来说，需要选择符合规格的高压二极管，以保证电路的安全和稳定。

接下来，我们来看看ESD保护器件的选型。ESD保护器件是用于静电放电（ESD）保护的电子元件，其选型应考虑以下几个因素：一是要考虑其钳位电压，即ESD保护器件在触发后所能承受的最大电压；二是要考虑其电容值，电容值的大小直接影响到信号传输的质量和速度；三是要考虑其耐电压能力，即ESD保护器件所能承受的最大电压。

ESD单向防护优势

单向信号是指该信号线只会出现正电压或只会出现负电压，一般可选用单向或双向TVS。通常情况下，工程师在TVS选型时更倾向于选用双向TVS，原因如下：

1、选用双向TVS可避免方向性问题；

2、同样的封装下，双向TVS相比单向TVS容值能达到更低，尤其是针对高速信号传输的场景，要求TVS具有更低的容值；

但在某些单向信号传输中若选用双向TVS，可能会使TVS的保护效果无法达到最佳，因为双向TVS在正负电压均达到击穿电压时才会启动导通。在正电压时，单向TVS与双向TVS的导通特性曲线是相似的，但在负电压时单向TVS约-0.7V会Forward导通，而双向TVS在负电压时需达到负向击穿电压，才能导通（如5V TVS的VBR约为-6V），因此在负向突波电压保护上会有差异。此外，若比较同样封装的单向TVS及双向TVS时，会发现单向TVS的钳位电压优于双向TVS，这是因为在同样的芯片面积的条件下，双向TVS需设计的元件数量更多，结构更复杂。而单向TVS则可以最大化保护元件的面积，有效降低钳位电压及动态导通电阻，提升保护性能。

针对上述问题，晶扬电子推出了业界最低容值的单路单向深回滞型ESD静电保护器-TT0311SA-Fx。这款产品具有极低的电容值0.24pF，深度折回电压达到3V，是目前业界单路单向产品中容值最低的。在USB 3.X和USB 4.0高速接口中，TT0311SA-Fx为后端IC以及整个电路提供了强大的静电保护能力。

对于USB 3.X和USB 4.0高速接口，选择ESD/EOS保护组件时需考虑以下几点：

1、为确保通过USB 3.X和USB 4.0传递的高速信号的完整性，选择该器件时需使用具有较低电容的ESD保护器件。

2、具有较高的ESD耐电压能力，至少要承受IEC 61000-4-2中规定的8kV接触放电的ESD冲击。

3、具有较低的钳位电压，较低的钳位电压表示更好的保护性能。

LAYOUT设计时的注意事项：

1、将ESD保护器件尽可能靠近I/O连接器放置，以减少ESD接地路径，提高保护性能。

2、在USB 3.X和USB 4.0 应用中，应将ESD保护器件放置在TX差分通道上的交流耦合电容器和I/O连接器之间，如此没有直流电流可以流过ESD保护器件，从而防止任何潜在的闩锁风险。

3、尽可能使用弯曲的迹线，以避免不必要的反射。

4、保持差分数据通道的正线和负线之间的走线长度相等，以避免共模噪声的产生和阻抗失配。

此外，对于高速信号线的ESD保护需求，除了需要选择低电容值的ESD保护器件外，还需要注意其他因素。例如，要保持差分数据通道的正线和负线之间的走线长度相等，以避免共模噪声的产生和阻抗失配。同时，在LAYOUT设计时，应将ESD保护器件尽可能靠近I/O连接器放置，以减少ESD接地路径，提高保护性能。

TT0311SA-Fx二极管是一款具有极低电容值的单路单向深回滞型ESD静电保护器，专为高速信号线的保护而设计。由于其低电容值和高回滞电压特性，TT0311SA-Fx二极管特别适合应用于需要高ESD保护的场景，如USB 3.X和USB 4.0等高速接口。

在USB 3.X和USB 4.0高速接口中，TT0311SA-Fx二极管能够为后端IC以及整个电路提供强大的静电保护能力。其低电容值和高回滞电压特性确保了信号传输的稳定性和可靠性，有效避免了ESD事件对信号线造成损害。

除了在高速接口中的应用，TT0311SA-Fx二极管还可应用于其他需要高ESD保护的场景，如RF信号线、HDMI接口、DisplayPort等。在这些场景中，TT0311SA-Fx二极管能够为信号线提供卓越的静电保护，确保信号传输的稳定性和可靠性。

TT0311SA-Fx二极管是一款高性能的ESD静电保护器，特别适合应用于需要高ESD保护的场景，如USB 3.X和USB 4.0等高速接口。其低电容值和高回滞电压特性确保了信号传输的稳定性和可靠性，为电子设备提供了可靠的静电保护。