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。

静电二极管具备哪些优点，在使用静电二极管时，不止要了解静电二极管的原理，静电二极管的优点也是选二极管时要参考的因素。 静电二极管体积比较小，结电容低，反应速度比较快等，当ESD静电二极管并联于电路中，电路在正常工作时，它是处于一种(高阻态)截止状态，不会影响电路正常的工作，那么当电路出现了异常的过压且达到击穿电压时，它就会由高阻态变为低组态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径，同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护被保护被保护 IC 或线路;当异常过压消失，其恢复至高阻态，电路正常工作。

ESD静电二极管在电路应用中应该要注意以下五个要求：（1）选择ESD静电保护器件注意：. 箝制电压不要超过受保护器件的最大承受电压. 电路电压不超过保护器件工作电压. 低电容值、漏电流尽可能的减少干扰及损耗（2）静电保护器件尽量安装在最接近静电输入的地方，远离被保护器件（3）静电保护器件一定接的大地线，不是数字地线（4）回地的线路尽量的短，静电保护器件与被保护线路之间的距离尽量的短（5）尽量避免被保护与未被保护线路并排走线

静电二极管如何应用到USB防护？ 静电二极管如何应用到USB接口电路中？静电二极管在电路中是如何防护接口呢？ USB接口容易受到空气放电损坏，所以需要ESD二极管静电防护，例如USB2.0数据线路应用的ESD二极管要具备以下几点：结电容低：可以把USB2.0高速数据线路中的信号衰减降到最低；响应时间快：在ESD脉冲信号快速上升时保护USB元件；漏电流低：能够把功率的消耗降低；封装小。 低结电容的TVS阵列ESD0524UA的特性，以及USB2.0高速数据线路提供有效的ESD保护。ESD0524UA的参数很适用于USB2.0高速线路ESD保护的TVS二极管阵列。它具有超低结电容0.5pF，能够把信号传输线路的功率消耗降低到最低水平。 并且满足IEC61000-4-2的13kV接触放电标准，具有非常好的ESD静电防护能力。采用DFN2510-10L封装，尺寸小，集成度高，适用于USB2.0高速数据接口，便携式设备：手机，mp3播放器，数码相机等产品。