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【新品發(fā)布】湖南靜芯推出用于USB 3.2的深回掃型靜電保護器件SEUCS2X3V1BB

湖南靜芯宣布推出全新產(chǎn)品SEUCS2X3V1BB。SEUCS2X3V1BB是一款保護高速數(shù)據(jù)接口的超低電容深回掃型ESD保護器件，專門設計用于保護連接到數(shù)據(jù)傳輸線的敏感電子元件免受ESD(靜電放電)引起的過壓，可適用于USB 3.2的高速差分信號線防護。根據(jù)IEC61000-4-2和IEC610000-4-5規(guī)范，SEUCS2X3V1BB可用于提供高達±30kV(接觸放電)的ESD保護，可承受高達14A(8/20us)的峰值脈沖電流。

關于USB 3.2

USB是一種通用的串行總線標準，定義了數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和電源供應規(guī)范，用于連接計算機與外部設備。USB接口的設計初衷是為了簡化計算機與外部設備之間的連接，通過一個統(tǒng)一的接口標準來替代以往計算機上眾多的串行和并行接口。USB 3.2版本1.0于 2017 年發(fā)布，分為三個版本，USB 3.2 Gen 1理論最高速率為5Gbit/s（與USB 3.1 Gen 1相同），USB 3.2 Gen 2理論最高速率為10Gbit/s（與USB 3.1 Gen 2相同），USB 3.2 Gen 2x2理論最高速率為20Gbit/s。USB 3.2 的到來使占行業(yè)主導地位的 USB-A 連接開始逐漸被 USB-C 淘汰。由于 USB-C 支持更高數(shù)據(jù)傳輸速度并能更快地為其他外圍設備充電，自然而然地成為USB 3.2 Gen 2 的主要 USB 接口。

USB-C接口和傳統(tǒng)USB-A和USB-B一樣，都為外露設計，使用者可以很方便地即插即用、隨拔即關。然而，這種頻繁的熱插入動作卻潛藏著風險，它極易引發(fā)靜電放電（ESD）等瞬時干擾。當帶電的USB-C接口與系統(tǒng)接觸時，電荷的瞬間轉(zhuǎn)移會產(chǎn)生強大的靜電沖擊，可能導致系統(tǒng)工作異常，影響設備的正常功能，還可能直接損壞控制組件，給用戶帶來不必要的損失和困擾。

USB-C接口的引腳配置如下圖所示。

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圖1 USB Type-C引腳配置

表1 USB-C引腳功能描述表

深回掃型ESD介紹

回掃特性ESD防護器件具有超小封裝體積、超低鉗位電壓、超低結(jié)電容特性，相比常規(guī)工藝 TVS 防護效果更優(yōu)，且不影響信號完整性，可更有效保護USB端口免受瞬態(tài)過電壓的影響，為相關電子產(chǎn)品設備加固防護，提升消費者使用體驗。

常規(guī)型ESD的電壓會隨著IPP（峰值脈沖電流）的增加而等比例增加，呈現(xiàn)出一個較為線性的增長趨勢。而深回掃型ESD器件在當電壓達到VT（觸發(fā)電壓）后會瞬間將兩端的鉗位電壓拉低，進入一個小于工作電壓VRWM的較低電壓VHOLD,之后隨著電流的增加電壓逐漸增大。

其相較于常規(guī)ESD器件的優(yōu)點有：

更低的鉗位電壓：在相同的IPP下，帶回掃ESD的VC（鉗位電壓）比常規(guī)ESD器件低30%以上。

更低的漏電流：這類ESD器件具有更低的漏電流，有助于降低設備的功耗，實現(xiàn)更節(jié)能的設計。

更深的應用范圍：帶回掃ESD的優(yōu)異性能使其適用于更深的領域，如低壓移動電子設備、汽車電子、工業(yè)控制等對ESD保護要求較高的場合。

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圖2 ESD特性曲線圖對比

通過對比常規(guī)ESD和帶回掃ESD的特性曲線圖及其優(yōu)點，可以看出帶回掃ESD在ESD保護方面具有更出色的性能和應用前景。

SEUCS2X3V1BB介紹

SEUCS2X3V1BB是湖南靜芯研發(fā)的一款超低電容ESD靜電保護器件，專門設計用于保護高速數(shù)據(jù)接口免受過應力事件的影響，可適用于USB 2.0 and USB 3.2的高速差分信號線防護。SEUCS2X3V1BB的工作電壓為3.3V，鉗位電壓為6.4V，具有 0.28pF 的極低電容，可確保信號完整性。根據(jù)IEC 61000-4-2 (ESD) 規(guī)范， SEUCS2X3V1BB可用于提供高達±30kV(接觸放電)，±30kV(空氣放電)的ESD保護，并根據(jù)IEC61000-4-5標準承受高達14A(8/20μs)的峰值脈沖電流。

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擊穿電壓曲線	漏電流曲線
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結(jié)電容曲線	IV曲線

表2 SEUCS2X3V1BB相關曲線圖

At TA = 25℃ unless otherwise noted

表3 SEUCS2X3V1BB電氣特性表

應用示例

下圖是湖南靜芯推出的USB-C的應用方案，其中USB-C的八個引腳（Tx1±、Tx2±、Rx1±、Rx2±）用兩個差分對組成兩個超高速數(shù)據(jù)傳輸通道。由于接口在傳輸大量內(nèi)容時數(shù)據(jù)線需要經(jīng)常插拔，在熱插拔的過程中有可能因為消費者的觸摸或金屬引腳短接引發(fā)靜電放電（ESD）等問題，因此選擇深回掃型ESD器件SEUCS2X3V1BB對引腳進行保護。

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圖3 USB-C應用方案

VBUS引腳采用湖南靜芯研發(fā)的TDS浪涌保護器ESTVS2200DRVR進行防護，低速數(shù)據(jù)差分線D+/D-使用本文介紹的深回掃型超低電容ESD器件SEUCS2X3V1BB進行防護，SBU和CC引腳由于靠近VBUS，有可能發(fā)生短路現(xiàn)象而暴露在20V電壓下對系統(tǒng)造成傷害，故推薦使用湖南靜芯研發(fā)的24V的深回掃低電容靜電防護器件SEUCS2X24V1B。

總結(jié)與結(jié)論

SEUCS2X3V1BB擁有低電容低鉗位電壓的優(yōu)異性能，可適用于USB 2.0 and USB 3.2接口的高速差分信號線防護。湖南靜芯深回掃型系列ESD器件工作電壓涵蓋1.0~38V，電流涵蓋4~30A，電容最低至0.1pF，封裝涵蓋CSP、FC及各類封裝形式。同時推出22V&33V TDS平緩浪涌抑制器，可用于保護工作電壓為20V、24V、28V、36V的系統(tǒng)，具有精準且恒定的觸發(fā)電壓、優(yōu)異的鉗位性能及穩(wěn)定的溫度特性，可為系統(tǒng)提供更全面保護。結(jié)合TDS器件與深回掃ESD優(yōu)勢，湖南靜芯是國內(nèi)首家推出USB4.0完整解決方案的公司，詳情可以參考：“湖南靜芯推出USB4.0&PD3.0的ESD&EOS防護完整解決方案100W+80G/120G”與“湖南靜芯推出USB4.0&PD3.1的ESD&EOS防護完整解決方案140W&180W+80G/120G”等文章。

?審核編輯 黃宇