USB2.0接口靜電保護(hù)方案

隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展，我們對(duì)電子設(shè)備的依賴與日俱增.現(xiàn)代電腦越來越多的采用低功率邏輯芯片，由于MOS的電介質(zhì)擊穿和雙極反向結(jié)電流的限制，使這些邏輯芯片對(duì)ESD非常敏感。大多數(shù)USB集成電路都是以CMOS工藝為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)和制造的，這導(dǎo)致它們對(duì)ESD造成的損害也很敏感，另外，USB端口是熱插拔系統(tǒng)，極易受到由用戶或空氣放電造成的ESD影響。用戶在插拔任何USB外設(shè)時(shí)都可能產(chǎn)生ESD。在距離導(dǎo)電面的幾英寸的位置可產(chǎn)生空氣放電。靜電可以損害USB接口，造成USB集成電路故障，最糟糕的是會(huì)在電子系統(tǒng)中產(chǎn)生數(shù)據(jù)位重影。這些損害和故障造成電子設(shè)備的"硬性損傷"或元器件損壞。雖然對(duì)于硬性損傷我們可以很容易地更換失效的元器件并使系統(tǒng)重新納入正軌，但是，假如發(fā)生了“軟性損傷”(CMOS元件性能降級(jí))，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)不斷產(chǎn)生不規(guī)則的數(shù)據(jù)位，要花費(fèi)數(shù)小時(shí)來進(jìn)行故障排查，并且依靠重復(fù)測試也很難發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常，因此針對(duì)USB元件的ESD防護(hù)已經(jīng)迫在眉睫。

ESD元件不僅要符合以上所述的ESD業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，還牽涉使用能在高速數(shù)據(jù)傳輸情況下工作的先進(jìn)半導(dǎo)體器件。因此保護(hù)串行端口的傳統(tǒng)方法在USB應(yīng)用中將會(huì)過時(shí)或者無效。
了解USB元件的ESD防護(hù)本質(zhì)，有助于明確針對(duì)USB應(yīng)用的半導(dǎo)體器件所必需的特性：

1. 低電容(<5pf)，以減少高速速率下(480Mbps, USB 2.0)的信號(hào)衰減。

2. 快速工作響應(yīng)時(shí)間(納秒)，可以在ESD脈沖的快速上升時(shí)間內(nèi)保護(hù)USB元件。

3. 低漏電電流，以減少正常工作下的功率能耗。

4. 穩(wěn)固耐用，在反復(fù)性的ESD情況下仍然完好無損。

5. 集成度高，封裝面積小。