強化USB 3.0靜電防護 TVS二極體陣列需求揚

作者: 黃耀瑋
2013 年 05 月 13 日

USB 3.0靜電放電(ESD)問題將雲消霧散。超輕薄筆電(Ultrabook)、機上盒(STB)及智慧型手機相繼升級第三代通用序列匯流排(USB 3.0)規格,已增加內部電路複雜度,為解決更嚴重的靜電放電(ESD)問題,且不影響產品輕薄度;相關被動元件供應商正積極開發微型設計、具低電容和低動態電阻特性的暫態抑制二極體陣列(TVS Diode Array),搶攻USB 3.0市場商機。
 


Littelfuse台灣區應用工程經理張廣兼(左)表示,被動元件在高階電子裝置設計中導入的數量將與日俱增,但整體占位面積不能等比例放大。右為電子事業單位行銷經理Rhonda Stratton。





美商利特(Littelfuse)台灣區應用工程經理張廣兼表示,靜電對人體雖無太大影響,卻是電子裝置印刷電路板(PCB)、內建晶片的致命殺手,當外部靜電瞬間湧入,就會造成失靈甚至損壞狀況。尤其是經常插拔的傳輸介面,受到人體攜帶靜電的影響相當頻繁,再加上新版USB 3.0、HDMI 1.4的傳輸速率、系統複雜度均較前一代標準倍增,將帶來更多ESD挑戰,因而刺激新的電路保護被動元件需求。
 



由於USB 3.0正迅速在行動運算裝置、消費性電子擴張應用版圖,而這些產品大多要求輕薄設計,因此新增的ESD保護元件也須做到更小。張廣兼強調,為兼顧被動元件的效能與體積規格,Littelfuse日前已率先發表高整合度TVS二極體陣列,除可節省ESD保護元件的占位空間達50%以上外,還能以單顆方案完全覆蓋USB 3.0晶片與接口端的ESD防護功能,省卻系統業者導入多顆TVS二極體的拉線困擾,進而加速上市時程,並減少影響產品穩定度的變因。
 



張廣兼也透露,新方案已列入賽普拉斯(Cypress),以及多家台灣USB 3.0晶片業者的參考設計建議清單;同時,Littelfuse亦與USB 3.0晶片、系統設計人員緊密合作,先期投入研發USB-電力傳輸(PD)新標準的ESD保護元件。
 



事實上,因應USB 3.0行動通訊運算與視聽設備的小型化設計需求,另一家被動元件大廠–美商柏恩(Bourns)近來也不斷加碼開發TVS二極體陣列封裝方案,足見被動元件領域已吹起微型設計風潮。
 



除體積以外,USB 3.0的ESD電路保護元件還須實現低電容和低動態電阻(Low Dynamic Resistance)兩種特性,前者係考量訊號失真問題,電容值愈低對訊號傳遞過程的影響愈小,能維持訊號強度並減少扭曲情形;後者則可提供更低的箝位電壓,有助將暫態電流快速導通至接地,確保USB 3.0晶片的可靠度。
 



張廣兼指出,目前Littelfuse最新一代TVS二極體陣列,已將電容和動態電阻值分別壓低至0.5pF、0.4歐姆(Ω)的業界最佳水準,正迅速在各個USB 3.0、HDMI 1.3/1.4應用領域攻城略地。
 



Littelfuse電子事業單位行銷經理Rhonda Stratton補充,今年該公司還會新增三十七款被動元件新產品,主攻車用/消費性電子、發光二極體(LED)照明、工業和醫療級設備,並將特別著重中國大陸市場布局。

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