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HDMI接口电路保护-静电保护模块_静电_暗记

admin 2024-12-04 18:34:03 0

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对付HDMI 1.3 ,仅有0.3PF 的超低电容静电保护设备

高分辨率多媒体接口(HDMI)是一种无压缩的全数字音频/视频接口。
它为视频/音频源设备与吸收设备间供应了高速接口,如连接DVD机和数字显示器。
现在的HDMI硅片的数字旗子暗记传输速率可达到10.2Gbps。
电路制造商持续不断地缩小它们的器件中的晶体管、互联和绝缘层的最小尺寸,从而使高速器件的构造更小,终极导致器件在较低的能级也更易于因击穿效应而破坏。

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HDMI接口即是一种易受瞬间毁坏的外接端口,用于连接用户端或带电电缆。
HDMI接口的内部ESD保护不敷以使图像芯片免受毁坏。
为了确保该端口的性能,消费电子制造商们须要加强HDMI端口的ESD性能,即如何在知足 HDMI兼容性测试规范(CTS)的旗子暗记完全性和阻抗哀求的同时,根据环球认同的ESD标准IEC61000-4-2硬化HDMI端口。

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(图片来自网络侵删)

ESD 是代表英文ElectroStatic Discharge 即"静电放电"的意思。
ESD 是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应如电流热(火花)效应(如静电引起的着火与爆炸)及和电磁效应(如电磁滋扰)等的学科。
在高速接口电路设计中,对静电放电的电磁场效应如电磁滋扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题越来越重视。
这种溘然放电可能是由于直接打仗或静电场的产生而引起的。
只管ESD 对人体的侵害并不多见,但对敏感电子器件却是致命的。
HDMI 图像芯片采取几何尺寸非常小的硅片制造,对ESD非常敏感。
大多数这类图像芯片内部均集成了ESD 保护;但是,这种方法仅能供应受掌握造环境中的保护[1]。
在现实天下中,用户常常打仗像HDMI 这类接口,因此会引起ESD。

IEC61000-4-2 标准中定义了各种毁坏程度。
当人在地毯上行走时,累积电压15KV 是很常见的。
ESD 随意马虎破坏乃至摧毁内部集成电路。

ESD0524P for HDMI

IEC61000-4-2 标准参考人体模型(HBM),效仿人体的各种ESD征象。
IEC61000-4-2 分为四种测试程度,消费电子一样平常根据IEC61000-4-2 规范的第四级测试:8KV 打仗和15KV空气。
只管ESD 脉冲持续韶光短,其电压和电流幅度足以毁坏敏感的IC。
该标准干系的波形如下图:

Figure 1 ESD pulse waveform according to IEC 61000-4-2

3 . HDMI的ESD保护哀求

— 非常高的二极管开关速率(纳秒级)和超低线电容(<1pF)可以确保旗子暗记完全性;

— 经受多少次ESD静电冲击之后,ESD静电保护性能没有退化;

— 纵然经由几百次ESD静电放电之后,泄露保持为低;

— 以小的占位面积实现最高的集成度;

— PCB 层面的RF 布线优化封装;

— 完备符合HDMI 1.3 规范哀求;

ESD0524P for HDMI:

可以直策应用于2对100欧的差分阻抗旗子暗记线 ,无论它的版式 ,层数,厚度以及电路板的材质 ,对付促进高速快效电路设计,ESD0524P 这种小型无铅且只有0.5mm间距封装 非常适宜于流线布局 ,这种紧密间距的封装设计 可以帮助减小布线的不连续性及增加共模噪声抑制 。

对付流线型高速旗子暗记线设计 和知足旗子暗记线阻抗哀求 ,ESD0524P的分外设计 供应了ESD 的4项保护哀求 ,符合IEC61000-4-2 ESD标准(±8KV CONTACT ESD 和 ±15KV Air ESD) , 同时供应卓越的嵌位电压特性 ,减少HDMI芯片的过压应力 ,提高HDMI 整体系统的可靠性 。

Figure 2 Flow-through layout of YINT‘S ESD0524P for HDMI Applications

测试结果和建议 :

这种低电容 ,低嵌位电压 ,和低操作电压 ,再加上它的独特封装设计 ,使它成为一个卓越的HDMI运用保护装置 ,ESD0524P’S TDR and eye pattern performance Figure 3 、Figure 4respectively, show the TDR results on 4-layer and 2-layer HDMI evaluation boards. Both results show that the TDR has met, and is well within, the HDMI CTS requirement (100 Ohm ± 15% for differential impedance).

Figure 3: ESD0524P 4-Layer HDMI TDR Result Figure 5: ESD0524P HDMI Eye Pattern Result (1.48Gbps)

Figure 4: ESD0524P 2-Layer HDMI TDR Result Figure 6: ESD0524P HDMI Eye Pattern Result(2.25Gbps)

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