視頻介面時常會受到ESD/EOS靜電的干擾,比如雷電天氣原因等造成靜電浪湧情況發生或在進行熱插拔的過程中發生靜電事件,介面沒有做ESD/EOS防護,將會造成視頻輸出異常:無法顯示圖像,色彩異常,畫面閃爍。只能找專業人員更換視頻輸出晶片,也有情況嚴重的把此介面連接的電視燒毀,對於這樣情況應盡可能避免。
不同的顯示器介面,信號通路和控制通路的不同,傳輸信號的速率也不同,導致各個介面控制晶片的工藝制程和ESD耐受度都不一樣,因此,不同的介面需要選擇不同的ESD保護晶片組來進行有效的ESD防護。本書應用方案以香港天微相應規格的ESD保護晶片為不同的介面應用提供豐富的ESD保護方案。
1、YPbPr介面
對於YPbPr介面主要採用的ESD保護晶片是TT0501NB。
表1.1 TT0501NB、TT0301PE主要性能參數表
如下圖為TT0501NB保護晶片內部電路示意圖。從中可以看出,TT0501NB主要是由具有一定的ESD保護電壓額定值的二極體正反向串聯組成的,因此它是雙向且只具有一個通道數的器件。使用了DFN1006這種無引腳的表面貼裝封裝,具有平坦的底部,能夠提供良好的熱管理和電氣性能。其VRWM(最大連續工作的脈衝電壓)為5V,即反向電壓5V加於TT0501NB上時,二極體陣列處於反向關斷狀態;VBR(最小的雪崩電壓)為5.8V,即25°C時,所加的反向電壓在5.8V之前,保護的二極體不導通;VC@Ipp(鉗位電壓@脈衝電流)為7V@1A,即在流過的峰值電流為1A其兩端電壓可以鉗位在7V;Cj為16pF。
圖1.1 TT0501NB電路示意圖
圖1.2 TT0501NB引腳剖面圖
圖1.3 TT0501NB晶片擊穿電壓曲線圖
圖1.4 TT0501NB晶片的TLP實測曲線
2、VGA介面、DVI介面
針對VGA介面和DVI介面,香港天微推出產品TT0514TL。
表2.1 TT0514TL主要參數性能表
如下圖為TT0514TL保護晶片內部電路示意圖。從中可以看出,TT0514TL主要是由具有一定的ESD保護電壓額定值的二極體陣列組成的,它們都具有四個通道數,VRWM(最大連續工作的脈衝電壓)為5V,即反向電壓5V加於TT0514TL上時,二極體陣列處於反向關斷狀態;VBR(最小的雪崩電壓)為6V,即25°C時,所加的反向電壓在6V之前,保護的二極體陣列不導通;TT0514TL的VC@Ipp為12V@1A,Cj為0.5pF.
圖2.1 TT0514TL電路示意圖
圖2.2 TT0514TL引腳剖面圖
圖2.3 TT0514TL晶片擊穿電壓曲線圖
圖2.4 TT0514TL晶片的TLP實測曲線
圖2.5 TT0514TL晶片的浪湧測試圖
3、HDMI介面
對於HDMI介面主要採用的ESD保護晶片主要是TT0514TP、TT0514SP、TT3304SP、TT0514TL、TT0534TL等。
(1)如下圖3.4.1為TT0514TP保護晶片內部電路示意圖。下表3.4.1為TT0514TP保護晶片主要性能參數。從中可以看出,TT0514TP主要是由具有一定的ESD保護電壓額定值的二極體陣列組成的,它具有四個通道數,VRWM(最大連續工作的脈衝電壓)為5V,即反向電壓5V加於TT0514TP上時,二極體陣列處於反向關斷狀態;VBR(最小的雪崩電壓)為6V,即25°C時,所加的反向電壓在6V之前,保護的二極體陣列不導通;VC@Ipp(鉗位電壓@脈衝電流)為12V@1A,即在流過的峰值電流為1A其兩端電壓可以鉗位在12V;Cj為0.6pF,該電容是二極體陣列的寄生電容。
圖3.1 TT0514TP內部電路示意
表3.1 TT0514TP主要性能參數
(2)如下圖3.4.2為TT0514SP保護晶片內部電路示意圖。下表3.4.2為TT0514SP保護晶片主要性能參數。從中可以看出,TT0514SP主要是由具有一定的ESD保護電壓額定值的二極體陣列組成的,它具有四個通道數,VRWM(最大連續工作的脈衝電壓)為5V,即反向電壓5V加於TT0514TP上時,二極體陣列處於反向關斷狀態;VBR(最小的雪崩電壓)為6V,即25°C時,所加的反向電壓在6V之前,保護的二極體陣列不導通;VC@Ipp(鉗位電壓@脈衝電流)為12V@1A,即在流過的峰值電流為1A其兩端電壓可以鉗位在12V;Cj為0.4pF,該電容是二極體陣列的寄生電容。
圖3.2 TT0514SP內部電路示意圖
表3.2 TT0514SP主要性能參數
(3)如下圖3.4.3為TT3304SP保護晶片內部電路示意圖。下表3.4.3為TT3304SP保護晶片主要性能參數。從中可以看出,TT3304SP,是一款DFN2510-10L的小封裝四路陣列型的ESD保護IC,封裝上可以相容目前通用的HDMI信號線路的防護方案;容值最低達到0.18pf,完全能滿足HDMI 2.1的高速傳輸要求;3.3V的Vrwm,可以適應所有HDMI介面的工作電壓的要求;TLP=16A(接觸放電8kV)時,鉗位電壓Vc≤7V,是目前同類型產品中Vc最低的產品之一;浪湧保護方面,8/20us的Ipp≥6A,同時Vc≤5.5V @Ipp=6A,完全符合介面對浪湧鉗位的要求。
圖3.3 TT3304SP內部電路示意圖
表3.3 TT3304SP主要性能參數
TT3304SP具體的實測曲線如下圖:
如果要兼顧更多更靈活的應用,在實際應用中,還可以選擇更小封裝的產品:
TT0321SA(DFN0603-2L),TT0321SB(DFN1006-2L),參數如下:
(4)如下圖3.4.4為TT0534TL、TT0514TL保護晶片內部電路示意圖。下表3.4.4為TT0534TL、TT0514TL保護晶片主要性能參數。從中可以看出,TT0534TL與TT0514TL主要是由具有一定的ESD保護電壓額定值的二極體陣列組成的,它們都具有四個通道數,VRWM(最大連續工作的脈衝電壓)為5V,即反向電壓5V加於TT0514TP上時,二極體陣列處於反向關斷狀態;VBR(最小的雪崩電壓)為6V,即25°C時,所加的反向電壓在6V之前,保護的二極體陣列不導通;TT0534TL的VC@Ipp為12V@1A,而TT0514TL的VC@Ipp為11V@1A;TT0534TL的Cj為0.6pF,TT0514TL的Cj為0.5pF。
圖3.4 TT0534TL與TT0514TL內部電路示意圖
表3.4 TT0534TL和TT0514TL主要性能參數
4、DP介面
對於DP介面香港天微推薦採用TT0514SP晶片。下表是其主要性能參數表:
表4.1 TT0514SP晶片主要性能參數表
如下圖為TT0514SP保護晶片內部電路示意圖。從中可以看出,TT0514SP,是一款DFN2510-10L的小封裝四路陣列型的ESD保護IC,封裝上可以相容目前通用的DP信號線路的防護方案;容值最低達到0.4pf,完全能滿足DP 1.4的高速傳輸要求;5V的Vrwm,可以適應所有DP介面的工作電壓的要求;VBR(最小的雪崩電壓)為6V,即25°C時,所加的反向電壓在6V之前,保護的二極體陣列不導通;VC@Ipp(鉗位電壓@脈衝電流)為12V@1A,即在流過的峰值電流為1A其兩端電壓可以鉗位在12V;Cj為0.4pF,該電容是二極體陣列的寄生電容。
TT0514SP的電路示意圖
TT0514SP的內部引腳配置圖
圖4.3 TT0514SP晶片的封裝示意圖
圖4.4 TT0514SP晶片的鉗位電壓圖
圖4.5 TT0514SP晶片的TLP曲線圖