AMAZINGIC晶焱科技：Wi-Fi 6E 路由器產品的ESD/EOS防護方案

隨著無線網路的發展，IEEE協會于2020年提出了最新的Wi-Fi 6E，此版本為Wi-Fi 6的延伸版本，除了Wi-Fi 6原先支援的2.4GHz及5GHz的頻段外，新增了6GHz的頻段，主要是因為目前使用在2.4GHz及5GHz頻段的產品相當多，經常出現通訊干擾及頻段擁塞的問題，因此Wi-Fi 6E 期望透過新增的6GHz頻段來解決此問題，且Wi-Fi 6E支援七個160MHz頻寬的頻道，能同時在更高的速度下執行更多傳輸。在傳輸速度上，也將最大傳輸速度從過往的Wi-Fi 5 6.9Gbps提升到了9.6Gbps，能夠使我們在未來使用無線網路觀看高解析度的4K影片及玩游戲時更加流暢。

隨著Wi-Fi版本的提升與更新，路由器產品的效能也需要一同升級。路由器上通常擁有LAN、USB及Wi-Fi天線等介面， LAN的傳輸速度也從過往的1Gbps 升級到2.5G/5Gbps。

由于路由器有可能擺放于戶外環境，較容易遇到EOS能量干擾，因此產品研發工程師在進行電路設計時，務必挑選具有ESD/EOS耐受能力的TVS防護元件，否則當外部EOS能量干擾到系統時，路由器系統就有機會遭到破壞，尤以LAN PHY最有機會發生。由于半導體制程越來越先進，高速2.5G/5Gbps LAN PHY耐受ESD/EOS的能力遠不如1Gbps LAN PHY，因此設計產品時在PHY side加上具備ESD/EOS防護效果的防護元件已成為趨勢。后續將介紹Wi-Fi 6E路由器相關的ESD/EOS 保護方案。

在LAN 的防護上有分成線對線及線對地的防護，可參考圖一。

圖一、LAN port線對線及線對地TVS擺放建議線路

在2.5G/5Gbps LAN線對地的防護元件，建議使用AZ1243-04F，此為4通道的TVS array，其I/O對地的寄生電容值為0.5 pF (Typ.)，單體ESD耐受能力可達到Contact ±25kV/Air ±27kV。對于系統ESD保護效果影響最大的參數是ESD clamping voltage(鉗制電壓)，在ESD=8kV時鉗制電壓僅有8.5V。

2.5G/5Gbps LAN線對線的防護元件則建議使用AZ5B0S-01F，元件的寄生電容值僅有0.18pF(Typ.)，帶有IEC61000-4-5 Lightning 7A(8/20μs)的Ipp耐受能力。在Ipp(8/20μs)為7A時，TVS的Surge clamping voltage 鉗制電壓為4V。

路由器系統在進行ESD測試時，如LAN PHY電源對于ESD較為敏感，有可能造成系統當機，此時可以擺放TVS于LAN PHY電源端加強ESD的防護。通常LAN PHY的電壓都為低壓的1.8/2.5V居多，晶焱科技也有推出相對應的ESD/EOS防護方案可以選用，可參考表一。

隨著Wi-Fi應用越來越廣泛，建議于產品設計初期就須將TVS元件考量至線路中，除可避免后續ESD/EOS測試不通過的問題，更能夠減少未來在市場端因突波破壞而造成的產品返修問題。

表一、Wi-Fi6E路由器完整ESD/EOS防護方案

審核編輯：湯梓紅