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【新品發布】湖南靜芯推出用于USB 3.2的深回掃型靜電保護器件SEUCS2X3V1BB

湖南靜芯宣布推出全新產品SEUCS2X3V1BB。SEUCS2X3V1BB是一款保護高速數據接口的超低電容深回掃型ESD保護器件，專門設計用于保護連接到數據傳輸線的敏感電子元件免受ESD(靜電放電)引起的過壓，可適用于USB 3.2的高速差分信號線防護。根據IEC61000-4-2和IEC610000-4-5規范，SEUCS2X3V1BB可用于提供高達±30kV(接觸放電)的ESD保護，可承受高達14A(8/20us)的峰值脈沖電流。

關于USB 3.2

USB是一種通用的串行總線標準，定義了數據傳輸協議和電源供應規范，用于連接計算機與外部設備。USB接口的設計初衷是為了簡化計算機與外部設備之間的連接，通過一個統一的接口標準來替代以往計算機上眾多的串行和并行接口。USB 3.2版本1.0于 2017 年發布，分為三個版本，USB 3.2 Gen 1理論最高速率為5Gbit/s（與USB 3.1 Gen 1相同），USB 3.2 Gen 2理論最高速率為10Gbit/s（與USB 3.1 Gen 2相同），USB 3.2 Gen 2x2理論最高速率為20Gbit/s。USB 3.2 的到來使占行業主導地位的 USB-A 連接開始逐漸被 USB-C 淘汰。由于 USB-C 支持更高數據傳輸速度并能更快地為其他外圍設備充電，自然而然地成為USB 3.2 Gen 2 的主要 USB 接口。

USB-C接口和傳統USB-A和USB-B一樣，都為外露設計，使用者可以很方便地即插即用、隨拔即關。然而，這種頻繁的熱插入動作卻潛藏著風險，它極易引發靜電放電（ESD）等瞬時干擾。當帶電的USB-C接口與系統接觸時，電荷的瞬間轉移會產生強大的靜電沖擊，可能導致系統工作異常，影響設備的正常功能，還可能直接損壞控制組件，給用戶帶來不必要的損失和困擾。

USB-C接口的引腳配置如下圖所示。

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圖1 USB Type-C引腳配置

表1 USB-C引腳功能描述表

深回掃型ESD介紹

回掃特性ESD防護器件具有超小封裝體積、超低鉗位電壓、超低結電容特性，相比常規工藝 TVS 防護效果更優，且不影響信號完整性，可更有效保護USB端口免受瞬態過電壓的影響，為相關電子產品設備加固防護，提升消費者使用體驗。

常規型ESD的電壓會隨著IPP（峰值脈沖電流）的增加而等比例增加，呈現出一個較為線性的增長趨勢。而深回掃型ESD器件在當電壓達到VT（觸發電壓）后會瞬間將兩端的鉗位電壓拉低，進入一個小于工作電壓VRWM的較低電壓VHOLD,之后隨著電流的增加電壓逐漸增大。

其相較于常規ESD器件的優點有：

更低的鉗位電壓：在相同的IPP下，帶回掃ESD的VC（鉗位電壓）比常規ESD器件低30%以上。

更低的漏電流：這類ESD器件具有更低的漏電流，有助于降低設備的功耗，實現更節能的設計。

更深的應用范圍：帶回掃ESD的優異性能使其適用于更深的領域，如低壓移動電子設備、汽車電子、工業控制等對ESD保護要求較高的場合。

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圖2 ESD特性曲線圖對比

通過對比常規ESD和帶回掃ESD的特性曲線圖及其優點，可以看出帶回掃ESD在ESD保護方面具有更出色的性能和應用前景。

SEUCS2X3V1BB介紹

SEUCS2X3V1BB是湖南靜芯研發的一款超低電容ESD靜電保護器件，專門設計用于保護高速數據接口免受過應力事件的影響，可適用于USB 2.0 and USB 3.2的高速差分信號線防護。SEUCS2X3V1BB的工作電壓為3.3V，鉗位電壓為6.4V，具有 0.28pF 的極低電容，可確保信號完整性。根據IEC 61000-4-2 (ESD) 規范， SEUCS2X3V1BB可用于提供高達±30kV(接觸放電)，±30kV(空氣放電)的ESD保護，并根據IEC61000-4-5標準承受高達14A(8/20μs)的峰值脈沖電流。

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擊穿電壓曲線	漏電流曲線
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結電容曲線	IV曲線

表2 SEUCS2X3V1BB相關曲線圖

At TA = 25℃ unless otherwise noted

表3 SEUCS2X3V1BB電氣特性表

應用示例

下圖是湖南靜芯推出的USB-C的應用方案，其中USB-C的八個引腳（Tx1±、Tx2±、Rx1±、Rx2±）用兩個差分對組成兩個超高速數據傳輸通道。由于接口在傳輸大量內容時數據線需要經常插拔，在熱插拔的過程中有可能因為消費者的觸摸或金屬引腳短接引發靜電放電（ESD）等問題，因此選擇深回掃型ESD器件SEUCS2X3V1BB對引腳進行保護。

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圖3 USB-C應用方案

VBUS引腳采用湖南靜芯研發的TDS浪涌保護器ESTVS2200DRVR進行防護，低速數據差分線D+/D-使用本文介紹的深回掃型超低電容ESD器件SEUCS2X3V1BB進行防護，SBU和CC引腳由于靠近VBUS，有可能發生短路現象而暴露在20V電壓下對系統造成傷害，故推薦使用湖南靜芯研發的24V的深回掃低電容靜電防護器件SEUCS2X24V1B。

總結與結論

SEUCS2X3V1BB擁有低電容低鉗位電壓的優異性能，可適用于USB 2.0 and USB 3.2接口的高速差分信號線防護。湖南靜芯深回掃型系列ESD器件工作電壓涵蓋1.0~38V，電流涵蓋4~30A，電容最低至0.1pF，封裝涵蓋CSP、FC及各類封裝形式。同時推出22V&33V TDS平緩浪涌抑制器，可用于保護工作電壓為20V、24V、28V、36V的系統，具有精準且恒定的觸發電壓、優異的鉗位性能及穩定的溫度特性，可為系統提供更全面保護。結合TDS器件與深回掃ESD優勢，湖南靜芯是國內首家推出USB4.0完整解決方案的公司，詳情可以參考：“湖南靜芯推出USB4.0&PD3.0的ESD&EOS防護完整解決方案100W+80G/120G”與“湖南靜芯推出USB4.0&PD3.1的ESD&EOS防護完整解決方案140W&180W+80G/120G”等文章。

?審核編輯 黃宇