USB 3.0 電路保護

　　現如今市場上有幾種不同的防靜電抑制技術，例如MLVs(多層陶瓷壓敏電阻)，聚合物ESD抑制器和半導體的ESD抑制技術。是否選擇了正確的保護將決定USB3.0端口是否可以承受ESD事故。

　　設計師們必須特別關注器件電容，鉗位電壓和動態電阻，因為這些參數對選擇最佳ESD保護至關重要。一些設備保護制造商設計出了有著最小寄生電容以提高信號的最大完整性的產品，同時有些產品的鉗位性能達到了最大化雖然代價是電容很高。

　　像TVS二極管和二極管陣列的半導體有著最低動態電阻，提供卓越的鉗位性能，并能保持非常低寄生封裝電容。圖5示出了硅的鉗位性能與MLV ESD保護技術的對比。正如可以看到的，以硅為基礎的解決方案的鉗位電壓更低。

　　USB 3.0的眼圖測試結果如圖9中所示，美國力特的TVS二極管陣列，通過結合低鉗位電壓和低電容ESD保護給USB 3.0應用程序提供了最好的保護技術。

　　TVS二極管陣列比如美國力特的SP3012-06UTG型號等設備提供多通道ESD保護解決方案，USB 3.0保護的最佳選擇。美國力特的SPA® 設備的工作方式有兩種。首先，它們的二極管能吸收瞬態電流，瀉放電流;第二，能通過雪崩或齊納二極管來鉗制電壓電平。圖7顯示的是美國力特USB 3.0設備SP3012-06UTG型號的靜電保護解決方案。

　　它提供6行±12kV靜電保護，能夠確保保護單一3.5x1.35mm的包裝里的所有USB 3.0數據線。美國力特SP3012-06UTG免除了設計人員為使用多個ESD保護裝置而占用寶貴的電路板空間的擔心。此外，SP3012具有僅為0.4Ω的極低動態電阻，這為USB 3.0芯片組提供了同類產品中一流的鉗位性能和對過壓事件非常敏感的收發器芯片。

　　另外，如果設計人員希望實現兩個設備解決方案，推SP3012-04UTG和SP3003-02UTG，它們可用于保護那六行數據線(參見圖8)。SP3003保護傳統的D + / D-對，而SP3012則可以保護兩個極速差分對。　　

 

　　信號完整性

　　保持USB 3.0數據完整性是至關重要的，任何少量的附加電容都可以導致信號失真，并降低信號的可靠性。測試靜電抑制器的寄生電容對信號完整性的影響的方法之一是進行眼圖測試。此測試需要對重復的數字信號進行采樣，并在示波器上顯示所得到的眼孔圖樣。眼圖經常被用來定義可接受的信號質量和依從性。

　　圖9顯示了美國力特SP3012-06UTG用一個5Gbps的USB 3.0符合性測試圖案和掩模“通過”的眼狀圖。圖10顯示了該評估板的PCB布局。為了模擬一個真實的世界USB 3.0數據路徑，測試電路板是用90Ω差分信號對和USB3.0接口設計的。

　　由圖可以看出，信號一直在掩模邊界內，而且眼圖寬度是保持不變的，這樣給設計者在系統電容預算內提供了很大的靈活性。