USB埠的靜電放電(ESD)防護

　　我們在使用USB設備時通常都採用熱插拔，此時存在靜電放電的隱患。這篇應用說明闡述了怎樣使用瞬態抑制二極體陣列保護USB設備免受ESD影響。

　　雖然至今為止在USB 1.1和USB 2.0的規範中並未要求ESD防護，但USB元件的可熱插拔性使它成為靜電放電敏感元件，因此對所有USB埠實施ESD防護是極其重要且必需的。

　　隨著現代社會的飛速發展，我們對電子設備的依賴與日俱增.現代電腦越來越多的採用低功率邏輯晶片，由於MOS的電介質擊穿和雙極反向結電流的限制，使這些邏輯晶片對ESD非常敏感。大多數USB集成電路都是以CMOS工藝為基礎來設計和製造的，這導致它們對ESD造成的損害也很敏感，另外，USB埠是熱插拔系統，極易受到由用戶或空氣放電造成的ESD影響。用戶在插拔任何USB外設時都可能產生ESD。在距離導電面的幾英寸的位置可產生空氣放電。靜電可以損害USB接口，造成USB集成電路故障，最糟糕的是會在電子系統中產生數據位重影。這些損害和故障造成電子設備的"硬性損傷"或元器件損壞。雖然對於硬性損傷我們可以很容易地更換失效的元器件並使系統重新納入正軌，但是，假如發生了「軟性損傷」(CMOS元件性能降級)，此時系統會不斷產生不規則的數據位，要花費數小時來進行故障排查，並且依靠重複測試也很難發現系統異常，因此針對USB元件的ESD防護已經迫在眉睫。

　　ESD元件不僅要符合以上所述的ESD業界標準，還牽涉使用能在高速數據傳輸情況下工作的先進半導體器件。因此保護串行埠的傳統方法在USB應用中將會過時或者無效。

　　了解USB元件的ESD防護本質，有助於明確針對USB應用的半導體器件所必需的特性：

　　1. 低電容(5pf)，以減少高速速率下(480Mbps, USB 2.0)的信號衰減。

　　2. 快速工作響應時間(納秒)，可以在ESD脈衝的快速上升時間內保護USB元件。

　　3. 低漏電電流，以減少正常工作下的功率能耗。

　　4. 穩固耐用，在反覆性的ESD情況下仍然完好無損。

　　5. 集成度高，封裝面積小。

　　全新低電容瞬態抑制二極體陣列(NUP4201DR2器件)可用於USB 2.0或者USB 1.1元件的ESD防護，因此本文詳細描述了它的使用方式與前景。