PulseGuard系列静电释放抑制器的原理及适用范围分析

高清晰多媒体接口（HDMI）是一种能提供高水平视频质量的最新技术，是由HDMI的缔造厂商（包括多家IC厂商）联合定义的一种适用于消费电子产品的下一代数字接口规范。许多大型电影公司和卫星电视、有线电视公司也支持HDMI规范。HDMI Licensing LLC是一家许可证授权机构，专门负责管理HDMI规范的许可证授权，旨在推动 HDMI 标准并为将HDMI的优势介绍给零售商盒消费者而进行教育推广。

但是，HDMI很容易遭受ESD的危害，需要额外的保护器件来防止端口功能出现异常。随着HDMI带宽的不断提高，HDMI 1.3的单个链路带宽已经提高到10.2Gbps（340MHz），以支持未来高清晰显示应用需求。传输速度越高，意味着器件要求更低的电容。

USB2.0总线在便携式数字消费电子中非常流行，它的最高数据传输速率为480Mbps，也要求过压保护元件必须具有很低的电容。

图1：采用0402表面贴封装PulseGuard PGB1010402 ESD抑制器。

Littelfuse公司的新型PulseGuard PGB1010402静电释放（ESD）抑制器，具有自身电容低（0.06pF）、泄漏电流低、箝位电压低和响应速度快的特点，特别适用于低压、高速应用，如移动电话、MP3/MP4播放器、PMP便携媒体播放器、GPS全球定位系统。它们能满足这些应用对保护器件具有极低电容的要求，可将对数据信号完整性的影响减小到最小。本文以HDMI接口保护和USB2.0接口保护电路为例，介绍PulseGuard（PGB） ESD抑制器在便携式数字消费电子中的应用。

PulseGuard器件采用通常用于制造聚合物PTC的聚合物基底，具有专利的“电压可变活性材料（VVAM）”存在低电容、快速导通的特性，能够为快速ESD保护提供低箝位系数。PulseGuard PGB1010402符合RoHS指令，并且100%无铅，采用0402表面贴封装。

图2：PulseGuard的结构图。

PulseGuard器件由掺杂在聚合物中的专利半导体材料构成。当ESD瞬态电压施加在PulseGuard器件上时，PulseGuard被触发并对这个瞬态电压进行箝位，以保护后面的电子器件。

ESD瞬态电压是快速变化的，当瞬态电压升高到一定程度，达到PGB的箝位电压时，PGB器件将对瞬变电压进行抑制，使之变得“平坦”起来，此时瞬变电压值等于抑制器的箝位电平，以消除高瞬变电压对后面的IC或者或收发器的影响，达到保护电路的目的。瞬变浪涌电流通过后，PGB自动复位，恢复到正常的高阻状态。

图3：PulseGuard PGB1010402的工作原理。

HDMI端口保护电路需要8个PGB器件保护HDMI的8条线路（图4a）。每条线路都由1个接地的PGB来保护。根据被保护的设备不同，PGB器件应放置HDMI连接器的后面。此外，PGB接地PCB走线应尽可能短，以将电容负载效应降到最小。

图4b显示的是采用两个PGB器件保护USB2.0端口的D+/D-线路。MLV V5.5MLA0603（积层突波吸收器）和聚合物正温度系数（PPTC）电阻器件则被用来保护Vbus电源线路。

图4：（a） PulseGuard的HDMI端口保护电路图； （b） USB2.0端口保护电路图。

Littelfuse公司提供丰富的电路保护产品，包括保护用晶闸管、瞬态电压抑制（TVS）二极管、二极管阵列、PulseGuard、PPTC、气体放电管、保险丝、多层变阻器（MLV）和金属氧化物变阻器（MOV）。