【经验】为PC电脑DVI 接口选择一款合适的ESD防护器件SP3004-04XTG
PC电脑的DVI接口（数字视频接口）主要用于显卡到显示器信号传输，传输的是数字信号，数字图像信息不需经过任何转换，就会直接被传送到显示器上，它能免除显卡到显示器之间传统的2次数模转换，避免信号损失。而DVI接口又细分DVI-I接口、DVI-D接口、DVI-A接口等，其实物图参考如下图1所示。
图1：DVI各种接口示意图
因PC电脑的DVI接口是外置在PC电脑外面，非常容易被静电ESD打到（人体触摸、热插拔、雷击等），而静电ESD可通过DVI接口传输到DVI接收芯片组上，导致相关的敏感电子器件被静电ESD打死，为同时兼顾有效保护和高频讯号传输的完整性及线性度，必须在DVI接口和DVI接收芯片组间加入ESD保护器件，考虑到DVI接口一共有4对信号，分别是D0+/D0-、D1+/D1-、D2+/D2-，CLK+/CLK-等，故可以选用4个小尺寸四通道双向TVS阵列做ESD防护设计，其典型电路参考如下图2所示。
图2：DVI接口ESD防护设计示意图
针对如上的四通道双向TVS阵列一般选择具有超低容值、可承受 IEC61000-4-2业界标准规格的多次 ESD 冲击的双向TVS二极管，此双向TVS管选型时一定要考虑以下几个因素：
1、 具有高ESD电压抵御能力，且可承受多次ESD震击
2、 具有低的电容值特性（建议小于1pF）
3、 具有低漏电流特性（建议小于1μA）
4、 通过AEC-Q101认证
针对如上的设计要求，本文推荐一款LITTELFUSE推出的汽车级、超低容值的SP3003系列四通道双向TVS阵列，型号为SP3003-04XTG，其实物图和pinout功能框图参考如下图3所示，其中pin1、pin3、pin4、pin6接数字通信的I/O口做ESD防护，而pin2接GND，pin5接VCC。
图3：SP3003-04XTG四通道双向TVS阵列实物图和pinout功能框图
SP3003-04XTG四通道双向TVS阵列pin5接VCC和不接（Floating状态）均可以，不过接VCC电压会改善I/O对GND容值，当VCC=0V（Floating状态）时，CI/O-GND值大约在0.73pF~0.78pF之间；当VCC=3.3V时，CI/O-GND值大约在0.65pF~0.73pF之间；而当VCC=5V时，CI/O-GND值大约在0.55pF~0.72pF之间，具体可参考如下图4所示。
图4：SP3003-04XTG四通道双向TVS阵列容值特性与I/O直流偏压关系
SP3003-04XTG在保持性能不下降的前提下，可以安全吸收满足IEC61000-4-5（tP=8/20μs）国际标准的高达2.5A的电流；最大反向工作电压VRWM为6V，最大反向漏电流ILEAK仅为0.5μA，可承受最低±8kV接触/±15kV空气放电的极端条件，极低的电容（Typ 0.65pF@VR=1.65V确保了高速数据线应用（如： HDMI、DVI、USB2.0、IEEE 1394接口等）的兼容性，典型值为0.35pF低电容变化对比偏压，工作电压范围内微小的电容变化可改善该器件所保护线路的信号完整性，相比竞争解决方案，眼图衰减程度也会降低，具体电性参数可参考如下图5所示。
图5：SP3003-04XTG四通道双向TVS阵列电性参数
SP3003-04XTG采用小尺寸SOT563封装，封装尺寸为1.5mm x 1.1mm，其封装尺寸参考如下图6所示。
图6：SP3003-04XTG 四通道双向TVS阵列封装尺寸图
最后，总结下SP3003-04XTG 四通道双向TVS阵列器件竞争优势：
满足IEC61000-4-2国际耐受ESD电压测试标准，最低值达到为±8kV（接触）、±15kV（空气）；
在保持性能不下降的前提下，可以安全吸收满足IEC61000-4-5（tP=8/20μs）国际标准的2.5A的电流；
满足IEC61000-4-4国际标准的EFT耐受电流值为40A（5/50ns）；
具有低的泄露电流特性（0.5μA@VR=5V），可降低能耗；
具有低电容特性（典型值0.65pF），是高频、高速数据、视频、天线和I/O电路的理想选择；
双向TVS，可吸收超过IEC61000-4-2国际标准中最大ESD的反复震击而不会发生性能退化；
采用小型SOT563封装可实现更加紧凑的电路板设计；
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