优恩半导体设计的关于以太网口的静电防护方案

关于RJ45接口的静电防护方案
关于RJ45接口的静电防护方案
1.RJ45接口的发展前景
RJ45接口是一种接头，通常用于数据传输。

常用于各种数据终端设备，同时因其有两种线序分为直通线、交叉线，能适用于不同的的设备。

现今RJ45已运用于各种计算机相关的设备中，使用范围也越加广泛，而现今的移动终端设备的发展也越加受到电磁环境的干扰及影响，针对这样复杂的电磁环境，建立相对完善的静电防护体系也成必然的选择，今天就从RJ45的静电防护方面入手，解析其防护意义等。

2.RJ45接口静电防护的背景
RJ45接口数据传输速率高
RJ45接口支持热插拔功能
现今电磁环境复杂，而RJ45接口较脆弱，易受静电损坏
3.应用产品
电脑
交换机
路由器
集线器等
4.RJ45接口的保护方案
产品型号及参数特性
5.方案说明及注意事项
该ESD器件结电容小为1.2pF，可高效的实现USB接口高速的数据传输要求
该器件拥有极低的漏电流，可减少正常工作下的功率损耗
响应速率快，可以在ESD脉冲上升时间内保护USB元件
同时该产品封装为SOT-26，封装体积小，可节约PCB 的空间。

UN1812-150CSMD在千兆网口的静电防护方案
优恩半导体（UN）
1.应用前景
强对流天气造成的雷雨天气，易对网口产生损坏
网口经由雷雨天气产生的破坏损坏大，影响日益发展的网络问题 随着行业发展高浪涌防护已成为行业的必然选择
2.应用领域
电脑
交换机
路由器
机顶盒
智能交通系统等
3.方案防护
防护电路:
产品外观：
UN1812-150CSMD
产品规格：
4.方案说明及注意事项
此方案使用GDT在变压器的前端做共模保护，以降低浪涌能量
在变压器的后级采用封装较小的ESD降低差模的能量，且其响应速率快，并可起到静电防护的功能
可根据浪涌测试的等级要求自由选择使用的产品方案
能同时满足静电测试及浪涌测试的需要。

完整ESD及EMI保护方案对于电子产品而言，保护电路是为了防止电路中的关键敏感型器件受到过流、过压、过热等冲击的损害.保护电路的优劣对电子产品的质量和寿命至关重要.随着消费类电子产品需求的持续增长，更要求有强固的静电放电（ESD）保护，同时还要减少不必要的电磁干扰（EMI）/射频干扰（RFI）噪声。

此外，消费者希望最新款的消费电子产品可以用小尺寸设备满足越来越高的下载和带宽能力.随着设备的越来越小和融入性能的不断增加，ESD以及许多情况下的EMI/RFI抑制已无法涵盖在驱动所需接口的新一代IC当中。

另外，先进的系统级芯片（SoC）设计都是采用几何尺寸很小的工艺制造的.为了优化功能和芯片尺寸，IC设计人员一直在不断减少其设计的功能的最小尺寸。

IC尺寸的缩小导致器件更容易受到ESD电压的损害。

过去，设计人员只要选择符合IEC61000-4—2规范的一个保护产品就足够了.因此，大多数保护产品的数据表只包括符合评级要求。

由于集成电路变得越来越敏感,较新的设计都有保护元件来满足标准评级，但ESD冲击仍会形成过高的电压，有可能损坏IC。

因此，设计人员必须选择一个或几个保护产品，不仅要符合ESD脉冲要求,而且也可以将ESD冲击钳位到足够低的电压，以确保IC得到保护。

图1：美国静电放电协会（ESDA）的ESD保护要求先进技术实现强大ESD保护安森美半导体的ESD钳位性能备受业界推崇，钳位性能可从几种方法观察和量化。

使用几个标准工具即可测量独立ESD保护器件或集成器件的ESD钳位能力，包括ESD保护功能。

第一个工具是ESD IEC61000-4-2 ESD脉冲响应截图，显示的是随时间推移的钳位电压响应，可以看出ESD事件中下游器件的情形。

图2:ESD钳钳位截图除了ESD钳位屏幕截图，另一种方法是测量传输线路脉冲（TLP）来评估ESD钳位性能。

由于ESD事件是一个很短的瞬态脉冲，TLP可以测量电流与电压（I-V）数据,其中每个数据点都是从短方脉冲获得的。

Ethernet 防雷及ESD 保护设计1.以太网Ethernet 防雷及ESD 保护设计以太网是现有局域网中最通用的通讯协议标准，由Xerox 公司创建并由Xerox、Intel 和DEC 公司联合开发的基带局域网规范。

它包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网。

它们都符合IEEE802.3。

2.以太网防护方案的应用背景由于电信业、工业控制业的竞争日益增加，电信服务、通讯产品供应商对电信设备供应商提供的高可靠性网络设备的需要也相对提高。

过压和各种静电的危害通常是由：雷击、临近电线引起的感应和直接与电源线碰接或用户设备故障所导致。

这些危害可能危及电信网络设备用户和维护人员。

因此电信设备供应商以增加设备的抗过压和过流的能力来降低电信系统维护成本和提高电信系统可靠性。

3.100M 以太网口100Mbps 快速以太网标准又分为：100BASE－TX 、100BASE－FX、100BASE－T4 三个子类。

以100BASE－TX 为例，它是一种使用 5 类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。

它使用两对双绞线，一对用于发送，一对用于接收数据。

在传输中使用4B/5B 编码方式，信号频率为125MHz。

符合EIA586 的 5 类布线标准和IBM 的SPT 1 类布线标准。

使用同10BASE－T 相同的RJ－45 连接器。

它的最大网段长度为100 米。

它支持全双工的数据传输。

PMA(Physical Media Attachment)采用MLT-3电平，编码遵循NRZ形式。

100Base-TX接口信号逢“1”产生电平跳变，而逢“0”时信号电平保持不变。

因此100Base-TX接口信号有三个电平，眼图中一个UI会出现2个“眼睛”。

保护方案一：特点：方案选择第一级使用GDT气体放电管,将泿涌电流通过开关式气体放电管泄放到大地,或放电管电极之关的惰性气体电光弧以热量形式消除, 中间充分利用网络变压器的电感特性,起到去藕和隔离作用.第二级使用ESD器件,它能够将残留的频率成分浪涌吸收,并且在IPP下钳位电压降到8V左右,这样以太网芯片就处于安全保护状态!如果防雷等级需要打空接（4,5,7,8）PIN,可采用和1,2,3,6PIN同样的设计。

100M以太⽹RJ45防雷防静电防护⽅案图设计详解
以太⽹RJ45接⼝是⽬前应⽤较⼴泛的通讯设备接⼝，以太⽹RJ45的电磁兼容性能关系到通讯设备的稳定运⾏。

户外以太⽹容易遭受雷击，雷击浪涌产⽣的过电压和过电流会损坏以太⽹电磁兼容平衡，为此做好RJ45以太⽹接⼝的雷击保护⽅案显得⼗分有必要。

关于以太⽹RJ45接⼝防雷设计⽅案，不同电路保护器件公司设计的⽅案，略有差异。

接下来，电路保护器件⼚家东沃电⼦技术从100M（百兆）以太⽹、1000M（千兆）以太⽹、1000（千兆）POE以太⽹三种接⼝为您分享相对应的防雷保护设计⽅案：
以太⽹⼀次侧⼀般采⽤放电管做共模浪涌⼲扰的吸收，带POE供电的以太⽹⼀次侧需要加钳位型保护器件，⽤TVS瞬态抑制⼆极管或压敏低阻MOV串陶瓷⽓体放电管来做保护。

⼆次侧⼀般采⽤ESD⼆极管做差模浪涌⼲扰的吸收，根据设计要求灵活选⽤分⽴器件或集成器件。

具体选⽤什么型号的电路保护器件为以太⽹接⼝保驾护航，还是要根据以太⽹RJ45接⼝的应⽤保护需求及测试条件来定夺。

RF射频端口静电保护
优恩半导体（UN）
1.应用前景
大气层中空气持续的活跃对流现象，易造成雷雨天气 射频端口多设于户外，易遭受到雷击天气的影响
同时射频端口的传输速率很高，故对结电容的要求很高2.应用领域
医疗器械
视频监控
光发射机
其他射频设备
3.方案防护
防护电路:
产品外观：
UN2E5-90LSMD ESD03V32D-LC
产品规格：
4.方案说明及注意事项
该方案使用一颗GDT在前端，泄放大的浪涌电流
而在后端使用一颗电容值约为1.2pF的TVS管进行防护，可有效减小对数据传输的影响
该TVS管的封装为SOD-323，其封装体积小、残压低，可有效保护芯片
同时该方案满足IEC610000-4-5的浪涌防护标准。

百兆和千兆以太网口防护方案
优恩半导体（UN）
1.以太网口的发展前景
以太网是现有局域网中最通用的通讯协议标准，同时随着人们对网络数据流量速度的不断追求，为快速以太网标准的形成提供了方向，同时更快的前兆以太网技术也相继形成，并为用户带来了提高核心网络的有效解决方案。

由于其为改变传统以太网的照面应用及操作系统，因而可以与100M的以太网等很好的配合工作。

以太网的快速发展增大了其使用范围，其传输速率也在不断的增大并随着现在局域网的发展不断涨大，也为此类技术的运用及其保护提供了要求。

2.以太网口防护方案的应用背景
强对流天气造成的雷雨天气，易对网口产生损坏
网口经由雷雨天气产生的破坏损坏大，影响日益发展的网络问题 随着行业发展高浪涌防护已成为行业的必然选择
3.应用产品
电脑
交换机
路由器
机顶盒
智能交通系统等
4.以太网口防护方案
百兆以太网口的防护方案
千兆以太网口的防护方案
产品型号及特性参数
TVS：
GDT：
UN1206-200ASMD UN1812-150CSMD电路符号
5.方案说明及注意事项
上述两个方案均使用GDT在变压器的前端做共模保护，以降低浪涌能量
在变压器的后级均采用封装较小的TVS降低差模的能量，且其响应速率快，并可起到静电防护的功能
可根据浪涌测试的等级要求自由选择使用的产品方案 能同时满足静电测试及浪涌测试的需要。

SRV05-4在USB2.0接口的静电防护方案
优恩半导体（UN）
B接口的应用前景
随着计算机等通讯技术的飞速发展，对计算机的外设种类要求增多及PCB上有限的空间之间的矛盾也变的日益突出。

由英特尔等公司联合推出的通用串行总线USB为解决这一问题提供了良好的方案。

同时现在新型的仪器仪表越来越向智能化、模块化等方向发展，而现在的智能化设备要求实现数据的高速传输，通常采用USB技术，同时
USB的即插即用和热插拔功能也为仪器仪表的模块化提供了可能。

2.方案应用背景
USB2.0支持即插即用和热插拔功能
USB2.0接口的数据传输速率高，不容许出现数据缺失
USB2.0接口的集成度较高，且脆弱，较易受到静电损坏
3.应用产品
计算机外设设备
机顶盒
游戏机
便携设备如移动终端手机、平板等
4.应用方案
USB2.0应用方案
产品型号及重要参数
USB2.0方案说明及注意事项
该ESD器件结电容小于1.2pF，可高效的实现USB接口高速的数据传输要求
该器件拥有极低的漏电流，可减少正常工作下的功率损耗
响应速率快，可以在ESD脉冲上升时间内保护USB元件
同时该产品封装为SOT-26，封装体积小，可节约PCB的空间。

半导体防静电标准嘿，朋友们！今天咱来聊聊半导体防静电标准这个事儿。

你们知道吗，半导体就像是电子世界里的小精灵，超级敏感又超级重要。

而防静电呢，就像是给这些小精灵穿上一层保护衣。

想想看，半导体就像一个娇贵的小公主，稍有不慎就可能发脾气闹别扭。

静电就像是那些调皮捣蛋的小鬼，总想着去招惹小公主。

要是没有合适的防静电措施，那小公主可不得被气得够呛呀！在我们的日常生活中，静电无处不在。

你冬天脱毛衣的时候，噼里啪啦的，那就是静电在捣乱呢。

虽然这对我们人体来说没啥大不了的，顶多就是被电一下，有点小麻小痛的。

但对于半导体来说，那可就是大灾难啦！比如说在生产半导体的工厂里，如果不注意防静电，那生产出来的半导体可能就会有各种瑕疵，甚至直接报废。

这可就像你辛辛苦苦做了一道大餐，结果最后发现盐放多了，味道全变了，那得多郁闷呀！那怎么做好半导体防静电呢？首先呀，环境很重要。

就像人要住在干净舒适的房子里一样，半导体也需要一个合适的环境。

要保持适当的湿度，不能太干燥，不然静电就容易跑出来捣乱。

然后呢，工作人员也得注意。

他们就像是照顾小公主的保姆，得小心翼翼的。

穿特制的防静电服，戴防静电手套、帽子，从头到脚都武装起来。

这就好比你要去见重要的人，肯定得把自己打扮得整整齐齐的吧。

还有啊，那些生产设备也得做好防静电措施。

就像给它们也穿上一层保护衣一样，不能让静电有机可乘。

再说说我们平时使用电子产品的时候，也得注意防静电。

别随便把它们扔在容易产生静电的地方，不然说不定哪天它们就突然“生病”了呢。

总之，半导体防静电标准可真是太重要啦！这就像是给半导体小精灵们建造了一个安全的城堡，让它们能安心地工作，为我们的生活带来便利。

要是没有这个标准，那我们的电子世界可就要乱套啦！所以呀，大家都要重视起来，让我们的半导体小精灵们能健康快乐地成长！。