Thunderbolt 5 的ESD保护方案

Thunderbolt 5是最新一代高性能的数据传输技术，结合了高速数据传输速度、多功能扩展与强大电源供应的优势，广泛应用于各种高端的电子设备产品。随着影像技术的不断提升，电脑、手机与相机的像素越来越高，硬盘的容量也越来越大，用户对数据传输的需求持续向上提升且对传输速度也更加要求。而Thunderbolt 5规格可以提供80Gbit/s 的双向传输速度，将可以满足用户对传输速度愈来愈快的需求。为实现如此高速的传输速度，Thunderbolt 5控制芯片必须使用先进的半导体制程技术，但也造成Thunderbolt 5控制芯片对ESD的耐受能力快速下降。

Thunderbolt 5是构建在USB Type C的实体接口上，此接口除了可以将传输速率提高到80Gbit/s，而且还可快速充电，最大供电为240W。未来USB Type C接口将成为个人电脑、笔记本及平板、智能手机、消费性等所有电子产品的主流接口。由于Thunderbolt 5是超高速的传输接口，在系统上是外露给用户随时可以插拔的接口，用户最普遍的应用就是即插即用、随拔即关，然而这个热插拔动作也经常是造成电子系统工作异常、甚至造成USB Type C控制元件毁坏的元凶，因为静电放电(ESD)等瞬态噪声就是来自这个热插拔动作。在热插拔中，由于接口端的信号线已经带电，本身就是个带电的电缆在接触系统时，形成放电动作。这种现象等同于静电放电效应会对系统产生严重破坏，我们一般称这种现象为直接放电。目前在系统的静电放电测试上，越来越多的厂商要求以Direct-Pin Injection方式测试产品，以此来模拟系统在用户端使用时所遭受到的ESD事件。

除了原先必须通过IEC61000-4-2的规范外，有部分品牌厂商甚至规范其产品的USB Type C连接器需以Direct-Pin Injection方式测试必须通过±8kV的ESD轰击，并且系统必须在不受任何影响之下通过测试。因此使用ESD保护元件于USB Type C接口来防止ESD事件对数据传输的干扰是绝对需要的。图一为Direct-Pin Injection测试设置。