【去年 9 月初， USB 开发者论坛 ( USB-IF) 宣布推出 USB 4.0 规范。新规范提供与 USB 3.2、USB 2.0和 Thunderbolt 3 的向前兼容性，利用 USB Type-C® ，但带宽加倍，扩展了 Type-C 性能。这便需要 （半导体）提供的增强型 ESD 保护。】
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USB 4.0 规范引入了新的底层协议，允许连接进行扩展，让所连接设备实现出色的互连能力。例如，随着 USB Type-C 发展成为众多主机产品的外部显示端口，新协议能够扩展显示数据流的分配。还可以帮助优化较旧设备的性能。然而，这意味着新协议所包含的一些变更将对 ESD 保护器件的选择产生影响。
USB 4.0 的主要特点包括：
▶ 借助 USB Type-C 线缆实现双通道操作，并通过认证线缆实现高达 40 Gbps的数据传输
▶ 支持多数据和显示协议，可高效共享最大总带宽
▶ 与 USB 3.2、USB 2.0 和 Thunderbolt 3 向前兼容
▶ 支持 USB 供电规范
ESD 保护的 Tr 支柱因素
显然， ESD 保护为系统链路增加低插入损耗（信号衰减）和低回波损耗（信号反射）的同时，提供低钳位电压以保护敏感的高速数据线。所以，从许多方面来说，采用有源可控硅整流的 Nexperia（安世半导体）TrEOS ESD 保护技术是理想解决方案。此外，通过 PESD2V8R1BSF，设计师能够获得极低 (0.1 pF) 、极低钳位（动态0.45 Ω）及超高浪涌和 ESD 脉冲抗扰度（对于非常快速的数据线，可达4.5 A 8/20 µs）的最佳组合。
但任何 ESD 保护一样，Nexperia（安世半导体）清楚，要选择合适的高速 ESD 器件，工程师需要从系统级方法考虑性能和放置位置。因此，我们使用高效的系统级 ESD 设计 ( SEED) 方法（如 ESD 应用手册——现代的保护概念、测试和仿真第5章所述）。如果将 USB 4.0 和 USB 3.2规范进行比较，我们会发现一个容易被忽视的潜在问题——工作电压。
向前兼容性和工作电压
除了可以忽略插头方向外， USB Type-C 为最终客户提供的主要优势是能够连接两个不同的应用并由这两个应用协商确定最佳连接。在白皮书《选择 USB 4.0™ 的 ESD 保护器件》中，我们探讨了因具有不同工作电压但使用相同 USB Type-C 连接而引起的潜在 ESD 保护和放置问题。
需要注意的一点是，对于 USB 4.0 ，必须为接收器输入 (Rx) 提供交流耦合。这意味着 ESD 保护可以直接放置在耦合电容器后面的 SoC 输入端，或放置在耦合电容器前面的端口侧。在第一种情况下，可以选择具有超低钳位电压的低 VRWM 器件，从而为非常敏感的输入提供最佳保护。将保护放置在耦合电容器前面意味着耦合电容器也受到保护，但通常选择与 Type-C 连接器上的预期最大VBUS一样高的 VRWM。对于这两种应用场景，Nexperia（安世半导体）都可提供合适的解决方案。
▼ 视频：针对高速数据线的ESD保护
https://v.qq.com/x/page/b0969u9w57j.html
如需了解有关 ESD 系统保护建模与仿真的更多技术信息，您还可以查看 2018 年 ECMS论文——《预测系统级 ESD 性能》。
（论文地址：http://www.scs-europe.net/dlib/2018/ecms2018acceptedpapers/0195_is_ecms2018_0882.pdf）
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