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信号損失とESD（静電気放電）の危険からHDMIおよびDisplayPortインターフェースを保護
動画規格が高解像度やリフレッシュレートの高速化に対応するよう進化するにつれ、信号品質の維持がますます重要になっています。HDMI 2.1やDisplayPort 2.0/2.1のようなインターフェースは極めて高いデータレートで動作するため、静電気放電（ESD）や過渡現象の影響を受けやすく、データの劣化やハードウェアの永久的な故障を引き起こす可能性があります。
MCCは、高性能動画インターフェース向けにカスタマイズされた高度なESD保護ソリューションを提供しています。当社の製品群は、高速差動ライン、制御信号、および補助チャンネルを保護するとともに、最も厳格なEMC（電磁両立性）および信号完全性規格をサポートするよう設計されています。
DisplayPort 2.0/2.1：80Gbpsの性能には精密な保護が必要
超高ビットレート（UHBR）信号伝送の導入により、DisplayPort 2.0/2.1では、最大80Gbpsの総スループットを実現します。これは4レーン全体による速度で1レーンあたり20Gbpsに相当し、信号マージンが大幅に減少するため、わずかな寄生効果であってもその影響が増大します。
DisplayPort 2.0/2.1における主な保護上の課題には、以下のものが含まれます。
MLLラインは、1レーンあたり20Gbps（合計80Gbps）における信号劣化を避けるため、0.2pF未満の静電容量にすることが必要です。
ホットプラグにより、AUXラインおよびHPDラインにESDサージのリスクが生じます。
高速差動ペアには、ジッタの付加を最小限に抑えた双方向クランプが要求されます。
MCCのロードマップには、次世代のUHBR20システムをサポートするために設計された静電容量0.2pF未満の超小型ダイオードが含まれています。これらのソリューションにより、設計者はESD脅威や帯域幅の制限といった将来の課題を見据えてDisplayPortインターフェースを設計することが可能になります。
図1：DisplayPortのピン配列と重要な保護ポイント
| アプリケーション | 品番 | パッケージ タイプ |
電圧 | 極性 | 静電容量 （標準） |
|---|---|---|---|---|---|
| DP2.0 / DP 2.1 UHBR10 |
ESDSBULC3304 DFN10 |
DFN-10 | 3.3V | Uni | 0.40 pF |
| DP2.0 / DP 2.1 UHBR10 |
ESDSBULC3304 DFN10B |
DFN-10 | 3.3V | Bi | 0.22 pF |
| ESDULC3V3PRB | DFN5515-18 | 3.3V | Uni | 0.25 pF | |
| DP2.0 / DP2.1 UHBR13.5、 UHBR20 |
ESDULC3V6AE2 | 0201 | 3.6V | Bi | 0.18 pF |
| 開発中 | DFN2510 | 2.0V / 3.0V | Uni | 0.18 pF | |
| 開発中 | 0201 | 2.0V | Bi | 0.18 pF | |
| 制御ライン | ESDSBSLC5V0LT | DFN1006-3B | 5.0V | Uni | 0.65 pF |
| アプリケーション | 品番 | パッケージ タイプ |
電圧 | 極性 | パルス電流 |
|---|---|---|---|---|---|
| 電源保護 | CSP3V3L | DFN-10 | 3.3V | Uni | Ipp = 65A |
HDMI 2.1：8K動画伝送のための信頼性の高いESD保護
HDMI 2.1は、1レーンあたり最大12GbpsのTMDSまたはFRLチャンネルを使用し、フレームレート60Hzで8K解像度の動画を総データレート48Gbpsで伝送します。このレベルの性能を実現するには、クリーンな信号経路と、制御ラインおよびデータラインの効果的な保護が要求されます。
HDMI 2.1システムにおける一般的なESD暴露ポイントには以下が含まれます。
TMDSおよびFRLデータレーン： これらの高速ラインは、付加された容量や電圧のオーバーシュートによる信号劣化の影響を受けやすくなっています。 HPDおよびCECなどの制御インターフェース： 頻繁なケーブルの抜き差しにより、これらのピンは過渡電圧にさらされます。 限定されたPCB領域： 高密度設計には、性能を維持するコンパクトなESD保護ソリューションが要求されます。MCCは ESDULC3V6AE2 を提供しており、これは3.6Vの双方向ESDダイオードで、超小型0201（0603メートル法）パッケージを採用し、静電容量はわずか0.18pFです。これにより、FRLチャンネル全体での信号歪みを最小限に抑えます。一方向保護が必要なアプリケーション向けに、当社の新製品DFN2510ソリューションは、3.3Vの一方向保護機能と ESDULC3V6AE2 と同様の低容量特性を兼ね備えています。これにより、12ビットの動画コンテンツや高ダイナミックレンジ（HDR）のサポートに適したソリューションとなります。
図2：HDMIのピン配列と重要な保護ポイント
| アプリケーション | 品番 | パッケージ タイプ |
電圧 | 極性 | 静電容量 （標準） |
|---|---|---|---|---|---|
| HDMI 1.4/2.0 | ESDSBULC3304 DFN10 |
DFN-10 | 3.3V | Uni | 0.40 pF |
| ESDSBULC3304 DFN10B |
DFN-10 | 3.3V | Bi | 0.22 pF | |
| ESDULC3V3PRB | DFN5515-18 | 3.3V | Uni | 0.25 pF | |
| HDMI 2.1 | ESDULC3V6AE2 | 0201 | 3.3V | Bi | 0.18 pF |
| 開発中 | DFN2510 | 3.3V | Uni | 0.18 pF | |
| 制御＆ユーティリ ティライン |
ESDULC0524P5 | DFN2510-10 | 5V | Uni | 0.45 pF |
| ESDUSLC5V0AE2 | 0201A | 5V | Uni | 0.60 pF | |
| ディスプレイデータ チャンネル（DDC） |
ESDSLC5V0LTB | DFN1006-3 | 5V | Uni | 0.30 pF |
| ESDUSLC5V0AE2 | 0201A | 5V | Uni | 0.60 pF |
| アプリケーション | 品番 | パッケージ タイプ |
電圧 | 極性 | パルス電流 |
|---|---|---|---|---|---|
| 電源保護 | ESD0571P6 | DFN1610 | 5V | Uni | Ipp = 125A |
信頼性最大化のために初期の段階でESD保護設計
動画インターフェースの故障は、高性能な民生用電子機器において一般的な問題です。業界データによると、HDMIポートおよびDisplayPortポートは、頻繁な取り扱いやケーブルの抜き差し、および高データレート時の設計マージンの制限により、特にESD関連の故障が発生しやすい傾向にあります。
開発サイクルの初期段階でESD保護を統合することで、認証遅延の防止、EMI試験の不合格率低減、そして安定した性能の確保が可能となります。MCCの製品群は、信号の完全性とフォームファクタに関する業界要件を満たしつつ、長期的な信頼性に対応します。
信号を保護し、満足をお届けします
MCCの保護ソリューションは、DisplayPortおよびHDMI向けに、超高精細コンテンツ配信と高速インターフェース設計の要求にお応えする準備が整っております。
動画インターフェース以外の用途をお探しですか？MCCは、高性能な高速Ethernetシステム向けのESD保護および高度USB-C設計向けのESD保護とサージ保護も提供しており、これらの保護においては、信号の完全性を維持することと、電力供給ラインを保護することが同様に不可欠です。