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CMD の ESD デザインリソースセンター をご覧いただき、あり がとうございます。この Extreme ESD フォーラムは、静電放電（ ESD ）保護で起こっている根本 的な変化に関する、デジタ ル消費者ならびにモバイル ／コンピューティング機器 のプロバイダに対する適切 な情報提供と啓蒙を目的と したウェブサイトです。こ のサイトのコンテンツは、 ESD 保護基準とアーキテクチャ に関する混乱を排除すると ともに、より信頼性の高い システムの設計に向けて自 信をもって次のステップを 踏み出せるようにする目的 で制作しています。
ESD をめぐる状況の変化
今日、システム設計レベルで ESD 保護に影響を及ぼす 2 つの根本的な変化が起こっ ています。ひとつは、 IC が ESD による破壊を受けやすくな っているために、それを使 ったシステムもまた ESD による破壊が起こりやすく なっていることです。旧世 代の IC なら十分だった ESD 保護デバイスも、このよう な新型の IC にはもはや十分な保護を提 供することができません。 そしてそれと同時に、 I/O ポートのデータ転送速度が 以前よりずっと高速になっ ているために、シグナルイ ンテグリティ（ SI ）にますます大きな注意を 払う必要が生じています。 従来型のアーキテクチャで は、よく ESD 保護レベルとシグナルイン テグリティのトレードオフ を図る必要が生じます。信 頼性の高い ESD 保護と優れたシグナルイン テグリティを同時に実現す るためには、 ESD 保護に新たなアプローチが 求められていることは明ら かです。
従来型の ESD アーキテクチャで適切な保 護を実現できなくなった理由
エンドシステムが ESD の影響を受けやすくなって いる原因として、次の 3 つの変化が挙げられます。
- IC 製造ジオメトリの縮小 ― 今日の最新型 ASIC は製造ジオメトリが 90 nm 以下に縮小していることか ら、この種のデバイスでは 、 ESD に関連する故障を引き起こ す可能性がある電圧または 電流レベルも低下していま す。高速データインタフェ ースの採用が増えているこ とも、堅牢な ESD 保護を保証しながら高いレ ベルのシグナルインテグリ ティを維持することを難し くしています。 ESD 保護が堅牢であればあるほ ど、一般にはキャパシタン スが増加して、それによっ てシグナルインテグリティ に悪影響が発生するので、 設計者はどちらかを犠牲に するしかありません。
- オンチップ保護機能の削減 ― ESD ターゲット規格工業審議会（ Industry Council on ESD Target Specifications ）が最近、オンチップ ESD 保護の標準レベルが下がっ ている傾向について発表し 、十分なシステム信頼性を 確保するためには外付け ESD 保護回路がますます重要に なっていることからも、 ESD 破壊による影響の拡大は広 く認識されています。
- アプリケーション環境の 変化 ― 管理されていない環境（ たとえば、リスト接地スト ラップまたは導電性アース を使用していないテーブル 面）で使われているラップ トップ PC 、携帯電話、 MP3 プレイヤー、デジタルカメ ラその他の携帯型モバイル 装置の普及によって、 ESD による打撃がますます頻繁 に見られるようになってい ます。このような環境では 、ケーブルを着脱している 最中に I/O コネクタピンに触れること があります。ポータブル装 置を正常な状態で使用して いる間も電荷が蓄積し、コ ンピュータやテレビなど他 の装置に接続したときにそ のエネルギーが放出されま す。
従来型の ESD アーキテクチャでは、堅牢な ESD 保護と良好なシグナルインテグ リティは、互いに反比例の関係 にあります。 ESD 保護が堅牢であればあるほどキ ャパシタンスが増加して、それ によってシグナルインテグリテ ィに悪影響が発生するので、設 計者は ESD 保護とシグナルインテグリティ のバランスを慎重に図る必要が あります。高速シリアルデータ インタフェースの採用と IC ジオメトリの縮小傾向によって 、両者の微妙なバランスを維持 することがいっそう困難になっ ています。従来型の ESD アーキテクチャでは適切な ESD 保護ができない原因は、 ESD の影響をますます受けやすくな っているこの種の新型デバイス を保護するように設計されてい ないことにあります。
どのような ESD デバイスであれば最大の保護 を実現できるか
どのような ESD 保護デバイス であれば最適なソリューション を実現できるかという判断も、 ますます難しくなっています。 設計者の多くは、 ESD デバイスの選択 にあたって最も重要な要素が何か を知りません。 ESD 保護データシー トの多くも、それに対する答えが 載っていないか、載っていたとし ても明確でありません。適切な保 護または受入試験基準だけでなく 、工業規格の解釈をめぐる混乱も 起きています。今日の設計者は、 ASIC から見た電流（ 残留電流）値や電圧レベル（制限 電圧）に十分に気をつける必要が あります。シグナルインテグリテ ィのキャパシタンスが低いことも 重要ですが、レイアウト、キャパ シタンスマッチング、ならびにイ ンピーダンスマッチングに関して も、シグナルインテグリティに対 する配慮が不可欠です。
根本的なシフト― Extreme ESD デバイス PicoGuard ファミリー
カリフォルニアマイクロ デバイス（ CMD ）は、 Extreme ESD デバイス PicoGuard ファミリー新製品として PicoGuard XP ™ と PicoGuard XS ™ の 2 機種を 発売します。これらの新型アーキ テクチャは、最新型の高速データ インタフェースで ESD 保護とシグナ ルインテグリティにとって重大な 問題を解決したいと望んでいる設 計者に対して、革新的なソリュー ションを提供します。
PicoGuard XP は、従来型のシングルクランプアーキテクチャでは効果がない USB のように、影響を受けやすい高速 IC に強力な保護を提供します。 PicoGuard XP の新型アーキテクチャは、保護された ASIC に通電する残留電流値と制限電 圧を大幅に低減し、その結果と して、最も影響を受けやすい ASIC の保護では 今日の市場で最も優れている ESD ダイオード アレイを大幅に上回る保護性能を発 揮します。 PicoGuard XP デバイスは、 ESD の影響を受け やすい高速データポートの保護に 最適です。
PicoGuard XS は、最も堅牢な ESD 保護を必要と しながら、シグナルインテグリティ 性能でも妥協できない極端な高速デ ータインタフェースの ESD 保護を実現し ます。ダイオードにインダクタを一 体化したことにより、外付けの補償 回路を使わずに高周波 ESD 保護を可能に してマッチングインピーダンスを実 現する
PicoGuard XS は、設計およ びレイアウトの問題を解決し、最適 なシグナルインテグリティを実現し、 ESD 性能を向上させる、 HDMI™ 1.3 や DisplayPort™ などのポート に最適なソリューションです。
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