먼저 알아둘 용어
ESD(Electrostatic Discharge)·클램프(clamp) — ESD는 정전기 방전입니다. 클램프는 과도 전압을 제한하는 작용으로, 소자의 성능뿐 아니라 배선의 기생 성분도 보호 대상에 남는 전압에 영향을 줍니다.
기생 인덕턴스(inductance)·귀로 — 짧은 배선과 비아(via)에도 인덕턴스가 있습니다. 방전 전류가 돌아가는 경로가 귀로이며 전류가 빠르게 변하면 그 경로에 추가 전압이 생길 수 있습니다.
HDMI(High-Definition Multimedia Interface)·실드(shield)·섀시(chassis) — HDMI는 고속 디지털(digital) 인터페이스(interface)입니다. 실드는 외부 간섭과 방전 경로를 관리하는 도체이고 섀시는 기구 외함 등입니다. 회로 접지와의 연결은 전체 시스템 요구에 맞춥니다.
신호가 보호소자 위치를 먼저 지나도록 검토합니다
커넥터 핀(pin), 보호소자 채널, 보호 대상 핀과 보호소자 접지의 경로를 추적합니다. 주 신호선에서 긴 가지를 빼 보호소자로 연결하거나 접지 패드(ground pad)를 긴 선 끝의 비아에 매달지 않습니다. 실제 패키지(package)의 권장 연결에 맞게 신호가 보호 패드(pad) 위치를 지나 IC(Integrated Circuit)로 이어지고 방전 귀로는 짧고 직접 연결되도록 배치합니다.
접지 연결도 보호 성능의 일부인 이유
설명용으로 귀로 인덕턴스 L=1 nH이고 전류가 Δt=1 ns 동안 ΔI=1 A 변한다고 가정하겠습니다. nH는 10⁻⁹ H, ns는 10⁻⁹초입니다. 이 단순 모델의 추가 전압은 V=L×ΔI/Δt입니다.
- 전류 변화율은 1 A / 1 ns = 10⁹ A/s입니다.
- 추가 전압은 10⁻⁹ H × 10⁹ A/s = 1 V입니다.
- 소자 자체가 가까워도 귀로의 기생 성분을 따로 줄여야 하는 이유입니다.
이 계산은 실제 방전 시험 파형을 재현한 값이 아닙니다. 접지 패드·비아·기준면까지 전체 경로를 검토하고 실제 보호 대상의 핀에 도달하는 순간 전압을 확인합니다.
고속선에는 보호소자의 용량도 부하로 작용합니다. 핀 배열(array)·동작 전압·정전용량·클램프·해당 인터페이스 속도와 보호 요구를 함께 확인합니다. 비슷한 다이오드(diode)로 임의 대체하지 않습니다. 커넥터 외함과 회로 접지의 연결도 전체 시스템 조건에 맞춥니다.
방전 전류가 민감한 신호·전원 영역을 가로질러 지나지 않도록 실제 귀로를 표시합니다. 섀시나 실드 접지를 사용하는 구조에서는 그 접속까지 포함합니다. 특정 접지 연결 방식을 모든 보드(board)에 강요하는 대신 유입점부터 돌아가는 경로까지 연속성을 확인합니다.
작업 순서를 다시 확인합니다
