개요: 이 애플리케이션 노트는 랩탑 컴퓨터에서 낮은 커패시턴스 VGA 스위치 MAX4885E를 사용하여 스위칭 기능을 수행하는 방법에 대해 설명한다. MAX4885E는 제로에 가까운 전류를 소비하며 개별 구현에 사용되는 대부분의 스위치와 능동 부품을 4mm x 4mm 패키지에 통합하고 있다. 모든 소자 출력은 ±15kV Human Body Model(HBM)로 보호되므로 많은 ESD 부품을 사용할 필요가 없어 비용과 보드 공간을 절약할 수 있다. 애플리케이션 회로는 랩탑과 도킹 스테이션 간의 VGA 신호 스위칭에 사용되는 MAX4885E이다. 머리말 아날로그 VGA 신호는 1987년 IBM에서 PC가 출시된 이후부터 PC 세계의 일부가 되어왔다. 오늘날 대부분의 비즈니스용 랩탑은 도킹 스테이션과 매우 다양한 기존 프로젝터와 함께 동작할 수 있어야 한다. 거의 모든 프로젝터는 일반 사용자가 랩탑을 연결하는 유일한 수단인 VGA 포트를 가지고 있다. DVI™ 및 HDMI™와 같은 디지털 연결이 보이기는 하지만 대부분의 프로젝터들은 여전히 VGA만 지원한다. 하나의 디지털 표준이 유비쿼터스 블루 VGA 커넥터를 완전히 대체할 때까지 도킹 스테이션과 VGA 포트를 통한 VGA 지원 요구사항은 수 년간 지속될 것으로 보인다. Maxim은 이러한 스위칭 기능을 수행하는 낮은 커패시턴스 VGA 스위치 MAX4885E를 출시했다. MAX4885E는 거의 제로에 가까운 전류를 소비하며 개별 구현에 사용되는 대부분의 스위치와 능동 부품을 4mm x 4mm 패키지에 통합하고 있다. 모든 소자 출력은 ±15kV HBM(Human Body Model)으로 보호되므로 설계자는 많은 ESD 부품을 사용할 필요가 없어 비용과 공간을 절약할 수 있다. VGA 스위칭에 최적화된 MAX4885E RGB 스위칭 RGB 스위칭은 고대역폭 스위치를 필요로 한다. MAX4885E에는 50Ω에서 900MHz 이상의 대역폭과, 비디오에 사용되는 보다 일반적인 75Ω에서 600MHz 이상을 제공하는 3개의 SPDT 스위치가 내장되어 있다. QSXGA 형식(2560 x 2048)은 3차 고조파를 통과시켜 파형 품질을 유지할 수 있도록 ~500MHz의 대역폭을 필요로 한다. 일부 설계자는 MAX4885E의 6pF에 비해 낮은 12pF 커패시턴스를 갖는 이전 방식의 "버스 스위치"를 사용한다. 이들 버스 스위치는 ESD 다이오드를 필요로 하기 때문에 대역폭을 더욱 감소시키고 시스템 비용을 추가한다. DDC 스위칭 DDC 스위칭은 MAX4885E상에서도 수행된다. 이 소자는 한 쌍의 SPDT n채널 FET를 사용하여 SDA 및 SCL 스위칭을 수행한다. 시스템은 실제로 출력을 스위칭하므로 사용 중인 모니터만 연결할 수 있다. 출력을 스위칭하면 한 번에 하나의 소자만 연결되기 때문에 DDC 회로에 나타나는 커패시턴스를 더욱 줄여준다. 또한 모든 출력은 ±15kV(HBM)까지 보호되므로 추가 ESD 다이오드가 필요 없다. FET 게이트는 전압 레벨 VL로 스위칭된다. 이 전압은 보통 GPU I/O(2.5V ~ 3.3V)와 동일하다. DDC 신호는 실제로 스위치의 양쪽에서 풀 업 저항을 갖는 I²C 신호이다. 모니터로 전송되는 신호는 5.5V 정도로 높을 수 있기 때문에 GPU는 보호 기능 및 레벨 시프팅을 필요로 한다. FET는 스위치 FET의 게이트를 동일한 GPU 전압으로 바이어싱하여 VL을 초과하는 신호로부터 GPU를 보호한다.¹ GPU는 2개의 SPDT n채널 FET를 사용함으로써 용량성 부하를 하나만 가지며 높은 전압과 ESD 발생으로부터 보호된다. 수평/수직 레벨 변환 및 버퍼링 GPU를 풀 TTL 레벨 신호와 인터페이싱하기 위해서는 수평 및 수직 동기 신호가 필요하다. 실제로 모니터상의 풀 업은 이러한 신호를 +5.5V로 구동할 수 있다. MAX4885E에는 한 쌍의 레벨 변환 버퍼가 내장되어 있어 0.8V ~ 2V 사이의 신호를 사용하여 이를 풀 TTL 출력으로 변환한다. 따라서 소자는 VESA 규격을 만족하는 ±8mA를 공급할 수 있다. 출력은 5V를 기준으로 하므로 전압 호환에는 문제가 없다. 또한 수평 및 수직 출력은 ±15kV (HBM) ESD 보호되므로 추가 다이오드가 필요 없다. 고조파 안정성을 위한 LC 필터 내장 MAX4885E는 VGA 스위칭을 위해 일반적으로 사용되는 모든 주요 스위치, FET 및 버퍼를 초소형 4mm x 4mm TQFN 패키지에 통합하고 있다. 더욱이 많은 시스템은 고조파 방사를 방지하기 위해 일종의 대역폭 제한 필터를 필요로 한다. 그러나 MAX4885E는 이러한 기능을 위한 어떤 필터링 기능도 내장하고 있지 않다. 수동 부품 값은 너무 클 수 있으며 능동 필터는 상당한 전류를 필요로 할 수 있다. 또 MAX4885E에 트리플 증폭기/필터를 통합할 수 있었지만 이렇게 하면 소자는 100mA 정도의 많은 전류를 소비하게 되는데, 이는 랩탑에서 수용하기에는 너무 높은 값이다. 대신 MAX4885E의 LC 필터는 전류를 소비하지 않으면서 동일한 기능을 수행한다. MAX4885E는 아이들 상태에서 5µA 미만을 소비하고 수평 및 수직 버퍼를 위한 모니터링 구동 시에도 약간의 mA만 소비한다. 고집적으로 부품 수 감소 표 1은 MAX4885E가 어떻게 최대 14개까지 표준 소자를 대체할 수 있는지 보여준다. MAX4885E는 16mm² 패키지로 제공된다. 표 1. MAX4885E로 제거되는 부품   수량 부품 기능 패키지 크기 (mm²)   1 74FST3257 R,G,B 16-TSSOP 35   2 74LVC1G125 H,V SC70 8   4 2N7002 DDC SOT23 24   7 NUP2301 ESD SC88 28 전체 절감 14       95 다양한 표준 및 저가 소자는 95mm²를 필요로 하는 14개의 표준 부품을 MAX4885E가 대체함을 보여준다. 보다 특정한 집적 소자를 사용하여 부품 수를 대략 10개의 부품과 50mm²로 감소시키는 방법도 있을 수 있지만 그렇게 할 경우 부품 비용이 여지 없이 높아진다. MAX4885E는 이들 부품 비용을 모두 합친 것보다 낮은 가격으로 판매된다. MAX4885E는 보드 공간과 부품 비용을 절감할 뿐 아니라 RGB 스위치의 신뢰성과 고주파 아날로그 성능을 향상시킨다. 애플리케이션 회로 그림 1의 회로는 랩탑용 도킹 스테이션 애플리케이션에 사용되는 MAX4885E를 보여준다. 여기에는 모든 주요 부품이 내장되어 있다. 또한 모든 ESD 문제가 관리되며 도킹 또는 내부 커넥터를 선택하는 데 단 하나의 제어 비트만 필요로 한다. 이 회로는 아이들 상태에서 몇 µA, 수평 및 수직 버퍼 구동 시에는 몇 mA만을 소비한다. 그림 1. 랩탑과 도킹 스테이션 간의 VGA 연결을 위해 MAX4885E VGA 스위치를 탑재한 애플리케이션 회로. 이 설계는 한 구성의 예로, 도킹 스테이션을 위한 커넥터 핀 할당은 설계자가 결정한다. ¹Herman Schutte, "Bi-directional level shifter for I²C-bus and other systems," Philips. DVI는 Digital Display Working Group (DDWG)의 상표이다. HDMI는 HDMI Licensing, LLC의 상표이다. 관련 부품   APP 4370: Mar 17, 2009 MAX4885E ±15kV ESD 보호 기능이 내장된 초저 커패시턴스 VGA 스위치 전체 데이터 시트 (PDF, 164kB) 자동 업데이트 관심 분야의 애플리케이션 노트가 나올 때 자동으로 업데이트를 원하십니까? 그렇다면 EE-Mail™을 신청하십시오. We Want Your Feedback! 의견을 보내주세요! 위 내용이 도움이 되셨나요? 여러분의 의견을 기다립니다 — Maxim은 보내주신 정정이나 제안사항을 반영하고 있습니다. 이 페이지를 평가하고 의견을 보내주십시오.   다운로드, PDF 형식 (40kB)  AN4370, AN 4370, APP4370, Appnote4370, Appnote 4370