熱插拔(hot-plugging或hot swap)是指允許使用者在不關閉系統，不切斷電源的情況下取出或者更換電氣連線件。由於不需要關閉系統，所以在很大程度上提高了系統對災難的及時恢復能力、擴充套件性以及靈活性。目前，最普遍的熱插拔就是usb裝置的插拔。熱插拔時，埠的訊號線(例如hdmi線)已經帶電，本身可以等效成乙個充了電的大電容，電荷會在與裝置接觸時釋放。這種現象類似於靜電釋放，通常會對裝置產生嚴重破壞。事實上，這種由熱插拔造成的靜電釋放是一種對ic危害很大的esd事件。所以目前幾乎所有的電子產品都會針對裝置的熱插拔設計相應的保護電路來抑制電荷的直接釋放。
圖1：esd事件產生方框圖
本文以常見的hdmi介面為例，從電路布局和pcb設計兩個方面，來分析熱插拔電路的esd防護。
hdmi是時下流行的專用型數位化介面，可同時傳送影、音訊號，資料傳輸頻寬可達5gbps，資料在不同裝置之間可實現高速、高效能傳輸。hdmi介面採用高速差動訊號傳輸方式，訊號在接地層與電源層之間搖擺，非常容易帶入雜訊，對寄生電容值的大小要求很高，通常要控制在1pf之內。傳統esd抑制器件(tvs、氣體放電管)的寄生電容過大，很可能會破壞訊號的完整性，造成資料位丟失或令其波形失真。本文設計基於littelfuse的xgd系列聚合物esd抑制器(0402封裝電容僅為0.04pf)。
圖2：不同電容值的寄生電容對訊號波形的影響
當選擇確定好與電路引數吻合的esd抑制器之後，首先需要考慮的就是器件的布局。抑制器安裝在電路板的什麼位置才會使hdmi介面的後端電路會得到最優的保護？
簡單來說，要把esd抑制器置於hdmi聯結器的後端，它應該是整個電路第乙個受到esd瞬變影響的板級元件。盡量使後端的hdmi接收機(或者發射機)遠離esd抑制器。最優的位置是在hdmi插頭介面外殼(機殼)入口的聯結器內部，目的是將「敵人」(esd事件)消滅在「最前線」(最前端)。
電路布局上還需要注意的一點是esd抑制器與被保護器件(hdmi接收機或發射機)之間的耦合。hdmi這種熱插拔電氣連線件，高速訊號和esd瞬態變化會不可避免的產生寄生電感，少量的寄生電感搭配高頻訊號會產生極大的阻抗。因此，設計過程中，可以通過適當拉大esd抑制器跟hdmi收發機之間的距離來協調寄生電感的大小。
圖3：hdmi介面電路esd防護布局示意圖
完成器件的選擇和布局之後，剩下的問題就只有pcb的設計了，根據實際情況可以提供以下作為參考：
1)一般來說，布局前端的導線長度應該盡可能的短，因為esd納秒級的脈衝可能會產生額外的感應電壓。感應電壓形成的路徑很有可能成為浪湧到達被保護電路的橋梁，這會降低esd器件對電路的保護能力；
2)hdmi這種高速差分線對一定要保持線長匹配，否則會導致時序偏移、降低訊號質量以及增加 emi；
3)差分訊號線之間的耦合會影響訊號線的外在阻抗，必須選擇適當的終端電阻實現對差分傳輸線的匹配，匹配電阻的配合能起到更好的靜電防護作用，匹配的電阻通常要併排放置，不推薦前後放置；
4)輸入端esd抑制器接地端要接入遮蔽地層，並且放置在埠。
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