USBピン
USB 2.0、3.0、および3.1（USB-C）コネクタの完全ガイド
"主要なUSBコネクタタイプ（Standard-A、B、Mini、Micro、USB-Cを含む）の包括的なピンアウト図と技術的説明。"
このウェブベースのリファレンスはUSBコネクタピン構成、信号機能、電圧レベル、色コードを世代別に詳細に解説しています：USB 2.0、USB 3.0、およびUSB 3.1 (Type-C)。すべての情報はUSB Implementers Forum (USB-IF)の公式仕様に基づいています。
組み込みシステム、DIY電子機器、またはデバイス修理で作業するエンジニア、技術者、趣味の人々、学生にとって理想的です。
USBとは何ですか？
Universal Serial Bus (USB)は、周辺機器をコンピュータやモバイルデバイスに接続するための標準化されたインターフェースです。以下をサポートします：
データ転送
電力供給（USB PDでは最大240W）
デバイス充電
ホットスワッピング
各USBバージョンには新しい機能が導入されています：
USB 2.0: 最大480 Mbps
USB 3.0: 最大5 Gbps
USB 3.1 Gen 2: 最大10 Gbps
USB 3.2 / USB4: 最大40 Gbps
物理的なコネクタはタイプと世代によって異なりますが、すべて厳密なピン割り当てに従っています。
USBコネクタタイプの概要
| コネクタ | ピン数 | 使用例 |
|---|---|---|
| USB 2.0 A/B | 4ピン | ホスト、プリンター、キーボード |
| Mini/Micro USB 2.0 | 5ピン | 古い携帯電話、カメラ |
| USB 3.0 A/B | 9/11ピン | 高速データ、外部ドライブ |
| Micro USB 3.0 | 10ピン | スマートフォン、タブレット |
| USB 3.1 C (USB-C) | 24ピン | 可逆性、高電力、高速データ |
注：USB-Cは可逆性、デュアルロール動作、およびPower Delivery (PD)をサポートしています。
USB 2.0 – 標準A & B コネクタ
標準A: 標準B： ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ 4 3 2 1 │ │ 1 2 │ └─────────┘ └─────────┘ ↑ ↑ プラグビュー プラグビュー
ピン構成（4ピン）
| ピン | 信号 | 色コード | 機能 |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | 赤 | 電源供給（最大500mA） |
| 2 | Data - (D-) | 白 | 差動データペア (-) |
| 3 | Data + (D+) | 緑 | 差動データペア (+) |
| 4 | Ground | 黒 | 信号および電源のリターン |
差動信号を使用した全二重通信
ホスト側にESD保護がない場合？TVSダイオードを使用してください！
Mini/Micro USB 2.0 – 標準A & B
標準A: 標準B： ┌───────┐ ┌───────┐ │ 1 2 3 4 5 │ │ 1 2 3 4 5 │ └───────┘ └───────┘
ピン構成（5ピン）
| ピン | 信号 | 機能 |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | 電源供給 |
| 2 | Data - (D-) | USB 2.0 データ負 |
| 3 | Data + (D+) | USB 2.0 データ正 |
| 4 | None | ホスト検出：ホストでは接地され、デバイスではオープン |
| 5 | Ground | 共通接地 |
ピン4によりホストとスレーブの自動検出が可能
古いスマートフォン、GPSユニット、デジタルカメラで使用されます
USB 3.0 – 標準A & B コネクタ
USB 3.0 A (9ピン)
プラグビュー： ┌─────────────┐ │ 5 6 7 8 9 │ │ 4 3 2 1 │ └─────────────┘
| ピン | 信号 | 機能 |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | 電源供給 |
| 2 | D- | USB 2.0 データ負 |
| 3 | D+ | USB 2.0 データ正 |
| 4 | GND | 電源接地 |
| 5 | RX2- | USB 3.0 受信線 (-) |
| 6 | RX2+ | USB 3.0 受信線 (+) |
| 7 | GND | 信号接地 |
| 8 | TX2- | USB 3.0 送信線 (-) |
| 9 | TX2+ | USB 3.0 送信線 (+) |
USB 2.0との下位互換性
速度：最大5 Gbps (SuperSpeed)
USB 3.0 B (11ピン)
プラグビュー： ┌─────────────┐ │ 9 8 7 6 5 │ │ 10 11 │ │ 4 3 │ └─────────────┘
| ピン | 信号 | 機能 |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | 電源供給 |
| 2 | D- | USB 2.0 データ負 |
| 3 | D+ | USB 2.0 データ正 |
| 4 | GND | 電源接地 |
| 5 | TX2- | USB 3.0 送信線 (-) |
| 6 | TX2+ | USB 3.0 送信線 (+) |
| 7 | GND | 信号接地 |
| 8 | RX2- | USB 3.0 受信線 (-) |
| 9 | RX2+ | USB 3.0 受信線 (+) |
| 10 | DPWR | デバイスによる電力供給（例：バスパワードハブ） |
| 11 | GND | DPWRのリターン |
めったに使用されない；現代のデバイスではUSB-Cに置き換えられています
Micro USB 3.0 (10ピン)
プラグビュー： ┌─────────────────────┐ │ 1 0 9 8 7 6 │ │ 5 4 3 2 1 │ └─────────────────────┘
| ピン | 信号 | 機能 |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | 電源供給 |
| 2 | D- | USB 2.0 データ負 |
| 3 | D+ | USB 2.0 データ正 |
| 4 | ID | OTG識別（ホスト/デバイス役割） |
| 5 | GND | 電源接地 |
| 6 | TX2- | USB 3.0 送信線 (-) |
| 7 | TX2+ | USB 3.0 送信線 (+) |
| 8 | GND | 信号接地 |
| 9 | RX2- | USB 3.0 受信線 (-) |
| 10 | RX2+ | USB 3.0 受信線 (+) |
USB-C採用前の初期のスマートフォンやタブレットで使用されました
On-The-Go (OTG)モードをサポート
USB 3.1 Type-C (24ピン) – 可逆コネクタ
プラグビュー（上面）： ┌────────────────────────────┐ │ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 │ └────────────────────────────┘ │ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 │ └────────────────────────────┘
ピン構成（24ピン）
| ピン | 信号 | 機能 |
|---|---|---|
| 1 | GND (A1) | 接地 |
| 2 | TX1+ (A2) | SuperSpeed 送信 (+) |
| 3 | TX1- (A3) | SuperSpeed 送信 (-) |
| 4 | Vbus (A4) | +5V 電源供給 |
| 5 | CC1 (A5) | 構成チャネル（向き、電力役割の検出） |
| 6 | D+ (A6) | USB 2.0 データ正 |
| 7 | D- (A7) | USB 2.0 データ負 |
| 8 | SBU1 (A8) | サイドバンド使用（ビデオ/オーディオ、代替モード） |
| 9 | Vbus (A9) | +5V 電源供給（第二パス） |
| 10 | RX2- (A10) | SuperSpeed 受信 (-) |
| 11 | RX2+ (A11) | SuperSpeed 受信 (+) |
| 12 | GND (A12) | 接地 |
| 13 | GND (B12) | 接地（対称側） |
| 14 | RX1+ (B11) | SuperSpeed 受信 (+) |
| 15 | RX1- (B10) | SuperSpeed 受信 (-) |
| 16 | Vbus (B9) | +5V 電源供給 |
| 17 | SBU2 (B8) | サイドバンド使用 |
| 18 | D- (B7) | USB 2.0 データ負 |
| 19 | D+ (B6) | USB 2.0 データ正 |
| 20 | CC2 (B5) | 構成チャネル（バックアップ） |
| 21 | Vbus (B4) | +5V 電源供給 |
| 22 | TX2- (B3) | SuperSpeed 送信 (-) |
| 23 | TX2+ (B2) | SuperSpeed 送信 (+) |
| 24 | GND (B1) | 接地 |
完全に可逆なプラグ
デュアルロールデータフロー（ホスト/デバイス）
USB Power Delivery（最大240W）をサポート
DisplayPortとHDMIをAlternate Modeでサポート
エンジニア向け設計のヒント
常にD+/D-を制御されたインピーダンス（約90Ω）を持つ差動ペアとして配線する
Vbusトレースを短く太くして、より良い電流処理を行う
TVSダイオードを使用してD+/D-ラインにESD保護を追加する
適切なネゴシエーションのためにCCピンにプルアップ抵抗を追加する
USB-IF適合ガイドラインに従って認証を取得する
規格適合
USB 2.0: USB-IF仕様2.0
USB 3.0: USB 3.0仕様（Rev. 1.0）
USB 3.1: USB 3.1仕様（Rev. 1.0）
USB-C: USB Type-C仕様（Rev. 2.1）
すべての最新デバイスは相互運用性のためにこれらの規格に準拠している必要があります。
