基于ESD保护器件的便携设备应用.doc

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1、基于ESD保护器件的便携设备应用　　ESD被认为是电子产品质量最大的潜在杀手，影响产品的可靠性，静电防护也就成为电子产品质量控制的一项重要内容。最有效的ESD保护方法是设备的连接器或端口处放置外部保护元件。　　0201尺寸的硅基ESD器件比上一代0402型的器件大约缩小了70%，能够为手机、MP3播放器、PDA和数码相机等便携式电子产品提供保护和提高其可靠性。上海英联电子推出的UM5051/5052是一款低容值(12pF)的ESD保护器件，实际大小仅为0.6mmx0.3mmx0.3mm，为设计师们在空

2、间受限的应用中提供了灵活性。双向保护消除了在PCB板上安装时的方向限制，而且也不会损失负电平信号。　　二、UM5051/5052的重要参数　　英联的UM5051、UM5052具有低漏电流、低容值、低钳位电压等特点，DFN的封装可以有效的降低抛料率，降低成本，增加贴片效率。0201的超小封装，其ESD抗冲击性能达到了IEC61000-4-2(ESD)±30kV(空气)和±25kV(接触)的标准。主要参数如表1所示：　　　　表1特性参数表　　为方便理解参数，图1为单向ESD保护管的特性曲线图。　　　　图1

3、：单向ESD保护管特性曲线图　　　　图2：ESD放电波形图　　1、击穿电压VBR(ReverseBreakdownVoltage)：在指定测试电流下ESD保护管发生雪崩击穿时的电压，它是ESD保护管最小的击穿电压。为了满足IEC61000-4-2标准，ESD保护管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的冲击，有的半导体生产厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。上海英联电子的UM5051、UM5052，达到了IEC61000-4-2(ESD)±30kV(空气)和±25kV(接触)的标准

4、。　　2、反向关断电压VRWM(ReversePeakWorkingVoltage)和反向漏电流ID(ReverseLeakage　　Current)：指ESD保护管最大连续工作的直流或脉冲电压。UM5051/UM5052的VRWM值为5V，可以保护工作电压为5V的芯片。其反向漏电流小于1μA，对产品的功耗几乎没有影响。　　3、箝位电压VC(ClampingVoltage)和最大峰值脉冲电流IPP(MaximumReversePeakPulseCurrent)。当持续时间为20mS的脉冲峰值电流IPP

5、流过ESD保护管时，在其两端出现的最大峰值电压为VC。　　　　图3：ESD钳位电压波形图　　4、额定脉冲功率Pppm(PeakPowerDissipation)，指ESD保护管在指定结温下所能承受的最大峰值脉冲功率。　　5、电容量C(Capacitance)。电容量C是由保护管的雪崩结截面决定的，是在特定的1MHz频率下测得的。电容值太大将使信号衰减。高频回路一般选择电容应尽量小，当频率>100MHz时，C必须　　三、ESD保护器件的种类　　1、单向保护　　下图为单向保护示意图，当干扰脉冲信号超过VR

6、WM时，超过的部分被释放掉。　　单向ESD保护管UM5051的反向端接被保护的线路，正向端接地。释放掉反向端输入的超过VRWM的ESD脉冲，使得脉冲高压不能进入到IC，从而起到保护IC的作用。　　　　图6：单向保护示意图　　2、双向保护　　双向ESD保护管一端接要保护的线路，一端接地，无论来自反向还是来自正向的脉冲均被释放，更有效地保护了IC。下图为双向ESD保护器件UM5052的双向保护示意图。　　　　图7：双向保护示意图　　四、ESD应用举例　　1、手机SIM卡线路保护　　目前手机空间越来越有限，

7、往往矩阵式的ESD保护管限制了走线，英联推出的0201超小封装ESD保护管UM5051使PCB的布局更加灵活，为设计师节省了宝贵的空间。而SIM卡属于经常热插拔器件，要避免使器件工作在其设计参数极限附近，还应根据被保护回路的特征及可能承受ESD冲击的特征选用反应速度足够快、敏感度足够高的器件，这对于有效发挥保护器件的作用十分关键。　　　　图8：手机SIM卡ESD保护应用　　2、便携产品音频数据线路保护　　便携类产品以体积小备受消费者喜爱，在音频数据线路保护方面，英联推出的UM5052单路双向ESD保护

8、管，0201的超小封装为设计师在有限的布板空间中提供了灵活性。由于音频信号传输速率比较低，因此对器件电容的要求不太高，100pF左右都是可以接受的。　　　　图9：便携类产品音频数据ESD保护应用　　3、穿戴式产品按键线路保护　　对于穿戴式产品来说，小巧、轻便、可靠性是设计师考虑的重点。人体的静电放电产品的影响就显得尤为重要了，按键和开关回路这些回路的数据率很低，对器件的电容没有特殊要求。英联推出的UM5051为此类产品提供了灵活简单的布线，而且其ESD抗