【导读】电子产品由于频繁地与人体接触,很容易受到静电放电(ESD)的冲击,另一方面,这些电子产品中的IC大多是采用最先进的半导体工艺技术,它们所使用的组件闸极氧化层很薄且接面很浅,容易受到ESD的冲击而造成损伤。针对这些便携式电子产品所使用的ESD保护组件。
便携式电子产品(例如手机、PDA、GPS、移动数字电视等)已成为移动生活的必需品。而这些电子产品由于频繁地与人体接触,很容易受到静电放电(ESD)的冲击。另一方面,这些电子产品中的IC大多是采用最先进的半导体工艺技术,它们所使用的组件闸极氧化层很薄且接面很浅,容易受到ESD的冲击而造成损伤。因此,这些电子产品需要额外的ESD保护组件来避免ESD冲击造成系统死机,甚至硬件受到损坏。
针对这些便携式电子产品所使用的ESD?;ぷ榧璺舷铝屑赶钜螅?br />
第一,为符合这类电子产品轻薄小巧、易于携带的需求,ESD保护组件的尺寸必须够小,例如0402封装尺寸,甚至0201封装尺寸,以达到在PCB设计上兼具高集成度及高度可扩展的优势。
第二,ESD?;ぷ榧疟旧淼募纳缛荼匦胍?,以避免信号受到干扰。例如使用在天线上的ESD?;ぷ榧?,必须考虑到天线所使用的频段,以及不同频段所能够接受的最小寄生电容值,通常使用在天线上的ESD?;ぷ榧浼纳缛葜当匦胄∮?pF,甚至更低。
第三,ESD?;ぷ榧视玫淖畲蠊ぷ鞯缪辜暗ハ蚧蛩蛱匦缘难≡?,必须考虑信号上下摆动的最高及最低电压,以避免信号受到影响。例如,使用在手机中的天线,信号最高电压通?;岢?0V且最低电压会低于0V,必须选择适用于该信号电压的双向ESD?;ぷ榧皇褂迷贕PS中的天线,最高电压通常小于5V且最低电压不会低于0V,可使用5V单向的ESD?;ぷ榧?。
第四,ESD防护组件本身对ESD事件的耐受能力必须要高,最少要能承受IEC 61000-4-2接触模式8kV的ESD冲击。
第五,也是最重要的一点,ESD?;ぷ榧贓SD事件发生期间所提供的箝制电压(clamping voltage)必须要足够低,除了提供受保护电路免于遭受静电放电的冲击而造成永久的损伤,还要能确保信号传输不会受到ESD的干扰。
针对这些便携式电子产品,对于ESD?;ぷ榧纳杓菩枰狈仙鲜鏊幸?,因此设计难度变得很高。
晶焱科技拥有先进的ESD防护设计技术,针对便携式电子产品,利用自有的专利技术推出一系列0402 DFN/0201 DFN、低电容、双向/单向、单信道的ESD?;ぷ榧?如表1所列)。其中0402 DFN封装大小仅为1.0mm×0.6mm,厚度只有0.55mm高;0201 DFN封装大小更是仅有0.6mm×0.3mm,厚度只有0.3mm高,可以满足便携式电子产品的轻薄小巧对于组件封装的严苛要求。如此小的封装尺寸使其可以集成到系统???,作为系统ESD防护将更具弹性。
图1:晶焱科技推出小尺寸低电容保护组件
尤其是针对天线的ESD防护,晶焱科技推出了极低电容ESD?;ぷ榧?,其中AZ5325-01F及AZ4217-01F的寄生电容只有0.5pF,将其应用于天线的ESD防护,能确保信号的完整性。此外,还特别针对RFID天线及手机天线应用推出AZ4217-01F,这是目前业界唯一一款能够适用于最大工作电压17V,具有0402封装尺寸、极低电容、双向特性的ESD?;ぷ榧?,适用于近场通信(NFC)应用中的天线?;ぁ?br />
在ESD耐受能力方面,该系列ESD?;ぷ榧芄宦鉏EC 61000-4-2接触模式至少8kV的ESD冲击,其中AZ5A15-01F采用0201封装尺寸,其ESD耐受度更可高达15kV。
图2:5V双向ESD?;ぷ榧腡LP测试曲线
在ESD箝制电压方面的表现,该系列ESD保护组件拥有最低的ESD箝制电压,可有效防止信号受到ESD冲击所干扰,使得系统有机会通过Class-A的IEC 61000-4-2系统级静电放电测试。利用传输线脉冲系统(TLP)测量具备低电容的5V双向ESD?;ぷ榧嗀Z5325/AZ5425-01F及5V单向ESD?;ぷ榧嗀Z5215-01F,其测试结果分别如图1及图2所示。观察TLP电流为17A(等效IEC 61000-4-2接触模式6kV测试)时的箝制电压,并与其它相同应用的产品进行比较,这两款产品均具有最低的箝制电压,其中AZ5215-01F箝制电压仅有11V,能提供系统产品在ESD测试时最佳的防护效果。
图3:5V单向ESD?;ぷ榧腡LP测试曲线