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电子元器件基础知识

杭州东沃电子为您讲述有关于二极管,放电管,自恢复保险丝,压敏电阻,ESD等知识。

 
 
 

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穿戴式电子产品ESD解決方案  

2016-03-21 09:37:14|  分类: ESD静电保护器 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        目前穿戴式电子产品蓬勃发展如智慧手表、智慧眼镜、穿戴式医疗产品、运动管理产品、行动导航产品都是现今科技产业最关注的焦点。而这些穿戴式电子产品由于 频繁地与人体接触,很容易受到静电放电(ESD)的冲击。此外,这些电子产品所采用的IC大多是使用最先进的半导体制程技术,所使用的元件闸极氧化层很薄 且接面很浅,很容易受到ESD的冲击而造成损伤。因此,这些电子产品需要额外的ESD静电保护元件来避免ESD冲击产生系统当机,甚至硬件受到损坏。

  针对这些穿戴式电子产品所使用的ESD保护元件需符合下列几项要求

  第一、为符合这类电子产品轻薄小巧、易于携带的需求,ESD保护元件的尺寸必须够小,例如0402封装尺寸,甚至0201封装尺寸,以达到在PCB设计上兼具高聚集度及高度弹性的优势。

  第二、ESD保护元件接脚本身的寄生电容必须要小,避免讯号受到干扰。例如使用在天线(antenna)的ESD保护元件,必须考虑到天线所使用的频段,不同频段所能够接受的最小寄生电容值,通常使用在天线的ESD保护元件其寄生电容值必须小于1pF,甚至更低。

  第三、ESD保护元件所适用的最大工作电压及单向或双向特性的选择,必须考虑讯号上下摆动的最高及最低电压,避免讯号受到影响。例如使用在天线端的讯号其最高电压通常会超过10V且最低电压会低于0V,必须选择适用此讯号电压的双向ESD保护元件。

  第四、ESD静电保护器本身对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轰击。

  第五、也是最重要的,ESD保护元件在ESD事件发生期间所提供的箝制电压(clamping voltage)必须要够低,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,还要能确保讯号传输不会受到ESD的干扰。

  针对这些便携式电子产品,对于ESD保护元件的设计需要同时符合上述所有要求,困难度变的很高。

   东沃电子拥有先进的ESD防护设计技术,针对穿戴式电子产品,利用自有专利技术设计提供最完整的ESD解决方案。除了0402与0201单通道的ESD 保护元件,更推出一系列0402双通道的ESD保护元件,如表一所列。其中0402 DFN封装大小仅有 1.0 mm x 0.6 mm,厚度只有 0.5 mm 高;0201 DFN封装大小更是仅有 0.6 mm x 0.3 mm,厚度只有 0.3 mm 高,可以满足穿戴式电子产品轻薄小巧对于元件封装的严苛要求。如此细小的封装尺寸,更可以整合到系统模块,作为系统ESD的防护将更具弹性。值得一提的 是,0402双通道的ESD保护元件与两颗0201单通道的ESD保护元件相比,具有节省PCB空间、降低成本、具较佳ESD保护能力等优势,为穿戴式电 子产品ESD防护较佳的选择。

   针对天线的ESD防护,推出极低电容ESD保护元件,应用于天线的ESD防护,能确保讯号的完整度,不受影响。另外,特别针对应用于RF天线推出 0402ESD,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保护元件,极适用于NFC(Near Field Communication)应用中的天线保护。

  针对高速接口如USB2.0或是USB3.0的ESD防护,推出一系列0402双通道极低电容ESD保护元件,其中0402系列的部分ESD的电容只有0.35pF,能确保高速讯号的完整度,不受影响。

   在ESD耐受能力方面,这系列ESD保护元件都能满足IEC 61000-4-2接触模式至少8kV的ESD轰击,其中0402封装尺寸其ESD耐受度可高达30kV,更具有高的雷击耐受度能有效防止在充电装置使用 上可能造成的EOS (Electrical Over Stress)问题。

   在ESD箝制电压的表现,这系列ESD保护元件拥有最低的ESD箝制电压,可有效防止讯号受到ESD冲击所干扰,让系统有机会通过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0.35pF极低电容的0402双通道保护元-,如图一所示。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,其箝制电压仅有9.5V,为目前业界相同应用产品的最佳表现,能提供系统产品于ESD测试时最佳的 防护效果。

  随着消费者对电子产品的使用质量要求越来越高,ESD保护元件的箝制电压也需要设计得越来越低,深圳瑞隆源电子将持续发展更先进的防护设计技术来满足这项需求。

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