SD卡靜電放電防護(hù)方案
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方案簡(jiǎn)介
SD存儲(chǔ)卡，是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，能夠在斷電的情況下保持?jǐn)?shù)據(jù)不丟失。由于它體積小、大容量、高安全性、高速讀寫等優(yōu)良的特性，被廣泛地于便攜式裝置上使用，例如數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、平板電腦、音頻播放器、便攜式游戲機(jī)、行車記錄儀以及GPS設(shè)備等的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
由于SD卡的集成性較高，芯片比較脆弱，經(jīng)常性的熱插拔導(dǎo)致其極易受到靜電的影響，此方案采用集成多路并組合兩個(gè)單路ESD靜電二極管防護(hù)元器件，具有導(dǎo)通電壓精度高、響應(yīng)速度快、寄生電容值低、鉗位電壓低等特性，在不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯聺M足IEC61000-4-2 Level 4靜電放電防護(hù)需求，讓后端的電路得到有效全面的防護(hù)，且做到成本最優(yōu)化。
引腳配置
標(biāo)準(zhǔn)SD卡總共有6條信號(hào)線和3條電源線，分別支持SD和SPI兩種模式，兩種模式的引腳關(guān)系如下所示。
引腳標(biāo)號(hào) | SD模式 | SPI模式 | ||||
名稱 | 類型 | 功能 | 名稱 | 類型 | 功能 | |
1 | CD/DAT3 | I/O/PP | 卡檢測(cè)/數(shù)據(jù)線3 | CS | I | 片選（低有效） |
2 | CMD | PP | 命令/響應(yīng) | DI | I | 數(shù)據(jù)輸入 |
3 | VSS1 | S | 電源地 | VSS1 | S | 電源地 |
4 | VDD | S | 電源正極 | VDD | S | 電源正極 |
5 | CLK | I | 時(shí)鐘 | SCLK | I | 時(shí)鐘 |
6 | VSS2 | S | 電源地 | VSS2 | S | 電源地 |
7 | DAT0 | I/O/PP | 數(shù)據(jù)線0 | DO | O/PP | 數(shù)據(jù)輸出 |
8 | DAT1 | I/O/PP | 數(shù)據(jù)線1 | RSV | - | - |
9 | DAT2 | I/O/PP | 數(shù)據(jù)線2 | RSV | - | - |
其中S：電源供電；I：輸入；O：輸出;PP：引腳使用推挽模式驅(qū)動(dòng)。
應(yīng)用示例
針對(duì)SD卡靜電防護(hù)方案，由于數(shù)據(jù)線的傳輸速率較高，可選擇低電容低鉗位電壓的ESD器件，我們采用集成六引腳ESD防護(hù)器件對(duì)SD卡的數(shù)據(jù)引腳與電源引腳進(jìn)行防護(hù)，型號(hào)可選擇SEUC236T5V4U 、SEUC236T5V4UB或SEUC236T5V4UC。三款型號(hào)都為低電容低鉗位電壓集成多路ESD靜電二極管防護(hù)元件，可同時(shí)保護(hù)SD卡的五個(gè)引腳免受靜電放電(ESD)和低等級(jí)浪涌事件的沖擊與干擾。且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 規(guī)范，在 ±15kV（空氣）和 ±8kV（接觸）下提供瞬變保護(hù)?？蛻艨筛鶕?jù)SD卡的實(shí)際情況選擇器件。
對(duì)于SD卡的CMD命令線和CLK時(shí)鐘線，我們選擇了一款低電容分立ESD器件SELC2F5V1BT，該器件符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 規(guī)范，可在 ±25kV（空氣）和 ±22kV（接觸）下提供瞬變保護(hù)。
型號(hào)參數(shù)
規(guī)格型號(hào) | 方向 | 工作電壓(V) | IPP(A) | 鉗位電壓(V) | 結(jié)電容(pF) | 封裝 |
SELC2F5V1BT | Bi | 5 | 4.5 | 22 | 0.3 | DFN1006-2L |
SEUC236T5V4U | Uni. | 5 | 4.5 | 12 | 0.6 | SOT-23-6L |
SEUC236T5V4UB | Uni. | 5 | 5.5 | 14 | 0.6 | SOT-23-6L |
SEUC236T5V4UC | Uni. | 5 | 15 | 22 | 1.5 | SOT-23-6L |
電氣特性表
At TA = 25℃ unless otherwise noted
Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5 | V | |||
Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.5 | V | ||
Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 1 | uA | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 12 | V | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=4.5A; tp=8/20us | 22 | V | ||
Junction Capacitance | CJ | VR=0V; f=1MHz | 0.3 | pF |
表1 SELC2F5V1BT電氣特性表
Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5.0 | V | |||
Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.0 | V | ||
Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 1.0 | uA | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 9.0 | 11.0 | V | |
Clamping Voltage | VC | IPP=4.5A; tp=8/20us | 12.0 | 15.0 | V | |
Junction Capacitance | CJ | I/O to GND; VR=0V; f=1MHz | 0.6 | 1.0 | pF | |
Between I/O; VR=0V; f=1MHz | 0.3 | 0.5 | pF |
表2 SEUC236T5V4U電氣特性表
Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5.0 | V | |||
Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.0 | V | ||
Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 1.0 | uA | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 10.0 | 12.0 | V | |
Clamping Voltage | VC | IPP=5.5A; tp=8/20us | 14.0 | 17.0 | V | |
Junction Capacitance | CJ | I/O to GND; VR=0V; f=1MHz | 0.6 | 1.0 | pF | |
Between I/O; VR=0V; f=1MHz | 0.3 | 0.5 | pF |
表3 SEUC236T5V4UB電氣特性表
Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5.0 | V | |||
Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.0. | V | ||
Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 10 | uA | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 10.0 | 12.0 | V | |
Clamping Voltage | VC | IPP=15A; tp=8/20us | 22.0 | 25.0 | V | |
Junction Capacitance | CJ | I/O to GND; VR=0V; f=1MHz | 1.5 | 2.0 | pF | |
Between I/O; VR=0V; f=1MHz | 0.75 | 1.0 | pF |
表4 SEUC236T5V4UC電氣特性表
總結(jié)與結(jié)論
由于SD卡在電子產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的便攜性和重要性，保護(hù)SD卡免受ESD靜電損害極為關(guān)鍵。ELECSUPER SEMI研發(fā)各種低電容低鉗位電壓的ESD保護(hù)器件，可按照客戶需求性能與封裝提供定制化開發(fā)服務(wù)，為各種接口提供值得信賴的保護(hù)器件。以上解決方案是保護(hù)SD卡的優(yōu)選之策，確保移動(dòng)通信的正常運(yùn)行。
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