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SD卡靜電放電防護(hù)方案

發(fā)布人:濤意隆 時(shí)間:2024-08-13 來源:工程師 發(fā)布文章

方案簡介

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SDSPI兩種模式,兩種模式引腳關(guān)系如所示。

image.png

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

image.png

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 、SEUC236T5V4UBSEUC236T5V4UC。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,同時(shí)保護(hù)SD卡的五個(gè)引腳免受靜電放電(ESD)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, ±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 ±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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