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SD卡静电放电防护方案

静芯微 来源:jf_65561982 作者:jf_65561982 2024-08-13 15:05 次阅读

方案简介

SD存储卡,是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备,能够在断电的情况下保持数据不丢失。由于它体积小、大容量、高安全性、高速读写等优良的特性,被广泛地于便携式装置上使用,例如数码相机、手机、平板电脑音频播放器、便携式游戏机、行车记录仪以及GPS设备等的数据存储。

由于SD卡的集成性较高,芯片比较脆弱,经常性的热插拔导致其极易受到静电的影响,此方案采用集成多路并组合两个单路ESD静电二极管防护元器件,具有导通电压精度高、响应速度快、寄生电容值低、钳位电压低等特性,在不影响数据传输的前提下满足IEC61000-4-2 Level 4静电放电防护需求,让后端的电路得到有效全面的防护,且做到成本最优化。

引脚配置

标准SD卡总共有6条信号线和3条电源线,分别支持SD和SPI两种模式,两种模式的引脚关系如下所示。

wKgZoma7BZyAOhx7AAChQmD9yTk655.png

引脚标号 SD模式 SPI模式
名称 类型 功能 名称 类型 功能
1 CD/DAT3 I/O/PP 卡检测/数据线3 CS I 片选(低有效)
2 CMD PP 命令/响应 DI I 数据输入
3 VSS1 S 电源地 VSS1 S 电源地
4 VDD S 电源正极 VDD S 电源正极
5 CLK I 时钟 SCLK I 时钟
6 VSS2 S 电源地 VSS2 S 电源地
7 DAT0 I/O/PP 数据线0 DO O/PP 数据输出
8 DAT1 I/O/PP 数据线1 RSV - -
9 DAT2 I/O/PP 数据线2 RSV - -

其中S:电源供电;I:输入;O:输出;PP:引脚使用推挽模式驱动。

应用示例

wKgZoma7BaiAKwZbAAAnU6Q1a_g784.png

针对SD卡静电防护方案,由于数据线的传输速率较高,可选择低电容低钳位电压的ESD器件,我们采用集成六引脚ESD防护器件对SD卡的数据引脚与电源引脚进行防护,型号可选择SEUC236T5V4U、SEUC236T5V4UB或SEUC236T5V4UC。三款型号都为低电容低钳位电压集成多路ESD静电二极管防护元件,可同时保护SD卡的五个引脚免受静电放电(ESD)和低等级浪涌事件的冲击与干扰。且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4规范,在 ±15kV(空气)和 ±8kV(接触)下提供瞬变保护。客户可根据SD卡的实际情况选择器件。

对于SD卡的CMD命令线和CLK时钟线,我们选择了一款低电容分立ESD器件SELC2F5V1BT,该器件符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4规范,可在 ±25kV(空气)和 ±22kV(接触)下提供瞬变保护。

型号参数

规格型号 方向 工作电压(V) IPP(A) 钳位电压(V) 结电容(pF) 封装
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

电气特性表

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电气特性表

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2SEUC236T5V4U电气特性表

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3SEUC236T5V4UB电气特性表

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4SEUC236T5V4UC电气特性表

总结与结论

由于SD卡在电子产品数据存储中的便携性和重要性,保护SD卡免受ESD静电损害极为关键。ELECSUPER SEMI研发各种低电容低钳位电压的ESD保护器件,可按照客户需求性能与封装提供定制化开发服务,为各种接口提供值得信赖的保护器件。以上解决方案是保护SD卡的优选之策,确保移动通信的正常运行。

审核编辑 黄宇

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