方案简介
射频(RF)是Radio Frequency的缩写,表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300kHz~300GHz之间。射频就是射频电流,简称RF,它是一种高频交流变化电磁波的简称。射频天线是一种利用射频原理工作的天线,能够收发射频电磁波,实现信号的远距离运输。由于其传输性能卓越、抗干扰能力强、灵活性高,被广泛应用于无线通信领域,如通信安防、导航定位、汽车电子、身份识别、航天军事等。
但由于天线长期暴露在室外,如遇雷暴天气,恶劣的电磁环境易通过天线引入干扰到PCB板,导致后端芯片的损坏、系统重启、死机等现象,必然给后续产品的稳定性及可靠性带来一定隐患。此方案采用封装体积小、响应速度快、结电容低的ESD做静电保护,在不影响数据传输的前提下满足IEC 61000-4-2 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,使其适用于各种工业级产品。
射频(RF)天线的ESD防护
在构建射频天线的ESD(静电放电)防护体系时需要充分考虑静电在底板的泄放路径,以确保静电能量不会经由射频连接线进入无线模块内部,保证静电快速地通过所设计的泄放路径泄放到大地。ESD防护在瞬态事件突发时,需凭借超低线间电容来维持电路安全,同时丝毫不减损信号的纯净度与完整性。遭遇ESD冲击时,电路承受的电压即等同于ESD防护器件的钳位电压,故确保钳位电压尽可能低。因此,理想的保护器件应兼具低ESD峰值钳位电压和低动态电阻的优越特性,以有效限制电压尖峰并减少能量损耗。所以,射频天线在选择ESD防护器件时需要考虑如下要求:
低电容,防止产生谐波噪声使得无线模块的接收灵敏度降低
经过若干次ESD冲击后,防护性能不退化且泄漏保持在较低水平
器件封装尺寸小,PCB设计空间充足
应用示例
针对RF射频天线的静电防护方案,我们提供了两款低结电容低钳位电压ESD防护器件SELC2X5V1BT和SELC2F5V1BT。两个器件电气特性相似,工作电压都为5V,且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4规范,在 ±25kV(空气)和 ±22kV(接触)下提供瞬变保护,可保护天线在恶劣的电磁环境下免受静电放电(ESD)和低等级浪涌事件的冲击与干扰。客户可根据天线实际情况进行选择。
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 |
SELC2X5V1BT | Bi. | 5 | 4.5 | 22 | 0.3 | DFN0603-2L |
SELC2F5V1BT | Bi. | 5 | 4.5 | 22 | 0.3 | DFN1006-2L |
电气特性表
At TA = 25℃ unless otherwise noted
Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5.0 | V | |||
Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.5 | V | ||
Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 1.0 | uA | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 12.0 | V | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=4.5A; tp=8/20us | 22.0 | V | ||
Junction Capacitance | CJ | VR=0V; f=1MHz | 0.3 | pF |
表1 SELC2X5V1BT电气特性表
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2 SELC2F5V1BT电气特性表
总结与结论
无线通信在日常生活中无处不在,射频(RF)天线不仅支撑着现代通信网络的运行,还推动了物联网、自动驾驶、医疗健康等新兴领域的发展,保护射频天线免受ESD静电损害对生产生活十分重要。
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射频(RF)天线的优选之策,确保无线通信的稳定收发。
审核编辑 黄宇
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