SD卡静电放电防护方案
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。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 Le
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。
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。
|
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
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。
|
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
|
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3 SEUC236T5V4UB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4 SEUC236T5V4UC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。
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