实际设备中的ESD防护示例|基于贴片压敏电阻的LED保护
实际设备中的esd防护示例 | 基于贴片压敏电阻的led保护
电压/电流/过热保护器件
电压保护器件
贴片压敏电阻/陶瓷瞬时电压抑制器
随着智能手机和tws等移动设备日趋小型化和高功能化，设备和集成电路 (ic) 对esd（静电放电）和浪涌的抗扰性越来越弱。此外，这些移动设备被要求支持触摸操作和可穿戴设计的机会也逐渐增多，因此采取esd保护措施变得空前重要，这也极大地促进了esd保护元件的应用。
作为esd防护元器件的领先供应商，tdk一直致力于丰富贴片压敏电阻系列的产品线。本文将通过实际应用案例阐述esd侵入设备时会引发的故障，并给出基于贴片压敏电阻的esd防护对策。
关于压敏电阻
贴片压敏电阻是一种主要基于氧化锌材料的陶瓷半导体产品
。
如下图所示，其采用了积层结构设计，可通过调整积层数量来控制击穿电压和静电容量。
它是一种具有非线性伏安特性的电阻元件，当施加电压超过一定值时电阻值会急剧减少。
而且压敏电阻相当于两个串联的齐纳二极管，没有极性。
●贴片压敏电阻的内部结构
●贴片压敏电阻的等效电路
●贴片压敏电阻和齐纳二极管的伏安特性比较
实际应用中的esd测量
我们将通过实验验证当esd侵入实际设备上搭载的led时，在安装和不安装esd保护元件（有无贴片压敏电阻）的条件下，led的点亮有何变化。
实际测量时的esd静电放电采用基于iec61000-4-2标准的人体静电放电模型 (hbm)给搭载led的设备施加带电电荷。（参见图2和图3）
图2:测量条件
esd试验条件
● iec61000-4-2（150pf, 330ω）
● 接触放电：1kv～8kv
● esd放电次数：10次，每次间隔1秒
图3:测量设置
测量结果
图表和视频显示了搭载led的设备在安装了贴片压敏电阻时的esd试验结果（参见图4）。
led在有贴片压敏电阻保护的情况下（图4的测试条件1），即使esd放电从1kv增加到8kv，也能保持正常工作（正常闪烁）。
但是在被测设备未安装任何esd保护器件的情况下（图4的测试条件2），led在esd放电达到4kv-6kv就出现了短暂熄灭，并且在esd放电达到7kv时完全熄灭。
试验结果表明，被测设备上的led会受到esd的影响，同时也证实了贴片压敏电阻的使用能够保护设备上的led免受esd的影响。
图4：测量结果
测量条件 1kv 2kv 3kv 4kv 5kv 6kv 7kv 8kv
1）有保护器件 （a） （a） （a） （a） （a） （a） （a） （a）
2）无保护器件 （a） （a） （a） （b） （b） （b） （c） -
led在有贴片压敏电阻保护的情况下
（测试条件1），
即使esd放电从1kv增加到8kv，
也能保持正常工作（正常闪烁）。
（a）led正常闪烁
(无损坏)
（b）led短暂熄灭
(即将损坏)
（c）led完全熄灭
(完全损坏)
*嘀嗒声是施加esd的放电声音。
*此产品的led灯闪烁是正常现象，不是由于施加esd造成的。
产品介绍
tdk的积层贴片压敏电阻主要适用于消费类和车载电子设备。
在产品系列方面，我们面向消费类应用的最小尺寸为eia01005（0.4x0.2mm）；面向车载应用的最小元件尺寸为eia0402（1.0x0.5mm），并且都已实现量产。
使用tdk的积层贴片压敏电阻可节省板载空间，实现高自由度的灵活安装配置。
此外，面向车载应用的积层贴片压敏电阻还满足aec-q200标准，可提供125 ℃和150 ℃的最高工作温度选项，方便客户根据应用自行选择以满足高可靠性的要求。
product lineup for led
尺寸
mm
[inch] 型号 压敏电压
v1ma [v] 最大容许电路电压
vdc [v] iec61000-4-2
(contact)
150pf/330ohm 使用温度范围
[℃] aec-q200
0402
[01005] avrm0402c120mt330n 12 5.5 8kv(level4) -40 to +85
0603
[0201] avrm0603c080mt101n 8 5.5 8kv(level4) -40 to +85
avrm0603c120mt101n 12 5.5 8kv(level4) -40 to +85
1005
[0402] avr-m1005c080mtaab 8 5.5 8kv(level4) -40 to +85
avr-m1005c120mtacc 12 7.5 8kv(level4) -40 to +85
b72590d0150h060 (led) 23 15 8kv(level4) -40 to +85
avrh10c270kt350na8 27 19 25kv -55 to +150 ✔
avrh10c390kt500na8 39 28 25kv -55 to +150 ✔
b72590d0360b060 45 36 8kv(level4) -40 to +85
b72590d0201b060 600 200 8kv(level4) -40 to +85
1608
[0603] avr-m1608c220kt2ab 22 16 25kv -40 to +125 ✔
avrm1608c720kt750m 72 53 25kv -55 to +150 ✔
2012
[0805] avr-m2012c220kt6ab 22 16 25kv -40 to +125 ✔
avrm2012c720kt201m 72 53 25kv -55 to +150 ✔
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作为esd防护元器件的领先供应商，tdk一直致力于丰富贴片压敏电阻系列的产品线。本文将通过实际应用案例阐述esd侵入设备时会引发的故障，并给出基于贴片压敏电阻的esd防护对策。
关于压敏电阻
贴片压敏电阻是一种主要基于氧化锌材料的陶瓷半导体产品
。
如下图所示，其采用了积层结构设计，可通过调整积层数量来控制击穿电压和静电容量。
它是一种具有非线性伏安特性的电阻元件，当施加电压超过一定值时电阻值会急剧减少。
而且压敏电阻相当于两个串联的齐纳二极管，没有极性。
●贴片压敏电阻的内部结构
●贴片压敏电阻的等效电路
●贴片压敏电阻和齐纳二极管的伏安特性比较
实际应用中的esd测量
我们将通过实验验证当esd侵入实际设备上搭载的led时，在安装和不安装esd保护元件（有无贴片压敏电阻）的条件下，led的点亮有何变化。
实际测量时的esd静电放电采用基于iec61000-4-2标准的人体静电放电模型 (hbm)给搭载led的设备施加带电电荷。（参见图2和图3）
图2:测量条件
esd试验条件
● iec61000-4-2（150pf, 330ω）
● 接触放电：1kv～8kv
● esd放电次数：10次，每次间隔1秒
图3:测量设置
测量结果
图表和视频显示了搭载led的设备在安装了贴片压敏电阻时的esd试验结果（参见图4）。
led在有贴片压敏电阻保护的情况下（图4的测试条件1），即使esd放电从1kv增加到8kv，也能保持正常工作（正常闪烁）。
但是在被测设备未安装任何esd保护器件的情况下（图4的测试条件2），led在esd放电达到4kv-6kv就出现了短暂熄灭，并且在esd放电达到7kv时完全熄灭。
试验结果表明，被测设备上的led会受到esd的影响，同时也证实了贴片压敏电阻的使用能够保护设备上的led免受esd的影响。
图4：测量结果
测量条件 1kv 2kv 3kv 4kv 5kv 6kv 7kv 8kv
1）有保护器件 （a） （a） （a） （a） （a） （a） （a） （a）
2）无保护器件 （a） （a） （a） （b） （b） （b） （c） -
led在有贴片压敏电阻保护的情况下
（测试条件1），
即使esd放电从1kv增加到8kv，
也能保持正常工作（正常闪烁）。
（a）led正常闪烁
(无损坏)
（b）led短暂熄灭
(即将损坏)
（c）led完全熄灭
(完全损坏)
*嘀嗒声是施加esd的放电声音。
*此产品的led灯闪烁是正常现象，不是由于施加esd造成的。
产品介绍
tdk的积层贴片压敏电阻主要适用于消费类和车载电子设备。
在产品系列方面，我们面向消费类应用的最小尺寸为eia01005（0.4x0.2mm）；面向车载应用的最小元件尺寸为eia0402（1.0x0.5mm），并且都已实现量产。
使用tdk的积层贴片压敏电阻可节省板载空间，实现高自由度的灵活安装配置。
此外，面向车载应用的积层贴片压敏电阻还满足aec-q200标准，可提供125 ℃和150 ℃的最高工作温度选项，方便客户根据应用自行选择以满足高可靠性的要求。
product lineup for led
尺寸
mm
[inch] 型号 压敏电压
v1ma [v] 最大容许电路电压
vdc [v] iec61000-4-2
(contact)
150pf/330ohm 使用温度范围
[℃] aec-q200
0402
[01005] avrm0402c120mt330n 12 5.5 8kv(level4) -40 to +85
0603
[0201] avrm0603c080mt101n 8 5.5 8kv(level4) -40 to +85
avrm0603c120mt101n 12 5.5 8kv(level4) -40 to +85
1005
[0402] avr-m1005c080mtaab 8 5.5 8kv(level4) -40 to +85
avr-m1005c120mtacc 12 7.5 8kv(level4) -40 to +85
b72590d0150h060 (led) 23 15 8kv(level4) -40 to +85
avrh10c270kt350na8 27 19 25kv -55 to +150 ✔
avrh10c390kt500na8 39 28 25kv -55 to +150 ✔
b72590d0360b060 45 36 8kv(level4) -40 to +85
b72590d0201b060 600 200 8kv(level4) -40 to +85
1608
[0603] avr-m1608c220kt2ab 22 16 25kv -40 to +125 ✔
avrm1608c720kt750m 72 53 25kv -55 to +150 ✔
2012
[0805] avr-m2012c220kt6ab 22 16 25kv -40 to +125 ✔
avrm2012c720kt201m 72 53 25kv -55 to +150 ✔
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