實(shí)際設(shè)備中的ESD防護(hù)示例 | 基于貼片壓敏電阻的LED保護(hù)

電壓/電流/過熱保護(hù)器件

電壓保護(hù)器件

貼片壓敏電阻/陶瓷瞬時(shí)電壓抑制器

隨著智能手機(jī)和TWS等移動設(shè)備日趨小型化和高功能化，設(shè)備和集成電路 (IC) 對ESD（靜電放電）和浪涌的抗擾性越來越弱。此外，這些移動設(shè)備被要求支持觸摸操作和可穿戴設(shè)計(jì)的機(jī)會也逐漸增多，因此采取ESD保護(hù)措施變得空前重要，這也極大地促進(jìn)了ESD保護(hù)元件的應(yīng)用。

作為ESD防護(hù)元器件的領(lǐng)先供應(yīng)商，TDK一直致力于豐富貼片壓敏電阻系列的產(chǎn)品線。本文將通過實(shí)際應(yīng)用案例闡述ESD侵入設(shè)備時(shí)會引發(fā)的故障，并給出基于貼片壓敏電阻的ESD防護(hù)對策。

關(guān)于壓敏電阻

貼片壓敏電阻是一種主要基于氧化鋅材料的陶瓷半導(dǎo)體產(chǎn)品
。
如下圖所示，其采用了積層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可通過調(diào)整積層數(shù)量來控制擊穿電壓和靜電容量。

它是一種具有非線性伏安特性的電阻元件，當(dāng)施加電壓超過一定值時(shí)電阻值會急劇減少。

而且壓敏電阻相當(dāng)于兩個(gè)串聯(lián)的齊納二極管，沒有極性。

●貼片壓敏電阻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

●貼片壓敏電阻的等效電路

●貼片壓敏電阻和齊納二極管的伏安特性比較

實(shí)際應(yīng)用中的ESD測量

我們將通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)ESD侵入實(shí)際設(shè)備上搭載的LED時(shí)，在安裝和不安裝ESD保護(hù)元件（有無貼片壓敏電阻）的條件下，LED的點(diǎn)亮有何變化。
實(shí)際測量時(shí)的ESD靜電放電采用基于IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)的人體靜電放電模型 (HBM)給搭載LED的設(shè)備施加帶電電荷。（參見圖2和圖3）

圖2:測量條件

ESD試驗(yàn)條件

● IEC61000-4-2（150pF, 330Ω）
● 接觸放電：1kV～8kV
● ESD放電次數(shù)：10次，每次間隔1秒

圖3:測量設(shè)置

測量結(jié)果

圖表和視頻顯示了搭載LED的設(shè)備在安裝了貼片壓敏電阻時(shí)的ESD試驗(yàn)結(jié)果（參見圖4）。
LED在有貼片壓敏電阻保護(hù)的情況下（圖4的測試條件1），即使ESD放電從1kV增加到8kV，也能保持正常工作（正常閃爍）。
但是在被測設(shè)備未安裝任何ESD保護(hù)器件的情況下（圖4的測試條件2），LED在ESD放電達(dá)到4kV-6kV就出現(xiàn)了短暫熄滅，并且在ESD放電達(dá)到7kV時(shí)完全熄滅。
試驗(yàn)結(jié)果表明，被測設(shè)備上的LED會受到ESD的影響，同時(shí)也證實(shí)了貼片壓敏電阻的使用能夠保護(hù)設(shè)備上的LED免受ESD的影響。

圖4：測量結(jié)果

LED在有貼片壓敏電阻保護(hù)的情況下
（測試條件1），
即使ESD放電從1kV增加到8kV，
也能保持正常工作（正常閃爍）。

（a）LED正常閃爍
(無損壞)

（b）LED短暫熄滅
(即將損壞)

（c）LED完全熄滅
(完全損壞)

*"嘀嗒"聲是施加ESD的放電聲音。
*此產(chǎn)品的LED燈閃爍是正?，F(xiàn)象，不是由于施加ESD造成的。

產(chǎn)品介紹

TDK的積層貼片壓敏電阻主要適用于消費(fèi)類和車載電子設(shè)備。
在產(chǎn)品系列方面，我們面向消費(fèi)類應(yīng)用的最小尺寸為EIA01005（0.4x0.2mm）；面向車載應(yīng)用的最小元件尺寸為EIA0402（1.0x0.5mm），并且都已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
使用TDK的積層貼片壓敏電阻可節(jié)省板載空間，實(shí)現(xiàn)高自由度的靈活安裝配置。
此外，面向車載應(yīng)用的積層貼片壓敏電阻還滿足AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn)，可提供125 ℃和150 ℃的最高工作溫度選項(xiàng)，方便客戶根據(jù)應(yīng)用自行選擇以滿足高可靠性的要求。

Product Lineup for LED

審核編輯：湯梓紅