【導(dǎo)讀】隨著智能手機(jī)和TWS等移動(dòng)設(shè)備日趨小型化和高功能化，設(shè)備和集成電路（IC）對(duì)ESD（靜電放電）和浪涌的抗擾性越來越弱。此外，這些移動(dòng)設(shè)備被要求支持觸摸操作和可穿戴設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)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。
隨著智能手機(jī)和TWS等移動(dòng)設(shè)備日趨小型化和高功能化，設(shè)備和集成電路（IC）對(duì)ESD（靜電放電）和浪涌的抗擾性越來越弱。此外，這些移動(dòng)設(shè)備被要求支持觸摸操作和可穿戴設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)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。本期推文將通過實(shí)際應(yīng)用案例闡述ESD侵入設(shè)備時(shí)會(huì)引發(fā)的故障，并給出基于貼片壓敏電阻的ESD防護(hù)對(duì)策。
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(huì)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。
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，觀察LED的點(diǎn)亮有何變化。實(shí)際測(cè)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1和圖2）
圖1：測(cè)量條件
圖2：測(cè)量設(shè)置
以下表格和視頻顯示了搭載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。
表1：LED在有貼片壓敏電阻保護(hù)的情況下（測(cè)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）。
LED在有貼片壓敏電阻保護(hù)的情況下（表1的測(cè)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(cè)設(shè)備未安裝任何ESD保護(hù)器件的情況下（表2的測(cè)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(cè)設(shè)備上的LED會(huì)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。
（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燈閃爍是正常現(xiàn)象，不是由于施加ESD造成的。
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)，方便各位根據(jù)應(yīng)用自行選擇以滿足高可靠性的要求。
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