【導(dǎo)讀】在日常生活中,人們觸摸車門時(shí)偶爾會(huì)感到手指刺痛或靜電沖擊,這感覺僅會(huì)令人不快;但對(duì)于一些電子組件,遇上靜電放電(ESD)可能意味著完全失效。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)越微小,模擬和數(shù)字I/O引腳的阻抗越高,便越容易受到靜電放電(ESD)的影響??赡艿暮蠊╬/n結(jié)的熱擊穿、氧化物擊穿(電介質(zhì)擊穿),以及金屬化層的熔化。
目前電子組件大約占據(jù)一輛汽車總價(jià)值的三分之一,而且這個(gè)比例還將上升。汽車中17%的半導(dǎo)體故障是由靜電放電(ESD)造成的,因而必需采取適當(dāng)?shù)腅SD保護(hù)措施。
在日常生活中,人們觸摸車門時(shí)偶爾會(huì)感到手指刺痛或靜電沖擊,這感覺僅會(huì)令人不快;但對(duì)于一些電子組件,遇上靜電放電(ESD)可能意味著完全失效。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)越微小,模擬和數(shù)字I/O引腳的阻抗越高,便越容易受到靜電放電(ESD)的影響??赡艿暮蠊╬/n結(jié)的熱擊穿、氧化物擊穿(電介質(zhì)擊穿),以及金屬化層的熔化。
這些情況會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體發(fā)生故障,縮短使用壽命,最終完全失效。在通常情況下,客戶首先發(fā)現(xiàn)器件損壞,而后要付出高額成本來(lái)進(jìn)行維修,或更換設(shè)備或應(yīng)用。
對(duì)于汽車應(yīng)用也是如此。最近幾十年來(lái)汽車內(nèi)部的電子系統(tǒng)數(shù)量迅速增多,應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器控制系統(tǒng)、多個(gè)控制單元、安全技術(shù)和底盤優(yōu)化,以及信息通信技術(shù)方面。
總線系統(tǒng)是非常核心的元素,因?yàn)樗鼈兇_保各個(gè)系統(tǒng)之間的通信。每個(gè)總線系統(tǒng)都針對(duì)特定屬性進(jìn)行了優(yōu)化,例如將更多的ECU和高數(shù)據(jù)速率(CAN)聯(lián)網(wǎng)、低成本實(shí)施方案、高帶寬(以太網(wǎng))、用于安全相關(guān)的分布式控制器(FlexRay),或者低成本集成傳感器和執(zhí)行器(LIN)。
保護(hù)車輛網(wǎng)絡(luò)
眾多供應(yīng)商提供各種專門設(shè)計(jì)的ESD二極管產(chǎn)品,分別針對(duì)上述各個(gè)系統(tǒng)。與TVS二極管相比,它們不僅能夠防止電壓尖峰,還能夠防止數(shù)據(jù)丟失。
汽車中對(duì)ESD敏感的應(yīng)用 (圖片來(lái)源:儒卓力)
通過(guò)數(shù)據(jù)線保護(hù),Diodes公司將整個(gè)系列保護(hù)組件組合在一起,由于在同類產(chǎn)品中具有出色的ESD性能,并提供眾多的封裝選項(xiàng)滿足客戶的具體要求,因而引發(fā)用戶的興趣。ESD二極管具有低通道輸入電容特性,擊穿電壓也是針對(duì)汽車使用而設(shè)計(jì)的,帶后綴Q的系列是通過(guò)AEC-Q認(rèn)證的產(chǎn)品,其中包括DESD1LIN2WSQ。這些雙向TVS二極管適用于保護(hù)LIN總線,一個(gè)通道提供IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)ESD保護(hù),即空氣和接觸保護(hù)電壓高達(dá)±30 kV。這款產(chǎn)品符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn),滿足PPAP規(guī)范,并且在IATF-16949認(rèn)證工廠生產(chǎn)。
Littelfuse公司的AQHVxx-01LTG系列通過(guò)了AEC-Q101認(rèn)證,是專為CAN和LIN數(shù)據(jù)總線設(shè)計(jì)的超快速、高性能浪涌保護(hù)組件。該產(chǎn)品系列可以防止ESD以及其他瞬態(tài)過(guò)電壓造成的損壞。它們可以安全地通過(guò)基于IEC標(biāo)準(zhǔn)61000-4-2(4級(jí),±8kV接觸放電) 最高水平的周期性過(guò)電壓浪涌,而不會(huì)出現(xiàn)任何性能損失。此外,還能確保安全傳輸高達(dá)10A的誘發(fā)浪涌電流(AQHV12) (IEC 61000-4-5 (第二版): tP = 8/20 μs),并具有超低的鉗位電壓。
威世公司亦提供一系列符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)的單向或雙向ESD二極管產(chǎn)品,專門用于保護(hù)CAN、LIN或FLEX總線。例如工作電壓范圍為±5.5 V的VCUT05E1-SD0 ESD二極管,具有小于0.1 μA的低泄漏電流和小于14 pF的低負(fù)載電容。其CLP0603封裝高度僅為0.27 mm,所需要的PCB空間相比1006封裝減少三倍。
VLIN1616-02G系列的雙向ESD二極管特別適合LIN總線,它們采用小型SOD323封裝,工作電壓范圍為±16 V,泄漏電流小于0.05 μA,負(fù)載電容小于24 pF。
半導(dǎo)體敏感性:電子組件的靜電放電(ESD)反應(yīng)具有不同程度的敏感性
(作者:Emilia Mance,文章來(lái)源: 儒卓力微信公眾號(hào))
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