貼片壓敏電阻如何保護LED免受ESD的影響?
發布時間:2023-03-08 來源:TDK 責任編輯:wenwei
【導讀】隨著智能手機和TWS等移動設備日趨小型化和高功能化,設備和集成電路(IC)對ESD(靜電放電)和浪湧的抗擾性越來越弱。此外,這些移動設備被要求支持觸摸操作和可穿戴設計的機會也逐漸增多,因此采取ESD保護措施變得空前重要,這也極大地促進了ESD保護元件的應用。
隨著智能手機和TWS等移動設備日趨小型化和高功能化,設備和集成電路(IC)對ESD(靜電放電)和浪湧的抗擾性越來越弱。此外,這些移動設備被要求支持觸摸操作和可穿戴設計的機會也逐漸增多,因此采取ESD保護措施變得空前重要,這也極大地促進了ESD保護元件的應用。
作為ESD防護元器件的領先供應商,TDK一直致力於豐富貼片壓敏電阻係列的產品線。本期推文將通過實際應用案例闡述ESD侵入設備時會引發的故障,並給出基於貼片壓敏電阻的ESD防護對策。
貼(tie)片(pian)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)是(shi)一(yi)種(zhong)主(zhu)要(yao)基(ji)於(yu)氧(yang)化(hua)鋅(xin)材(cai)料(liao)的(de)陶(tao)瓷(ci)半(ban)導(dao)體(ti)產(chan)品(pin)。如(ru)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi),其(qi)采(cai)用(yong)了(le)積(ji)層(ceng)結(jie)構(gou)設(she)計(ji),可(ke)通(tong)過(guo)調(tiao)整(zheng)積(ji)層(ceng)數(shu)量(liang)來(lai)控(kong)製(zhi)擊(ji)穿(chuan)電(dian)壓(ya)和(he)靜(jing)電(dian)容(rong)量(liang)。它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)具(ju)有(you)非(fei)線(xian)性(xing)伏(fu)安(an)特(te)性(xing)的(de)電(dian)阻(zu)元(yuan)件(jian),當(dang)施(shi)加(jia)電(dian)壓(ya)超(chao)過(guo)一(yi)定(ding)值(zhi)時(shi)電(dian)阻(zu)值(zhi)會(hui)急(ji)劇(ju)減(jian)少(shao)。而(er)且(qie)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)相(xiang)當(dang)於(yu)兩(liang)個(ge)串(chuan)聯(lian)的(de)齊(qi)納(na)二(er)極(ji)管(guan),沒(mei)有(you)極(ji)性(xing)。
我們將通過實驗驗證當ESD侵入實際設備上搭載的LED時,在安裝和不安裝ESD保護元件(有無貼片壓敏電阻)的條件下,觀察LED的點亮有何變化。實際測量時的ESD靜電放電采用基於IEC61000-4-2標準的人體靜電放電模型(HBM)給搭載LED的設備施加帶電電荷。(參見圖1和圖2)
圖1:測量條件
圖2:測量設置
以下表格和視頻顯示了搭載LED的設備在安裝了貼片壓敏電阻時的ESD試驗結果。
表1:LED在有貼片壓敏電阻保護的情況下(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)。
LED在有貼片壓敏電阻保護的情況下(表1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)。但是在被測設備未安裝任何ESD保護器件的情況下(表2的測試條件2),LED在ESD放電達到4kV-6kV就出現了短暫熄滅,並且在ESD放電達到7kV時完全熄滅。
試驗結果表明,被測設備上的LED會受到ESD的影響,同時也證實了貼片壓敏電阻的使用能夠保護設備上的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。
*此產品的LED燈閃爍是正常現象,不是由於施加ESD造成的。
TDK的積層貼片壓敏電阻主要適用於消費類和車載電子設備,在產品係列方麵,我們麵向消費類應用的最小尺寸為EIA01005(0.4x0.2mm);麵向車載應用的最小元件尺寸為EIA0402(1.0x0.5mm),並且都已實現量產。
使用TDK的積層貼片壓敏電阻可節省板載空間,實現高自由度的靈活安裝配置。此外,麵向車載應用的積層貼片壓敏電阻還滿足AEC-Q200標準,可提供125℃和150℃的最高工作溫度選項,方便各位根據應用自行選擇以滿足高可靠性的要求。
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