SD卡靜電放電防護方案
方案簡介
SD存儲卡，是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，能夠在斷電的情況下保持數據不丟失。由于它體積小、大容量、高安全性、高速讀寫等優良的特性，被廣泛地于便攜式裝置上使用，例如數碼相機、手機、平板電腦、音頻播放器、便攜式游戲機、行車記錄儀以及GPS設備等的數據存儲。
由于SD卡的集成性較高，芯片比較脆弱，經常性的熱插拔導致其極易受到靜電的影響，此方案采用集成多路并組合兩個單路ESD靜電二極管防護元器件，具有導通電壓精度高、響應速度快、寄生電容值低、鉗位電壓低等特性，在不影響數據傳輸的前提下滿足IEC61000-4-2 Level 4靜電放電防護需求，讓后端的電路得到有效全面的防護，且做到成本最優化。
引腳配置
標準SD卡總共有6條信號線和3條電源線，分別支持SD和SPI兩種模式，兩種模式的引腳關系如下所示。
| 引腳標號 | SD模式 | SPI模式 | ||||
| 名稱 | 類型 | 功能 | 名稱 | 類型 | 功能 | |
| 1 | CD/DAT3 | I/O/PP | 卡檢測/數據線3 | CS | I | 片選（低有效） |
| 2 | CMD | PP | 命令/響應 | DI | I | 數據輸入 |
| 3 | VSS1 | S | 電源地 | VSS1 | S | 電源地 |
| 4 | VDD | S | 電源正極 | VDD | S | 電源正極 |
| 5 | CLK | I | 時鐘 | SCLK | I | 時鐘 |
| 6 | VSS2 | S | 電源地 | VSS2 | S | 電源地 |
| 7 | DAT0 | I/O/PP | 數據線0 | DO | O/PP | 數據輸出 |
| 8 | DAT1 | I/O/PP | 數據線1 | RSV | - | - |
| 9 | DAT2 | I/O/PP | 數據線2 | RSV | - | - |
其中S：電源供電；I：輸入；O：輸出;PP：引腳使用推挽模式驅動。
應用示例
針對SD卡靜電防護方案，由于數據線的傳輸速率較高，可選擇低電容低鉗位電壓的ESD器件，我們采用集成六引腳ESD防護器件對SD卡的數據引腳與電源引腳進行防護，型號可選擇SEUC236T5V4U、SEUC236T5V4UB或SEUC236T5V4UC。三款型號都為低電容低鉗位電壓集成多路ESD靜電二極管防護元件，可同時保護SD卡的五個引腳免受靜電放電(ESD)和低等級浪涌事件的沖擊與干擾。且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4規范，在 ±15kV（空氣）和 ±8kV（接觸）下提供瞬變保護?？蛻艨筛鶕D卡的實際情況選擇器件。
對于SD卡的CMD命令線和CLK時鐘線，我們選擇了一款低電容分立ESD器件SELC2F5V1BT，該器件符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4規范，可在 ±25kV（空氣）和 ±22kV（接觸）下提供瞬變保護。
型號參數
| 規格型號 | 方向 | 工作電壓(V) | IPP(A) | 鉗位電壓(V) | 結電容(pF) | 封裝 |
| SELC2F5V1BT | Bi | 5 | 4.5 | 22 | 0.3 | DFN1006-2L |
| SEUC236T5V4U | Uni. | 5 | 4.5 | 12 | 0.6 | SOT-23-6L |
| SEUC236T5V4UB | Uni. | 5 | 5.5 | 14 | 0.6 | SOT-23-6L |
| SEUC236T5V4UC | Uni. | 5 | 15 | 22 | 1.5 | SOT-23-6L |
電氣特性表
At TA = 25℃ unless otherwise noted
| Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
| Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5 | V | |||
| Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.5 | V | ||
| Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 1 | uA | ||
| Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 12 | V | ||
| Clamping Voltage | VC | IPP=4.5A; tp=8/20us | 22 | V | ||
| Junction Capacitance | CJ | VR=0V; f=1MHz | 0.3 | pF |
表1 SELC2F5V1BT電氣特性表
| Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
| Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5.0 | V | |||
| Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.0 | V | ||
| Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 1.0 | uA | ||
| Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 9.0 | 11.0 | V | |
| Clamping Voltage | VC | IPP=4.5A; tp=8/20us | 12.0 | 15.0 | V | |
| Junction Capacitance | CJ | I/O to GND; VR=0V; f=1MHz | 0.6 | 1.0 | pF | |
| Between I/O; VR=0V; f=1MHz | 0.3 | 0.5 | pF |
表2SEUC236T5V4U電氣特性表
| Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
| Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5.0 | V | |||
| Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.0 | V | ||
| Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 1.0 | uA | ||
| Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 10.0 | 12.0 | V | |
| Clamping Voltage | VC | IPP=5.5A; tp=8/20us | 14.0 | 17.0 | V | |
| Junction Capacitance | CJ | I/O to GND; VR=0V; f=1MHz | 0.6 | 1.0 | pF | |
| Between I/O; VR=0V; f=1MHz | 0.3 | 0.5 | pF |
表3SEUC236T5V4UB電氣特性表
| Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
| Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5.0 | V | |||
| Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.0. | V | ||
| Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 10 | uA | ||
| Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 10.0 | 12.0 | V | |
| Clamping Voltage | VC | IPP=15A; tp=8/20us | 22.0 | 25.0 | V | |
| Junction Capacitance | CJ | I/O to GND; VR=0V; f=1MHz | 1.5 | 2.0 | pF | |
| Between I/O; VR=0V; f=1MHz | 0.75 | 1.0 | pF |
表4SEUC236T5V4UC電氣特性表
總結與結論
由于SD卡在電子產品數據存儲中的便攜性和重要性，保護SD卡免受ESD靜電損害極為關鍵。ELECSUPER SEMI研發各種低電容低鉗位電壓的ESD保護器件，可按照客戶需求性能與封裝提供定制化開發服務，為各種接口提供值得信賴的保護器件。以上解決方案是保護SD卡的優選之策，確保移動通信的正常運行。
審核編輯 黃宇
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