射頻（RF）靜電放電防護(hù)方案

方案簡(jiǎn)介

射頻（RF）是Radio Frequency的縮寫，表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300kHz～300GHz之間。射頻就是射頻電流，簡(jiǎn)稱RF，它是一種高頻交流變化電磁波的簡(jiǎn)稱。射頻天線是一種利用射頻原理工作的天線，能夠收發(fā)射頻電磁波，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。由于其傳輸性能卓越、抗干擾能力強(qiáng)、靈活性高，被廣泛應(yīng)用于無(wú)線通信領(lǐng)域，如通信安防、導(dǎo)航定位、汽車電子、身份識(shí)別、航天軍事等。

但由于天線長(zhǎng)期暴露在室外，如遇雷暴天氣，惡劣的電磁環(huán)境易通過(guò)天線引入干擾到PCB板，導(dǎo)致后端芯片的損壞、系統(tǒng)重啟、死機(jī)等現(xiàn)象，必然給后續(xù)產(chǎn)品的穩(wěn)定性及可靠性帶來(lái)一定隱患。此方案采用封裝體積小、響應(yīng)速度快、結(jié)電容低的ESD做靜電保護(hù)，在不影響數(shù)據(jù)傳輸的前提下滿足IEC 61000-4-2 Level 4靜電放電防護(hù)需求，讓后端的電路得到有效全面的防護(hù)，使其適用于各種工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。

射頻（RF）天線的ESD防護(hù)

在構(gòu)建射頻天線的ESD（靜電放電）防護(hù)體系時(shí)需要充分考慮靜電在底板的泄放路徑，以確保靜電能量不會(huì)經(jīng)由射頻連接線進(jìn)入無(wú)線模塊內(nèi)部，保證靜電快速地通過(guò)所設(shè)計(jì)的泄放路徑泄放到大地。ESD防護(hù)在瞬態(tài)事件突發(fā)時(shí)，需憑借超低線間電容來(lái)維持電路安全，同時(shí)絲毫不減損信號(hào)的純凈度與完整性。遭遇ESD沖擊時(shí)，電路承受的電壓即等同于ESD防護(hù)器件的鉗位電壓，故確保鉗位電壓盡可能低。因此，理想的保護(hù)器件應(yīng)兼具低ESD峰值鉗位電壓和低動(dòng)態(tài)電阻的優(yōu)越特性，以有效限制電壓尖峰并減少能量損耗。所以，射頻天線在選擇ESD防護(hù)器件時(shí)需要考慮如下要求：

1. 低電容，防止產(chǎn)生諧波噪聲使得無(wú)線模塊的接收靈敏度降低
2. 經(jīng)過(guò)若干次ESD沖擊后，防護(hù)性能不退化且泄漏保持在較低水平
3. 器件封裝尺寸小，PCB設(shè)計(jì)空間充足

應(yīng)用示例

針對(duì)RF射頻天線的靜電防護(hù)方案，我們提供了兩款低結(jié)電容低鉗位電壓ESD防護(hù)器件SELC2X5V1BT和SELC2F5V1BT。兩個(gè)器件電氣特性相似，工作電壓都為5V，且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 規(guī)范，在 ±25kV（空氣）和 ±22kV（接觸）下提供瞬變保護(hù)，可保護(hù)天線在惡劣的電磁環(huán)境下免受靜電放電(ESD)和低等級(jí)浪涌事件的沖擊與干擾?？蛻艨筛鶕?jù)天線實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

型號(hào)參數(shù)

電氣特性表

At TA = 25℃ unless otherwise noted

表1 SELC2X5V1BT電氣特性表

表2 SELC2F5V1BT電氣特性表

總結(jié)與結(jié)論

無(wú)線通信在日常生活中無(wú)處不在，射頻（RF）天線不僅支撐著現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，還推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、醫(yī)療健康等新興領(lǐng)域的發(fā)展，保護(hù)射頻天線免受ESD靜電損害對(duì)生產(chǎn)生活十分重要。

ELECSUPER SEMI研發(fā)各種低電容低鉗位電壓的ESD保護(hù)器件，可按照客戶需求性能與封裝提供定制化開發(fā)服務(wù)，為各種接口提供值得信賴的保護(hù)器件。以上解決方案是保護(hù)射頻（RF）天線的優(yōu)選之策，確保無(wú)線通信的穩(wěn)定收發(fā)。