SIM卡静电放电防护方案

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描述

方案简介

SIM卡,全称为“用户识别模块”(Subscriber Identity Module),是移动通信网络中用于存储用户签约信息的智能卡。SIM卡内部包含有大规模集成电路,卡片内部存储了数字移动电话客户的信息、加密密钥等内容。当手机开机时,手机会读取SIM卡中的信息,并将其发送给网络运营商进行身份验证。验证通过后,用户即可享受网络运营商提供的各种服务。一旦SIM卡从手机拔出,除了紧急呼叫外,手机将无法享受网络运营者提供的各种服务。

由于使用手机的过程中可能会出现插拔SIM卡的操作,有可能会带来ESD损害,导致手机部分功能失效。怎么让产品稳定可靠的运行,成为我们迫切需要处理的问题,常规的ESD静电防护器件可能会影响数据的传输,造成音质失真等现象;此方案采用集成多路ESD静电二极管防护元器件,具有导通电压精度高、响应速度快、寄生电容值低、钳位电压低的特性,在不影响数据传输的前提下满足IEC61000-4-2 Level 4静电放电防护需求,且做到成本最优化。

引脚配置

  静电放电

Pin 名称 功能描述 Pin 名称 功能描述
1 VCC 电源输入 2 RST 复位信号输入
3 CLK 时钟信号输入 4 GND
5 VPP 编程电压输入 6 IO 串行数据输入/输出

按照SIM卡标准协议,SIM卡支持4种等级:Class A、Class B、Class C、Class D。其中前三类的数值符合 ISO/IEC 7816-3 [11],根据使用和储存温度进行分类:Class A(-40 °C to +85 °C )、Class B(-40 °C to +105 °C)、Class C(-40 °C to +125 °C),Class D是 ISO/IEC 7816-3 [11] 中规定值的进一步发展。不同等级的VCC电压不一样,如下表所示:

Symbol Minimum Maximum Unit Class
Vcc 4.5 5.5 V A
Vcc 2.7 3.3 V B
Vcc 1.62 1.98 V C
Vcc 1.1 1.3 V D

应用示例

静电放电

针对SIM卡的静电防护方案,我们提供三款防护器件,可选择SEUC236T5V4U 、SEUC236T5V4UB或SEUC236T5V4UC作为ESD防护器件。三款器件都为集成多路ESD静电二极管防护元件,可同时保护SIM卡的五个引脚免受静电放电(ESD)和低等级浪涌事件的冲击与干扰。

三款器件都为低电容低钳位电压ESD保护器件,封装都为SOT-23-6L,工作电压都为5V,且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 规范,在 ±15kV(空气)和 ±8kV(接触)下提供瞬变保护。客户可根据SIM卡的实际情况选择器件。

型号参数

规格型号 方向 工作电压(V) IPP(A) 钳位电压(V) 结电容(pF) 封装
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

电气特性表

At TA = 25℃ unless otherwise noted

Parameter  Symbol  Conditions  Min.  Typ.  Max.  Units 
Reverse Stand-off Voltage  VRWM        5.0 
Reverse Breakdown Voltage  VBR  IT=1mA  6.0     
Reverse Leakage Current  IR  VRWM=5V      1.0  uA 
Clamping Voltage  VC  IPP=1A; tp=8/20us    9.0  11.0 
Clamping Voltage  VC  IPP=4.5A; tp=8/20us    12.0  15.0 
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1 SEUC236T5V4U电气特性表

Parameter  Symbol  Conditions  Min.  Typ.  Max.  Units 
Reverse Stand-off Voltage  VRWM        5.0 
Reverse Breakdown Voltage  VBR  IT=1mA  6.0     
Reverse Leakage Current  IR  VRWM=5V      1.0  uA 
Clamping Voltage  VC  IPP=1A; tp=8/20us    10.0  12.0 
Clamping Voltage  VC  IPP=5.5A; tp=8/20us    14.0  17.0 
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2 SEUC236T5V4UB电气特性表

Parameter  Symbol  Conditions  Min.  Typ.  Max.  Units 
Reverse Stand-off Voltage  VRWM        5.0 
Reverse Breakdown Voltage  VBR  IT=1mA  6.0.     
Reverse Leakage Current  IR  VRWM=5V      10  uA 
Clamping Voltage  VC  IPP=1A; tp=8/20us    10.0  12.0 
Clamping Voltage  VC  IPP=15A; tp=8/20us    22.0  25.0 
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3 SEUC236T5V4UB电气特性表

总结与结论

由于SIM卡在移动通信和数字经济发展中的重要作用,保护SIM卡免受ESD静电损害极为关键。ELECSUPER SEMI研发各种低电容低钳位电压的ESD保护器件,可按照客户需求性能与封装提供定制化开发服务,为各种接口提供值得信赖的保护器件。以上解决方案是保护SIM卡的优选之策,确保移动通信的正常运行。

审核编辑 黄宇

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