射频（RF）静电放电防护方案

方案简介

射频（RF）是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300kHz～300GHz之间。射频就是射频电流，简称RF，它是一种高频交流变化电磁波的简称。射频天线是一种利用射频原理工作的天线，能够收发射频电磁波，实现信号的远距离运输。由于其传输性能卓越、抗干扰能力强、灵活性高，被广泛应用于无线通信领域，如通信安防、导航定位、汽车电子、身份识别、航天军事等。

但由于天线长期暴露在室外，如遇雷暴天气，恶劣的电磁环境易通过天线引入干扰到PCB板，导致后端芯片的损坏、系统重启、死机等现象，必然给后续产品的稳定性及可靠性带来一定隐患。此方案采用封装体积小、响应速度快、结电容低的ESD做静电保护，在不影响数据传输的前提下满足IEC 61000-4-2 Level 4静电放电防护需求，让后端的电路得到有效全面的防护，使其适用于各种工业级产品。

射频（RF）天线的ESD防护

在构建射频天线的ESD（静电放电）防护体系时需要充分考虑静电在底板的泄放路径，以确保静电能量不会经由射频连接线进入无线模块内部，保证静电快速地通过所设计的泄放路径泄放到大地。ESD防护在瞬态事件突发时，需凭借超低线间电容来维持电路安全，同时丝毫不减损信号的纯净度与完整性。遭遇ESD冲击时，电路承受的电压即等同于ESD防护器件的钳位电压，故确保钳位电压尽可能低。因此，理想的保护器件应兼具低ESD峰值钳位电压和低动态电阻的优越特性，以有效限制电压尖峰并减少能量损耗。所以，射频天线在选择ESD防护器件时需要考虑如下要求：

低电容，防止产生谐波噪声使得无线模块的接收灵敏度降低

经过若干次ESD冲击后，防护性能不退化且泄漏保持在较低水平

器件封装尺寸小，PCB设计空间充足

应用示例

针对RF射频天线的静电防护方案，我们提供了两款低结电容低钳位电压ESD防护器件SELC2X5V1BT和SELC2F5V1BT。两个器件电气特性相似，工作电压都为5V，且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 规范，在 ±25kV（空气）和 ±22kV（接触）下提供瞬变保护，可保护天线在恶劣的电磁环境下免受静电放电(ESD)和低等级浪涌事件的冲击与干扰。客户可根据天线实际情况进行选择。

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
SELC2X5V1BT	Bi.	5	4.5	22	0.3	DFN0603-2L
SELC2F5V1BT	Bi.	5	4.5	22	0.3	DFN1006-2L

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	V
Reverse Breakdown Voltage	VBR	IT=1mA	6.5			V
Reverse Leakage Current	IR	VRWM=5V			1.0	uA
Clamping Voltage	VC	IPP=1A; tp=8/20us		12.0		V
Clamping Voltage	VC	IPP=4.5A; tp=8/20us		22.0		V
Junction Capacitance	CJ	VR=0V; f=1MHz		0.3		pF

表1 SELC2X5V1BT电气特性表

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2 SELC2F5V1BT电气特性表

总结与结论

无线通信在日常生活中无处不在，射频（RF）天线不仅支撑着现代通信网络的运行，还推动了物联网、自动驾驶、医疗健康等新兴领域的发展，保护射频天线免受ESD静电损害对生产生活十分重要。

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射频（RF）天线的优选之策，确保无线通信的稳定收发。

审核编辑 黄宇