SIM卡靜電放電防護方案
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方案簡介
SIM卡，全稱為“用戶識別模塊”（Subscriber Identity Module），是移動通信網絡中用于存儲用戶簽約信息的智能卡。SIM卡內部包含有大規模集成電路，卡片內部存儲了數字移動電話客戶的信息、加密密鑰等內容。當手機開機時，手機會讀取SIM卡中的信息，并將其發送給網絡運營商進行身份驗證。驗證通過后，用戶即可享受網絡運營商提供的各種服務。一旦SIM卡從手機拔出，除了緊急呼叫外，手機將無法享受網絡運營者提供的各種服務。
由于使用手機的過程中可能會出現插拔SIM卡的操作，有可能會帶來ESD損害，導致手機部分功能失效。怎么讓產品穩定可靠的運行，成為我們迫切需要處理的問題，常規的ESD靜電防護器件可能會影響數據的傳輸，造成音質失真等現象；此方案采用集成多路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、鉗位電壓低的特性，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，且做到成本最優化。
引腳配置
Pin | 名稱 | 功能描述 | Pin | 名稱 | 功能描述 |
1 | VCC | 電源輸入 | 2 | RST | 復位信號輸入 |
3 | CLK | 時鐘信號輸入 | 4 | GND | 地 |
5 | VPP | 編程電壓輸入 | 6 | IO | 串行數據輸入/輸出 |
按照SIM卡標準協議，SIM卡支持4種等級：Class A、Class B、Class C、Class D。其中前三類的數值符合 ISO/IEC 7816-3 [11]，根據使用和儲存溫度進行分類：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] 中規定值的進一步發展。不同等級的VCC電壓不一樣，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 |
應用示例
針對SIM卡的靜電防護方案，我們提供三款防護器件，可選擇SEUC236T5V4U 、SEUC236T5V4UB或SEUC236T5V4UC作為ESD防護器件。三款器件都為集成多路ESD靜電二極管防護元件，可同時保護SIM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。
三款器件都為低電容低鉗位電壓ESD保護器件，封裝都為SOT-23-6L，工作電壓都為5V，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。客戶可根據SIM卡的實際情況選擇器件。
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 |
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 | 5.0 | 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1 SEUC236T5V4U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2 SEUC236T5V4UB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3 SEUC236T5V4UB電氣特性表
總結與結論
由于SIM卡在移動通信和數字經濟發展中的重要作用，保護SIM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SIM卡的優選之策，確保移動通信的正常運行。
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