日志

SIM卡静电放电防护方案

已有 139 次阅读| 2024-8-13 14:47 |个人分类:静芯微|系统分类:硬件设计

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

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	地
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

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	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
Junction Capacitance	CJ	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	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
Junction Capacitance	CJ	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	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
Junction Capacitance	CJ	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。