方案简介
SD存储卡，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，能够在断电的情况下保持数据不丢失。由于它体积小、大容量、高安全性、高速读写等优良的特性，被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、手机、平板电脑、音频播放器、便携式游戏机、行车记录仪以及GPS设备等的数据存储。
由于SD卡的集成性较高，芯片比较脆弱，经常性的热插拔导致其极易受到静电的影响，此方案采用集成多路并组合两个单路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、钳位电压低等特性，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，让后端的电路得到有效全面的防护，且做到成本最优化。
引脚配置
标准SD卡总共有6条信号线和3条电源线，分别支持SD和SPI两种模式，两种模式的引脚关系如下所示。
引脚标号 | SD模式 | SPI模式 | ||||
名称 | 类型 | 功能 | 名称 | 类型 | 功能 | |
1 | CD/DAT3 | I/O/PP | 卡检测/数据线3 | CS | I | 片选（低有效） |
2 | CMD | PP | 命令/响应 | DI | I | 数据输入 |
3 | VSS1 | S | 电源地 | VSS1 | S | 电源地 |
4 | VDD | S | 电源正极 | VDD | S | 电源正极 |
5 | CLK | I | 时钟 | SCLK | I | 时钟 |
6 | VSS2 | S | 电源地 | VSS2 | S | 电源地 |
7 | DAT0 | I/O/PP | 数据线0 | DO | O/PP | 数据输出 |
8 | DAT1 | I/O/PP | 数据线1 | RSV | - | - |
9 | DAT2 | I/O/PP | 数据线2 | RSV | - | - |
其中S：电源供电；I：输入；O：输出;PP：引脚使用推挽模式驱动。
应用示例
针对SD卡静电防护方案，由于数据线的传输速率较高，可选择低电容低钳位电压的ESD器件，我们采用集成六引脚ESD防护器件对SD卡的数据引脚与电源引脚进行防护，型号可选择SEUC236T5V4U 、SEUC236T5V4UB或SEUC236T5V4UC。三款型号都为低电容低钳位电压集成多路ESD静电二极管防护元件，可同时保护SD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。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SD卡的实际情况选择器件。
对于SD卡的CMD命令线和CLK时钟线，我们选择了一款低电容分立ESD器件SELC2F5V1BT，该器件符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 规范，可在 ±25kV（空气）和 ±22kV（接触）下提供瞬变保护。
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 |
SELC2F5V1BT | Bi | 5 | 4.5 | 22 | 0.3 | DFN1006-2L |
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 | 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1 SELC2F5V1BT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 | 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2 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 | |
Between I/O; VR=0V; f=1MHz | 0.3 | 0.5 | pF |
表3 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 | |
Between I/O; VR=0V; f=1MHz | 0.75 | 1.0 | pF |
表4 SEUC236T5V4UC电气特性表
总结与结论
由于SD卡在电子产品数据存储中的便携性和重要性，保护SD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SD卡的优选之策，确保移动通信的正常运行。
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