Wi-Fi®天线和其他射频应用ESD保护

图1 ESD进入天线系统
图1 ESD进入天线系统

随着智能手机、平板电脑、零售终端(POS)和其他移动设备的日益普及,他们也越来越多的暴露在带电人体或物体静电放电(ESD)中,从而更容易造成永久损坏或性能下降。ESD冲击有两种类型:1)接触暴露连接器引起的接触放电及2)产生电火花、侵入天线或内部环路布线的空气放电。移动设备必须加以保护,避免受到此类ESD事件的影响。目前,测试外露引线ESD耐受性并根据需要增加ESD保护已成为常规方法。

这些电路有时没有得到ESD保护。天线连接射频(RF)IC和其他敏感器件。尽管图1所示RF IC包含ESD保护电路,但其ESD耐受性通常小于1 kV HBM(人体模型)。虽然这种ESD保护级别对于制造和其他ESD控制环境已经够了,但对于移动设备通常使用环境来说却是不够的。正确的ESD保护不仅要考虑ESD保护二极管,而且必须考虑整个系统,包括RF IC中的ESD保护电路。
本应用说明解答选择ESD保护二极管需要考虑的常见问题之一。

ESD通过天线进入电子系统会损坏或降低RF电路性能。特别是,为满足系统要求,采用纳米级工艺制造的全球定位系统(GPS)接收器等RF前端IC。小型IC的ESD耐受性较差。
GPS和FM收音机的接收天线系统一般处理微功率信号,而Wi-Fi®和其他收发器天线在发射模式下发射大功率信号。然而,ESD耐受性和大功率信号传输要求是矛盾的。以下从三个角度说明RF收发器天线线路ESD保护注意事项:
 

  1. 未发生ESD事件时,RF信号质量不应下降
  2. 发生ESD冲击事件时,受保护器件(DUP)性能不应下降或损坏
  3. 电路板设计注意事项

* Wi-Fi是Wi-Fi Alliance的注册商标。
* 本文提及的公司名称、产品名称和服务名称可能是其各自公司的商标。

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