槟城电子针对PC耳机音频口ESD空气15kV音频解码器失效整改案例

2023-11-08 槟城电子 微信公众号
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最近整改了一个PC项目,客户耳机音频口ESD空气15kV音频解码器没有声音输出而且不能自动恢复。测试位置如(图1)


▲图1


原理如(图2),左边是音频解码芯片,客户串联30欧姆的磁珠,接口采用高VC低IPP封装0402的压敏器件,右边是耳机音频接口。


▲图2


硬件PCBA连接如(图3),耳机座子侧的PCB客户还尝试做了4层板和6层板,目的是增加地层(增加地面积)。


▲图3


我们尝试在4层板、6层板将压敏更换为常规IPP 8/20μs 8A,型号为BV-FA05ZCDTVS器件,问题没有解决。于是我们又尝试在6层板将压敏更换为IPP 35A,型号为BV-FA05ZCK的TVS器件,测试PASS;4层板将磁珠改为1KΩ@100MHz,压敏更换为IPP 35A,型号BV-FA05ZCK的TVS器件,测试PASS。


接下来对ESD静电干扰做一些简单分析,原电路无论是4或6层板,因压敏的IPP小,触发电压300V以上,因此ESD事件到达器件还来不及响应,较大能量的ESD干扰已经沿着导线传导至解码IC,由于IC固有抗扰能力不足引起解码时序、逻辑错误。


同理,常规IPP的TVS虽然响应够快,但IPP小,相对内阻大,后级IC接收到的干扰能量也大。


而6层板配合较大IPP的TVS,相对内阻小,更多的ESD电流经过TVS泄放到地,6层板地更大,与空间形成的分布电容更大,抖动干扰更小,因此后级解码IC表现得更稳定。


而4层板配合较大阻抗的磁珠,整体阻抗表现得也较大,可以短时间内阻止ESD电流传导至后级。前面有提到TVS的IPP大,相对内阻小,这样的电路搭配能促使ESD电流更多的流向PCB的地,较少的ESD干扰进入解码IC。


透过这个案例可以发现,ESD防护电路的性能和TVS性能(IPP)、电路搭配、PCB的地设计都有关系。

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描述- MSKSEMI(美森科半导体)公司是一家全球知名的半导体分立元器件厂商,产品远销全球多个国家,被公认为是半导体行业富有创新力的公司之一。美森科从事于ESD防静电保护管、TVS管、MOSFET场效应管、二三极管,集成电路等半导体器件的研发设计及生产,是一家创新型技术企业。广泛应用于手机、电脑、网络通信、消费类电子、工业控制LED照明、医疗电子、新能源应用等众多领域。拥有资深电子工程师多名及产品研发测试中心,竭诚为客户提供高效率、高质量、全方位的技术和一站式服务。

型号- SMCJ36CA,DTC113ZCA,MS9926BS,DTC114TUA,GBLC15CI-MS,SMAJ6.0CA,SD36-MS,SMAJ40CA,SMBJ51A,SMF10CA,ZMM2V4-MS,ES6EC,ESD5Z08-MS,SS120A,ZMM24B-MS,SS120F,MMBT4401,MMBT2222,DTA144EKA,RS3BBF,MMBT4403,MSDXXC SERIES,K53,ESD15VHHU-MS,K52,K55,K54,MSG10P10D,K56,ES2JBF,SMF26A,K58,ESD15DFJC-MS,S2MB,AZ23C6V8,AZ23C6V2,S2MA,ES6DC,SMF45CA,MMSZ5223B,SMCJ14CA,S2MF,BZT52B5V6S,SMCJ78A,SMCJ190A,MS15N10D,ZMM10-MS,DTC143TCA,ESD20DFJ-MS,SMCJ100CA,DTC143XKA,MS6N65F,SD12-MS,ES6CC,SMBJ300A,MS60N04NF,RS6AC,SMF120CA,SMBJ150CA,DTA124XE,BZT52C8V2,BZT52C7V5S,US3EBF,ESD03D6BU-MS,DTA123JKA,SMAJ70A,SMAJ75CA,SMF24A,SS86BF,SMBJ16CA,MMSZ5225B,SS320BF,ES6BC,MMSZ5252BS,SMCJ30A,ZMM3V6-MS,BZT52B9V1,ESD2204-25-MS,2SA1036,A04406-MS,HD6362-MS,ESD0502BN-MS,SI2302I-B-MS,SMF58CA,ESD3Z12-MS,ESD3324P-MS,MS50P02DF,BZT52B5V1S,ZMM33B-MS,ES6AC,LNZ8F3V0T5G-MS,SMCJ75A,SOD05R8WS,US8MC,SMAJ100A,SMF22A,B240B,ESDLC24-MS,ESD8D15V-MS,SS210B,MMSZ5230BS,SS210A,SS210F,US8JC,SMBJ400CA,SMF36CA,ESD0501CU-MS,HER108WS,4953-MS,MS6N60Y,MS4886DF,MS3012GD,ESDLC12-MS,ESD9Z5.0L-MS,SD24-MS,SMCJ220CA,SMF20A,A733,MS6N60F,MS6N60D,MMSZ5221B,MSP712,DTC143XUA,FDS4435BZ-MS,BAV20WS,ESD09DFJ-MS,SI2318AI-MS,DTC113ZKA,S2ABF,MSESD5Z5.0C,BAV20WL,BZX84C9V1,SMF14CA,RS6GC,SMAJ18CA,SS520BF,ESD15FDS-MS,MS4953AS,DTA123JUA,SM05CM-MS,DTA115TM,SMAJ250CA,SMCJ18CA,MS30G20DF,AMS1117-2.5V,DTA115TE,DTC143EM,DTC143EE,C945,DTC143TKA,GBLC05I-MS,SS10200BF,ZMM8V2-MS,RS2AB,ESD3324PL-MS,DTA144ECA,RS2AF,LNZ8F10VT5G-MS,ESD18VHHU-MS,BZT52C3V9S,SMBJ90A,SMF64A,US1B,US1A,ESD18DFJC-MS,SMBJ12CA,A04812-MS,MS20N04D,MUR520,US1J,ZMM22B-MS,HD6955-MS,US1G,US1E,US1D,SMAJ130CA,SMBJ350CA,SMCJ70A,US1M,US1K,SMBJ5.0A,MSESD03CI,A04435-MS,SS38BF,SS520A,SS520B,ZMM3B0-MS,AZ23C30,AZ23C33,ES3EBF,AZ23C36,SMCJ100A,AZ23C39,US2JBF,MSG15H06S,MMSZ5226B,MSG60N04NF,SS520C,SS520F,ZMM15B-MS,SR05LC-MS,ESD0522P-MS,AZ23C20,AZ23C22,AZ23C24,BZT52C3V3S,AZ23C27,MSG96N06BDF,MMSZ5227B,SM08-MS,DTA124ECA,RS6BC,MUR540,ZMM22-MS,SS215A,SS215B,ESD5B5CM-MS,AZ23C11,AZ23C10,ESD0301BU-MS,MS8N70F,AZ23C13,AZ23C12,AZ23C15,BZT52C3V6S,AZ23C16,ESD03D6BN-MS,AZ23C18,SMBJ170A,MMSZ5228B,MS10N65F,SS215F,S3DBF,SM12OC-MS,SMF60A,MS10N65T,DTC114YCA,MS4953CS,MUR560,MMSZ5229B,RS6DC,SMBJ5.0CA,BS170FTA-MS,MS8N60T,RS2GB,GMMT458,BZT52B18S,MS8N60F,15N10-MS,ESD0809V-MS,ZMM6B2-MS,BZX84C5V6,ESD20VHHU-MS,MS304DF-B,MSR05,BSS308PE-MS,DTC144EUA,BZX84C5V1,RS2GF,MS7N80F,SMCJ85CA,DTA143XCA,MS20N10D,SMF70A,ESD5Z3.3L-MS,DTC114TCA,SMBJ78CA,SS24BF,SM712-MS,SMAJ48CA,AOD2610E-MS,SMBJ43CA,BAV103WS,MS4828S,MS6020GD,BZX584C6V2,3N10AI-MS,BZX584C6V8,ZMM7B5-MS,BAV103WL,SS510A,SS510B,SS510C,HD7258-MS,S3AC,SMCJ7.5A,MS10N60F,SMAJ400A,S3AB,2SC2712,2SC2714,ES3DBF,SM36C-MS,SMCJ110A,ES1JF,US2KBF,BZT52B43,SS52F,LBSS84-MS,MS10N60T,SMBJ18A,ZMM20B-MS,SS52A,SS52B,SS510F,SS52C,MMSZ5225BS,SMCJ8.5CA,GBLC15C-MS,MS2N65F,MS2080NF,SMAJ300CA,MS2N65D,ESD0302L-MS,SM5150,D882,SMAJ26CA,DTC124EKA,SD03C-MS,MMBZ20VAL-MS,SS1060BF,MS2N65Y,ZMM2B2-MS,MS30P06D,RS6KC,ESD3Z5V0BU-MS,ES1GF,SMBJ16A,SMBJ30CA,SS315BF,S3DB,S3DC,SMAJ36A,DTC123JUA,SS820B,BZT52B13S,SS820C,BZT52C3V6,ZMM3B3-MS,RS6JC,MS8N65Y,SMF110A,S3BB,BZT52C3V9,S3BC,BZT52C3V0,SMAJ8.5CA,BZT52C3V3,SMAJ180A,SMBJ440CA,MS8N65F,MS8N65D,MMSZ5238BS,SD08-MS,SMBJ17A,SMF85CA,MMBTA05,MMBTA06,RS2BB,SMBJ120CA,MS4606S,ESD0524SP-MS,RS2BF,RS6MC,MS12N65F,DTA124EKA,MS80N06D-B,MS12N65T,MS2N60F,PZTA94,MS2N60D,PZTA92,BZT52B16S,MSD8DXXX,AOD480-MS,SMBJ14A,MS3N40D,SMAJ13CA,MSPESD5Z5.0,ES1EF,9926A-MS,MS2N60Y,SMBJ130A,SM20C-MS,DTA114TCA,SS515F,SS515A,SS515B,RS2DB,SS515C,ES2ABF,RS3KBF,BZT52B15S,ESD3Z3.3-MS,DTA143EE,ZMM2V0-MS,MS4822S,ESD15T-MS,SMBJ15A,ESD5Z2.5-MS,SMAJ170CA,ES1DF,RS2DF,ZMM6V2-MS,LNZ8F6V2T5G-MS,BZT52C43S,MMBTA55,BZT52B10S,BZX584C2V4,SMBJ9.0A,MS15H06S,SS55BF,PZT2222A,1N4007W,US5BC,AON7430-MS,SMBJ12A,SMF7.5A,BZT52B9V1S,SMAJ6.0A,ES1CF,MS20N50T,SS58C,GBLC0301CW-MS,MS20N50F,SS58F,MMSZ5243BS,SMF160CA,SMBJ350A,MMBTA56,MMBTA43,MMBTA44,MMBTA42,SS58A,SMCJ300CA,SS58B,PZTA44,PZTA42,SMCJ7.0A,ES5KB,ES5KC,AOD403-MS,ESD5Z2.5C-MS,ES5JC,SMBJ13A,MS4953S,DTC114TKA,ESD0502L-MS,AO3400I-SW-MS,ES1BF,SI2333-MS,AZ23C2V7,SMCJ170CA,DTC124EUA,S3GC,BZX584C2V7,S3GB,SM05OC-MS,SMAJ33A,SMCJ54CA,ESD8D24V-MS,RS2DBF,BZT52B12S,MS4N65F,MS4N65D,PZTA56,SS13A,SMCJ150A,ZMM18-MS,MSG60N04DF,ES5JB,SD08C-MS,SS33BF,ZMM3V9-MS,SMBJ58A,MS50P03DF,MMSZ5221BS,ZMM75-MS,MS4N65T,SS12A,MS4N65Y,ES1AF,A04828-MS,SMAJ78A,DTC143XCA,SS12F,S3JB,S3JC,BZT52B11S,ESD5Z3.3-MS,SMAJ30A,MSG300N04L,US3ABF,MS12N60F,DTA144EUA,DTC143TM,US5AC,ESD5Z5.0C-A-MS,SMBJ10A,LNZ8F8V2T5G-MS,SMBJ11A,MS12N60T,DTC143TE,5N10-MS,SMAJ22CA,SMBJ220A,SMCJ6.5CA,MS60P03D,MMSZ5256BS,SMAJ75A,SMCJ36A,RS2KB,SMAJ100CA,BAV19W,MMBTA94,ESDLC15-MS,MMBTA92,RS2KF,MMBTA93,US2BBF,B540B,B540C,ESD8D8V0-MS,ES5GB,ES5GC,BZT52B22,LNZ8F24VT5G-MS,SMBJ7.5CA,BZT52B24,SMF54CA,MS304DF,DTA124EUA,BZT52B27,ESD5Z5.0-MS,ZMM5V6-MS,SMF150A,SS54A,SS54B,SS54C,SS54F,BZT52B20,SMCJ45CA,PZTA06,RS2JB,BZT52C7V5,RS2JF,SMF7.0A,DTC143ZM,1N4007WS,SS53F,S3KB,BZT52B33,DTC143ZE,BZT52B36,BZT52B39,S3MBF,3N10-MS,SS53A,SS53B,MS15N65T,SS53C,S3KC,BZT52B30,MMSZ5234BS,SMAJ6.5A,SMBJ440A,RS2MF,SMCJ10CA,BZT52B4V3,SMCJ58CA,S2JBF,BZT52B4V7,SMAJ6.5CA,RS2MB,SMBJ200CA,

选型指南  -  美森科  - 2023/5/7 PDF 中文 下载

AEM科技推出TS系列贴片ESD防护TVS及EC系列数组ESD抑制器,超低电容值0.1pF,可达9V低钳位电压

AEM科技在贴片ESD抑制器GcDiode系列获得市场认可后,为满足更多客户需求,推出TS系列贴片ESD防护TVS及EC系列数组ESD抑制器。TS系列采用DFN封装,尺寸为0201及0402;EC系列为4路数组结构,尺寸为1004。两系列产品提供多元、高密度集成、小型化及完整的ESD防护解决方案,可广泛应用于各类电子装置接口,具有最小尺寸、超低电容值、低钳位电压等特点。

产品    发布时间 : 2024-10-23

【产品】台舟电子推出nA级超低漏电流的两通道单向TVS管,适用于信号线ESD防护设计

TPESD05RUS3是一款超低结电容、超低漏电流、两通道单向TVS管,适用于信号线ESD防护设计,广泛应用于USB、机顶盒、便携电子设备等场景。

产品    发布时间 : 2022-04-21

【产品】国产单向5V超低电容大功率ESD防护器件GESD0554S,采用SOT-23-6L小型封装

高特微电子的浪涌型防护二极管(ESD防护器件)GESD0554S,设计用于保护寄生敏感系统免受过电压和过电流瞬态事件。其工作电压为5 V,IPP在25A的条件下钳位电压最大仅有25V,工作电压下仅有1μA的超低漏电电流,符合61000-4-2与61000-4-4的防护标准。

产品    发布时间 : 2023-09-20

【技术大神】基于TVS管阵列的ESD防护设计及注意事项

本文介绍了笔者在智能采集终端项目技术改进中如何对TVS管进行选型,及设计过程中需要注意的设计事项。

技术探讨    发布时间 : 2016-10-26

【应用】SIM卡ESD静电防护推荐TVS管XE6TLC5VU,结电容仅0.35pF,防护等级±30kV

由于SMI卡及数据线路易受到静电和浪涌损坏,因此需要外加ESD防护器件,要求ESD防护器件具有体积小、防护等级高的特性。本文推荐矽航的TVS管XE6TLC5VU,最大反向保持电压5V,击穿6V,最大漏电流1uA,ESD防护等级满足IEC61000-4-2标准±30kV(接触放电)/±30kV(空气放电)。

应用方案    发布时间 : 2020-09-19

【应用】世晶推出HDMI2.1 TVS/ESD防护方案,提供超低钳位电压,单双向,普容等丰富选择

世晶半导体TVS/ESD 解决方案拥有多种不同封装尺寸,提供超低钳位电压,单向、双向,普容、低容等丰富选择,能够满足多种类型的电子电路或芯片对瞬态过压的防护需求。

应用方案    发布时间 : 2023-09-20

【选型】工业计算机工控嵌入式模块端口ESD防护推荐选择四通道TVS阵列GESD0524SP,最大结电容低至0.25pF

为避免工业计算机工控嵌入式模块多通道隔离数字量I/O嵌入式模块I/O通信免受ESD震击,高特TVS阵列GESD0524SP,典型I/O电容低至0.25pF,采用DFN2510封装,最大反向工作电压5V,每个器件均可保护多达 4个信道或2个差分线对,可以安全地吸收在IEC 61000-4-2 ±20kV接触放电,±25kV空气放电,而不会降低性能。

器件选型    发布时间 : 2020-08-21

【选型】超低电容tvs管是RF天线ESD防护器件的首选

射频电路不仅要考虑ESD安全,还要注意RF性能,不能因为用了ESD器件后,就不管RF天线和RF器件之间的阻抗匹配,同样会使得系统失配,进而影响系统性能甚至安全。我们知道,ESD防护器件比如二级管都是有寄生电容的, 该电容在RF电路中有其等效电阻。因此,超低电容的tvs管是RF天线的首选,以高特半导体的GESD0501BU为例,其电容仅有0.25pf。

器件选型    发布时间 : 2019-07-10

【产品】国产双向4.5V大功率ESD防护器件GESD4501CH,采用DFN1006超小型封装

高特微电子的浪涌型防护二极管(ESD防护器件)GESD4501CH,设计用于保护寄生敏感系统免受过电压和过电流瞬态事件。其工作电压为4.5V,IPP在45A的条件下钳位电压最大仅有15V,工作电压下仅有1μA的超低漏电电流。

产品    发布时间 : 2023-09-19

【应用】国产TVS SMAJ5.0A用于气体报警器MCU通讯端口,ESD等级达±15kV,工作电压5V

气体报警器需要增加ESD防护器件。推荐国产硕凯电子的TVS SMAJ5.0A,工作电压5V,峰值脉冲功功率400W,ESD防护等级满足±15kV(空气放电)/±8kV(接触放电),小尺寸封装,是气体报警器MCU通讯端口保护电路的优秀选择。

应用方案    发布时间 : 2022-08-17

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