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La semana pasada, STMicroelectronics anunció el lanzamiento del BPF8089-01SC6, una interfaz frontal de RF integrada en un paquete SOT23-6L que ocupa poco más de 9 mm2.

Aproximadamente una hora después del daño ESD inicial, este IC regulador de tres terminales falló. Imagen (modificada) utilizada por cortesía de Bunny Studios y Capítulo 9 — Circuitos semiconductores analógicos prácticos

Por qué la protección ESD debe ser una prioridad

¿Por qué los diseñadores podrían agregar protección ESD a sus sistemas, a pesar del costo adicional? Hay dos razones principales: 1) la protección ESD proporciona confiabilidad general y ayuda a los usuarios a reconocer un producto duradero, y 2) en la mayor parte de la Unión Europea (y militares / aeroespaciales), la protección ESD es un requisito de las pruebas de susceptibilidad.
Los modos de falla de ESD a menudo son difíciles de solucionar y pueden ser difíciles de probar para los diseñadores como la causa de la falla de su sistema. A veces, la ESD puede provocar sobrecarga eléctrica (EOS) al debilitar la capacidad de un dispositivo para soportar las regiones de la caja de la esquina de su rendimiento nominal. Otras veces, el daño puede estar tan extendido en el sistema que es imposible localizar la fuente.

Umbrales de ESD
Los eventos de ESD dependen del medio ambiente; La descarga de mayor voltaje puede estar relacionada con una menor humedad, superando voltajes de 35 kV por breves períodos de tiempo (nanosegundos).
En la práctica, el Comité Electrotécnico Internacional, que mantiene la IEC 61000-4-2 para las normas de protección ESD, limita el umbral para las pruebas ESD a 8 kV para descarga por contacto y 15 kV para descarga de aire.

Algunos logotipos antiestáticos comunes.

Tres beneficios del IC de interfaz de usuario de RF de ST para receptores GNSS

El BPF8089-01SC6 es un conjunto de chips de interfaz destinado a conjugar una antena con los receptores de la serie STA8089 / STA8090 de STMicroelectronics. Según ST, ofrece tres grandes beneficios a los diseñadores:
Cumplimiento de ESD-HBM (modelo de cuerpo humano) hasta 8 kV (contacto) / 15 kV (aire)
Una red de adaptación de RF integrada
Interfaz de PCB simplificada con especificaciones de pista detalladas en un área de PCB más pequeña (en comparación con piezas discretas)
Sin el BPF8089-01SC6, el chipset del receptor STA8089GA solo tiene una protección limitada para eventos ESD-HBM: una clasificación máxima de 2 kV y varios pines solo con capacidad de ± 500 V.

El BPF8089-01SC6 responde a un transitorio ESD-HBM de 8 kV, lo que demuestra la capacidad de mantener los umbrales de voltaje nominal aguas abajo. Imagen utilizada por cortesía de STMicroelectronics

La red de emparejamiento de RF integrada proporciona dos beneficios clave por sí misma: 1) menor lista de materiales del sistema y huella general y 2) menor riesgo asociado con la tolerancia de componentes discretos que afectan el rendimiento.
Por último, un diseño de PCB simplificado como se muestra a continuación reduce el riesgo y acelera el tiempo de comercialización con especificaciones de diseño probado.

Las especificaciones de las pistas de PCB brindan a los diseñadores orientación sobre cómo conectar el receptor GNSS a la red correspondiente. Imagen utilizada por cortesía de STMicroelectronics

Los eventos ESD por debajo de 2-3 kV normalmente no se registran en la sensibilidad humana y, sin embargo, esos eventos son suficientes para destruir el receptor ST8089 (y muchos otros chips).
Diseñar protección contra ESD en diseños no es solo sentido común, es una necesidad comercial tanto para la satisfacción del consumidor como para la aprobación regulatoria (de ciertas clases de productos).

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¿Alguna vez ha perdido un prototipo por las pruebas de ESD? Cuéntenos su historia en los comentarios a continuación.