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by 제레미 코렐 (Jeremy Correale) 온세미컨덕터 (www.onsemi.com)

현재 대부분의 실리콘 ESD 보호 솔루션은 주로 가전용 제품을 염두에 두고 설계된 것이지만 전장 제품 설계자들도 ESD 위협에 대해서 항상 긴장하고 있다. 전장 제품 설계자들은 “정상적인” ESD 상황에 대해 걱정할 뿐만 아니라 심각한 상황을 발생시킬 수 있는 배터리 단락 같은 자동차에서만 발생할 수 있는 추가적인 특정 상황에 대해서도 걱정하고 있다.

자동차에서의 배터리 단락 현상은 시스템의 조립, 서비스뿐 아니라 소비자가 사용할 때에도 발생한다. 조립이나 서비스 중에는 망가지거나 노출된 배터리 라인이 인터페이스들에 연결되어서 ESD 방지 소자에 잠재적인 손상을 야기할 가능성이 있다.

소비자가 자동차를 사용하는 중에 발생할 수 있는 배터리 단락 현상의 좋은 예는 배터리 라인 전압을 인터페이스 라인에 다시 집어 넣는 차량 내 시가잭 소켓용 USB 케이블이다. 자동차 환경에서 12V 배터리에 연결되는 네트워크는 배터리 라인이 인터페이스 라인에 의도적이든 아니든 단락 될 수 있는 가능성에 대해서 견딜 수 있어야 하기 때문에 자동차의 ESD 보호 소자에 추가적인 부담을 준다. 결과적으로 만약 인터페이스쪽이 ESD 위협뿐 아니라 자동차에서의 배터리 단락 현상까지도 견뎌야 한다면 주로 가전 기기에 사용되는 일반적인 5V 항복 전압 ESD 소자를 사용하는 것은 적합하지 않을 것이다.

온세미컨덕터는 배터리 또는 접지단자에 단락 되는 현상을 염두에 두고 전압 및 전류 제한 기능을 갖춘 자동차 인증 ESD 보호 소자를 개발했다. 고속 ESD 보호 소자에서 필요한 높은 대역폭에서 낮은 삽입 손실과 신호 무결성을 위한 매우 낮은 커패시턴스와 필수 요건을 충족시키면서 이러한 기능들이 추가되었다.

SZESD7361, SZESD7462, SZESD7102, 및 SZESD1L001와 같은 ESD 보호 소자들은 배터리 전압이 최소 9V 에서 최대 16V 범위인 자동차 배터리 단락 조건에서 버티도록 최소 16V 항복 전압을 가진다. 이 소자들은 ESD 보호를 위한 낮은 클램핑 전압을 제공하면서GHz 주파수 범위에서 작동하는 애플리케이션을 위해 대단히 낮은 커패시턴스를 가지도록 제작되었다.

NIV1161 및 NIV2161와 같은 소자들은 위에 언급된 소자들과 동일한 ESD 보호 실리콘을 갖고 있지만, 배터리 단락 및 쇼트로부터 SoC를 보호하는 작은 용량의 MOSFET도 포함하고 있다. 함께 설계된 MOSFET은 Rds(on)이 낮아서 Gbit/s 범위의 고속 데이터 속도의 애플리케이션에도 적합하게 사용될 수 있다.