4新闻中心
您的位置:首页  ->  新闻中心  -> 新闻动态

​车规级二三极管在雷达收发模块中的ESD防护设计

文章出处:平尚科技 责任编辑:平尚科技 发表时间:2025-03-21
  
​车规级二三极管在雷达收发模块中的ESD防护设计

在智能驾驶系统中,77/79GHz毫米波雷达收发模块直接暴露于车内外复杂电磁环境,其信号链路由静电放电(ESD)引发的瞬态电压冲击可能导致芯片烧毁或信号失真。研究表明,车载雷达接口的ESD事件(如人体放电模型HBM 8kV)可使敏感器件内部电场强度超10^6 V/m,造成不可逆损伤。东莞市平尚电子科技有限公司(平尚科技)基于AEC-Q101车规认证标准,开发了高可靠性车规级二三极管ESD防护方案,通过器件协同设计与工艺创新,系统性解决雷达模块的静电防护难题。





车载雷达的ESD防护挑战与设计逻辑


雷达收发模块的ESD风险集中于天线馈线、电源接口及高速数据线(如LVDS)。传统方案中,瞬态抑制二极管(TVS)与肖特基二极管多独立工作,但单一器件的响应速度(>1ns)与钳位电压(>30V)难以匹配高频雷达信号链的防护需求。例如,在8kV接触放电测试中,残余电压若高于15V,仍可能击穿射频前端低噪声放大器(LNA)。平尚科技的协同设计以多级能量泄放为核心,通过TVS二极管与齐纳二极管的参数互补,构建自适应ESD防护网络。其TVS二极管采用超低电容设计(0.5pF),确保77GHz信号传输的插入损耗低于0.1dB;齐纳二极管则优化雪崩击穿一致性,将钳位电压波动控制在±5%以内,形成从纳秒级到微秒级的全时段防护。





车规级材料创新与结构优化


为满足AEC-Q101对车规半导体器件的严苛要求,平尚科技的TVS二极管采用硅外延层叠结构,通过离子注入工艺精确控制PN结深度,实现30kV/μs的压摆率耐受能力。齐纳二极管则引入玻璃钝化结与铜引线框架,抗机械冲击性能达50G,且在-55℃~175℃极端温度下反向漏电流低于1nA。封装工艺上,平尚科技提出双极性共晶焊技术,将热阻从20℃/W降至8℃/W,确保8/20μs浪涌电流(100A)下的温升不超过40℃,避免热失效。



在雷达模块布局中,平尚科技设计**“近端-远端”两级防护架构**:TVS二极管贴近天线接口,快速泄放90%的ESD能量;齐纳二极管布置于信号调理电路前端,进一步将残余电压压制至5V以下。某L3级自动驾驶平台的实测数据显示,该方案在IEC 61000-4-2标准测试中,对15kV空气放电的防护成功率从75%提升至99%,信号链误码率下降至10^-9以下。



认证标准与行业应用落地




平尚科技的ESD防护方案已通过AEC-Q101认证,并完成ISO 10605车载ESD测试验证。其TVS二极管在1mA测试电流下的反向击穿电压(VBR)公差严格控制在±3%,且通过1500次温度循环(-40℃↔150℃)后性能衰减率低于2%。目前,该技术已批量应用于多家车企的4D成像雷达项目。以某新能源车型的角雷达为例,采用平尚科技SOD-323封装TVS(36V钳位电压)与SOT-23齐纳二极管(5.6V稳压值)后,其射频前端在8kV ESD冲击下的失效概率从10%降至0.1%,模块平均无故障里程(MTBF)突破50万公里。

未来,平尚科技将推动智能化ESD防护模组开发,集成电流传感与自恢复保险丝(PPTC),实现过流-过压双重保护,并引入AI驱动的失效预测算法,为L4级以上自动驾驶系统构建全生命周期防护体系。

Hello!

平尚电子公众号

微信扫一扫

享一对一咨询