[實(shí)用新型]芯片防靜電保護(hù)電路

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720144303.6
• 申請(qǐng)日: 2007-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201117658Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢文生;劉俊文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/02
• 分類號(hào): H01L27/02;H01L23/60;H02H9/00
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路，特別涉及一種芯片防靜電保護(hù)電路。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體芯片的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，運(yùn)用范圍和領(lǐng)域越來(lái)越大，所涉及到的靜電損傷也越來(lái)越多。通常穿尼龍制品的人體靜電可能達(dá)到21,000V的高壓，750V左右的放電可以產(chǎn)生可見(jiàn)火花，而僅10V左右的電壓就可能毀壞沒(méi)有靜電保護(hù)(electrostatic?discharge，ESD)的芯片，現(xiàn)在已經(jīng)有很多種防靜電保護(hù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用，通常有柵接地的N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Gate?Grounded?NMOS，GGNMOS)保護(hù)電路、二極管保護(hù)電路、可控硅(Silicon?Controlled?Rectifier，SCR)電路等等。柵接地的N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Gate?Grounded?NMOS，GGNMOS)保護(hù)電路如圖1所示，它實(shí)現(xiàn)防靜電保護(hù)的工作過(guò)程是：首先是靜電使此晶體管的漏極電壓不斷上升，當(dāng)漏極電壓上升到結(jié)的擊穿電壓(Breakdown?Vol?tag)時(shí)，漏極將產(chǎn)生一個(gè)較大的擊穿電流，此電流流向襯底，從而在電流通路上形成一定的壓降，當(dāng)壓降達(dá)到一定程度的時(shí)候，漏極，襯底和源極所形成的NPN型三極管將開(kāi)啟，而三極管有電流放大作用，從而增大了電流，瀉放了靜電，同時(shí)也使得漏極的電壓下降，N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管工作時(shí)使漏極電壓維持在鉗壓(Trigger?Voltage)即結(jié)的擊穿電壓(Breakdown?Voltag)和持有電壓(Holding?Voltage)之間，保護(hù)內(nèi)部電路不被高電壓損壞；二極管保護(hù)電路如圖2所示，它實(shí)現(xiàn)防靜電保護(hù)的工作過(guò)程是：首先是靜電使此二極管的陰極電壓不斷上升，當(dāng)陰極電壓上升到二極管的反向擊穿電壓時(shí)，二極管的反向擊穿電流會(huì)迅速上升，而隨著電流的迅速上升，陰極電壓的上升卻非常地微小，保護(hù)內(nèi)部電路不被高電壓損壞；可控硅(SiliconControlled?Rectifier，SCR)靜電防護(hù)電路如圖3所示，可控硅器件實(shí)際上就是一個(gè)PNPN結(jié)構(gòu)，P型一端接陽(yáng)極，N型一端接陰極，當(dāng)陽(yáng)極電壓上升到正向轉(zhuǎn)折電壓(forward-breakover?voltage)時(shí)，可控硅器件進(jìn)入負(fù)電阻工作區(qū)域，電流隨電壓急驟降低而增加，當(dāng)電壓降到支撐電壓(Holding?voltage)時(shí)，可控硅器件中寄生兩個(gè)三極管(PNP和NPN)將開(kāi)啟，可控硅器件處于開(kāi)啟狀態(tài)，具有低阻抗，電壓隨電流急驟上升而緩慢增加，起到瀉放靜電電流，抑制產(chǎn)生高電壓，可控硅工作時(shí)使可控硅的陽(yáng)極電壓維持在鉗壓(Trigger?Voltage)即正向轉(zhuǎn)折電壓(forward-breakover?voltage)和持有電壓(Holding?Voltage)之間，保護(hù)內(nèi)部電路不被高電壓損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種芯片防靜電保護(hù)電路，采用該芯片防靜電保護(hù)電路能大大提高防靜電保護(hù)的能力。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的芯片防靜電保護(hù)電路，包括一可控硅和一N型晶體管，可控硅是一個(gè)PNPN結(jié)構(gòu)，P型一端接芯片內(nèi)部電路的外部信號(hào)輸入端，N型一端接地；N型晶體管的柵極、漏極共接在芯片內(nèi)部電路的外部信號(hào)輸入端，源極接地；可控硅構(gòu)成的電路工作時(shí)P型一端電壓維持在正向轉(zhuǎn)折電壓和持有電壓之間，正向轉(zhuǎn)折電壓小于芯片內(nèi)部電路中晶體管的柵和結(jié)的擊穿電壓且持有電壓高于外部輸入信號(hào)的電壓；N型晶體管的開(kāi)啟電壓高于外部輸入信號(hào)的工作電壓且小于可控硅電路的持有電壓，并且此N型晶體管的柵和結(jié)的擊穿電壓高于可控硅電路的正向轉(zhuǎn)折電壓。

本實(shí)用新型通過(guò)一個(gè)可控硅電路(SCR)和一個(gè)N型晶體管(NMOS)的不同工作狀態(tài)和模式對(duì)靜電進(jìn)行瀉放，起到防靜電損傷的作用，大大提高了防靜電保護(hù)的能力。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是柵接地的N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管防靜電保護(hù)電路示意圖；

圖2是二極管防靜電保護(hù)電路示意圖；

圖3是可控硅防靜電保護(hù)電路示意圖；

圖4是本發(fā)明的防靜電保護(hù)電路示意圖。

具體實(shí)施方式