[發明專利]用戶保護供電節點免受靜電放電影響的方法、設備和系統

有效

• 申請號: 201180030897.7
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN102959631A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: C·P·莫扎克;V·齊亞
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G11C5/14
• 分類號: G11C5/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張東梅

發明領域

本發明的實施例一般涉及處理器的領域。更具體地，本發明的實施例涉及用于保護功率和/或接地供電節點免受靜電放電（ESD）影響以實現這些節點上的供電信號的快速斜坡的方法、設備和系統。

背景

在集成電路（IC）的制造期間或在這種IC的處理期間，IC的功率或接地供電節點/引腳可經歷高的供電電壓和電流（例如，幾千伏和幾安培的電流，相對于本地接地為正和/或負）。這些高供電電壓和電流表示節點上的靜電放電（ESD）事件，且可損壞耦合到IC的功率和/或接地節點/引腳的電路。當耦合到功率和/或接地供電節點/引腳的其它電路經歷ESD事件時，功率和/或接地供電節點/引腳也可間接地經歷ESD事件。在這種情況下，其它電路上的ESD通過電路徑流至功率和/或接地供電節點/引腳，因此導致對這些節點/引腳的損壞以及對耦合到這些節點/引腳的電路的損壞。為了保護這些電路，在IC中包括ESD保護電路，以在這些供電節點上發生ESD事件的情況下將IC的功率和接地供電節點彼此短路。

這種ESD保護電路通過箝制供電節點（電源和接地節點）上的高或低電壓信號來保護IC。因此，IC的供電節點上的快速改變的電壓（例如，10mV/μS或更快）可對ESD保護電路表現為ESD事件，該ESD保護電路通過將具有供電的節點（電源和接地供電）彼此短路以使于ESD事件相關聯的大電流放電來對該ESD事件作出響應。通過使與ESD事件相關聯的大電流放電，防止在IC的電路節點上形成高電壓。

圖1示出傳統的ESD保護電路100，其具有耦合到箝制單元102的定時器單元101。定時器單元101的時間常數被選擇成比供電信號Vdd的斜坡時間短且比ESD事件的持續時間長。這種時間常數允許箝制單元102在ESD事件在具有供電信號Vdd的節點上開始時開啟，并在ESD事件在具有供電信號Vdd的節點上結束之后關閉。供電信號Vdd一般由主板上的外部電壓調節器（IC的外部）生成，所以暴露于IC外部的這種信號需要ESD保護。這種外部電壓調節器一般以慢斜坡速度（例如1mV/μS）生成供電信號Vdd。

然而，對于IC的高效率功率管理，使用以快斜坡速度（例如1-10K?mV/μS）生成供電信號的高級發電機。這些快斜坡供電信號允許IC進入和退出功率狀態以節省功耗并提高IC性能。這些快斜坡供電信號對于ESD保護電路（諸如圖1的ESD保護電路100）表現為ESD事件，因為類似于ESD事件，該快斜坡供電信號以類似于或等于IC的供電節點上的突然高壓峰（ESD事件）的速度斜坡上升或下降。因此，ESD保護電路（諸如圖1的ESD保護電路）不能區分快斜坡供電信號和具有供電信號的節點上的ESD事件。因此，這種ESD保護電路箝制例如用于IC功率管理的快斜坡供電信號，由此干擾IC的功率管理。

附圖簡述

從以下給出的詳細描述并從本發明的各實施例的附圖，可更全面地理解本發明的實施例，然而它們不應該被理解為將本發明限于特定實施例，而是僅用于解釋和理解。

圖1示出經由具有單個電源的節點操作的傳統靜電放電（ESD）保護電路，保護該節點免受ESD事件影響。

圖2示出根據本發明的一個實施例的用于快斜坡供電的ESD保護電路的高級框圖。

圖3A示出根據本發明的一個實施例具有耦合到ESD保護電路的定時器單元的反饋單元的ESD保護電路的高級框圖。

圖3B示出根據本發明的一個實施例的圖3A的ESD保護電路的電路級示圖。

圖3C示出根據本發明的一個實施例的圖3B的ESD保護電路的時序圖。

圖4A示出根據本發明的一個實施例具有耦合到ESD保護電路的箝制單元的反饋單元的ESD保護電路的高級框圖。

圖4B示出根據本發明的一個實施例的圖4A的ESD保護電路的電路級示圖。

圖4C示出根據本發明的一個實施例的圖4B的ESD保護電路的時序圖。

圖5示出根據本發明的一個實施例用于保護集成電路（IC）免受具有供電信號的節點上的ESD事件的影響同時允許供電信號的快斜坡的方法。

圖6示出根據本發明的一個實施例的用于具有快斜坡供電的ESD保護的系統級圖。

圖7A示出根據本發明的實施例的具有電平移動器的替換ESD保護電路。

圖7B示出根據本發明的一個實施例的圖7A的替換ESD保護電路的電平移動器信號的操作的曲線圖。

圖8示出根據本發明的一個實施例的另一個替換ESD保護電路。

詳細描述