[發明專利]靜電放電保護電路及其靜電保護方法

在審

• 申請號: 201310516182.3
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN104517956A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 陳德威
• 申請（專利權）人: 慧榮科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L23/60
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 徐潔晶

技術領域

本發明關于一種靜電放電保護電路及其靜電保護方法；特別是關于一種借由多個開關切換放電路徑的靜電放電保護電路及靜電保護方法。

背景技術

靜電放電對于電路設計者而言一直是一個嚴重的問題，各種環境源都可產生靜電電壓，其電壓可高達幾千甚至幾萬伏特。在放電期間高暫態電流(high?transient?currents)會借由所產生的高溫溶解電路元件進而破壞裝備。

一般集成電路(ICs)的接腳都會連接靜電放電保護電路，集成電路中與外部連接的接腳通常負責供應電源、傳輸信號及耦接至接地。一般靜電放電保護電路有正常運作及靜電保護兩種模式。當集成電路在正常運作模式下，靜電放電保護電路會將通過其本身的電流截止，對于集成電路而言此時靜電放電保護電路形同不存在。在靜電保護模式下，靜電放電保護電路提供保護集成電路的作用，借由快速的將靜電引導致電源或引導至地來保護電路及元件免受傷害。

發明內容

本發明所提供的靜電放電保護電路以及靜電保護方法，可僅借由一個晶體管，進行雙向放電。另外，靜電放電保護電路僅由四個開關以及一個大晶體管構成，并無其他電容以及電阻。因此，具有較小的體積，并且方便設計。

本發明提供一種靜電放電保護電路。靜電放電保護電路包括一第一電壓端點、一第二電壓端點、一放電晶體管、一第一開關、一第二開關、一第三開關以及一第四開關。放電晶體管，具有一第一端耦接至第一電壓端點，一第二端耦接至第二電壓端點，一控制端耦接至一第一節點，以及一基板端耦接至一第二節點，其中放電晶體管在第一電壓端點以及第二電壓端點之間形成一放電路徑。第一開關耦接于第一電壓端點以及第一節點之間，用以選擇性地將第一電壓端點的電壓提供至放電晶體管的控制端。第二開關耦接于第一節點以及第二電壓端點之間，用以選擇性地將第二電壓端點的電壓提供至放電晶體管的控制端。第三開關耦接于第一電壓端點以及第二節點之間，用以選擇性地將第一電壓端點的電壓提供至放電晶體管的基板端。第四開關耦接于第二節點以及第二電壓端點之間，用以選擇性地將第二電壓端點的電壓提供至放電晶體管的基板端。當第一電壓端點的電壓大于第二電壓端點的電壓一第一既定值時，放電晶體管導通，以將第一電壓端點的電流放電至第二電壓端點，當第二電壓端點的電壓大于第一電壓端點的電壓一第二既定值時，放電晶體管導通，以將第二電壓端點的電流放電至第一電壓端點。

在一實施例中，放電晶體管為N型場效應晶體管。當第一電壓端點的電壓大于第二電壓端點的電壓第一既定值時，第一開關導通以將第一電壓端點的電壓提供至放電晶體管的控制端，并且第四開關導通以將第二電壓端點的電壓提供至放電晶體管的基板端。當第二電壓端點的電壓大于第一電壓端點的電壓第二既定值時，第二開關導通以將第二電壓端點的電壓提供至放電晶體管的控制端，并且第三開關導通以將第一電壓端點的電壓提供至放電晶體管的基板端。

在放電晶體管為N型場效應晶體管的一實施例中，第一開關為一第一P型場效應晶體管，具有一第一端耦接至第一電壓端點，一第二端耦接至第一節點，一控制端耦接至第二電壓端點以及一基板端耦接至第一電壓端點。在另一實施例中，第一開關為一第一N型場效應晶體管，具有一第一端耦接至第一電壓端點，一第二端耦接至第一節點，一控制端耦接至第一電壓端點以及一基板端偶接至第二電壓端點。又另一實施例中，第一開關為一第一二極管，具有一陽極端耦接至第一電壓端點，一陰極端耦接至第一節點。

在放電晶體管為N型場效應晶體管的一實施例中，第二開關為一第二P型場效應晶體管，具有一第一端耦接至第二電壓端點，一第二端耦接至第一節點，一控制端耦接至第一電壓端點以及一基板端耦接至第二電壓端點。在另一實施例中，第二開關為一第二N型場效應晶體管，具有一第一端耦接至第二電壓端點，一第二端耦接至第一節點，一控制端耦接至第二電壓端點以及一基板端耦接至第一電壓端點。又另一實施例中，第二開關為一第二二極管，具有一陽極端耦接至第二電壓端點，一陰極端耦接至第一節點。

在放電晶體管為N型場效應晶體管的一實施例中，第三開關為一第三N型場效應晶體管，具有一第一端耦接至第一電壓端點，一第二端耦接至第二節點，一控制端耦接至第二電壓端點以及一基板端耦接至第一電壓端點。

在放電晶體管為N型場效應晶體管的一實施例中，第四開關為一第四N型場效應晶體管，具有一第一端耦接至第二電壓端點，一第二端耦接至第二節點，一控制端耦接至第一電壓端點以及一基板端耦接至第二電壓端點。