[發明專利]用于電壓瞬變電路保護的撬棒器件

在審

• 申請號: 201380035743.6
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN104412339A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: A·申;E·考;常廷芳
• 申請（專利權）人: 保險絲公司
• 主分類號: H01C7/12
• 分類號: H01C7/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王莉莉

相關申請

本申請要求2012年7月5日申請的美國臨時申請號為61/668326的申請的優先權。

技術領域

本公開一般涉及電路保護器件的領域，而更具體地涉及保護電路組件免受電壓瞬變(例如可能由閃電沖擊或電源電路產生)的影響。

背景技術

電路內電壓或電流的不需要的改變通常被稱為“瞬變”。瞬變可能由各種源導致。例如，閃電沖擊可能導致電路內的不需要的瞬變。此外，瞬變可能以各種方式顯現。更具體地，瞬變可能引起電路內的穩態電壓或電流條件的很多不同的改變。另外，與瞬變關聯的電流和電壓波形和幅度也變化。由于瞬變經常引起電路內的電壓和/或電流中的不需要的尖峰(spike)，因此可能發生對電路組件的損壞。

保護電路免受瞬變影響通常涉及在潛在瞬變的源和待保護的電路之間放置某種類型的一個或多個保護組件。保護組件起到將電路中的電流和電壓限制到安全水平的作用。由于半導體器件通常具有良好限定的鉗制電壓(clamping?voltage)和泄漏電流特性的事實，一些保護組件使用半導體器件。

在實踐中，利用半導體器件的保護組件可以被配置為將任何電壓瞬變迅速限制到預定的水平。然而，半導體結的電容隨著電壓而改變。據此，保護電路免受瞬變影響可能以保護組件的增加的電容為代價。例如，諸如非常高速用戶電話線(VDSL)的一些電路由于增加的電容水平而可能經歷數據損失。因此，一些保護組件由于由減輕瞬變引起的電容的增加而可能引起正被保護的電路內的數據損失。

另外，一些半導體器件的電阻也隨著電壓改變。據此，保護電路免受瞬變影響也可能以使電阻變化為代價，電阻變化可能對電路內的電流產生負面影響。此外，一些半導體器件可能由于過多功率耗散的循環而被損壞，導致保護組件的提前故障。

因此，需要這樣的保護組件，其能夠迅速將瞬變的電壓鉗制到合理的水平、承受反復暴露于高電流而且基本不改變正在被保護的電路的電容。

發明內容

根據本公開，提供了一種用于保護電子器件免受瞬變影響的電路保護組件。該電路保護組件可以包括轉向二極管橋(steering?diode?bridge)和電連接到該轉向二極管橋的撬棒(crowbar)器件。該撬棒器件可以具有形成在第一層上的基極和發射極，該第一層限定擊穿電壓，當該擊穿電壓被超過時，允許電流在該發射極下面穿過，并通過形成在該發射極中的空穴而穿出器件。

在一些實施例中，用于電路保護組件的撬棒器件可以包括形成在襯底的底部區域中的擴散層、形成在該襯底上的基極以及形成在該基極上的具有空穴的發射極，撬棒器件具有擊穿電壓，當該擊穿電壓被超過時，允許電流在該發射極下面穿過，并通過形成在該發射極中的空穴而穿出器件。

撬棒器件的附加實施例可以包括形成在襯底上的外延層、形成在該外延層上的基極以及形成在該基極上的具有空穴的發射極，撬棒器件具有擊穿電壓，當該擊穿電壓被超過時，允許電流在該發射極下面穿過，并通過形成在該發射極中的空穴而穿出器件。

附圖說明

作為例子，現在將參考附圖來描述公開的器件的具體實施例，其中：

圖1是將外部傳輸線連接到數據線的電路的框圖；

圖2是常規電路保護組件的框圖；

圖3是示例電路保護組件的框圖；

圖4是示例撬棒保護器件的框圖；

圖5A-5D是另一示例撬棒保護器件的框圖；

圖6是撬棒保護器件的示例電壓響應的框圖；以及

圖7-9都是根據本公開的至少一些實施例布置的撬棒保護器件的示例摻雜分布的框圖。

具體實施方式

現在將在下文中參考附圖更充分地描述本發明，在附圖中示出本發明的優選實施例。然而，本發明可以以很多不同形式實施，而不應當被解釋為限制于本文說明的實施例。相反地，這些實施例被提供使得本公開將是全面的和完整的，并將向本領域技術人員充分傳達本發明的范圍。在附圖中，相同的標號始終代表相同的元件。