[實用新型]具有靜電放電保護功能的功率芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420185934.2
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN203883793U
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設計）人: 葉菁華
• 申請（專利權(quán)）人: 鈺太芯微電子科技（上海）有限公司;鈺太科技股份有限公司
• 主分類號: H03K17/68
• 分類號: H03K17/68;H03K17/08
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

技術領域

本實用新型涉及一種保護電路，尤其涉及一種具有靜電放電保護功能的大功率芯片。

背景技術

靜電（static?electricity），是一種處于靜止狀態(tài)的電荷。靜電是通過摩擦引起電荷的重新分布而形成的，也有由于電荷的相互吸引引起電荷的重新分布形成，具體說就是因為物質(zhì)都由原子組成，原子中有帶負電的電子和帶正電荷的原子核。一般情況下原子核的正電荷與電子的負電荷相等，正負平衡，所以不顯電性。但是如果電子受外力而脫離軌道，造成不平衡電子分布，比如實質(zhì)上摩擦起電就是一種造成正負電荷不平衡的過程。當兩個不同的物體相互接觸并且相互摩擦時，一個物體的電子轉(zhuǎn)移到另一個物體，就因為缺少電子而帶正電，而另一個體得到一些剩余電子的物體而帶負電，物體帶上了靜電。在日常生活的任何時間、任何地點都有可能產(chǎn)生靜電。當帶有靜電的物體接觸到芯片的金屬引腳（pin）時所產(chǎn)生的瞬時高壓放電，會經(jīng)由金屬引腳而損害功率芯片的內(nèi)部電路，即所謂靜電放電（Electro-Static?discharge，ESD）所造成的損害。一般關于ESD防護主要是針對功率芯片，因為其他的ESD防護都是通用電路。ESD電路能流過大電流（2安培），人體模型的電流大概為1.67安培，流過1.67安培的電流，對于一般的具有ESD電路的I/O是不會燒掉的。然而功率芯片由于體積大，阻抗低，靜電流過時，通常會忽略ESD電路而直接流過功率管，從而對功率芯片造成損害。

目前防止功率芯片受到靜電損害的方式有兩種：一、通過擴大功率管面積的方式抵御ESD的沖擊，需要重新加工功率芯片，成本高；二、通過加入可控硅整流器(Silicon?Controlled?Rectifier，SCR，是一種四層結(jié)構(gòu)（PNPN）的大功率半導體器件)控制靜電，可控硅整流器具有正反饋，當存在ESD的沖擊時首先會把自己的阻抗變的很低，但是可控硅整流器存在不穩(wěn)定性，不易控制。如果正常工作時突然被觸發(fā)將會把功率芯片的電給卸掉，需要經(jīng)過大量實驗、長時間的調(diào)試才能應用于功率芯片中，且成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型為解決現(xiàn)有抵御ESD沖擊的功率芯片存在成本高、且存在不穩(wěn)定的問題，從而提供具有靜電放電保護功能的功率芯片的技術方案。

實用新型所述具有靜電放電保護功能的功率芯片，包括：控制器、開關組件和第一靜電放電檢測電路，所述開關組件包括高電平控制管和低電平控制管；

功率電源為所述控制器、所述開關組件和所述第一靜電放電檢測電路供電；所述控制器和所述低電平控制管的輸入端接電源地；所述控制器連接所述高電平控制管的控制端和所述低電平控制管的控制端，所述高電平控制管的輸出端并聯(lián)所述低電平控制管的輸出端作為所述功率芯片的輸出端，所述高電平控制管的輸入端接功率電源，所述第一靜電放電檢測電路的靜電信號輸入端連接所述功率電源；所述第一靜電放電檢測電路的靜電信號輸出端連接所述控制器。

優(yōu)選的，所述高電平控制管為PMOS管，所述PMOS管的柵極連接所述控制器，所述PMOS管的源極連接所述功率電源，所述PMOS管的漏極連接所述低電平控制管的輸出端。

優(yōu)選的，所述低電平控制管為NMOS管，所述NMOS管的源極接電源地，所述NMOS管的柵極連接所述控制器，所述NMOS管的漏極連接所述PMOS管的漏極。

優(yōu)選的，所述PMOS管的源極與漏極之間并聯(lián)一第一寄生二極管；

所述第一寄生二極管的正極連接所述PMOS管的漏極，所述第一寄生二極管的負極連接所述PMOS管的源極。

優(yōu)選的，所述NMOS管的源極與漏極之間并聯(lián)一第二寄生二極管；

所述第二寄生二極管的正極連接所述NMOS管的源極，所述第二寄生二極管的負極連接所述NMOS管的漏極。

優(yōu)選的，還包括：第二靜電放電檢測電路；

所述第二靜電放電檢測電路的靜電信號輸入端連接所述功率芯片的輸出端；

所述第二靜電放電檢測電路的靜電信號輸出端連接所述控制器。

優(yōu)選的，所述第一靜電放電檢測電路包括：電容、電阻和緩沖器；

所述電容的一端作為所述第一靜電放電檢測電路的靜電信號輸入端；

所述電容的另一端同時連接所述電阻的一端和所述緩沖器輸入端；

所述電阻的另一端接電源地；

所述緩存器的輸出端作為所述第一靜電放電檢測電路的靜電信號輸出端。

優(yōu)選的，所述第二靜電放電檢測電路包括：電容、電阻和緩沖器；

所述電容的一端作為所述第二靜電放電檢測電路的靜電信號輸入端；