[發(fā)明專利]電源鉗位電路及其操作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710389340.1
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107437797A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡明甫;曾仁洲;陳國基;張子恒
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,李偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例一般地涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及電源鉗位電路及其操作方法。

背景技術(shù)

集成電路(IC)潛在地被暴露于由于能夠影響電路可靠性的電源電涌和其他電源所導(dǎo)致的電過應(yīng)力(EOS，electrical over-stress)事件。在EOS事件期間，用于向電路輸送電力的導(dǎo)體或節(jié)點(diǎn)上的電壓電平大體高于正常電壓電平，因此電路部件受到損壞。由于薄氧化物和低結(jié)擊穿電壓增強(qiáng)的易損性，隨著IC尺寸的縮減，EOS關(guān)注增加。

相比于上升時(shí)間快且持續(xù)時(shí)間短的短暫的靜電放電(ESD)事件，EOS事件具有更慢的上升時(shí)間，更高的能量和/或更寬范圍的脈沖寬度。因此，防止EOS事件的保護(hù)電路需要與用于ESD事件不同的方法。在大部分情況中，ESD保護(hù)電路形成于IC芯片上，以在所有制造和封裝過程中解決ESD威脅，而一些離散的EOS或系統(tǒng)ESD保護(hù)電路元件設(shè)置于該芯片外側(cè)。

在一些現(xiàn)有方法中，通過二極管串設(shè)置EOS電路，二極管串在EOS事件中保護(hù)靈敏電路元件，但允許在正常的電路操作中發(fā)生顯著的漏電流。用于一些方法中的多晶硅二極管需要足夠大以在EOS事件中避免生成顯著的熱量。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電源鉗位電路，包括：第一節(jié)點(diǎn)，被配置為具有第一電源電壓；第二節(jié)點(diǎn)，被配置為具有第二電源電壓；電壓檢測器，連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，所述電壓檢測器包括第一輸出節(jié)點(diǎn)；以及鉗位電路，連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，其中，所述電壓檢測器被配置為響應(yīng)于所述第一電源電壓和所述第二電源電壓之間的差值超過預(yù)定閾值電壓，將所述第一輸出節(jié)點(diǎn)驅(qū)動至所述第一電源電壓，所述鉗位電路被配置為響應(yīng)于所述第一輸出節(jié)點(diǎn)被驅(qū)動至所述第一電源電壓，建立所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間的導(dǎo)電通路。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電源鉗位電路，包括：第一節(jié)點(diǎn)，被配置為具有第一電源電壓；第二節(jié)點(diǎn)，被配置為具有第二電源電壓；電壓檢測器，連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，所述電壓檢測器包括第一輸出節(jié)點(diǎn)；瞬態(tài)檢測器，連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，所述瞬態(tài)檢測器包括第二輸出節(jié)點(diǎn)；驅(qū)動電路，連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間；及鉗位電路，連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間，所述鉗位電路被配置為響應(yīng)于控制電壓，在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間建立導(dǎo)電通路，其中，所述電壓檢測器被配置為響應(yīng)于所述第一電源電壓和所述第二電源電壓之間的差值超過預(yù)定閾值電壓，在所述第一輸出節(jié)點(diǎn)上輸出第一邏輯值，所述瞬態(tài)檢測器被配置為響應(yīng)于所述第一電源電壓和所述第二電源電壓之間的差值的變化率超過預(yù)定閾值變化，在所述第二輸出節(jié)點(diǎn)上輸出第二邏輯值，以及所述驅(qū)動電路被配置為響應(yīng)于所述第一邏輯值和所述第二邏輯值，輸出所述控制電壓。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種操作電源鉗位電路的方法，所述方法包括：利用電壓檢測器檢測到第一電源節(jié)點(diǎn)上的第一電源節(jié)點(diǎn)電壓和第二電源節(jié)點(diǎn)上的第二電源節(jié)點(diǎn)電壓之間的差值超過預(yù)定閾值電壓；響應(yīng)于檢測到的所述差值超過所述預(yù)定閾值，通過將所述電壓檢測器的第一輸出節(jié)點(diǎn)驅(qū)動至所述第一電源節(jié)點(diǎn)電壓，生成第一輸出電壓值；及基于所述第一輸出電壓值，利用鉗位電路建立所述第一電源節(jié)點(diǎn)和所述第二電源節(jié)點(diǎn)之間的導(dǎo)電通路。

附圖說明

本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)將在下列附圖和說明中進(jìn)行具體說明。通過說明、附圖和權(quán)利要求書，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢將顯而易見。

圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的電源鉗位電路的示意圖。

圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的電源鉗位電路的示意圖。

圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的電壓檢測器的示意圖。

圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的驅(qū)動電路的示意圖。

圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的鉗位電路的示意圖。

圖6是根據(jù)一些實(shí)施例的瞬態(tài)檢測器的示意圖。

圖7A至圖7C是根據(jù)一些實(shí)施例的電源鉗位電路的示意圖。

圖8是根據(jù)一些實(shí)施例的操作電源鉗位電路的方法的流程圖。

各個(gè)圖中的相同參考符號均指示相同元件。

具體實(shí)施方式

以下使用具體語言公開附圖中所示的實(shí)施例或示例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)施例和示例不意欲對本發(fā)明進(jìn)行限定。對于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員而言，本公開實(shí)施例中的任何改變和修改及任何本文件中公開的原理的進(jìn)一步應(yīng)用是通常會發(fā)生的。