[發(fā)明專利]具有控制鉗位超時(shí)行為的電路的用于靜電放電（ESD）保護(hù)的電源鉗位

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711385438.6
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN109841607A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V·巴特瑞;R·斯坦安達(dá)姆
• 申請（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體國際有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;張昊

本公開涉及具有控制鉗位超時(shí)行為的電路的用于靜電放電(ESD)保護(hù)的電源鉗位。例如，在使用由ESD事件驅(qū)動晶體管器件形成的電源鉗位電路中提供了靜電放電(ESD)保護(hù)。響應(yīng)于獨(dú)立于電壓的電流發(fā)生器電路的操作而生成偏置電流。偏置電流被發(fā)起以確保晶體管器件在ESD事件消散之后被去激活。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于保護(hù)集成電路免受過電壓并且特別是防止靜電放電的裝置。

背景技術(shù)

圖1示出了用于集成電路中的靜電放電(ESD)保護(hù)的常規(guī)電源鉗位電路10的電路圖。電源鉗位電路10由耦合在集成電路的第一電源線14和集成電路的第二電源線16之間的晶體管開關(guān)電路12形成。第一電源線14被耦合到集成電路的正電源焊盤22，第二電源線16被耦合到集成電路的負(fù)電源焊盤或接地電源焊盤24。待保護(hù)的功能電路28也耦合在第一電源線14和第二電源線16之間。晶體管開關(guān)電路12具有耦合到第一電源線14的第一導(dǎo)電端子32和耦合到第二電源線16的第二導(dǎo)電端子34。晶體管開關(guān)電路12的控制端子36接收由觸發(fā)電路40產(chǎn)生的觸發(fā)信號，觸發(fā)電路40分別感測第一或第二電源線14和16中的瞬態(tài)電壓差，并響應(yīng)于感測到的差而啟動以斷言(assert)觸發(fā)信號。在一個(gè)實(shí)施例中，晶體管開關(guān)電路12包括n溝道MOSFET器件，其中第一導(dǎo)電端子32是漏極端子，第二導(dǎo)電端子34是源極端子并且控制端子36是柵極端子。觸發(fā)電路40包括ESD檢測電路42和觸發(fā)信號調(diào)節(jié)電路44。在本領(lǐng)域中也稱為轉(zhuǎn)換速率檢測電路的ESD檢測電路42由包括電阻器50的電阻-電容(RC)電路形成，該電阻器50與第一和第二電源線14和16之間的電容器52串聯(lián)連接。電阻器50的第一端子連接到第二電源線16，并且電阻器50的第二端子連接到節(jié)點(diǎn)56。電容器52的第二極板(plate)連接到節(jié)點(diǎn)56，電容器52的第二極板連接到第一電源線14。觸發(fā)信號調(diào)節(jié)電路44在本領(lǐng)域中也被稱為預(yù)驅(qū)動器電路，包括分別串聯(lián)連接的第一和第二反相器電路60和62。反相器電路60和62由第一和第二電源線14和16供電，反相器電路60的輸入連接到節(jié)點(diǎn)56，反相器電路60的輸出連接到反相器電路62的輸入，反相器電路60的輸出連接到晶體管開關(guān)電路12的控制端子36。

ESD檢測電路42被設(shè)計(jì)成響應(yīng)于檢測到在第一或第二電源線14和16處的轉(zhuǎn)換速率變化而在節(jié)點(diǎn)56處斷言觸發(fā)信號，該轉(zhuǎn)換速率變化比一些臨界值更快(例如，典型的ESD事件，該值在本領(lǐng)域中被稱為目標(biāo)ESD檢測限值)。否則，觸發(fā)信號不會被斷言。響應(yīng)于觸發(fā)信號的斷言，晶體管開關(guān)電路12被致動(這被稱為“開啟”)。例如，在微秒量級的短時(shí)間段之后(這被稱為“超時(shí)”)，隨后使晶體管開關(guān)電路12去激活是重要的。本領(lǐng)域中需要電源鉗位電路包括用于控制鉗位超時(shí)的電路。在這方面，超時(shí)需要被延遲到足以確保ESD事件被解除，但延遲不能過度。同時(shí)，必須確定超時(shí)，以確保晶體管開關(guān)電路12完全關(guān)斷。

舉例來說，電源鉗位的以下操作參數(shù)是期望的：a)觸發(fā)速度：小于200-300ps的開啟時(shí)間；b)ESD上升時(shí)間檢測限值：60ns目標(biāo)，其中小于60ns的上升時(shí)間(轉(zhuǎn)換速率)指示ESD事件，并且晶體管開關(guān)電路應(yīng)當(dāng)完全導(dǎo)通，并且其中大于60ns的上升時(shí)間是正常工作的部分，并且晶體管開關(guān)電路應(yīng)保持?jǐn)嚅_，并且其中焊盤處的正常輸入/輸出振鈴(ringing)和正常加電不應(yīng)觸發(fā)導(dǎo)通；c)保持時(shí)間：晶體管開關(guān)電路一旦在導(dǎo)通時(shí)被觸發(fā)，就應(yīng)在ESD事件期間保持完全導(dǎo)通，并且在一定的保持時(shí)間之后晶體管開關(guān)電路應(yīng)該被完全關(guān)斷以防止鉗位泄漏。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中，一種靜電放電(ESD)保護(hù)電路包括：第一電源線；第二電源線；開關(guān)電路，具有連接到第一電源線的第一傳導(dǎo)端子、連接到第二電源線的第二傳導(dǎo)端子和柵極控制端子；觸發(fā)電路，用于響應(yīng)于在第一電源線和第二電源線中的一個(gè)或多個(gè)電源線處檢測到ESD事件而在開關(guān)電路的柵極端子處斷言觸發(fā)信號；以及獨(dú)立于電壓的電流發(fā)生器電路，由第一電源線和第二電源線供電，以產(chǎn)生控制觸發(fā)信號的解除斷言的偏置電流。