[發明專利]具有負柵極擺動能力的保護電路

有效

• 申請號: 201910560074.3
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110649915B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: M·艾曼·謝比卜;C·G·廖
• 申請（專利權）人: 維西埃-硅化物公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08;H01L23/60;H01L23/62;H01L23/64
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 婁曉丹

本發明公開了一種具有負柵極擺動能力的保護電路。保護電路可以包括串聯耦合在第一節點和第二節點之間的第一鉗位子電路、第一開關子電路和第一電阻子電路。保護電路還可以包括串聯耦合在第二節點和第一節點之間的第二鉗位子電路、第二開關子電路和第二電阻子電路。第一和第二鉗位子電路以及第一和第二電阻子電路可以被配置為偏置開關分流子電路。開關分流子電路可以被配置為響應于來自第一和第二鉗位子電路以及指示過電壓、靜電放電(ESD)或類似事件的第一和第二電阻子電路的偏置電位將第一和第二節點短接在一起。第一和第二開關子電路可以被配置為防止同時發生電流路徑通過第一和第二電阻子電路。

背景技術

計算系統已經為現代社會的進步做出了重大貢獻，并且在許多應用中被利用以獲得有利的結果。諸如臺式個人計算機(PC)、膝上型PC、平板電腦、上網本、智能電話、服務器等眾多設備在娛樂、教育、商業和科學等大多數領域中提高了生產率并降低了通信和分析數據的成本。計算設備和其他電子設備的一個共同方面是開關設備，其可以快速接通和斷開，通過具有相對低的接通電阻的大電流，和/或具有大的擊穿電壓。開關設備可以快速接通和斷開，通過具有相對低的接通電阻的大電流和/或具有大擊穿電壓的開關設備通常用在許多電子設備中的電壓轉換器、高頻發射器和接收器等中。

示例性開關設備可以快速接通和斷開，通過具有相對低接通電阻的大電流和/或具有大擊穿電壓的示例性開關設備是高電子遷移率晶體管(HEMT)，也稱為異質結構場效應晶體管(HFET)或調制摻雜場效應晶體管(MODFET)。增強型HEMT響應于其柵極和源極端子之間的正電壓而接通，并在其漏極和源極端子之間導通。增強型HEMT通常響應于其柵極和源極端子之間的小負電壓而斷開。由于過電壓事件、靜電放電(ESD)事件等，HEMT也可能容易被高電壓損壞。因此，需要將HEMT和其他類似設備一起使用保護電路，其不影響設備的開關操作。

發明內容

通過參考以下描述和附圖可以最好地理解本技術，所述描述和附圖用于說明本技術的針對用于防止過電壓、靜電放電(ESD)和其他類似事件的電路的實施例。

在一個實施例中，電路可以包括開關分流子電路，第一和第二鉗位子電路，第一和第二開關子電路，以及第一和第二電阻子電路。開關分流子電路可以耦合在第一和第二節點之間。第一開關子電路和第一電阻子電路可以串聯耦合。第一開關子電路可以被配置為當第一節點處的電位高于第二節點的電位時將第一電阻元件耦合到第一鉗位子電路，其中當第一節點處的電位高于第二節點處的電位時，第三節點由第一鉗位子電路偏置為低于第一節點上的電位的第一給定電位降。類似地，第二開關元件和第二電阻元件可以串聯耦合。第二開關子電路可以被配置為當第二節點處的電位高于第一節點的電位時將第二電阻元件耦合到第二鉗位子電路，其中當第二節點處的電位高于第一節點的電位時，第三節點由第二鉗位子電路偏置為低于第二節點上的電位的第二給定電位降。當第三節點處的電位升高到預定電平以上時，開關分流子電路可被配置為將第一和第二節點短接在一起。

在另一個實施例中，電路可以包括分流晶體管，第一和第二系列的一個或更多個鉗位元件，第一和第二開關晶體管，以及第一和第二電阻元件。分流晶體管可以包括耦合到第一節點的漏極，耦合到第二節點的源極和耦合到第三節點的柵極。第一系列的一個或更多個鉗位元件，第一開關晶體管和第一電阻元件可以串聯耦合。第一系列的一個或更多個鉗位元件可以串聯耦合在第一節點和第三節點之間。第一開關晶體管可以包括耦合到第三節點的漏極和沿著不包括第三節點的第一系列的一個或更多個鉗位元件耦合的柵極。第一電阻元件可以耦合在第一開關晶體管的源極和第二節點之間。第二系列的一個或更多個鉗位元件，第二開關晶體管和第二電阻元件可以串聯耦合。第二系列的一個或更多個鉗位元件可以串聯耦合在第二節點和第三節點之間。第二開關晶體管可以包括耦合到第三節點的漏極和沿著不包括第三節點的第二系列的一個或更多個鉗位元件耦合的柵極。第二電阻元件可以耦合在第二開關晶體管的源極和第一節點之間。在一個方面，第一開關晶體管的柵極可以耦合到第一節點，并且第二開關晶體管的柵極可以耦合到第二節點。在另一方面，第一開關晶體管的柵極可以耦合在第一系列的一對鉗位元件之間，并且第二開關晶體管的柵極可以耦合在第二系列的一對鉗位元件之間。