发明名称 利用低压元件基极触发和闸极驱动技巧所实现的高压电源静电放电保护电路
摘要 本发明揭露一种静电放电保护电路,主要包含一堆叠MOS电路,一触发电流产生电路。堆叠MOS电路之目的在于用作静电电流的释放路径;而触发电流产生电路之目的在于产生触发信号以导通堆叠MOS电路,使堆叠 MOS电路形成一释放路径以释放静电电压。
申请公布号 TWI275174 申请公布日期 2007.03.01
申请号 TW094139831 申请日期 2005.11.11
申请人 矽统科技股份有限公司 发明人 柯明道;李健铭
分类号 H01L23/60(2006.01) 主分类号 H01L23/60(2006.01)
代理机构 代理人 陈达仁 台北市中山区南京东路2段111号8楼之3
主权项 1.一种静电放电保护电路,其中包含: 一第一静电侦测电路,其第一端连结至一第一输入 端,其第二端连结至一接地端,其第三端输出一第 一静电侦测信号; 一第二静电侦测电路,其第一端连结至一第二输入 端,其第二端连结至该接地端,其第三端输出一第 二静电侦测信号; 一触发电流产生电路,其第一端连结至该第一输入 端,其第二端连结至该接地端,其第三端接收该第 一静电侦测信号,其第四端接收该第二静电侦测信 号,其第五端输出一触发信号; 一侧面双载子接面电晶体,其基极接收该触发信号 ;及 一堆叠MOS电路,包含一第一NMOS、一第二NMOS以及一 第一电阻,其中该第一NMOS的汲极连结该第一输入 端以及该侧面双载子接面电晶体的集极,该第一 NMOS的闸极连结该第一电阻的第一端,该第一NMOS的 源极连结该第二NMOS的汲极,该第二NMOS的源极连结 该接地端以及该侧面双载子接面电晶体的射极,该 第二NMOS的闸极也连结该接地端,该第一NMOS与该第 二NMOS的基底也共同连结至该接地端,该第一电阻 的第二端连结该第二输入端; 其中当该第一输入端的一静电电压高于一预设値 时,该触发电流产生电路会输出该触发信号,使该 堆叠MOS电路成为一静电放电路径以排除该静电电 压。 2.如申请专利范围第1项所述之静电放电保护电路, 其中上述之触发电流产生电路包含: 一第一PMOS,该第一PMOS的汲极连结于该第一输入端, 该第一PMOS的闸极接收该第一静电侦测信号; 一第二PMOS,该第二PMOS的汲极连结于该第一PMOS的源 极,该第二PMOS与该第一PMOS的基底共同连结于该第 一输入端;及 一第三NMOS,该第三NMOS与该第二PMOS的闸极共同连结 并接收该第二静电侦测信号,该第三NMOS的汲极与 该第二PMOS的源极相连结并输出该触发信号,该第 三NMOS的基底与源极共同连结于该接地端。 3.如申请专利范围第2项所述之静电放电保护电路, 其中上述之第一静电侦测电路包含: 一第二电阻,其第一端连结于该第一输入端,其第 二端会输出该第一静电侦测信号; 一第一电容,其第一端连结于该第二电阻的该第二 端;及 一第二电容,其第一端连结于该第一电容的第二端 ,其第二端连结于该接地端。 4.如申请专利范围第3项所述之静电放电保护电路, 其中上述之第二静电侦测电路包含: 一第三电阻,其第一端连结于该第二输入端,其第 二端会输出该第二静电侦测信号;及 一第三电容,其第一端连结于该第三电阻的该第二 端,其第二端连结于该接地端。 5.如申请专利范围第4项所述之静电放电保护电路, 其中上述之第一电容、第二电容,以及第三电容是 利用金氧半场效应电晶体(MOSFET)所构成的电容。 6.如申请专利范围第5项所述之静电放电保护电路, 其中上述之侧面双载子接面电晶体为寄生双载子 接面电晶体。 7.如申请专利范围第1项所述之静电放电保护电路, 其中上述之触发电流产生电路包含一第一PMOS、一 第二PMOS、一第三PMOS、一第三NMOS、一第四NMOS,以 及一第五NMOS;其中,该第一PMOS的汲极与基底、该第 二PMOS的基底以及该第三PMOS的汲极与基底,全部连 结于该第一输入端;该第一PMOS与该第三PMOS的闸极 共同连结,并接收该第一静电侦测信号;该第一PMOS 的源极与该第二PMOS的汲极共同连结;该第三PMOS的 源极与该第四NMOS的汲极共同连结;该第二PMOS、第 三NMOS,以及第五NMOS的闸极共同连结并接收该第二 静电侦测信号;该第二PMOS的源极、该第三NMOS的汲 极,以及该第四NMOS的闸极共同连结;该第四NMOS的源 极与该第五NMOS的汲极共同连结并输出该触发信号 ;该第四NMOS与该第五NMOS的基底、该第五NMOS的源极 、该第三NMOS的基底与源极则共同连结于该接地端 。 8.如申请专利范围第7项所述之静电放电保护电路, 其中上述之第一静电侦测电路包含: 一第二电阻,其第一端连结于该第一输入端,其第 二端会输出该第一静电侦测信号; 一第一电容,其第一端连结于该第二电阻的该第二 端;及 一第二电容,其第一端连结于该第一电容的第二端 ,其第二端连结于该接地端。 9.如申请专利范围第8项所述之静电放电保护电路, 其中上述之第二静电侦测电路包含: 一第三电阻,其第一端连结于该第二输入端,其第 二端会输出该第二静电侦测信号;及 一第三电容,其第一端连结于该第三电阻的该第二 端,其第二端连结于该接地端。 10.如申请专利范围第9项所述之静电放电保护电路 ,其中上述之第一电容、第二电容,以及第三电容 是利用金氧半场效应电晶体(MOSFET)所构成的电容 。 11.如申请专利范围第10项所述之静电放电保护电 路,其中上述之侧面双载子接面电晶体为寄生双载 子接面电晶体。 12.一种静电放电保护电路,其中包含: 一第一静电侦测电路,其第一端连结至一第一输入 端,其第二端连结至一接地端,其第三端输出一第 一静电侦测信号; 一第二静电侦测电路,其第一端连结至一第二输入 端,其第二端连结至该接地端,其第三端输出一第 二静电侦测信号; 一闸极驱动电路,其第一端连结至该第一输入端, 其第二端连结至该接地端,其第三端接收该第一静 电侦测信号,其第四端接收该第二静电侦测信号, 其第五端输出一第一闸极驱动信号,其第六端输出 一第二闸极驱动信号;及 一堆叠MOS电路,包含一第一NMOS以及一第二NMOS,其中 该第一NMOS的汲极连结该第一输入端,该第一NMOS的 闸极接收该第一闸极驱动信号,该第一NMOS的源极 连结该第二NMOS的汲极,该第二NMOS的源极连结该接 地端,该第二NMOS的闸极接收该第二闸极驱动信号, 该第一NMOS与该第二NMOS的基底也共同连结至该接 地端; 其中当该第一输入端的一静电电压高于一预设値 时,该闸极驱动电路会输出该第一闸极驱动信号以 及该第二闸极驱动信号,使该堆叠MOS电路成为一静 电放电路径以排除该静电电压。 13.如申请专利范围第12项所述之静电放电保护电 路,其中上述之闸极驱动电路包含一第一PMOS、一 第二PMOS、一第三PMOS、一第一电阻以及一第三NMOS; 其中该第一PMOS的汲极与基底、该第三PMOS的汲极 与基底,以及该第二PMOS的基底共同连结于该第一 输入端;该第一PMOS与该第三PMOS的闸极共同连结并 接收该第一静电侦测信号;该第一PMOS的源极与该 第二PMOS的汲极共同连结;该第二PMOS与该第三NMOS的 闸极,以及该第一电阻的第一端共同连结,并接收 该第二静电侦测信号;该第一电阻的第二端与该第 三PMOS的源极共同连结,并输出该第一闸极驱动信 号;该第二PMOS的源极与该第三NMOS的汲极共同连结 并输出该第二闸极驱动信号;该第三NMOS的基底与 源极则共同连结至该接地端。 14.如申请专利范围第13项所述之静电放电保护电 路,其中上述之第一静电侦测电路包含: 一第二电阻,其第一端连结于该第一输入端,其第 二端会输出该第一静电侦测信号; 一第一电容,其第一端连结于该第二电阻的该第二 端;及 一第二电容,其第一端连结于该第一电容的第二端 ,其第二端连结于该接地端。 15.如申请专利范围第14项所述之静电放电保护电 路,其中上述之第二静电侦测电路包含: 一第三电阻,其第一端连结于该第二输入端,其第 二端会输出该第二静电侦测信号;及 一第三电容,其第一端连结于该第三电阻的该第二 端,其第二端连结于该接地端。 16.如申请专利范围第15项所述之静电放电保护电 路,其中上述之第一电容、第二电容,以及第三电 容是利用金氧半场效应电晶体(MOSFET)所构成的电 容。 17.如申请专利范围第12项所述之静电放电保护电 路,其中上述之闸极驱动电路包含一第一PMOS、一 第二PMOS、一第三PMOS、一第四PMOS、一第一电阻、 一第三NMOS、一第四NMOS,以及一第五NMOS;其中该第 一PMOS的汲极与基底、该第二PMOS的基底、该第三 PMOS与该第四PMOS的汲极与基底,都共同连结于该第 一输入端;该第一PMOS、第三PMOS,以及该第四PMOS的 闸极都共同连结,并接收该第一静电侦测信号;该 第四PMOS的源极与该第一电阻的第二端共同连结并 输出该第一闸极驱动信号;该第一电阻的第一端、 该第二PMOS的闸极、该第三NMOS的闸极,以及该第五 NMOS的闸极共同连结,并接收该第二静电侦测信号; 该第二PMOS的源极、该第三NMOS的汲极,以及该第四 NMOS的闸极共同连结;该第四NMOS的源极与该第五NMOS 的汲极共同连结并输出该第二闸极驱动信号;该第 三NMOS的源极与基底、该第五NMOS的源极与基底,以 及该第四NMOS的基底,都共同连结于该接地端;该第 一PMOS的源极与该第二PMOS的汲极共同连结;该第三 PMOS的源极与该第四NMOS的汲极共同连结。 18.如申请专利范围第17项所述之静电放电保护电 路,其中上述之第一静电侦测电路包含: 一第二电阻,其第一端连结于该第一输入端,其第 二端会输出该第一静电侦测信号; 一第一电容,其第一端连结于该第二电阻的该第二 端;及 一第二电容,其第一端连结于该第一电容的第二端 ,其第二端连结于该接地端。 19.如申请专利范围第18项所述之静电放电保护电 路,其中上述之第二静电侦测电路包含: 一第三电阻,其第一端连结于该第二输入端,其第 二端会输出该第二静电侦测信号;及 一第三电容,其第一端连结于该第三电阻的该第二 端,其第二端连结于该接地端。 20.如申请专利范围第19项所述之静电放电保护电 路,其中上述之第一电容、第二电容,以及第三电 容是利用金氧半场效应电晶体(MOSFET)所构成的电 容。 21.如申请专利范围第12项所述之静电放电保护电 路,其中上述之闸极驱动电路包含一第一PMOS、一 第二PMOS、一第三PMOS、一第一电阻、一第三NMOS、 一第四NMOS,以及一第四电容;其中该第一PMOS的汲极 与基底、该第二PMOS的基底、该第三PMOS的汲极与 基底,以及该第一电阻的第一端,都共同连结于该 第一输入端;该第一PMOS的闸极接收该第一静电侦 测信号;该第二PMOS与该第三NMOS的闸极共同连结并 接收该第二静电侦测信号;该第三NMOS的基底与源 极共同连结于该接地端;该第二PMOS的源极与该第 三NMOS的汲极共同连结并输出该第二闸极驱动信号 ;该第一PMOS的源极与该第二PMOS的汲极共同连结;该 第一电阻的第二端、该第三PMOS与该第四NMOS的闸 极,以及该第四电容的第一端共同连结;该第四NMOS 的基底与源极,以及该第四电容的第二端共同连结 于该第二输入端;该第三PMOS的源极与该第四NMOS的 汲极共同连结并输出该第一闸极驱动信号。 22.如申请专利范围第21项所述之静电放电保护电 路,其中上述之第一静电侦测电路包含: 一第二电阻,其第一端连结于该第一输入端,其第 二端会输出该第一静电侦测信号; 一第一电容,其第一端连结于该第二电阻的该第二 端;及 一第二电容,其第一端连结于该第一电容的第二端 ,其第二端连结于该接地端。 23.如申请专利范围第22项所述之静电放电保护电 路,其中上述之第二静电侦测电路包含: 一第三电阻,其第一端连结于该第二输入端,其第 二端会输出该第二静电侦测信号;及 一第三电容,其第一端连结于该第三电阻的该第二 端,其第二端连结于该接地端。 24.如申请专利范围第23项所述之静电放电保护电 路,其中上述之第一电容、第二电容,以及第三电 容是利用金氧半场效应电晶体(MOSFET)所构成的电 容。 图式简单说明: 第一图显示传统堆叠NMOS电路的I-V曲线图; 第二图显示一传统堆叠NMOS的电路图; 第三图显示本发明之一较佳实施例的静电放电保 护电路图; 第四图显示本发明另一较佳实施例的静电放电保 护电路图; 第五图显示本发明另一较佳实施例的静电放电保 护电路图; 第六图显示本发明另一较佳实施例的静电放电保 护电路图;及 第七图显示本发明另一较佳实施例的静电放电保 护电路图。
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