发明名称 一种可耐受高电压且具有良好静电放电耐受力之输出入缓冲器
摘要 本发明提出一种可耐受高电压(high voltage)之输出入缓冲器(input/output buffer)。本发明之I/O缓冲器包含有一接合垫、一驱动PMOS、一缓冲NMOS以及一驱动 NMOS。该接合垫耦合至一设于一高电源线以及一低电源线之间的电源线间保护电路。该驱动PMOS具有一浮动基极、一耦合至该高电源线之源极以及一耦合至该接合垫之汲极。该缓冲NMOS,具有一耦合至该高电源线之闸极、以及一耦合至该接合垫之汲极。该驱动NMOS,具有一耦合至该缓冲NMOS之源极的汲极、以及一耦合至该低电源线之源极。当一相对于该低电源线之正ESD事件发生于该接合垫时,该电源线间保护电路会被触发以降低该高电源线之电压,并透过该高电源线,关闭该缓冲NMOS。如此,ESD电流便不会流经串接的驱动NMOS的表面通道。可以保护驱动 NMOS免于受ESD应力而毁损。
申请公布号 TW449968 申请公布日期 2001.08.11
申请号 TW089115595 申请日期 2000.08.03
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 苏宏德;李建兴;吴宜勋;吴茂霖
分类号 H03K17/10;H01L23/60 主分类号 H03K17/10
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种可耐受高电压(high voltage)之输出入缓冲器( input/output buffer),包含有: 一接合垫,耦合至一设于一高电源线以及一低电源 线之间的电源线间保护电路; 一驱动PMOS,具有一浮动基极、一耦合至该高电源 线之源极以及一耦合至该接合之汲极; 一缓冲NMOS,具有一耦合至该高电源线之闸极、以 及一耦合至该接合垫之汲极;以及 一驱动NMOS,具有一耦合至该缓冲NMOS之源极的汲极 、以及一耦合至该低电源线之源极; 其中,当一相对于该低电源线之正静电放电事件发 生于该接合垫时,该电源线间保护电路会被触发以 降低该高电源线之电压,并透过该高电源线,关闭 该缓冲NMOS。2.如申请专利范围第1项之输出入缓冲 器,其中,该电源线间保护电路包含有: 一突波侦测器,连接于该接合垫与该第二电源线之 间;以及 一电源线间开关,连接于该第一电源线与该第二电 源线之间; 其中,当该突波侦测器侦测到该接合垫有正静电放 电事件发生时,该突波侦测器会触发该电源间开关 ,以使该第一电源线与该第二电源线近乎短路。3. 如申请专利范围第2项之输出入缓冲器,其中,该突 波侦测器包含有串接之一电容与一电阻。4.如申 请专利范围第3项之输出入缓冲器,其中,该电容系 以一反向之二极体所构成。5.如申请专利范围第2 项之输出入缓冲器,其中,该电源线间开关系以一 NMOS所构成,该NMOS之汲极与源极分别耦合至该第一 电源线与该第二电源线,该NMOS之闸极受控于该突 波侦测器。6.如申请专利范围第1项之输出入缓冲 器,其中,该驱动PMOS为一包含有复数指状闸之PMOS。 7.如申请专利范围第6项之输出入缓冲器,其中,至 少一该驱动PMOS之指状闸耦合至该第一电源线,其 余之该驱动PMOS之指状闸耦合至一前级驱动器。8. 如申请专利范围第1项之输出入缓冲器,其中,该驱 动NMOS为一包含有复数指状闸之NMOS。9.如申请专利 范围第8项之输出入缓冲器,其中,至少一该驱动NMOS 之指状闸耦合至该第二电源线,其余之该驱动NMOS 之指状闸耦合至一前级驱动器。10.如申请专利范 围第1项之输出入缓冲器,其中,该驱动PMOS之闸极系 耦合至该第一电源线。11.如申请专利范围第1项之 输出入缓冲器,其中,该驱动PMOS之闸极系耦合至一 前级驱动器。12.如申请专利范围第1项之输出入缓 冲器,其中,该驱动NMOS之闸极系耦合至该第二电源 线。13.如申请专利范围第1项之输出入缓冲器,其 中,该驱动NMOS之闸极系耦合至该一前级驱动器。 图式简单说明: 第一图为一种习知的高电压耐受I/O缓冲器的电路 示意图; 第二图为ESD电流流经N1与N3的示意图; 第三图为本发明之高电压耐受I/O缓冲器的电路示 意图;以及 第四图为本发明之I/O缓冲器遭遇一相对于电源线 VSS为正电压之ESD事件时的放电路径示意图。
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