專利名稱：防護(hù)電路模塊及防護(hù)電路架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本揭示內(nèi)容是有關(guān)于一種防護(hù) 電路，且特別是有關(guān)于一種靜電防護(hù)電路。
背景技術(shù)：
各種電子裝置或集成電路中通常會(huì)設(shè)置有靜電放電(Electrostatic Discharge,ESD)防護(hù)的機(jī)制，藉以避免當(dāng)人體帶有過多的靜電而去觸碰電子裝置時(shí)，電子裝置因?yàn)殪o電所產(chǎn)生的瞬間大電流而導(dǎo)致毀損，或是避免電子裝置受到環(huán)境或運(yùn)送工具所帶的靜電影響而產(chǎn)生無法正常運(yùn)作的情形。為達(dá)到前述的ESD防護(hù)效果，除了需有ESD電路的設(shè)置外，通常還需進(jìn)一步通過電路布局(layout)的方式，讓因靜電所生的電流通過ESD電路而非其他工作電路導(dǎo)通至系統(tǒng)線路端，避免因靜電電流而導(dǎo)致工作電路毀損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提出一種防護(hù)電路模塊及防護(hù)電路架構(gòu)，其可對(duì)應(yīng)電荷累積的異?，F(xiàn)象，對(duì)工作電路進(jìn)行保護(hù)操作，可避免工作電路受損。因此,本發(fā)明內(nèi)容的一態(tài)樣是在提供一種防護(hù)電路模塊，其I禹接于一輸入輸出級(jí)與一系統(tǒng)線路端之間，該防護(hù)電路模塊包括工作電路、靜電放電模塊以及保護(hù)電路。其中，工作電路耦接于該輸入輸出級(jí)與該系統(tǒng)線路端之間，該工作電路包括第一晶體管開關(guān)以及工作元件。工作元件耦接至第一晶體管開關(guān)的柵極。靜電放電模塊耦接于輸入輸出級(jí)與系統(tǒng)線路端之間，靜電放電模塊用以于輸入輸出級(jí)與系統(tǒng)線路端之間形成靜電放電路徑。保護(hù)電路耦接至輸入輸出級(jí)、系統(tǒng)線路端以及第一晶體管開關(guān)的柵極，當(dāng)輸入輸出級(jí)累積至預(yù)定電荷時(shí)，保護(hù)電路將第一晶體管開關(guān)的柵極導(dǎo)通至系統(tǒng)線路端，藉以關(guān)閉第一晶體管開關(guān)。本發(fā)明內(nèi)容的另一態(tài)樣是在提供一種防護(hù)電路架構(gòu)，其I禹接于一輸入輸出級(jí)以及兩系統(tǒng)線路端之間，該防護(hù)電路架構(gòu)包括第一防護(hù)電路模塊以及第二防護(hù)電路模塊，第一防護(hù)電路模塊耦接于輸入輸出級(jí)與其中一個(gè)系統(tǒng)線路端之間，第二防護(hù)電路模塊耦接于輸入輸出級(jí)與另外其中一個(gè)系統(tǒng)線路端之間。其中，第一防護(hù)電路模塊與第二防護(hù)電路模塊各自分別包括工作電路、靜電放電模塊以及保護(hù)電路。其中，工作電路耦接于該輸入輸出級(jí)與該其中一個(gè)系統(tǒng)線路端之間，該工作電路包括第一晶體管開關(guān)以及工作元件。工作元件耦接至第一晶體管開關(guān)的柵極。靜電放電模塊耦接于輸入輸出級(jí)與該其中一個(gè)系統(tǒng)線路端之間，靜電放電模塊用以于輸入輸出級(jí)與該其中一個(gè)系統(tǒng)線路端之間形成靜電放電路徑。保護(hù)電路耦接至輸入輸出級(jí)、該其中一個(gè)系統(tǒng)線路端以及第一晶體管開關(guān)的柵極，當(dāng)輸入輸出級(jí)累積至預(yù)定電荷時(shí)，保護(hù)電路將第一晶體管開關(guān)的柵極導(dǎo)通至該其中一個(gè)系統(tǒng)線路端，藉以關(guān)閉第一晶體管開關(guān)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案可對(duì)應(yīng)電荷累積的異?，F(xiàn)象，對(duì)工作電路進(jìn)行保護(hù)操作，可避免工作電路受損。


為讓本掲示內(nèi)容的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下圖I繪示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例中防護(hù)電路模塊的電路示意圖2繪示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例中防護(hù)電路模塊的電路示意圖；圖3繪示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例中防護(hù)電路架構(gòu)的電路示意圖；圖4繪示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例中防護(hù)電路架構(gòu)的電路示意圖；圖5A繪示采用根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中防護(hù)電路模塊的測試結(jié)果電壓時(shí)序圖；圖5B繪示未采用本案的防護(hù)電路模塊的測試結(jié)果電壓時(shí)序圖；以及圖5C繪示采用與未采用本案的防護(hù)電路模塊的測試結(jié)果電流對(duì)照時(shí)序圖。附圖標(biāo)號(hào)100、300、500a、500b、700a、700b :防護(hù)電路模塊500、700 :防護(hù)電路架構(gòu)200、400 :輸入輸出級(jí)202、402、404 :系統(tǒng)線路端120、320、520、530、720、730 :工作電路122、322、522、532、722、732 :工作元件140、340、540、550、740、750 :靜電放電模塊142、542、552 :靜電放電檢測電路160、360、560、570、760、770 :保護(hù)電路162、362、562、572、762、772 :電阻電容電路162a、362a、562a、572a、762a、772a :電阻器162b,362b,562b,572b,762b,772b :電容器Mnl、Mn2、Mn3、Mpl、Mp2、Mp3 :晶體管開關(guān)Nt :待測節(jié)點(diǎn)Cl、C2 :電流模擬折線Vref :模擬測試電壓訊號(hào)V1、V2:電壓模擬折線
具體實(shí)施例方式當(dāng)電路發(fā)生異常(例如靜電放電現(xiàn)象、短路、電カ供應(yīng)異常、電カ突波或其他異常因素)時(shí)，輸入輸出級(jí)可能發(fā)生電荷累積的情況，為了避免累積的電荷對(duì)工作電路造成影響(例如毀損工作電路)，本發(fā)明實(shí)施例提出ー種防護(hù)電路模塊及架構(gòu)。于本發(fā)明的防護(hù)電路模塊或架構(gòu)中，當(dāng)輸入輸出級(jí)累積一定的電荷(例如靜電電荷)時(shí)，便會(huì)觸發(fā)防護(hù)電路模塊或架構(gòu)進(jìn)而關(guān)閉工作電路中的第一晶體管開關(guān)，藉此可讓靜電電流通過預(yù)設(shè)的ESD電路模塊導(dǎo)通至系統(tǒng)線路端，避免過大的靜電電流流經(jīng)工作電路而導(dǎo)致工作電路毀損。請參閱圖1，其繪示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例中防護(hù)電路模塊100的電路示意圖。如圖I所示，防護(hù)電路模塊100包括工作電路120、靜電放電(electrostatic discharge,ESD)模塊140以及保護(hù)電路160。防護(hù)電路模塊100可耦接于輸入輸出級(jí)200(input/output stage, I/Ostage)與系統(tǒng)線路端202之間,舉例來說,輸入輸出級(jí)200可為一輸出緩沖級(jí)(output pad)，系統(tǒng)線路端202可為系統(tǒng)接地端(如GND)、系統(tǒng)低電壓端(如Vss)或系統(tǒng)聞電壓端(如Vdd)，于此實(shí) 施例中，以系統(tǒng)線路端202為系統(tǒng)低電壓端(Vss)例不說明，但本發(fā)明并不以此為限。于此實(shí)施例中，工作電路120包括晶體管開關(guān)Mnl以及工作元件122。工作元件122耦接至晶體管開關(guān)Mnl的柵極。實(shí)際上在例如電子顯示驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用中，工作元件122可為前級(jí)緩沖器(pre-buffer)，工作電路120根據(jù)前級(jí)緩沖器產(chǎn)生訊號(hào)通過晶體管開關(guān)Mnl至輸入輸出級(jí)200，于此應(yīng)用例中，輸入輸出級(jí)200可為顯示驅(qū)動(dòng)輸出緩沖級(jí)(,aisplay outputpad)。當(dāng)電路上發(fā)生靜電放電現(xiàn)象時(shí)，輸入輸出級(jí)200可能發(fā)生電荷累積的情況，當(dāng)輸入輸出級(jí)200累積過多的電荷時(shí)，累積的電荷便可能因電容效應(yīng)耦合至工作元件122與晶體管開關(guān)Mnl的柵極之間的線路上，晶體管開關(guān)Mnl因柵極電位提高而被導(dǎo)通，導(dǎo)致靜電電流流經(jīng)晶體管Mnl而不通過預(yù)設(shè)的ESD模塊140導(dǎo)通至系統(tǒng)線路端202。本發(fā)明的防護(hù)電路模塊100可用來防范此種情況發(fā)生，其作動(dòng)方式詳述于下列段落。于此實(shí)施例中，防護(hù)電路模塊100具有靜電放電模塊140,其稱接于輸入輸出級(jí)200與系統(tǒng)線路端202之間。如圖I所示，靜電放電模塊140包括晶體管開關(guān)Mn3以及靜電放電檢測電路(ESD detection circuit) 142,晶體管開關(guān)Mn3的柵極f禹接至靜電放電檢測電路142。靜電放電檢測電路142可用以檢測輸入輸出級(jí)200是否有ESD現(xiàn)象，該第三晶體管開關(guān)Mn3耦接于該輸入輸出級(jí)200與系統(tǒng)線路端202之間并用以作為靜電放電路徑，當(dāng)靜電放電電流產(chǎn)生時(shí)，靜電放電電流可通過第三晶體管開關(guān)Mn3進(jìn)行泄流。例如，靜電放電檢測電路142檢測到有ESD放電電荷累積在輸入輸出級(jí)200處，靜電放電檢測電路142便可導(dǎo)通晶體管開關(guān)Mn3將累積電荷泄流(discharge)至系統(tǒng)低電壓端Vss (即系統(tǒng)線路端202)。于此實(shí)施例中，晶體管開關(guān)Mn3可采用電流耐受性較高的電子元件，其比起一般的エ作元件較不易因瞬間大電流而損壞。一般來說，由ESD放電電荷狀態(tài)發(fā)生直到靜電放電模塊140完成泄流保護(hù)需經(jīng)過一定的反應(yīng)時(shí)間。 于此實(shí)施例中防護(hù)電路模塊100進(jìn)ー步具有保護(hù)電路160，保護(hù)電路160耦接至輸入輸出級(jí)200、系統(tǒng)線路端202以及晶體管開關(guān)Mnl的柵極。如圖I所示，保護(hù)電路160更包括晶體管開關(guān)Mn2以及電阻電容電路162。晶體管開關(guān)Mn2耦接于晶體管開關(guān)Mnl的柵極與系統(tǒng)線路端202之間。電阻電容電路162耦接至輸入輸出級(jí)200、系統(tǒng)線路端202以及晶體管開關(guān)Mn2的柵極。當(dāng)有ESD電荷累積在輸入輸出級(jí)200，且累積達(dá)ー預(yù)定電荷吋，電阻電容電路162充電以導(dǎo)通晶體管開關(guān)Mn2，進(jìn)而將晶體管開關(guān)Mnl的柵極導(dǎo)通至系統(tǒng)低電壓端Vss (系統(tǒng)線路端202)，藉以保護(hù)電路160便可關(guān)閉晶體管開關(guān)Mnl。如此ー來，當(dāng)ESD放電電荷累積在輸入輸出級(jí)200時(shí)達(dá)ー預(yù)定電荷時(shí)，保護(hù)電路160便可強(qiáng)制將工作電路120中的晶體管開關(guān)Mnl鎖定于關(guān)閉狀態(tài)，避免ESD電流流經(jīng)晶體管開關(guān)Mnl，進(jìn)而導(dǎo)致晶體管開關(guān)Mnl毀損。于此實(shí)施例中，電阻電容電路162可包括電阻器162a以及電容器162b,電容器162b耦接于晶體管開關(guān)Mn2的柵極與輸入輸出級(jí)200之間，而電阻器162a耦接于晶體管開關(guān)Mn2的柵極與系統(tǒng)線路端202之間。
電阻器162a與電容器162b所形成的時(shí)間常數(shù)，使電阻電容電路162對(duì)應(yīng)輸入輸出級(jí)200上的ESD放電電荷狀態(tài)具有一反應(yīng)時(shí)間。如此一來，由ESD放電狀態(tài)發(fā)生直到靜電放電模塊140完成泄流保護(hù)之間的空窗時(shí)間內(nèi)，保護(hù)電路160便可先行將工作電路120中的晶體管開關(guān)Mnl鎖定于關(guān)閉狀態(tài)，避免ESD電流流經(jīng)Mnl而導(dǎo)致Mnl毀損。為避免系統(tǒng)在上電操作時(shí)，因保護(hù)電路160的設(shè)置導(dǎo)致誤動(dòng)作的發(fā)生(例如Mnl在操作時(shí)需被開啟，保護(hù)電路導(dǎo)致Mnl被關(guān)閉)，在一實(shí)施例中，電阻器162a與電容器162b所形成的電阻電容時(shí)間常數(shù)(RC time constant)大致上可介于100毫微秒(ns)到I微秒(ms)之間，于另一實(shí)施例中，電阻電容時(shí)間常數(shù)可大致為200毫微秒(ns)。然而，本發(fā)明并不以特定的反應(yīng)時(shí)間大小關(guān)系而限。請一并參閱圖2，其繪示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例中防護(hù)電路模塊300的電路示意圖。于第二實(shí)施例中防護(hù)電路模塊300與第一實(shí)施例最大不同之處在于，防護(hù)電路模塊300中的靜電放電模塊340包括晶體管開關(guān)Mn3，但不設(shè)置獨(dú)立的靜電放電檢測電路。于圖2所示，晶體管開關(guān)Mn3的柵極耦接至保護(hù)電路360中的電阻電容電路362，也就是說，于此實(shí)施例中，靜電放電模塊340與保護(hù)電路360可部份整合，并共用電阻電容電路362作為晶體管開關(guān)Mn2與晶體管開關(guān)Mn3的控制信號(hào)來源，其中該第三晶體管開關(guān)Mn3耦接于該輸入輸出級(jí)200與系統(tǒng)線路端202之間并用以作為靜電放電路徑，當(dāng)靜電放電電流產(chǎn)生時(shí)，靜電放電電流通過第三晶體管開關(guān)Mn3進(jìn)行泄流，而晶體管開關(guān)Mn2則用以強(qiáng)制將工作電路320中的晶體管開關(guān)Mnl鎖定于關(guān)閉狀態(tài)。通過第二實(shí)施例的設(shè)置方法，可節(jié)省靜電放電檢測電路的設(shè)置成本與電路面積。關(guān)于第二實(shí)施例的其他電路元件與詳細(xì)作動(dòng)方法與第一實(shí)施例大致相同，可參考第一實(shí)施例中的相對(duì)應(yīng)內(nèi)容，在此不另贅述。在上述第一、第二實(shí)施例中，主要針對(duì)設(shè)置輸入輸出級(jí)與系統(tǒng)低電壓端(Vss)之間的防護(hù)電路模塊作例示性說明，但本發(fā)明并不以此為限。具相等性的防護(hù)電路模塊亦可用于輸入輸出級(jí)與系統(tǒng)高電壓端(Vdd)之間，僅須對(duì)高、低電壓方向進(jìn)行相對(duì)應(yīng)調(diào)整，此為本領(lǐng)的技術(shù)人員可輕易完成，故此不另贅述。于實(shí)際的應(yīng)用中，輸入輸出級(jí)200經(jīng)常同時(shí)耦接于高、低兩種不同準(zhǔn)位的系統(tǒng)線路端之間，本發(fā)明的防護(hù)電路亦可對(duì)應(yīng)設(shè)置于其耦接于輸入輸出級(jí)以及兩系統(tǒng)線路端(如系統(tǒng)高電壓端Vdd與系統(tǒng)低電壓端Vss、或是系統(tǒng)高電壓端Vdd與系統(tǒng)接地端GND)之間。請參閱圖3，其繪示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例中防護(hù)電路架構(gòu)500的電路示意圖，如圖3所示，防護(hù)電路架構(gòu)500包括防護(hù)電路模塊500a以及防護(hù)電路模塊500b。其中，防護(hù)電路模塊500b耦接于輸入輸出級(jí)400與其中一個(gè)系統(tǒng)線路端402 (如系統(tǒng)低電壓端Vss)之間，而防護(hù)電路模塊500a耦接于輸入輸出級(jí)400與另一個(gè)系統(tǒng)線路端404 (如系統(tǒng)高電壓端Vdd) ο其中，舉防護(hù)電路模塊500b來作說明，防護(hù)電路模塊500b包括工作電路520、靜電放電模塊540以及保護(hù)電路560。防護(hù)電路模塊500b可耦接于輸入輸出級(jí)400 (input/outputstage, I/O stage)與系統(tǒng)線路端402 (如系統(tǒng)低電壓端Vss)之間。于此實(shí)施例中，工作電路520包括晶體管開關(guān)Mnl以及工作元件522。工作元件522耦接至晶體管開關(guān)Mnl的柵極。防護(hù)電路模塊500a具有靜電放電模塊540，其耦接于輸入輸出級(jí)400與系統(tǒng)線路端402之間。如圖3所示，靜電放電模塊540包括晶體管開關(guān)Mn3以及靜電放電檢測電路(ESDdetection circuit) 542,晶體管開關(guān)Mn3的柵極I禹接至靜電放電檢測電路542。靜電放電檢測電路542可用以檢測輸入輸出級(jí)400是否有ESD現(xiàn)象，該第三晶體管開關(guān)Mn3耦接于該輸入輸出級(jí)400與系統(tǒng)線路端402之間并用以作為靜電放電路徑，當(dāng)靜電放電電流產(chǎn)生時(shí)，靜電放電電流通過第三晶體管開關(guān)Mn3進(jìn)行泄流。于此實(shí)施例中防護(hù)電路模塊500進(jìn)ー步具有保護(hù)電路560，保護(hù)電路560耦接至輸入輸出級(jí)400、系統(tǒng)線路端402以及晶體管開關(guān)Mnl的柵極。保護(hù)電路560更包括晶體管開關(guān)Mn2以及電阻電容電路562。晶體管開關(guān)Mn2稱接于晶體管開關(guān)Mnl的棚極與系統(tǒng)線路端402之間。電阻電容電路562耦接至輸入輸出級(jí)400、系統(tǒng)線路端402以及晶體管開關(guān)Mn2的柵極。當(dāng)有ESD電荷累積在輸入輸出級(jí)400，且累積達(dá)ー預(yù)定電荷吋，電阻電容電路562充電以導(dǎo)通晶體管開關(guān)Mn2，進(jìn)而將晶體管開關(guān)Mnl的柵極導(dǎo)通至系統(tǒng)低電壓端Vss (系 統(tǒng)線路端402)，藉以保護(hù)電路560便可關(guān)閉晶體管開關(guān)Mnl，避免ESD電流流經(jīng)晶體管開關(guān)Mnl而毀損晶體管開關(guān)Mnl。綜觀來說，防護(hù)電路架構(gòu)500中防護(hù)電路模塊500b可解決輸入輸出級(jí)400相對(duì)系統(tǒng)線路端402 (系統(tǒng)低電壓端Vss)之間的電荷累積問題，關(guān)于防護(hù)電路模塊500b的詳細(xì)作動(dòng)可參考第一實(shí)施例中的防護(hù)電路模塊100。具相等性的，另ー防護(hù)電路模塊500a則可對(duì)應(yīng)到輸入輸出級(jí)400相對(duì)系統(tǒng)線路端404(系統(tǒng)高電壓端Vdd)之間的電荷累積問題。其中防護(hù)電路模塊500a與防護(hù)電路模塊500b可具有相対稱的連接關(guān)系及采用對(duì)稱性的晶體管元件(N型晶體管開關(guān)、P型晶體管開關(guān))，但本發(fā)明并不以此為限。請參閱圖4，其繪示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例中防護(hù)電路架構(gòu)700的電路示意圖，于第四實(shí)施例中防護(hù)電路架構(gòu)700與第三實(shí)施例最大不同之處在于，防護(hù)電路架構(gòu)700中的靜電放電模塊740與靜電放電模塊750不設(shè)置獨(dú)立的靜電放電檢測電路。于圖4所示，晶體管開關(guān)Mn3與晶體管開關(guān)Mp3的柵極分別耦接至電阻電容電路762與電阻電容電路772。也就是說，于此實(shí)施例中，靜電放電模塊740與保護(hù)電路760可部份整合，并共用電阻電容電路762作為晶體管開關(guān)Mn2與晶體管開關(guān)Mn3的控制信號(hào)來源；而靜電放電模塊750與保護(hù)電路770可部份整合，并共用電阻電容電路772作為晶體管開關(guān)Mp2與晶體管開關(guān)Mp3的控制信號(hào)來源。于此實(shí)施例中，電阻電容電路772的電阻器與電容器所形成的電阻電容時(shí)間常數(shù)(RC time constant)可大致上介于100毫微秒(ns)到I微秒(ms)之間，于另一實(shí)施例中，電阻電容時(shí)間常數(shù)可大致為200毫微秒(ns)。然而，本發(fā)明并不以特定的反應(yīng)時(shí)間大小關(guān)系而限。其他詳細(xì)內(nèi)容可參考第一與第二實(shí)施例中的相對(duì)應(yīng)內(nèi)容，在此不另贅述。綜上所述，當(dāng)電路發(fā)生異常使輸入輸出級(jí)發(fā)生電荷累積的情況時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的防護(hù)電路模塊或架構(gòu)便會(huì)啟動(dòng)，進(jìn)而關(guān)閉工作電路中的第一晶體管開關(guān)，藉此可避免ESD電流流經(jīng)工作電路進(jìn)而造成工作電路損壞。以下段落展示本發(fā)明的實(shí)施例中防護(hù)電路模塊的模擬測試結(jié)果。請參閱圖5A、圖5B以及圖5C。其中，圖5A繪示采用根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中防護(hù)電路模塊的測試結(jié)果電壓時(shí)序圖；圖5B繪示未采用本案的防護(hù)電路模塊的測試結(jié)果電壓時(shí)序圖；圖5C繪示采用與未采用本案的防護(hù)電路模塊的測試結(jié)果電流對(duì)照時(shí)序圖。
請一并參照圖I、圖5A與圖5B，本模擬測試以電路模擬軟體HSPICE由輸入輸出級(jí)200輸入模擬測試電壓訊號(hào)(如圖5A與圖5B中的模擬測試電壓訊號(hào)Vref)，并量測待測節(jié)點(diǎn)(如圖I中的待測節(jié)點(diǎn)Nt)上的電壓。如圖5A所示，有采用本發(fā)明的一實(shí)施例中防護(hù)電路模塊，其測試結(jié)果待測節(jié)點(diǎn)的電壓模擬折線為Vl ;如圖5B所示，未采用本發(fā)明的防護(hù)電路模塊，其測試結(jié)果待測節(jié)點(diǎn)的電壓模擬折線為V2。對(duì)照圖5A與圖5B可發(fā)現(xiàn)，有采用本發(fā)明的一實(shí)施例中防護(hù)電路模塊，其待測節(jié)點(diǎn)上電壓模擬折線Vl受模擬測試電壓訊號(hào)Vref的影響波動(dòng)較??；而未采用本發(fā)明的防護(hù)電路模塊，其電壓模擬折線V2受模擬測試電壓訊號(hào)Vref的影響波動(dòng)較大。另外，圖5C是繪示采用本發(fā)明的一實(shí)施例中防護(hù)電路模塊時(shí)通過工作電路上晶體管開關(guān)的電流模擬折線Cl (請參照圖I中的晶體管開關(guān)Mnl)以及未采用本發(fā)明的防護(hù)電路模塊時(shí)通過工作電路上晶體管開關(guān)的電流模擬折線C2。 于圖5C中可發(fā)現(xiàn)，有采用本發(fā)明的一實(shí)施例中防護(hù)電路模塊，其待測節(jié)點(diǎn)上電流模擬折線Cl幾乎不受模擬測試電壓訊號(hào)的影響；而未采用本發(fā)明的防護(hù)電路模塊，其電流模擬折線C2則直接受模擬測試電壓訊號(hào)影響而改變，其波型甚至與模擬測試電壓訊號(hào)相似。綜上所述，當(dāng)電路發(fā)生ESD放電使輸入輸出級(jí)發(fā)生電荷累積的情況時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的防護(hù)電路模塊或架構(gòu)便會(huì)啟動(dòng)，對(duì)ESD放電電流進(jìn)行泄流，并進(jìn)而關(guān)閉工作電路中的第一晶體管開關(guān)，藉此可避免ESD流經(jīng)工作電路而工作電路中的晶體管損壞。以上雖以實(shí)施例說明本發(fā)明，但并不因此限定本發(fā)明的范圍，若本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行各種變形或變更，只要不脫離本發(fā)明的要旨，亦不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種防護(hù)電路模塊，其特征在于，所述防護(hù)電路模塊耦接于一輸入輸出級(jí)與一系統(tǒng)線路端之間，所述防護(hù)電路模塊包括 一工作電路，耦接于所述輸入輸出級(jí)與所述系統(tǒng)線路端之間，所述工作電路包括 一第一晶體管開關(guān)；以及 一工作元件，所述工作元件耦接至所述第一晶體管開關(guān)的一柵極； 一靜電放電模塊，耦接于所述輸入輸出級(jí)與所述系統(tǒng)線路端之間，所述靜電放電模塊用以于所述輸入輸出級(jí)與所述系統(tǒng)線路端之間形成一靜電放電路徑；以及 一保護(hù)電路，耦接至所述輸入輸出級(jí)、所述系統(tǒng)線路端以及所述第一晶體管開關(guān)的所述柵極，當(dāng)所述輸入輸出級(jí)累積至一預(yù)定電荷時(shí)，所述保護(hù)電路將所述第一晶體管開關(guān)的所述柵極導(dǎo)通至所述系統(tǒng)線路端，藉以關(guān)閉所述第一晶體管開關(guān)。
2.如權(quán)利要求I所述的防護(hù)電路模塊，其特征在于，所述保護(hù)電路更包括 一第二晶體管開關(guān)，耦接于所述第一晶體管開關(guān)的所述柵極與所述系統(tǒng)線路端之間；以及 一電阻電容電路，耦接至所述輸入輸出級(jí)、所述系統(tǒng)線路端以及所述第二晶體管開關(guān)的所述柵極，當(dāng)所述輸入輸出級(jí)累積達(dá)所述預(yù)定電荷時(shí)，所述電阻電容電路充電以開啟所述第二晶體管開關(guān)，進(jìn)而將所述第一晶體管開關(guān)的所述柵極導(dǎo)通至所述系統(tǒng)線路端。
3.如權(quán)利要求2所述的防護(hù)電路模塊，其特征在于，所述電阻電容電路包括一電阻器以及一電容器，所述電容器耦接于所述第二晶體管開關(guān)的所述柵極與所述輸入輸出級(jí)之間，而所述電阻器耦接于所述第二晶體管開關(guān)的所述柵極與所述系統(tǒng)線路端之間，其中所述電阻器與所述電容器所形成的一電阻電容時(shí)間常數(shù)大致上介于100毫微秒到I微秒之間。
4.如權(quán)利要求2所述的防護(hù)電路模塊，其特征在于，所述靜電放電模塊包括一第三晶體管開關(guān)，所述第三晶體管開關(guān)的一柵極耦接至所述電阻電容電路，所述第三晶體管開關(guān)耦接于所述輸入輸出級(jí)與所述系統(tǒng)線路端之間并用以作為所述靜電放電路徑，當(dāng)一靜電放電電流產(chǎn)生時(shí)，所述靜電放電電流通過所述第三晶體管開關(guān)。
5.如權(quán)利要求I所述的防護(hù)電路模塊，其特征在于，所述靜電放電模塊包括一第三晶體管開關(guān)以及一靜電放電檢測電路，所述第三晶體管開關(guān)的一柵極耦接至所述靜電放電檢測電路，所述第三晶體管開關(guān)耦接于所述輸入輸出級(jí)與所述系統(tǒng)線路端之間并用以作為所述靜電放電路徑，當(dāng)一靜電放電電流產(chǎn)生時(shí)，所述靜電放電電流通過所述第三晶體管開關(guān)。
6.一種防護(hù)電路架構(gòu)，其特征在于，所述防護(hù)電路架構(gòu)耦接于一輸入輸出級(jí)以及兩系統(tǒng)線路端之間，所述防護(hù)電路架構(gòu)包括 一第一防護(hù)電路模塊以及一第二防護(hù)電路模塊，所述第一防護(hù)電路模塊耦接于所述兩系統(tǒng)線路端之一與所述輸入輸出級(jí)之間，所述第二防護(hù)電路模塊耦接于所述兩系統(tǒng)線路端之另一與所述輸入輸出級(jí)之間，其中所述第一防護(hù)電路模塊與所述第二防護(hù)電路模塊各自分別包括 一工作電路，耦接于所述兩系統(tǒng)線路端之一與所述輸入輸出級(jí)與之間，所述工作電路包括 一第一晶體管開關(guān)；以及 一工作元件，所述工作元件耦接至所述第一晶體管開關(guān)的一柵極；一靜電放電模塊，耦接于所述兩系統(tǒng)線路端之一與所述輸入輸出級(jí)之間，所述靜電放電模塊用以于所述兩系統(tǒng)線路端之一與所述輸入輸出級(jí)之間形成一靜電放電路徑；以及 一保護(hù)電路，耦接至所述輸入輸出級(jí)、所述兩系統(tǒng)線路端之一以及所述第一晶體管開關(guān)的所述柵極，當(dāng)所述輸入輸出級(jí)累積至一預(yù)定電荷時(shí)，所述保護(hù)電路將所述第一晶體管開關(guān)的所述柵極導(dǎo)通至所述兩系統(tǒng)線路端之一，藉以關(guān)閉所述第一晶體管開關(guān)。
7.如權(quán)利要求6所述的防護(hù)電路架構(gòu)，其特征在于，所述保護(hù)電路更包括 一第二晶體管開關(guān)，耦接于所述第一晶體管開關(guān)的所述柵極與所述兩系統(tǒng)線路端之一之間；以及 一電阻電容電路，耦接至所述輸入輸出級(jí)、所述兩系統(tǒng)線路端之一以及所述第二晶體管開關(guān)的所述柵極，當(dāng)所述輸入輸出級(jí)累積達(dá)所述預(yù)定電荷時(shí)，所述電阻電容電路充電以開啟所述第二晶體管開關(guān)，進(jìn)而將所述第一晶體管開關(guān)的所述柵極導(dǎo)通至所述兩系統(tǒng)線路端之一。
8.如權(quán)利要求7所述的防護(hù)電路架構(gòu)，其特征在于，所述電阻電容電路包括一電阻器以及一電容器，所述電容器耦接于所述第二晶體管開關(guān)的所述柵極與所述輸入輸出級(jí)之間，而所述電阻器耦接于所述第二晶體管開關(guān)的所述柵極與所述兩系統(tǒng)線路端之一之間，其中所述電阻器與所述電容器所形成的一電阻電容時(shí)間常數(shù)大致上介于100毫微秒到I微秒之間。
9.如權(quán)利要求7所述的防護(hù)電路架構(gòu)，其特征在于，所述靜電放電模塊包括一第三晶體管開關(guān)，所述第三晶體管開關(guān)的一柵極耦接至所述電阻電容電路，所述第三晶體管開關(guān)用以形成所述靜電放電路徑。
10.如權(quán)利要求6所述的防護(hù)電路架構(gòu),其特征在于,所述靜電放電模塊包括一第三晶體管開關(guān)以及一靜電放電檢測電路，所述第三晶體管開關(guān)的一柵極耦接至所述靜電放電檢測電路，所述第三晶體管開關(guān)用以形成所述靜電放電路徑。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種防護(hù)電路模塊及防護(hù)電路架構(gòu)，其中防護(hù)電路模塊耦接于輸入輸出級(jí)與系統(tǒng)線路端之間，防護(hù)電路模塊包括工作電路、靜電放電模塊以及保護(hù)電路。其中，工作電路包括晶體管開關(guān)以及工作元件。工作元件耦接至晶體管開關(guān)的柵極。靜電放電模塊用以于輸入輸出級(jí)與系統(tǒng)線路端之間形成靜電放電路徑。保護(hù)電路耦接至輸入輸出級(jí)、系統(tǒng)線路端以及晶體管開關(guān)的柵極，當(dāng)輸入輸出級(jí)累積至特定的電荷時(shí)，保護(hù)電路將晶體管開關(guān)的柵極導(dǎo)通至系統(tǒng)線路端，藉以關(guān)閉晶體管開關(guān)。
文檔編號(hào)H02H7/20GK102623978SQ201110033358
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者蘇郁迪 申請人:新唐科技股份有限公司