專利名稱：靜電釋放保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜電釋放保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
通常，穿尼龍制品的人體靜電可能高達(dá)21，000V的高壓，750V左右的放電可以產(chǎn)生可見(jiàn)火花，而僅IOV左右的電壓就可能毀壞沒(méi)有靜電保護(hù)的芯片。靜電放電
(Electro-static Discharge,ESD)保護(hù)是CMOS集成電路可靠性設(shè)計(jì)的重要任務(wù)之一。當(dāng)芯片的外部或內(nèi)部積累的靜電荷通過(guò)芯片的管腳流入或流出芯片內(nèi)部時(shí)，瞬間產(chǎn)生的電流(峰值可達(dá)數(shù)安培)或電壓會(huì)損壞集成電路，使芯片失效。隨著CMOS工藝的演進(jìn)，芯片集成度越來(lái)越高，尺寸越來(lái)越小，ESD保護(hù)設(shè)計(jì)越來(lái)越困難，其中射頻集成電路的ESD設(shè)計(jì)尤為困難。這是因?yàn)镋SD防護(hù)電路會(huì)引入寄生電容，而且一般來(lái)說(shuō)ESD防護(hù)電路面積越大，所引入的寄生電容越大，這些寄生電容對(duì)射頻集成電路的影響隨著工作頻率的升高而加大。在高頻下，即使小的寄生電容，對(duì)射頻影響也很嚴(yán)重。故，目前的ESD保護(hù)電路泄載靜電的效果十分有限，而且會(huì)由于引入寄生電容而影響集成電路的性能。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的旨在于提供一種靜電釋放保護(hù)電路，其可減少寄生電容對(duì)集成電路性能的影響，且可快捷有效地釋放靜電。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種靜電釋放保護(hù)電路，應(yīng)用于集成電路，該靜電釋放保護(hù)電路包括第一電感、第一電阻、電容、第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)和第三電子開(kāi)關(guān)，其中第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)和第三電子開(kāi)關(guān)均包括控制端、第一信號(hào)端和第二信號(hào)端；
第一電感的第一端連接集成電路的內(nèi)部工作電壓端，第一電感的第二端依次通過(guò)第一電阻和電容連接集成電路的公共接地端，第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)的控制端均連接于第一電阻和電容之間，第一電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端連接第一電感的第二端，第一電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端連接第二電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端，第二電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端連接公共接地端，第三電子開(kāi)關(guān)的控制端連接于第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端之間。第一電子開(kāi)關(guān)為P溝道的場(chǎng)效應(yīng)管，第二電子開(kāi)關(guān)和第三電子開(kāi)關(guān)均為N溝道的場(chǎng)效應(yīng)管，其中任一電子開(kāi)關(guān)的控制端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，任一電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的漏極，任一電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的源極。靜電釋放保護(hù)電路還包括第一二極管和第二電感，第一二極管的陰極連接內(nèi)部工作電壓端，第一二極管的陽(yáng)極和電感的第一端均連接公共接地端，電感的第二端連接電容。
靜電釋放保護(hù)電路還包括第一場(chǎng)效應(yīng)管、第四電子開(kāi)關(guān)、第五電子開(kāi)關(guān)、第六電子開(kāi)關(guān)、第七電子開(kāi)關(guān)和第二電阻，其中第四場(chǎng)電子開(kāi)關(guān)、第五電子開(kāi)關(guān)、第六電子開(kāi)關(guān)和第七電子開(kāi)關(guān)均包括控制端、第一信號(hào)端和第二信號(hào)端；第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和第四電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端均連接集成電路的輸入/輸出信號(hào)端，第四電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端連接第一電感的第二端，第四電子開(kāi)關(guān)的控制端連接第五電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端和第六電子開(kāi)關(guān)的控制端，第五電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端接地，第五電子開(kāi)關(guān)的控制端通過(guò)第二電阻連接第二電感的第二端，第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接第二電感的第二端，第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接第五電子開(kāi)關(guān)的控制端，第七電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端連接第二電感的第二端，第七電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端連接第六電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端，第七電子開(kāi)關(guān)的控制端連接第五電子開(kāi)關(guān)的控制端。第四電子開(kāi)關(guān)和第六電子開(kāi)關(guān)均為P溝道的場(chǎng)效應(yīng)管，第五電子開(kāi)關(guān)和第七電子開(kāi)關(guān)均為N溝道的場(chǎng)效應(yīng)管，其中第四電子開(kāi)關(guān)、第六電子開(kāi)關(guān)、第五電子開(kāi)關(guān)和第七電子開(kāi)關(guān)中任一電子開(kāi)關(guān)的控制端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，任一電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的漏極，任一電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的源極。靜電釋放保護(hù)電路還包括第二二極管，第二二極管的陰極連接第一電感的第二端，第二二極管的陽(yáng)極連接集成電路的輸入/輸出信號(hào)端。該第一場(chǎng)效應(yīng)管為N溝道的場(chǎng)效應(yīng)管。本發(fā)明的有益效果如下
上述靜電釋放保護(hù)電路可同時(shí)對(duì)集成電路的內(nèi)部工作電壓和輸入/輸出端進(jìn)行靜電釋放保護(hù)，其通過(guò)多個(gè)釋放靜電路徑快速有效地泄掉靜電，同時(shí)，降低靜電釋放保護(hù)電路的寄生電容，抑制噪聲，從而提聞集成電路的穩(wěn)定性。
圖I為本發(fā)明靜電釋放保護(hù)電路的較佳實(shí)施方式的電路圖。元件符號(hào)
電感 |L1、L2 I二極管 |D1、D2-
電阻 R1、R2 .電容 C 場(chǎng)效應(yīng)管 Iqi-Q8|vdd、vss、i/o '
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述
請(qǐng)參見(jiàn)圖I，本發(fā)明涉及一種靜電釋放保護(hù)電路，其較佳實(shí)施方式包括電感LI和L2、電容C、二極管Dl和D2、電阻Rl和R2、場(chǎng)效應(yīng)管Q1-Q8。電感LI的第一端連接集成電路的內(nèi)部工作電壓端的焊盤VDD，電感L2的第一端連接集成電路的公共接地端的焊盤VSS，二極管Dl的陰極連接焊盤VDD，二極管Dl的陽(yáng)極連接焊盤VSS，電感LI的第二端依次通過(guò)電阻Rl和電容C連接電感L2的第二端。場(chǎng)效應(yīng)管Ql和Q2的柵極均連接電阻Rl和電容C之間的節(jié)點(diǎn)。場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極連接電感LI的第二端，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極連接電感L2的第二端，場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極和場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極之間的節(jié)點(diǎn)，場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極，場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極電感L2的第二端。場(chǎng)效應(yīng)管Q4和Q5的漏極均連接電路板上的輸入/輸出信號(hào)引腳的焊盤1/0，場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極連接電感LI的第二端，場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q6的漏極和場(chǎng)效應(yīng)管Q7的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極接地，場(chǎng)效應(yīng)管Q6的柵極通過(guò)電阻R2連接電感L2的第二端，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的源極連接電感L2的第二端，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q6的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q7的源極連接電感L2的第二端，場(chǎng)效應(yīng)管Q7和Q8的漏極相連接，場(chǎng)效應(yīng)管Q8的柵極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q8的源極連接電感L2的第二端。二極管D2的陰極連接電感LI的第二端，二極管D2的陽(yáng)極連接焊盤I/O。本實(shí)施例中，二極管Dl和D2均起到鉗位和隔離的作用。場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q4和Q7均為 PMOS (positive channel metal oxide semiconductor, P 溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)管，場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3和Q5-Q8均為NMOS管。下面對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的工作原理進(jìn)行說(shuō)明
當(dāng)焊盤VDD出現(xiàn)高靜電電壓或電流時(shí)，電感LI兩端的電壓突變，其產(chǎn)生的感應(yīng)阻抗可隔離部分靜電。通過(guò)電感LI的靜電電壓或電流分別流經(jīng)電阻Rl和流至場(chǎng)效應(yīng)管Ql、Q3、Q4和Q7的漏極，而電阻Rl和電容C構(gòu)成一延遲電路，使得通過(guò)電感LI的靜電電壓或電流于場(chǎng)效應(yīng)管Ql和Q2的柵極緩慢增大，場(chǎng)效應(yīng)管Ql和Q2的柵極電壓緩慢增大過(guò)程中，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極電壓大于場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極電壓，使得場(chǎng)效應(yīng)管Ql導(dǎo)通，進(jìn)而使得高靜電電壓或電流分流經(jīng)過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管Q1，此過(guò)程中若場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極電壓仍小于開(kāi)啟電壓，則場(chǎng)效應(yīng)管Q2截止，如此，場(chǎng)效應(yīng)管Q3導(dǎo)通，則高靜電電壓或電流流經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管Q3，再通過(guò)電路板的公共接地電壓端和接地端泄載掉。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極電壓緩慢增大到大于場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極開(kāi)啟電壓時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管Q2導(dǎo)通，則流經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管Ql的電流即可通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管Q2和電路板的接地端泄載掉。如此，即可快速有效地泄掉高靜電電壓或電流。高靜電電壓或電流被泄載完后，場(chǎng)效應(yīng)管Q1-Q3均截止。當(dāng)焊盤I/O產(chǎn)生高靜電電壓或電流時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的漏極電壓驟然增大，由于場(chǎng)效應(yīng)管的極間電容的作用，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極電壓瞬間增大，使得場(chǎng)效應(yīng)管Q5、Q8和Q6均導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)管Q4和Q7的柵極通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管Q6接地，使得場(chǎng)效應(yīng)管Q4和Q7也均導(dǎo)通，則從焊盤I/O產(chǎn)生的高靜電電壓或電流通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管Q5流入接地端，以及依次通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管Q4、Q7和Q8流入接地端，如此，即可快速有效地將高靜電電壓或電流泄掉。上述電阻R1、電容C、電感LI和L2可有效降低場(chǎng)效應(yīng)管的寄生電容，從而提高電路性能的穩(wěn)定性，另外，電感LI和L2還可抑制電路的噪聲。由上述工作原理可知，本實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)管Q1-Q4、Q6-Q8均起電子開(kāi)關(guān)的作用，故，在其他實(shí)施例中，場(chǎng)效應(yīng)管Q1-Q4、Q6-Q8還可用其他的電子開(kāi)關(guān)如三極管，甚至電子開(kāi)關(guān)芯片替代，具體地，電子開(kāi)關(guān)的控制端如三極管的基極相當(dāng)于場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端如三極管的集電極相當(dāng)于場(chǎng)效應(yīng)管的漏極，電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端如三級(jí)管的發(fā)射極相當(dāng)于場(chǎng)效應(yīng)管的源極。上述靜電釋放保護(hù)電路可同時(shí)對(duì)集成電路的內(nèi)部工作電壓和輸入/輸出端進(jìn)行靜電釋放保護(hù)，其通過(guò)多個(gè)釋放靜電路徑快速有效地泄掉靜電，同時(shí)，降低靜電釋放保護(hù)電路的寄生電容，抑制噪聲，從而提聞集成電路的穩(wěn)定性。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范
圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種靜電釋放保護(hù)電路，應(yīng)用于集成電路，其特征在于其包括第一電感、第一電阻、電容、第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)和第三電子開(kāi)關(guān)，其中第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)和第三電子開(kāi)關(guān)均包括控制端、第一信號(hào)端和第二信號(hào)端； 第一電感的第一端連接集成電路的內(nèi)部工作電壓端，第一電感的第二端依次通過(guò)第一電阻和電容連接集成電路的公共接地端，第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)的控制端均連接于第一電阻和電容之間，第一電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端連接第一電感的第二端，第一電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端連接第二電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端，第二電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端連接公共接地端，第三電子開(kāi)關(guān)的控制端連接于第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端之間。
2.如權(quán)利要求I所述的靜電釋放保護(hù)電路，其特征在于第一電子開(kāi)關(guān)為P溝道的場(chǎng)效應(yīng)管，第二電子開(kāi)關(guān)和第三電子開(kāi)關(guān)均為N溝道的場(chǎng)效應(yīng)管，其中任一電子開(kāi)關(guān)的控制端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，任一電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的漏極，任一電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的源極。
3.如權(quán)利要求I所述的靜電釋放保護(hù)電路，其特征在于靜電釋放保護(hù)電路還包括第一二極管和第二電感，第一二極管的陰極連接內(nèi)部工作電壓端，第一二極管的陽(yáng)極和電感的第一端均連接公共接地端，電感的第二端連接電容。
4.如權(quán)利要求3所述的靜電釋放保護(hù)電路，其特征在于靜電釋放保護(hù)電路還包括第一場(chǎng)效應(yīng)管、第四電子開(kāi)關(guān)、第五電子開(kāi)關(guān)、第六電子開(kāi)關(guān)、第七電子開(kāi)關(guān)和第二電阻，其中第四場(chǎng)電子開(kāi)關(guān)、第五電子開(kāi)關(guān)、第六電子開(kāi)關(guān)和第七電子開(kāi)關(guān)均包括控制端、第一信號(hào)端和第二信號(hào)端；第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和第四電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端均連接集成電路的輸入/輸出信號(hào)端，第四電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端連接第一電感的第二端，第四電子開(kāi)關(guān)的控制端連接第五電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端和第六電子開(kāi)關(guān)的控制端，第五電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端接地，第五電子開(kāi)關(guān)的控制端通過(guò)第二電阻連接第二電感的第二端，第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極連接第二電感的第二端，第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連接第五電子開(kāi)關(guān)的控制端，第七電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端連接第二電感的第二端，第七電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端連接第六電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端，第七電子開(kāi)關(guān)的控制端連接第五電子開(kāi)關(guān)的控制端。
5.如權(quán)利要求4所述的靜電釋放保護(hù)電路，其特征在于第四電子開(kāi)關(guān)和第六電子開(kāi)關(guān)均為P溝道的場(chǎng)效應(yīng)管，第五電子開(kāi)關(guān)和第七電子開(kāi)關(guān)均為N溝道的場(chǎng)效應(yīng)管，其中第四電子開(kāi)關(guān)、第六電子開(kāi)關(guān)、第五電子開(kāi)關(guān)和第七電子開(kāi)關(guān)中任一電子開(kāi)關(guān)的控制端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，任一電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的漏極，任一電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端對(duì)應(yīng)為場(chǎng)效應(yīng)管的源極。
6.如權(quán)利要求4所述的靜電釋放保護(hù)電路，其特征在于靜電釋放保護(hù)電路還包括第二二極管，第二二極管的陰極連接第一電感的第二端，第二二極管的陽(yáng)極連接集成電路的輸入/輸出信號(hào)端。
7.如權(quán)利要求4所述的靜電釋放保護(hù)電路，其特征在于該第一場(chǎng)效應(yīng)管為N溝道的場(chǎng)效應(yīng)管。
全文摘要
一種靜電釋放保護(hù)電路，包括第一電感、第一電阻、電容、第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)和第三電子開(kāi)關(guān)，其中第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)和第三電子開(kāi)關(guān)均包括控制端、第一信號(hào)端和第二信號(hào)端；第一電感的第一端連接集成電路的內(nèi)部工作電壓端，第一電感的第二端依次通過(guò)第一電阻和電容連接集成電路的公共接地端，第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)的控制端均連接于第一電阻和電容之間，第一電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端連接第一電感的第二端，第一電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端連接第二電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端，第二電子開(kāi)關(guān)的第二信號(hào)端連接公共接地端，第三電子開(kāi)關(guān)的控制端連接于第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)的第一信號(hào)端之間。上述發(fā)明可快速有效地泄掉靜電。
文檔編號(hào)H02H9/04GK102842898SQ20121033322
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者劉茜蕾, 李學(xué)建, 馬傳輝, 王永平 申請(qǐng)人:廣州潤(rùn)芯信息技術(shù)有限公司