本發(fā)明涉及一種靜電釋放(Electro Static Discharge，ESD)保護(hù)的觸發(fā)電路，特別是一種高壓ESD保護(hù)觸發(fā)電路。

背景技術(shù)：

在集成電路生產(chǎn)、封裝、測試、存放、搬運(yùn)過程中，靜電放電作為一種不可避免的自然現(xiàn)象而普遍存在。隨著集成電路工藝特征尺寸的減小和各種先進(jìn)工藝的發(fā)展，集成電路被ESD現(xiàn)象損毀的情況越來越普遍，有關(guān)研究調(diào)查表明，集成電路失效產(chǎn)品的30％都是由于遭受靜電放電現(xiàn)象所引起的。因此，使用高性能的ESD防護(hù)器件對集成電路電路加以保護(hù)顯得十分重要。

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)ESD的保護(hù)電路圖?，F(xiàn)有ESD保護(hù)電路包括NMOS管和電阻，NMOS管的漏極連接輸入輸出(IO)襯墊(PAD)，NMOS管的源極接地，電阻連接在NMOS管的柵極和源極之間。在ESD正脈沖產(chǎn)生時，ESD正脈沖會使高壓通過NMOS管的漏柵電容耦合到柵極使NMOS管打開，從而實(shí)現(xiàn)靜電釋放。圖1中作為輸出電路的N型驅(qū)動管(N_driver)即NMOS管N102也會直接接觸到ESD正脈沖，NMOS管的漏極連接輸入輸出襯墊、源極接地，NMOS管的柵極連接驅(qū)動信號Pre-drive，驅(qū)動信號Pre-drive由內(nèi)部電路(未示出)提供。NMOS管本來是作為輸出電路的驅(qū)動管的，由于NMOS管的漏極之間和輸入輸出襯墊連接，故NMOS管身要具有ESD自保護(hù)能力?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了使N_driver管即NMOS管具有ESD自保護(hù)能力，一般N_driver管需要按照ESD的規(guī)則(rule)來設(shè)計(jì)，即通過按照ESD的規(guī)則(rule)來設(shè)計(jì)使得N_driver有ESD自保護(hù)的能力。因?yàn)槠胀ǔＲ?guī)(normal)的NMOS的ESD自保護(hù)能力是相當(dāng)弱的。而在ESD的rule中，一般都需要NMOS在漏區(qū)(drain)端增加硅化物阻擋層(silicide block，SB)。

常規(guī)的高壓IO的輸出一般要按照ESD的rule(規(guī)則)來設(shè)計(jì)，才會有較強(qiáng)的ESD自保護(hù)能力。而有些應(yīng)用比如大驅(qū)動、開關(guān)管等要求使用的MOS非常大，通常要到幾千甚至幾萬微米，這個時候如果按照ESD的rule來設(shè)計(jì)會需要非常大的輸入輸出(IO)面積。如果按照常規(guī)的規(guī)則normal rule來設(shè)計(jì)，又常常不能均勻開啟，ESD自保護(hù)能力差，這個時候就需要ESD觸發(fā)電路來提高ESD自保護(hù)的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓ESD保護(hù)的觸發(fā)電路，能提高輸出驅(qū)動管的自保護(hù)能力。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高壓ESD保護(hù)觸發(fā)電路，所述觸發(fā)電路包括：

一具有電壓鉗位的器件，其陰極接輸入輸出襯墊；

一電容，其第一端接輸入輸出襯墊；

一第一電阻和第二電阻；

一第一NMOS管，其源極接地，其柵極與所述電容的第二端相連接，其漏極與所述第二電阻的第一端相連接；

所述具有電壓鉗位的器件的陽極與所述第二電阻的第二端相連接，所述第一電阻的一端與所述電容的第二端以及所述第一NMOS管的柵極相連接，所述第一電阻的另一端接地。

優(yōu)選地，所述電路還包括一驅(qū)動NMOS管，所述驅(qū)動NMOS管的柵極與所述具有電壓鉗位的器件的陽極相連接，所述驅(qū)動NMOS管的漏極接所述輸入輸出襯墊，所述驅(qū)動NMOS管的源極接地。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動NMOS管的柵極與第一NMOS管之間串聯(lián)所述第二電阻。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動NMOS管的柵極連接內(nèi)部電路。

優(yōu)選地，所述具有電壓鉗位的器件的擊穿電壓高于輸入輸出襯墊的工作電壓。

優(yōu)選地，所述具有電壓鉗位的器件的擊穿電壓低于所述驅(qū)動NMOS管的擊穿電壓。

優(yōu)選地，所述第一電阻為1000歐姆以上，所述第二電阻為1000歐姆以上。

優(yōu)選地，所述具有電壓鉗位的器件為鉗位二極管。

優(yōu)選地，所述具有電壓鉗位的器件為雙極結(jié)型晶體管。

優(yōu)選地，所述具有電壓鉗位的器件為P-LDMOS管。

優(yōu)選地，所述具有電壓鉗位的器件為N-LDMOS管。

本發(fā)明采用的高壓ESD保護(hù)觸發(fā)電路，讓大尺寸的驅(qū)動NMOS管(N_Driver，N型驅(qū)動管)的gate端在ESD時置高電位，均勻開啟驅(qū)動NMOS管(N_Driver管)的所有溝道幫助泄放ESD電流，提高ESD保護(hù)的能力。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的ESD保護(hù)電路圖。

圖2為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的高壓ESD保護(hù)觸發(fā)電路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及積極效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖2示出了本發(fā)明一個較佳實(shí)施例的電路圖的連接方式，由一個電容C1，一個鉗位二極管(clamp diode)，一個普通常規(guī)(normal)NMOS管和兩個限流電阻R1和R2組成一ESD觸發(fā)電路，所述鉗位二極管(clamp diode)的陰極接輸入輸出襯墊(IO)，陽極接電阻R2，所述電容C1的一端連接IO(輸入輸出襯墊)，一端連接R1和N1的柵極(gate)端；電阻R1的另一端接地(GND)；NMOS管N1的源極(source)和基極(bulk)端接地，漏端(drain)連接電阻R2的一端；電阻R2的另外一端接所述鉗位二極管的陽極。

本實(shí)施例的電路還包括一驅(qū)動NMOS管，所述驅(qū)動NMOS管的柵極與所述具有電壓鉗位的器件的陽極相連接，所述驅(qū)動NMOS管的漏極接所述輸入輸出襯墊，所述驅(qū)動NMOS管的源極接地。這樣的連接方式，讓大尺寸的驅(qū)動NMOS管(N_Driver，N型驅(qū)動管)的gate端在ESD時置高電位，均勻開啟驅(qū)動NMOS管(N_Driver管)的所有溝道幫助泄放ESD電流，提高ESD保護(hù)的能力。

作為驅(qū)動管的NMOS(N_Driver)的柵極(gate)可以直接連接至內(nèi)部電路，其電位由內(nèi)部電路控制。

本發(fā)明中，所述鉗位二極管(clamp diode)的選擇需要和輸入輸出襯墊(IO)的工作電壓以及驅(qū)動NMOS管(N_Driver管)的擊穿電壓相配合，鉗位二極管(clamp diode)的擊穿電壓要高于輸入輸出襯墊的工作電壓以確保觸發(fā)電路在正常工作時是不啟動的；同時又要比驅(qū)動NMOS管(N_Driver管)的擊穿電壓低，來保證ESD事件來臨時觸發(fā)電路能在驅(qū)動NMOS管(N_Driver管)發(fā)生擊穿前工作。

限流電阻R1和R2在1000歐姆以上，通過提高負(fù)載的總電阻而減少電流，這樣可以避免過大的電流燒毀用電器，也能起到分壓的作用。

本發(fā)明的電路在正常工作時，N1管由于gate端通過R1接地，處于關(guān)斷狀態(tài)，鉗位二極管(clamp diode)由于擊穿電壓高于工作電壓也處于截止?fàn)顟B(tài)；驅(qū)動NMOS管(N_Driver管)的柵極(gate)電位由內(nèi)部控制電路控制。當(dāng)ESD事件在輸入輸出襯墊(IO)端發(fā)生時，N1管由于R1和C1組成的RC觸發(fā)會處于開啟狀態(tài)；同時由于輸入輸出襯墊(IO)端的電位抬升到一定電位，會使得鉗位二極管(clamp diode)發(fā)生擊穿，電流會流過鉗位二極管(clamp diode)，電阻R2和N1管，使得驅(qū)動NMOS管(N_Driver管)的柵極(gate)端處于高電位，從而使大面積的驅(qū)動NMOS管(N_Driver管)的溝道能夠均勻開啟，幫助ESD電流從輸入輸出(IO)端到地(GND)的泄放，從而提高驅(qū)動NMOS管(N_Driver管)的自保護(hù)能力。

本實(shí)施例中的鉗位二極管(clamp diode)，可以用其他一切具有電壓鉗位的器件代替，比如雙極結(jié)型晶體管，或LDMOS管，從而可以實(shí)現(xiàn)不同的功能效果。如：使用鉗位二極管的功能效果是：對ESD信號響應(yīng)快速，設(shè)計(jì)簡單方便，可利用工藝上的不同P-

N結(jié)做為鉗位二極管，實(shí)現(xiàn)鉗位效果；

使用雙極結(jié)型晶體管的功能效果是：鉗位設(shè)計(jì)靈活，因?yàn)橐粋€雙極結(jié)型晶體管的BV_EB，BV_CB和BV_CEO是不一樣的，可利用不同的擊穿電壓實(shí)現(xiàn)不同的鉗位效果；

使用LDMOS管的功能效果是：LDMOS的鉗位設(shè)計(jì)方便調(diào)節(jié)。LDMOS結(jié)構(gòu)成熟，BV可在很大范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，利用LDMOS實(shí)現(xiàn)鉗位效果，可以在一定范圍內(nèi)設(shè)計(jì)出滿足不同應(yīng)用電壓的鉗位，不受工藝限制。

以上通過具體實(shí)施例對于本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制，在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可作出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。