CN103036220B - 一种esd电路保护结构 - Google Patents

一种esd电路保护结构 Download PDF

Info

Publication number
CN103036220B
CN103036220B CN201210133340.2A CN201210133340A CN103036220B CN 103036220 B CN103036220 B CN 103036220B CN 201210133340 A CN201210133340 A CN 201210133340A CN 103036220 B CN103036220 B CN 103036220B
Authority
CN
China
Prior art keywords
esd
signal
circuit
port
nmos
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210133340.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103036220A (zh
Inventor
邓樟鹏
苏庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Original Assignee
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp filed Critical Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority to CN201210133340.2A priority Critical patent/CN103036220B/zh
Publication of CN103036220A publication Critical patent/CN103036220A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103036220B publication Critical patent/CN103036220B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种ESD电路保护结构，包括：ESD信号判断电路，其端口一接电源，端口二接信号选择电路，端口三接IO端，能检测判断IO端是否有ESD事件发生，并输出判断信号至所述信号选择电路；信号选择电路，其端口一、端口二分别连接所述ESD信号判断电路的端口二和内部电路的控制信号，其端口三输出信号至驱动NMOS的栅极；其能对输入信号进行选择，当判断IO端有ESD事件发生，其输出信号为低电平；当判断IO端无ESD事件发生，其输出信号为内部电路的控制信号；驱动NMOS，其漏极接IO端，其源极接地；ESD NMOS，其栅极通过一电阻接地，其漏极接IO端，其源极接地。本发明的ESD保护结构能解决现有IO ESD保护电路在驱动NMOS导通态下无法有效保护电路的问题。

Description

一种ESD电路保护结构
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种ESD电路保护结构。
背景技术
静电是一种客观的自然现象，产生的方式多种，如接触、摩擦、电器间感应等。静电的特点是长时间积聚、高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。静电在多个领域造成严重危害。摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害，常常造成电子电器产品运行不稳定，甚至损坏。ESD是20世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危害及静电防护等的学科，国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD。
目前，常用作IO保护的ESD保护电路如图1所示。作为驱动管的NMOS的gate一般直接连接至内部电路，其电位由内部电路控制。通常会要求驱动NMOS(N_Driver)触发电压高于ESD NMOS的开启电压，以便ESD来临时可通过ESD Path1泄放。但由于驱动NMOS的栅极电位A由内部电路控制，在ESD电流来临时有可能处于高电位，此时可能导致驱动NMOS的触发电压低于ESD NMOS的开启电压时，保护电路则无法起到ESD保护效果，最终驱动NMOS先于ESD NMOS损毁。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有IO ESD保护电路在驱动NMOS导通态下无法有效保护电路的问题。
为解决上述技术问题，本发明的ESD电路保护结构，包括：
ESD信号判断电路，其端口一接电源，端口二接信号选择电路，端口三接IO端，能检测判断IO端是否有ESD事件发生，并输出判断信号B至所述信号选择电路；
信号选择电路，其端口一、端口二分别连接所述ESD信号判断电路的端口二输出信号B和内部电路的控制信号A，其端口三输出信号Y至驱动NMOS的栅极；其能对输入信号A、B进行选择，当B信号判断IO端有ESD事件发生，其输出信号Y为低电平；当B信号判断IO端无ESD事件发生，其输出信号Y为内部电路控制信号A；
驱动NMOS，其漏极接IO端，其源极接地；
ESD NMOS，其栅极通过一电阻接地，其漏极接IO端，其源极接地。
其中，所述ESD判断电路包括：一二极管，其阳极接IO端，其阴极与电源相连；一电容，其一端与电源相连，另一端与一电阻的一端和一反相器的输入端相连，所述电阻的另一端接地；所述反相器的输出端与所述信号选择电路相连；所述反相器包括：一NMOS和一PMOS，它们的栅极共接作为反相器的输入端，它们的漏极共接作为反相器的输出端，PMOS的源极和衬底N阱电位接电源，NMOS的源极和衬底P阱电位接地。
其中，所述信号选择电路为二输入端一输出端的与门电路，其输入端分别接所述反相器的输出端、内部电路信号，其输出端接驱动NMOS的栅极。
电路在正常工作时，反相器的输入端因为通过电阻与GND(地)相连，会处于低电位，则反相器输出信号B为高电位，信号B和内部电路输出的信号A通过与门后，会始终输出A的电位至驱动管NMOS的栅极。若IO对GND发生ESD时，ESD电位会通过Diode(二极管)拉高VDD(电源)电位，RC(电阻电容)网络会耦合一个高电位至反相器的输入端，则反相器输出信号B为低电位，此时与门输出Y也始终为低电位并连接至驱动管NMOS的栅极，关断驱动管，提高了驱动管NMOS的触发电压，使得ESD NMOS能先于驱动管NMOS触发，ESD电流通过ESD NMOS进行泄放，起到保护驱动管NMOS和内部电路的作用。
在ESD电流从IO端流向GND端时，ESD探测电路会输出低电位至驱动NMOS的栅极，提高驱动NMOS的触发电压使得ESD NMOS先开启，让ESD电流可以从ESD NMOS泄放，进行ESD保护。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是一种现有ESD保护结构的示意图。
图2是本发明ESD电路保护结构的示意图。
图3是本发明一实施例的示意图。
附图标记说明
1是ESD信号判断电路的端口一
2是ESD信号判断电路的端口二
3是ESD信号判断电路的端口三
4是信号选择电路的端口一
5是信号选择电路的端口二
6是信号选择电路的端口三
7是驱动NMOS
8是ESD NMOS
9是电阻
10是二极管
11是电容
12是电阻
13是反相器
14是NMOS
15是PMOS
16是反相器的输入端
17是反相器的输出端
具体实施方式
如图3所示，本发明一实施例，包括：
ESD信号判断电路，包括：一二极管10，其阳极接IO端，其阴极与电源相连；一电容11，其一端与电源VDD相连，另一端与电阻12的一端和一反相器13的输入端相连，所述电阻12的另一端接地；所述反相器13的输出端与所述信号选择电路相连。
所述信号选择电路为二输入端一输出端的与门电路，其输入端分别接所述反相器13的输出端、内部电路信号，其输出端接驱动NMOS 7的栅极；其端口一4、端口二5分别连接所述ESD信号判断电路的输出信号B和内部电路的控制信号A，其端口三6输出信号Y至驱动NMOS 7的栅极；其能对输入信号A、B进行选择，当B信号判断IO端有ESD事件发生，其输出信号Y为低电平；当B信号判断IO端无ESD事件发生，其输出信号Y为A；
驱动NMOS 7，其漏极接IO端，其源极接地；
ESD NMOS 8，其栅极通过一电阻9接地，其漏极接IO端，其源极接地；
所述反相器包括：NMOS 14和PMOS 15，它们的栅极共接作为反相器的输入端16，它们的漏极共接作为反相器的输出端17，PMOS 15的源极和衬底N阱电位接电源，NMOS 14的源极和衬底P阱电位接地。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种ESD电路保护结构，其特征是，包括：
ESD信号判断电路，其端口一接电源，端口二接信号选择电路，端口三接IO端，能检测判断IO端是否有ESD事件发生，并输出判断信号至所述信号选择电路；
信号选择电路，其端口一连接所述ESD信号判断电路的端口二，其端口二连接内部电路的控制信号，其端口三输出信号至驱动NMOS的栅极；其能对输入信号进行选择，当判断IO端有ESD事件发生，其输出信号为低电平；当判断IO端无ESD事件发生，其输出信号为内部电路的控制信号；
驱动NMOS，其漏极接IO端，其源极接地；
ESD NMOS，其栅极通过一电阻接地，其漏极接IO端，其源极接地；
所述判断电路包括：一二极管，其阳极接IO端，其阴极与电源相连；一电容，其一端与电源相连，该电容另一端与一电阻的一端相连，并且该电容另一端还与一反相器的输入端相连，所述电阻的另一端接地；所述反相器的输出端与所述信号选择电路相连；
所述信号选择电路为二输入端一输出端的与门电路，其输入端分别接所述反相器的输出端、内部电路信号，其输出端接驱动NMOS的栅极；
所述反相器包括:一NMOS和一PMOS，它们的栅极共接作为反相器的输入端，它们的漏极共接作为反相器的输出端，PMOS的源极和衬底N阱电位接电源，NMOS的源极和衬底P阱电位接地。
CN201210133340.2A 2012-04-28 2012-04-28 一种esd电路保护结构 Active CN103036220B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210133340.2A CN103036220B (zh) 2012-04-28 2012-04-28 一种esd电路保护结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210133340.2A CN103036220B (zh) 2012-04-28 2012-04-28 一种esd电路保护结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103036220A CN103036220A (zh) 2013-04-10
CN103036220B true CN103036220B (zh) 2015-04-08

Family

ID=48022839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210133340.2A Active CN103036220B (zh) 2012-04-28 2012-04-28 一种esd电路保护结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103036220B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104422873A (zh) * 2013-08-20 2015-03-18 上海华虹宏力半导体制造有限公司 高压器件hci测试电路
CN104749437B (zh) * 2013-12-25 2018-02-06 上海华虹宏力半导体制造有限公司 版图上io间esd电阻的检查方法
CN105529693A (zh) * 2015-09-01 2016-04-27 北京中电华大电子设计有限责任公司 一种集成电路内部esd保护电路
CN112838849A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 思瑞浦微电子科技（苏州）股份有限公司 输出管脚的静电保护电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1787321A (zh) * 2004-12-08 2006-06-14 上海华虹Nec电子有限公司 一种静电放电保护电路
CN101626228A (zh) * 2009-07-13 2010-01-13 浙江大学 集成电路芯片输入\输出引脚esd防护的开关电路
CN102013674A (zh) * 2009-09-07 2011-04-13 上海宏力半导体制造有限公司 静电放电保护电路和方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8254069B2 (en) * 2005-10-28 2012-08-28 Fairchild Semiconductor Corporation ESD protection for outputs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1787321A (zh) * 2004-12-08 2006-06-14 上海华虹Nec电子有限公司 一种静电放电保护电路
CN101626228A (zh) * 2009-07-13 2010-01-13 浙江大学 集成电路芯片输入\输出引脚esd防护的开关电路
CN102013674A (zh) * 2009-09-07 2011-04-13 上海宏力半导体制造有限公司 静电放电保护电路和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MOS器件的ESD失效;赖忠有等;《电子产品可靠性与环境试验》;20111231;第29卷(第6期);第64－67页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103036220A (zh) 2013-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101626154B (zh) 集成电路esd全芯片防护电路
CN103490374B (zh) 一种量产测试设备及其短路过流保护电路
CN105437981B (zh) 一种汽车高压放电控制系统
US10374420B2 (en) ESD positive and negative detection and capture, and logging circuitry
CN103036220B (zh) 一种esd电路保护结构
CN103607172B (zh) 同时实现光伏电站负极接地和对地绝缘阻抗检测的装置
CN104242286B (zh) 一种低漏电型电源钳位esd保护电路
CN109375087A (zh) 一种具有高速检测igbt短路故障的保护电路与方法
CN103401229A (zh) 带有反馈加强的电压触发的静电放电箝位电路
CN103107528A (zh) 一种电源钳位静电放电保护电路
CN104269399A (zh) 一种防静电保护电路
CN106356823A (zh) 集成于芯片内的浪涌保护电路
CN106786455A (zh) Esd保护电路
CN208623330U (zh) 一种具有防反接电路的esd保护电路
CN202917970U (zh) 电源钳位esd保护电路
CN103840440A (zh) 电源钳位esd电路
CN105337252B (zh) 具有自检功能的漏电保护装置
CN103280787A (zh) 防静电电路
CN102280870A (zh) 切换电路板及其保护方法
CN101859766A (zh) 从电源vdd到io管脚之间的一种新型nmos箝位及其应用方法
CN104124678B (zh) 防雷隔离器以及防雷隔离电路
CN103515944A (zh) 采用双通道技术的用于电源和地之间ESD保护的Power Clamp
CN211856719U (zh) 一种静电泄放及过压保护预警装置、服务器连接系统
CN102931631A (zh) 一种高压直流电源系统的输出漏电保护装置
CN108565849A (zh) 一种高性能的静电保护电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHANGHAI HUAHONG GRACE SEMICONDUCTOR MANUFACTURING

Free format text: FORMER OWNER: HUAHONG NEC ELECTRONICS CO LTD, SHANGHAI

Effective date: 20140114

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 201206 PUDONG NEW AREA, SHANGHAI TO: 201203 PUDONG NEW AREA, SHANGHAI

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20140114

Address after: 201203 Shanghai city Zuchongzhi road Pudong New Area Zhangjiang hi tech Park No. 1399

Applicant after: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corporation

Address before: 201206, Shanghai, Pudong New Area, Sichuan Road, No. 1188 Bridge

Applicant before: Shanghai Huahong NEC Electronics Co., Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant