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

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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。
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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 *

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