CN103840443A - 一种电源保护电路及其芯片 - Google Patents

一种电源保护电路及其芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN103840443A
CN103840443A CN201210471237.9A CN201210471237A CN103840443A CN 103840443 A CN103840443 A CN 103840443A CN 201210471237 A CN201210471237 A CN 201210471237A CN 103840443 A CN103840443 A CN 103840443A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
transistor
coupled
vtrig
voltage
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.)
Pending
Application number
CN201210471237.9A
Other languages
English (en)
Inventor
娄冬
李育超
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.)
CSMC Technologies Corp
Original Assignee
Wuxi CSMC Semiconductor Co Ltd
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 Wuxi CSMC Semiconductor Co Ltd filed Critical Wuxi CSMC Semiconductor Co Ltd
Priority to CN201210471237.9A priority Critical patent/CN103840443A/zh
Priority to PCT/CN2013/087455 priority patent/WO2014079352A1/zh
Publication of CN103840443A publication Critical patent/CN103840443A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0266—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using field effect transistors as protective elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种电源保护电路及其芯片。该电源保护电路包括钳位电路、第一晶体管（M0）、第二晶体管（M24），其中钳位电路耦接于电源（VDD）和第一晶体管的第三电极之间，第一晶体管的第一电极耦接于电源且第二电极接地，第二晶体管的第一电极耦接于第一晶体管的第三电极、第二电极耦接于地且第三电极耦接于电源。利用本发明可以对电源和芯片进行保护。

Description

一种电源保护电路及其芯片
技术领域
本发明涉及一种电源保护电路及其芯片。
背景技术
随着科技的发展，电子芯片内包括越来越多的电子器件和执行越来越多的功能。芯片在系统中正常工作时，面对系统中可能出现的毛刺电压，电源VDD与接地GND之间并没有一个嵌位或者滤波的电路结构。若芯片长期在这种系统中工作时，对芯片与系统得可靠性安全性都会产生不好的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电源保护电路及其芯片，用于对电源和芯片进行保护。
本发明提供一种电源保护电路，其特征在于，所述电源保护电路包括钳位电路、第一晶体管（M0）、第二晶体管（M24），其中
钳位电路耦接于电源（VDD）和第一晶体管的第三电极之间，第一晶体管的第一电极耦接于电源且第二电极接地，第二晶体管的第一电极耦接于第一晶体管的第三电极、第二电极耦接于地且第三电极耦接于电源。
优选地，所述钳位电路包括串联的采用二极管方式连接的N个PMOS管，其中N≥[Vtrig/Vsg]，Vtrig为过压保护触发电压、VSg为PMOS管的源级到栅极电压。
优选地，所述钳位电路包括串联的采用二极管方式连接的N个PNP三极管，其中N≥[Vtrig/Veb]，Vtrig为过压保护触发电压、Veb为PNP三级管的发射极到基极电压。
优选地，所述钳位电路包括串联的阳极耦接于电源，阴极耦接于第一晶体管的第三电极的N个二极管，其中N≥[Vtrig/Vd]，Vtrig为过压保护触发电压、Vd为二极管正向导通电压。
优选地，所述钳位电路包括串联连接的N1个采用二极管方式连接的PMOS管、N2个采用二极管方式连接的PMOS管、N3个二极管，其中N1xVsg+N2xVeb+N3xVd≥Vtrig，其中Vtrig为过压保护触发电压、VSg为PMOS管的源级到栅极电压、Veb为PNP三级管的发射极到基极电压、Vd为二极管正向导通电压。
优选地，所述第一晶体管和第二晶体管为NMOS管，第一电极为栅极、第二电极为源极、第三电极为漏级。
本发明还提供一种包括如上述的电源保护电路的芯片。
利用本发明，可以对电源和芯片进行保护。当电源与接地之间出现毛刺电压时，第二仅提供开始导通泄放电源上的电压，使得电源电压下降，从而维持在芯片正常工作电压、保护芯片内部电路，延长芯片使用寿命，提高系统与芯片的可靠性和安全性。
附图说明
图1示意性地示出了根据本发明的实施例的电源保护电路；
图2示意性地示出了根据本发明的另一实施例的电源保护电路；以及
图3示意性地示出了根据本发明的又一实施例的电源保护电路。
具体实施方式
下面将结合附图详细描述本发明的优选实施例，在附图中相同的参考标号表示相同的元件。
本发明提供一种电源保护电路。该电源保护电路包括钳位电路、第一晶体管、第二晶体管，其中钳位电路耦接于电源和第一晶体管的第三电极之间，第一晶体管的第一电极耦接于电源且第二电极接地，第二晶体管的第一电极耦接于第一晶体管的第三电极、第二电极耦接于地且第三电极耦接于电源。当电源与接地之间出现毛刺电压时，第二仅提供开始导通泄放电源上的电压，使得电源电压下降，从而维持在芯片正常工作电压、保护芯片内部电路，延长芯片使用寿命，提高系统与芯片的可靠性和安全性。
图1示意性地示出了根据本发明的实施例的电源保护电路。该电源保护电路包括钳位电路1、第一晶体管M0和第二晶体管M24。优选地，第一晶体管M0和第二晶体管M24为NMOS管。第一晶体管M0的栅极耦接于电源VDD、源级接地。第二晶体管M24的栅极耦接于第一晶体管M0的漏极、源级耦接于地且漏极耦接于电源VDD。
钳位电路1耦接于电源VDD和第一晶体管M0的漏极之间。钳位电路1包括2个PMOS管M1、M2。PMOS管M1、M2采用二极管方式连接且串联。具体而言，PMOS管M1、M2的栅极和源级相连，PMOS管M1的源级和PMOS管M2的漏极相连，PMOS管M1的漏极和电源VDD相连，PMOS管M2的源级接地。
然而，本领域普通技术人员应当理解，在图1中示出的钳位电路中所包括的PMOS管的数量仅为示例性的，其所包含的数量N由下式确定：N≥[Vtrig/Vsg]，Vtrig为过压保护触发电压、VSg为PMOS管的源级到栅极电压。
图2示意性地示出了根据本发明的另一实施例的电源保护电路。与图1所示的电源保护电路相比，不同之处在于，钳位电路2包括串联的采用二极管方式连接的PNP三极管M1’、M2’。
PNP三极管M1’、M2’的集电极和基极相连，PNP三极管M1’的发射级和PNP三极管M2’的集电极相连，PNP三极管M1’的集电极和电源VDD相连，PNP三极管M2’的基极接地。
然而，本领域普通技术人员应当理解，在图2中示出的钳位电路中所包括的PNP三极管的数量仅为示例性的，其所包含的数量N由下式确定：N≥[Vtrig/Veb]，Vtrig为过压保护触发电压、Veb为PNP三级管的发射极到基极电压。
图3示意性地示出了根据本发明的又一实施例的电源保护电路。与图1所示的电源保护电路相比，不同之处在于，钳位电路3包括串联的二极管D1、D2、二极管D1的阳极耦接于电源且二极管D2的阴极耦接于第一晶体管M0的漏极。
然而，本领域普通技术人员应当理解，在图3中示出的钳位电路中所包括的二极管的数量仅为示例性的，其所包含的数量N由下式确定：，其中N≥[Vtrig/Vd]，Vtrig为过压保护触发电压、Vd为二极管正向导通电压。
以上仅示出了根据本发明的电源保护电路的优选实施例。本领域的普通技术人员应当了解在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以对其进行修改。
例如钳位电路包括串联连接的N1个采用二极管方式连接的PMOS管、N2个采用二极管方式连接的PMOS管、N3个二极管，其中N1xVsg+N2xVeb+N3xVd≥Vtrig，其中Vtrig为过压保护触发电压、VSg为PMOS管的源级到栅极电压、Veb为PNP三级管的发射极到基极电压、Vd为二极管正向导通电压。
本发明还提供一种包括上述电源保护电路的芯片。该芯片例如可以为但不限于为DSM622芯片。
鉴于这些教导，熟悉本领域的技术人员将容易想到本发明的其它实施例、组合和修改。因此，当结合上述说明和附图进行阅读时，本发明仅仅由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种电源保护电路，其特征在于，所述电源保护电路包括钳位电路、第一晶体管、第二晶体管，其中
钳位电路耦接于电源和第一晶体管的第三电极之间，第一晶体管的第一电极耦接于电源且第二电极接地，第二晶体管的第一电极耦接于第一晶体管的第三电极、第二电极耦接于地且第三电极耦接于电源。
2.如权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述钳位电路包括串联的采用二极管方式连接的N个PMOS管，其中N≥[Vtrig/Vsg]，Vtrig为过压保护触发电压、VSg为PMOS管的源级到栅极电压。
3.如权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述钳位电路包括串联的采用二极管方式连接的N个PNP三极管，其中N≥[Vtrig/Veb]，Vtrig为过压保护触发电压、Veb为PNP三级管的发射极到基极电压。
4.如权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述钳位电路包括串联的阳极耦接于电源，阴极耦接于第一晶体管的第三电极的N个二极管，其中N≥[Vtrig/Vd]，Vtrig为过压保护触发电压、Vd为二极管正向导通电压。
5.如权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述钳位电路包括串联连接的N1个采用二极管方式连接的PMOS管、N2个采用二极管方式连接的PMOS管、N3个二极管，其中N1xVsg+N2xVeb+N3xVd≥Vtrig，其中Vtrig为过压保护触发电压、VSg为PMOS管的源级到栅极电压、Veb为PNP三级管的发射极到基极电压、Vd为二极管正向导通电压。
6.如上述权利要求之一所述的电源保护电路，其特征在于，所述第一晶体管和第二晶体管为NMOS管，第一电极为栅极、第二电极为源极、第三电极为漏级。
7.一种包括如上述权利要求之一所述的电源保护电路的芯片。
CN201210471237.9A 2012-11-20 2012-11-20 一种电源保护电路及其芯片 Pending CN103840443A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210471237.9A CN103840443A (zh) 2012-11-20 2012-11-20 一种电源保护电路及其芯片
PCT/CN2013/087455 WO2014079352A1 (zh) 2012-11-20 2013-11-19 一种电源保护电路及其芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210471237.9A CN103840443A (zh) 2012-11-20 2012-11-20 一种电源保护电路及其芯片

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103840443A true CN103840443A (zh) 2014-06-04

Family

ID=50775538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210471237.9A Pending CN103840443A (zh) 2012-11-20 2012-11-20 一种电源保护电路及其芯片

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103840443A (zh)
WO (1) WO2014079352A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105720968A (zh) * 2016-01-15 2016-06-29 中山芯达电子科技有限公司 抗静电储能电路
CN110661417A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 中国科学院微电子研究所 一种电压传输电路及相关电路结构
CN112865058A (zh) * 2021-04-12 2021-05-28 上海传泰电子科技有限公司 一种高压尖峰泄放电路
WO2022017392A1 (zh) * 2020-07-20 2022-01-27 微龛(广州)半导体有限公司 一种复合型晶体管器件的过流保护电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040212936A1 (en) * 2002-09-27 2004-10-28 Salling Craig T. Diode-string substrate-pumped electrostatic discharge protection
CN1604474A (zh) * 2003-09-30 2005-04-06 恩益禧电子股份有限公司 输出mos晶体管的过电压保护电路
CN1979816A (zh) * 2005-12-07 2007-06-13 高菲欧股份有限公司 二极管电路及其箝位电路、二极管制造方法及其限压方法
CN101378193A (zh) * 2007-08-31 2009-03-04 阿尔特拉公司 用于为电源提供静电放电保护的方法和装置
CN101930974A (zh) * 2009-06-17 2010-12-29 万国半导体股份有限公司 用于配置超低电压瞬态电压抑制器的底部源极n型金属氧化物半导体触发的齐纳箝位

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040212936A1 (en) * 2002-09-27 2004-10-28 Salling Craig T. Diode-string substrate-pumped electrostatic discharge protection
CN1604474A (zh) * 2003-09-30 2005-04-06 恩益禧电子股份有限公司 输出mos晶体管的过电压保护电路
CN1979816A (zh) * 2005-12-07 2007-06-13 高菲欧股份有限公司 二极管电路及其箝位电路、二极管制造方法及其限压方法
CN101378193A (zh) * 2007-08-31 2009-03-04 阿尔特拉公司 用于为电源提供静电放电保护的方法和装置
CN101930974A (zh) * 2009-06-17 2010-12-29 万国半导体股份有限公司 用于配置超低电压瞬态电压抑制器的底部源极n型金属氧化物半导体触发的齐纳箝位

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105720968A (zh) * 2016-01-15 2016-06-29 中山芯达电子科技有限公司 抗静电储能电路
CN110661417A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 中国科学院微电子研究所 一种电压传输电路及相关电路结构
CN110661417B (zh) * 2018-06-29 2021-07-27 中国科学院微电子研究所 一种电压传输电路及相关电路结构
WO2022017392A1 (zh) * 2020-07-20 2022-01-27 微龛(广州)半导体有限公司 一种复合型晶体管器件的过流保护电路
US11870430B2 (en) 2020-07-20 2024-01-09 Microtera Semiconductor (Guangzhou) Co., Ltd. Overcurrent protection circuit for composite transistor devices
CN112865058A (zh) * 2021-04-12 2021-05-28 上海传泰电子科技有限公司 一种高压尖峰泄放电路

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014079352A1 (zh) 2014-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102693978B (zh) 静电放电保护电路
CN101783343B (zh) 静电放电防护电路及集成电路
TW200644735A (en) Transient pulse, substrate-triggered bicmos rail clamp for ESD abatement
CN103840443A (zh) 一种电源保护电路及其芯片
US20100045117A1 (en) Protection device for a power source and power unit using same
TW200746926A (en) Electrostatic breakdown protection circuit and semiconductor integrated circuit device fabricated therewith
CN105633905A (zh) 过压欠压保护电路
CN101667727B (zh) 接口静电保护电路
TW200605348A (en) Electrostatic protection circuit
ATE490580T1 (de) Überspannungsschutzgerät
TW200727532A (en) Single event transient immune antenna diode circuit
TW200744286A (en) Active matrix device
TW200717766A (en) Integrated circuit and ESD proteciton system
CN101047379B (zh) 输入输出端口电路
TW200703611A (en) Semiconductor integrated circuit device
JP2011077073A5 (zh)
US9438034B2 (en) Transient voltage suppressor
TWI406385B (zh) 靜電放電保護裝置
TW200606440A (en) Transient voltage detecting circuit for electronic system having multiple of power supplies
CN112566001A (zh) 一种耳机检测电路及终端设备
TWI520485B (zh) 耐受高電壓之輸出入電路與相關裝置
JP5082841B2 (ja) 半導体装置
CN201336568Y (zh) 一种带检测电路的静电保护电路
CN112447676A (zh) 静电保护电路
CN105701425B (zh) 电子设备及其主板与保护电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20171123

Address after: 214028 Xinzhou Road, Wuxi national hi tech Industrial Development Zone, Jiangsu, China, No. 8

Applicant after: Wuxi Huarun Shanghua Technology Co., Ltd.

Address before: No. 5, Hanjiang Road, Wuxi national high and New Technology Industrial Development Zone

Applicant before: Wuxi CSMC Semiconductor Co., Ltd.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140604