CN104377674A - 静电放电防护电路和集成电路 - Google Patents

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Abstract

本发明一种静电放电防护电路，该静电放电防护电路应用于直流转换器的输入/输出口，该直流转换器包括串联的上桥开关与下桥开关，该静电放电防护电路与该直流转换器形成于一集成电路上。该静电放电防护电路包括：第一静电防护元件的栅极与该上桥开关的栅极连接；第二静电防护元件的栅极与该下桥开关的栅极连接；当静电发生时，由于该上桥开关的寄生电容比该第一静电防护的寄生电容大，下桥开关的寄生电容比该第二静电防护元件的寄生电容大，从而使该第一、第二静电防护元件不迟于该上桥开关及下桥开关导通。

Description

静电放电防护电路和集成电路
技术领域
本发明涉及一种静电放电防护电路及具有静电放电防护电路的集成电路，特别是一种应用于具有上桥开关与下桥开关的直流电压转换器的静电放电防护电路。
背景技术
通常，集成电路通常采用金属氧化物半导体型晶体管(MOS)作为其输入或输出元件。尤其是对于直流电压转换器(DC-DC Converter)，通常包括串接在一外部电源与一连接节点之间的一上桥MOS晶体管及串接在该连接节点与地之间的下桥MOS晶体管，该上桥MOS晶体管与该下桥MOS晶体管之串接结构作为该直流电压转换器的输出单元。为了防止集成电路受到静电损害，通常，都需要设置包括电源钳位元件(POWER CLAMP)、I/O端ESD防护元件及多重电源保护元件的ESD防护单元。其中，I/O端ESD防护元件用于限制输入/输出垫(I/O Pad)上的电压低于导致输出单元失效的电压水平。然而，当ESD防护元件与上桥MOS晶体管或下桥MOS晶体管并联时，受MOS晶体管产生的较大寄生电容的影响导致当静电发生时MOS晶体管先于该ESD防护元件导通从而对MOS晶体管造成损害。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种静电放电防护电路及具有该静电放电防护电路的集成电路，以避免因静电而损坏元件。
一种静电放电防护电路，该静电放电防护电路应用于直流转换器的输入/输出口，该直流转换器包括串联的上桥开关与下桥开关，该静电放电防护电路与该直流转换器形成于一集成电路上，该静电放电防护电路包括：
第一静电防护元件的栅极与该上桥开关的栅极连接；
第二静电防护元件的栅极与该下桥开关的栅极连接；
当静电发生时，该第一、第二静电防护元件不迟于该上桥开关及下桥开关导通。
一种集成电路，其包括直流转换器及与该直流转换器并联的静电放电防护电路包括：
直流转换器包括串接的上桥开关与下桥开关；
静电放电防护电路包括第一静电防护元件、第二静电防护元件；
第一静电防护元件的栅极与该上桥开关的栅极连接；
第二静电防护元件的栅极与该下桥开关的栅极连接。
一种静电放电防护电路，该静电放电防护电路应用于具有直流转换器的输入/输出口，该直流转换器包括串联的上桥开关与下桥开关，该静电放电防护电路与该直流转换器形成于一集成电路上，，该静电放电防护电路不迟于该直流转换器导通。
相较于现有技术，本发明的静电放电防护电路的第一、第二静电防护元件的栅极分别与上桥开关及下桥开关的栅极耦接，从而使第一、第二静电防护元件先于该上桥开关及下桥开关导通，从而使静电电流通过该第一、第二静电防护元件释放，以避免静电电流对上桥开关及下桥开关的损坏。
附图说明
图1是本发明的静电放电防护电路一较佳实施方式的电路示意图。
图2是图1所示的静电防护电路于集成电路的布局示意图。
主要元件符号说明
集成电路 1
静电放电防护电路 10
第一静电防护元件 11
第二静电防护元件 13
直流转换器 20
上桥开关 21
下桥开关 23
第一前驱动器 25
第二前驱动器 27
输出端 29
区域 A、B
栅极 G、G’
漏极 D、D’
源极 S、S’
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明的静电放电防护电路一较佳实施方式的电路示意图。该静电放电防护电路10设置于集成电路1上，该集成电路1还包括直流转换器20。该直流转换器20包括上桥开关21、下桥开关23、第一前驱动器25及第二前驱动器27。在本发明中，该上桥开关21与下桥开关23均为一MOS晶体管，分别包括一栅极G、源极S及漏极D。
该上桥开关21的栅极G与该第一前驱动器25电连接，该上桥开关21的漏极D与直流电源Vcc电连接，该上桥开关21的源极S与输出端29电连接。该第一前驱动器25用于控制该上桥开关21的导通与关断。该下桥开关23的栅极G与该第二前驱动器27电连接，该下桥开关23的漏极D与该输出端29电连接，该下桥开关23的源极S接地。该第二前驱动器27用于控制该下桥开关23的导通与关断。该第一前驱动器25及第二前驱动器27相互配合以控制该上桥开关21及下桥开关23交替导通。
在本实施方式中，该上桥开关21与该下桥开关23均为一N型金属半导体氧化物 (N-Metal Oxide Semiconductor, NMOS)晶体管。
该静电放电防护电路10包括第一静电防护元件11及第二静电防护元件13。该二静电防护元件11、13分别为一晶体管结构，分别包括一栅极G’、一源极S’及一漏极D’。其中，该第一静电防护元件11与该上桥开关21并联，且与该上桥开关21连接在该第一前驱动器25的同一端；该第二静电防护元件13与该下桥开关23并联，且与该下桥开关23连接在该第二前驱动器27的同一端。当静电产生时，由于第一静电防护元件11与第二静电防护元件13具有比上桥开关21及下桥开关23小的寄生电容，该第一静电防护元件11先于该上桥开关21导通，而该第二静电防护元件13先于该下桥开关23导通，从而达到释放静电的目的。
具体地，该第一静电防护元件11的栅极G’与该上桥开关21的栅极G相连，该第一静电防护元件11的漏极D’与直流电源Vcc电连接，该第一静电防护元件11的源极S’接地。该第二静电防护元件13的栅极G’与该下桥开关23的栅极G相连，该第二静电防护元件13的漏极D’与该输出端29连接，该第二静电防护元件13的源极S’接地。在本实施方式中，相应地，该第一静电防护元件11及该第二静电防护元件13均为一N型金属半导体氧化物 (N-Metal Oxide Semiconductor, NMOS)晶体管。
请一并参阅图2，图2是图1所示的静电放电防护电路10于集成电路1的布局示意图。该上桥开关21及下桥开关23布局于区域A，该第一静电防护元件11及第二静电防护元件13布局于区域B，且该区域A的面积远大于该区域B的面积。故该第一静电防护元件11的寄生电容小于该上桥开关21的寄生电容；该第二静电防护元件13的寄生电容小于该下桥开关23的寄生电容。则当静电发生时，该静电放电防护电路10先于该直流转换器20导通，可以理解为该第一静电防护元件11先于与之并联的上桥开关21导通，该第二静电防护元件13先于与之并联的下桥开关23导通，从而有效地释放静电电流，使该直流转换器20，尤其是作为输出单元的上桥开关21与下桥开关23不受静电损坏。当该直流转换器20正常工作时，该静电放电防护电路10还可起到直流电转换的作用，从而提高直流转换器20的效率。
前述的静电放电防护电路10包括第一、第二静电防护元件11、13且该第一、第二静电防护元件11、13的栅极G’分别与上桥开关21及下桥开关23的栅极G相连，从而使第一、第二静电防护元件11、13分别不迟于该上桥开关21及下桥开关23导通，使静电电流通过该第一、第二静电防护元件11、13释放，以避免静电电流对上桥开关21及下桥开关23的损坏，进一步，当该直流转换器20正常工作时，该静电放电防护电路10还可起到直流电转换的作用，从而提高直流转换器20的效率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种静电放电防护电路，该静电放电防护电路应用于直流转换器的输入/输出口，该直流转换器包括串联的上桥开关与下桥开关，该静电放电防护电路与该直流转换器形成于一集成电路上，该静电放电防护电路包括：
第一静电防护元件的栅极与该上桥开关的栅极连接；
第二静电防护元件的栅极与该下桥开关的栅极连接；
当静电发生时，该第一、第二静电防护元件不迟于该上桥开关及下桥开关导通。
2.如权利要求1所述的静电放电防护电路，其特征在于，该直流转换器还包括与上桥开关电连接的第一前驱动器及与下桥开关电连接的第二前驱动器；该第一前驱动器用于控制该上桥开关的导通与关断；该第二前驱动器用于控制该下桥开关的导通与关断。
3.如权利要求2所述的静电放电防护电路，其特征在于，该第一前驱动器与该第二前驱动器相互配合以控制该上桥开关及下桥开关交替导通。
4.如权利要求2所述的静电放电防护电路，其特征在于，该上桥开关及该下桥开关为NMOS。
5.如权利要求4所述的静电放电防护电路，其特征在于，该上桥开关的栅极与该第一前驱动器电连接，该上桥开关的漏极与直流电源电连接，该上桥开关的源极与输出端电连接；该下桥开关的栅极与该第二前驱动器电连接，该下桥开关的漏极与该输出端电连接，该下桥开关的源极接地。
6.如权利要求5所述的静电放电防护电路，其特征在于，该第一、第二静电防护元件为NMOS。
7.如权利要求6所述的静电放电防护电路，其特征在于，该第一静电防护元件的漏极与直流电源电连接，该第一静电防护元件的源极接地；该第二静电防护元件的漏极与该输出端连接，该第二静电防护元件的源极接地。
8.一种集成电路，其包括直流转换器及与该直流转换器并联的静电放电防护电路包括：
直流转换器包括串接的上桥开关与下桥开关；
静电放电防护电路包括第一静电防护元件、第二静电防护元件；
第一静电防护元件的栅极与该上桥开关的栅极连接；
第二静电防护元件的栅极与该下桥开关的栅极连接。
9.一种静电放电防护电路，该静电放电防护电路应用于具有直流转换器的输入/输出口，该直流转换器包括串联的上桥开关与下桥开关，该静电放电防护电路与该直流转换器形成于一集成电路上，该静电放电防护电路不迟于该直流转换器导通。
10.如权利要求9所述的静电放电防护电路，其特征在于：该静电放电防护电路为权利要求1-7中任意一项所述的静电防护电路。
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