CN1979842A - 衬底触发的静电放电保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种衬底触发的静电放电保护电路，包括N型金属氧化物缓冲(Nch Buffer)晶体管和一个二极管串，Nch Buffer晶体管栅极接地，衬底与二极管串尾部二极管的阴极相连接，二极管串首部二极管的阳极与内部电路前一级相连接。在静电放电发生时，二极管串会先于Nch Buffer晶管导通产生电流，可以供给Nch Buffer晶体管衬底电流，并产生衬底偏压，触发Nch Buffer晶体管。本发明能使晶体管在静电放电发生时较快被触发开启，有较大电流释放能力，并能使开启均匀。
Description
技术领域
本发明涉及一种静电放电保护电路，特别涉及一种利用二极管串的静电放电保护电路。
背景技术
集成电路很容易受静电放电(ESD)破坏，一般在电路的输入输出端子或电源保护中都会设计有静电保护电路以防止内部电路受损坏，栅极接地N沟道金属氧化物半导体(GGNMOS)是一种广泛使用的保护结构，如图1。为保证一定的保护强度，GGNMOS一般都是用多指状(multi-finger)并联的形式，如图2。这种形式在ESD发生时由于不同位置晶体管到阱控制(guard-ring)的体电阻的不同会导致开启不均匀，如图3，在最中间的器件部分由于其离阱控制P+(guard-ring)最远，体电阻最大，最容易先于其他指状(Finger)器件开启。而如何在器件被破坏前尽可能均匀地让所有并联指状器件开启将很大程度决定保护的整体能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种衬底触发的静电放电保护电路，该电路能使并联指状器件开启均匀。
为解决上述技术问题，本发明在传统的采用GGNMOS用作ESD保护电路的结构中，增加一个二极管串，二极管串中每两个相邻的二极管的阳极和阴极首尾相接，二极管串置于内部电路前一级和N型金属氧化物缓冲(Nch Buffer)晶体管衬底(bulk)之间，其首部二极管的阳极与内部电路前一级相连接，尾部二极管的阴极与Nch Buffer晶体管bulk相连，Nch Buffer晶体管栅极接地；该二极管串的导通电压大于正常工作电压范围而小于Nch Buffer晶体管的击穿电压。在ESD发生时则首先可以在二极管串产生导通电流，供给Nch Buffer晶体管的Bulk，电流在体电阻的作用下会产生衬底偏压，从而使Nch Buffer晶体管迅速进入击穿状态。
本发明改GGNMOS的Bulk直接接地的被动方式为主动方式的给Bulk提供偏压形式，可以使晶体管较快被触发开启，有较大电流能力，同时使各沟道间开启更加均匀。
附图说明
图1是利用GGNMOS的静电放电保护电路示意图；
图2是NMOS布置图；
图3是NMOS断面示意图；
图4是本发明电路图，图中虚线表示未画出的二极管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供的电路如图4所示，在传统的采用GGNMOS用作ESD保护电路的结构中，增加一个分压二极管串，二极管串中每两个相邻的二极管的阳极和阴极首尾相接，二极管串置于内部电路前一级和N型金属氧化物缓冲(Nch Buffer)晶体管衬底(bulk)之间，其首部二极管的阳极与内部电路前一级相连接，尾部二极管的阴极与Nch Buffer晶体管衬底相连，二极管串的级数设计要使其导通电压大于正常电压工作范围，而略小于Nch Buffer晶体管的击穿电压。如电路正常工作电压为5V，Nchbuffer晶体管的击穿电压为7V，而单级二极管导通电压为0.7V，则二极管的级数应该为9级。在ESD发生时则首先可以在二极管串产生导通电流，供给Nch Buffer晶体管的Bulk，电流在体电阻的作用下会产生衬底偏压，从而使Nch Buffer晶体管迅速进入击穿状态。
本发明改GGNMOS的Bulk一直接地的被动方式为主动方式的给Bulk极提供偏压，可以使晶体管较快被触发开启，有较大电流能力，同时使各沟道间开启更加均匀。
本发明不需要改变现有CMOS工艺，只增加一个级联二极管即可实现Nch Buffer开启的均匀和ESD保护能力的提高。
Claims (2)
1、一种衬底触发的静电放电保护电路，包括N型金属氧化物缓冲晶体管，其特征是，还包括一个置于内部电路前一级和N型金属氧化物缓冲晶体管衬底之间的二极管串，二极管串中每两个相邻的二极管的阳极和阴极首尾相接，其首部二极管的阳极与内部电路前一级相连接，尾部二极管的阴极与所述N型金属氧化物缓冲晶体管衬底相连接；所述N型金属氧化物缓冲晶体管栅极与接地线相连接。
2、根据权利要求1所述的衬底触发的静电放电保护电路，其特征是，所述二极管串的导通电压大于正常电压工作范围，小于所述N型金属氧化物缓冲晶体管的击穿电压。
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| CN 200510111045 CN1979842A (zh) | 2005-12-01 | 2005-12-01 | 衬底触发的静电放电保护电路 |
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| CN1979842A true CN1979842A (zh) | 2007-06-13 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2005
- 2005-12-01 CN CN 200510111045 patent/CN1979842A/zh active Pending
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