CN202309051U - 一种耗尽型pHEMT芯片的ESD保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种耗尽型pHEMT芯片的ESD保护电路，其在外接ESD保护电路与芯片焊盘之间增加了一个耗尽型pHEMT T1、电阻R1和电阻R21，T1的栅极G1通过电阻R1接地，漏极D1接芯片焊盘N1，源极S1接芯片焊盘N2后连接至外接ESD电路，漏极D1和源极S1之间通过电阻R21相连，C1为栅极G1和漏极D1之间的寄生电容；其中，耗尽型pHEMT的数目可以为一个或一个以上。该ESD保护电路可以减小外接ESD保护电路对耗尽型pHEMT芯片内部射频信号的影响，同时，还可以简化具有多焊盘耗尽型pHEMT芯片的外围ESD保护电路，减小芯片焊盘数，降低封装尺寸和成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种ESD保护电路。
背景技术
由于pHEMT(英文为Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor，中文为准高电子迁移率晶体管)的工作原理与普通的MOS晶体管相似，同时pHEMT的衬底为GaAs绝缘型材料，因而其可以工作在更高的频率下，而且由于采用了绝缘性能更好的GaAs衬底，所以衬底损耗很小。这些特点使得pHEMT特别适用于射频和微波领域的电路，例如天线开关、低噪声放大器以及功率放大器。
但是，pHEMT器件本身的ESD性能很差，在不加ESD保护电路时pHEMT能够承受的ESD电压只有人体模式250V，所以在pHEMT芯片中需要增加ESD保护电路。
由于pHEMT器件本身的ESD性能很差，芯片焊盘处需要增加ESD保护电路，对于有增强型pHEMT工艺的芯片，其ESD保护电路可以采用类似于MOS晶体管的保护电路，如图1所示。但是对于只有耗尽型工艺的pHEMT芯片则不能采用这种结构，这是因为耗尽型pHEMT在栅源电压为零时仍然导通。目前耗尽型pHEMT芯片的ESD保护电路都是外接的，如图2所示，焊盘处需要外接一个ESD保护电路，不过这种结构有两个缺点：第一，当芯片具有多个焊盘时，就需要多个ESD保护电路，外围电路将会变得非常复杂，大大增加芯片的封装面积和成本；第二，当ESD保护电路外接时，焊盘与ESD保护电路之间走线变长，寄生效应严重，这样会影响到芯片的射频性能，并且当pHEMT工艺用于开关电路或功率放大器时，需要ESD保护电路能够承受较大的功率，而普通的ESD保护电路能够承受的功率有限，如果选用能够承受大功率的ESD保护电路则会大大增加成本。
实用新型内容
本实用新型专利提出了一种新型的耗尽型pHEMT ESD保护电路，这种电路既简单，又能不影响芯片的内部信号，而且可以大大降低了芯片的封装尺寸和成本。
为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种耗尽型pHEMT芯片的ESD保护电路，其在外接ESD保护电路与芯片焊盘之间增加了一个耗尽型pHEMT T1、电阻R1和电阻R21，T1的栅极G1通过电阻R1接地，漏极D1接芯片焊盘N1，源极S1接芯片焊盘N2后连接至外接ESD电路，漏极D1和源极S1之间通过电阻R21相连，C1为栅极G1和漏极D1之间的寄生电容。
以上所述的一种耗尽型pHEMT芯片的ESD保护电路，其中，芯片焊盘与外接ESD保护电路之间连接的耗尽型pHEMT的数目可以为一个或一个以上。
与以往技术相比，本实用新型专利有以下优点：
1、本实用新型专利可以减小外接ESD保护电路对耗尽型pHEMT芯片内部射频信号的影响；
2、本实用新型专利可以简化具有多焊盘耗尽型pHEMT芯片的外围ESD保护电路，减小芯片焊盘数，降低封装尺寸和成本。
附图说明
图1为现有增强型pHEMT ESD保护电路图。
图2为现有耗尽型pHEMT ESD保护电路图。
图3为本实用新型ESD保护电路图。
图4为本实用新型改良的ESD保护电路图。
在图中，A表示为外部电路，B表示为内部电路，C表示为主电路，D表示为外接ESD电路，N、N1至Nn+1均表示芯片焊盘。
具体实施方式
如附图3为一种改良的耗尽型pHEMT ESD保护电路，其实现方式是在外接ESD保护电路与芯片焊盘之间增加了一个耗尽型pHEMT T1、电阻R1和电阻R21，T1的栅极G1通过电阻R1接地，漏极D1接芯片焊盘N1，源极S1接芯片焊盘N2，漏极D1和源极S1之间通过电阻R21相连，C1为栅极G1和漏极D1之间的寄生电容，当芯片正常工作时，漏极D1和源极S1上的电压为T1的沟道电压，此时T1的栅漏电压、栅源电压均低于其阈值电压，所以T1是截止的，可以达到隔离ESD保护电路和芯片内部信号的目的。而当芯片焊盘处存在正向ESD电压时，由于寄生电容C1的影响，T1的栅极电压提高，T1的栅源电压为正向电压，所以T1导通，其工作原理与图1的ESD保护电路的原理是一样的，静电通过外接的ESD保护电路放掉；当芯片焊盘处存在负向ESD电压时，T1相当于一个导通的二极管，静电同样会通过外接ESD保护电路和T1放掉。
图4为一种改良的多焊盘耗尽型pHEMT ESD保护电路，每个焊盘都通过如图3的网络外接到一个ESD保护电路中，这种方案只需要共用一个外接的ESD保护电路就可以达到保护多个焊盘的目的，保护原理与图3的原理是一样的。芯片正常工作时，所有的隔离管(T1～TN)都是截止的，从而有效地隔离外接ESD保护电路和芯片内部信号之间的影响，而当某一个芯片焊盘处存在ESD电压时，即会导致相应支路的隔离管导通，静电即通过这个支路和ESD保护电路放掉，这种方案通过共用一个外接的ESD保护电路来达到保护多个焊盘的目的，保护原理与图3的原理是一样的，这种结构既能有效地隔离外接ESD保护电路对芯片内部信号的影响，又能简化外接ESD保护电路，减少芯片的焊盘数，从而大大降低了芯片的封装尺寸和成本。
Claims (2)
1.一种耗尽型pHEMT芯片的ESD保护电路，芯片焊盘与外接ESD电路电连接，其特征在于，芯片焊盘与外接ESD电路之间还包括有一个耗尽型pHEMT：T1、电阻R1和电阻R21，T1的栅极G1通过电阻R1接地，漏极D1接芯片焊盘N1，源极S1接芯片焊盘N2后连接至外接ESD电路，漏极D1和源极S1之间通过电阻R21相连，C1为栅极G1和漏极D1之间的寄生电容。
2.根据权利要求1所述的一种耗尽型pHEMT芯片的ESD保护电路，其特征在于：芯片焊盘与外接ESD保护电路之间连接的耗尽型pHEMT的数目可以为一个或一个以上。
Priority Applications (1)
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| CN201120178292XU CN202309051U (zh) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | 一种耗尽型pHEMT芯片的ESD保护电路 |
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| CN202309051U true CN202309051U (zh) | 2012-07-04 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019134625A1 (zh) * | 2018-01-03 | 2019-07-11 | 中兴通讯股份有限公司 | 移动设备的防护电路、移动设备 |
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