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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schutzschaltung gegen Überspannung,
insbesondere gegen elektrostatische Entladung gemäß Patentanspruch
1 und 2.
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Im
Stand der Technik sind eine Vielzahl von verschiedenen Schutzschaltungen
für elektronische Bausteine,
z. B. integrierte Schaltungen gegen elektrostatische Entladungen
bekannt. Integrierte Schaltungen werden zunehmend empfindlicher
gegen elektrostatische Entladungen, da die Integrationsdichte, insbesondere
bei Speicher- und Logikbausteinen zunimmt und dadurch die Dicke
der Leitungsstrukturen und der Isolationsschichten weiter abnehmen.
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Als
Lösung
gegen elektrostatische Entladungen werden auf den Bauelementen Strukturen
integriert, die im Normalbetrieb nichtleitend sind und im Fall einer
elektrostatischen Entladung leiten und die Ladung abführen, um
eine Beschädigung
des Bausteins zu vermeiden. Dazu werden beispielsweise Dioden, Thyristoren
oder MOSFET-Schaltungen verwendet. Ebenso werden Transistoren, wie
z.B. MOSFETs oder Thyristoren eingesetzt, die im Fall einer elektrostatischen
Entladung durch eine entsprechende Ansteuerschaltung leitend geschaltet
werden, um die elektrostatische Ladung abzuführen.
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Eine
elektrostatische Entladung dauert in der Regel einige 100 ns. Zur
Unterscheidung einer elektrostatischen Entladung von einem normalen
Einschaltvorgang, wie z. B. dem Anlegen der Versorgungsspannung
werden in der Regel RC-Glieder verwendet. Beispielsweise wird, wenn
sich die Spannung zwischen zwei Versorgungsnetzen (VDD-VSS) sehr
schnell ändert,
ein Transistor, der zwischen die Versorgungsnetze geschaltet ist,
leitend geschaltet, und so ein Entladepfad kontrolliert. Ändert sich
die Versorgungsspannung vergleichsweise langsam, wie bei einem normalen
Einschaltvorgang, so bleibt der Transistor nicht leitend geschaltet.
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Aus
US 2002/0027755 A1 ist
eine ESD-Schutzschaltung bekannt, die eine Halteschaltung, eine
Steuerschaltung und ein Schutzelement aufweist, die an eine zu schützende Leitung
angeschlossen sind. Beim Anlegen einer Spannung geht die Halteschaltung
nach einer Haltezeit von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand über und steuert
während
des ersten Zustands das Schutzelement an, wenn die Steuerschaltung
betriebsbereit ist.
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Weitere
Schutzschaltungen sind aus
US 5,559,659 und
US 6,965,503 B2 bekannt,
die ESD-Schutzschaltungen mit RC-Gliedern
beschreiben, wobei durch eine Rückkopplung
eine Aktivierungszeit des Schutzelementes beeinflusst wird.
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Aus
EP 0 818 890 A2 ist
eine Schaltungsanordnung bekannt, die einen metastabilen Zustand
einer Halteschaltung mit einer Überwachungsschaltung
erkennt, um ein Power-On-Reset Signal zu generieren.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Schutzschaltung,
insbesondere für eine
elektrostatische Entladung bereitzustellen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Anspruch
1 und die Schutzschaltung gemäß Anspruch
2 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
des Verfahrens und der Schutzschaltung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein
Vorteil der Schutzschaltung besteht darin, ein einfaches Verfahren
und eine einfach aufgebaute Halteschaltung zur Erkennung einer erhöhten Spannung,
insbesondere einer elektrostatischen Entladung zu verwenden. Dadurch
wird zum einen ein einfach aufgebautes Bauteil verwendet, das zudem eine
geringe Fläche,
beispielsweise bei der Integrierung in eine integrierte Schaltung,
wie z. B. einem Speicherbaustein aufweist. Die Halteschaltung und die
Steuerschaltung werden von der zu schützenden Leitung mit Spannung
versorgt, wobei die Halteschaltung nach dem Anlegen einer Spannung
innerhalb einer Haltezeit von einem ersten auf einen zweiten Zustand übergeht.
Die Steuerschaltung geht innerhalb einer Startzeit von einem Ruhezustand
in einen Betriebszustand über,
in dem die Steuerschaltung mit ausreichend Spannung versorgt wird,
um das Schutzelement zu schalten. Je schneller die Spannung auf
der Leitung ansteigt, umso kürzer
ist die Startzeit. Im Betriebszustand steuert die Steuerschaltung
das Schutzelement an, wenn sich die Halteschaltung noch im ersten
Zustand befindet. Die Steuerschaltung ist in der Weise ausgebildet,
dass bei einem normalen Einschaltvorgang die Startzeit länger ist
als die Haltezeit. Somit wird bei einem normalen Anstieg der Spannung
auf der Leitung das Schutzelement nicht angesteuert. Tritt ein starker Spannungsanstieg
auf, so wird die Startzeit kürzer als
die Haltezeit.
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In
einer Weiterbildung ist die Steuerschaltung in der Weise ausgebildet,
dass die Startzeit mit steigender zeitlicher Änderung der Spannung auf der Leitung
abnimmt und ab einem Schwellwert der zeitlichen Änderung der Spannung der Betriebszustand vor
dem Ende der Haltezeit erreicht wird. Dadurch wird ab einem festgelegten
Schwellwert für
die zeitliche Änderung
der Spannung auf der Leitung von der Steuerschaltung ein erster
Zustand der Halteschaltung erkannt und ein Ansteuersignal an das
Schutzelement ausgegeben, um die Leitung mit einem Entladepfad zu
verbinden und vor Überspannung
zu schützen.
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In
einer weiteren Ausbildungsform ist die Halteschaltung in Form einer
Halteschaltung ausgebildet, die beim Anlegen einer Spannung innerhalb der
Haltezeit von einem instabilen Zustand in einen stabilen Zustand übergeht,
wobei die Halteschaltung im stabilen und im instabilen Zustand unterschiedliche
Ausgangssignale an die Steuerschaltung abgibt.
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In
einer weiteren Ausbildungsform ist die Halteschaltung in Form von
zwei miteinander gekoppelten Inverterschaltungen ausgebildet. Der
Aufbau von zwei Inverterschaltungen bietet mit einfachen Mitteln
die gewünschte
Funktion der bistabilen Halteschaltung.
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Vorzugsweise
sind die zwei Inverterschaltungen identisch ausgebildet. In einer
weiteren Ausführungsform
sind die Eingänge
der Inverterschaltungen über
je zwei Kondensatoren mit einer Referenzleitung und mit einer zu
schützenden
elektrischen Leitung verbunden.
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Weiterhin
kann die Steuerschaltung eine Treiberschaltung zur Verstärkung des
Ausgangssignals aufweisen.
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Im
Entladepfad kann ein Feldeffekttransistor oder ein Thyristor vorgesehen
sein, der mit der zu überwachenden
elektrischen Leitung und einer Masseleitung verbunden ist und im
Fall einer erhöhten elektrischen
Ladung die elektrische Leitung mit einem Entladepfad leitend verbindet.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist die Schutzschaltung in einer integrierten Schaltung, beispielsweise
einem Speicherbaustein, angeordnet.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Speicherbausteins mit einer Schutzschaltung,
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2 eine
erste Ausführungsform
einer bistabilen Halteschaltung,
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3 eine
weitere Ausführungsform
mit einer Steuerschaltung, einer Treiberschaltung und einem Entladepfad,
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4 eine
weitere Ausführungsform
der Schutzschaltung mit einem Thyristor im Entladepfad,
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5 ein
Diagramm für
Ströme
und Spannungen der Schutzschaltung für einen normalen Einschaltvorgang,
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6 ein
Diagramm für
Ströme
und Spannungen der Schutzschaltung für einen ersten Anwendungsfall,
und
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7 ein
Diagramm für
Ströme
und Spannungen der Schutzschaltung für einen zweiten Anwendungsfall.
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1 zeigt
in einer schematischen Darstellung eine elektrische Schaltung 1,
die beispielsweise in Form eines elektronischen Bausteins ausgebildet sein
kann. Ein elektronischer Baustein kann beispielsweise eine integrierte
Schaltung, wie z. B. eine Speicherschaltung enthalten. Die Speicherschaltung kann
beispielsweise in Form eines DRAM oder SRAM oder eines Flashspeichers
ausgebildet sein.
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Die
elektrische Schaltung 1 weist eine Vielzahl von elektrischen
Leitungen 2 auf, wobei nur eine elektrische Leitung 2 dargestellt
ist und die elektrische Leitung 2 mit einer Schutzschaltung 3 verbunden
ist. Die Schutzschaltung 3 weist eine Halteschaltung 4,
eine Steuerschaltung 5 und ein Schutzelement 6 auf.
Die Halteschaltung 4 ist mit einem ersten Anschluss, die
Steuerschaltung 5 mit einem zweiten Anschluss und das Schutzelement 6 mit
einem dritten Anschluss mit der Leitung 2 verbinden. Die Schutzschaltung 3 dient
zum Schutz der elektrischen Leitung 2 vor einer Überspannung,
insbesondere vor einer elektrostatischen Entladung.
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Die
Funktion der Schutzschaltung 3 besteht darin, die Spannung
auf der elektrischen Leitung 2 mit der Halteschaltung zu überwachen
und bei Erkennen einer unerwünschten
Spannungssteigerung mit der Steuerschaltung 5 ein Schutzelement 6 in
der Weise zu schalten, dass elektrische Ladung von der elektrischen
Leitung 2 über
einen Entladepfad abgeführt
wird und somit einer weiteren Spannungszunahme auf der elektrischen
Leitung 2 entgegengewirkt wird. Dazu wird der dritte Anschluss über einen Entladeanschluss
mit dem Entladepfad verbunden.
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Die
Halteschaltung 4 weist einen ersten und einen zweiten Ausgang 7, 8 auf,
die mit der Steuerschaltung 5 verbunden sind. Die Steuerschaltung 5 wertet
die Signale, insbesondere die Spannungen auf dem ersten und zweiten
Ausgang 7, 8 aus und gibt bei Erkennen von festgelegten
Signalen oder Spannungen auf dem ersten und zweiten Ausgang 7, 8 und
bei einer ausreichenden Spannungsversorgung durch die Leitung 2 ein
Steuersignal über
einen dritten Ausgang 9 an das Schutzelement 6.
Bei Erhalt des Steuersignals wird das Schutzelement 6 in
der Weise angesteuert, dass elektrische Ladung von der elektrischen
Leitung 2 über
einen Entladepfad abgeführt
wird und auf diese Weise einer weiteren Zunahme der Spannung auf
der elektrischen Leitung 2 entgegengewirkt wird. Die Halteschaltung 4,
die Steuerschaltung 5 und das Schutzelement 6 können in
einer Schaltung in einem Bauteil oder in Form von mehreren Schaltungen
und/oder mehreren Bauteilen realisiert sein. Die Steuerschaltung
und die Halteschaltung sind in der Weise aufgebaut, dass bei Anlegen einer
Versorgungsspannung auf der Leitung 2 die Halteschaltung 4 unter
normalen Bedingungen den metastabilen Zustand verlassen hat, bevor
die Steuerschaltung 5 eine ausreichende Versorgungsspannung
aufweist, um das Schutzelement schalten zu können. Tritt eine elektrostatische
Entladung beim Einschaltvorgang auf, dann erreicht die Steuerschaltung 5 die
ausreichende Versorgungsspannung bevor die Halteschaltung 4 den
metastabilen Zustand verlassen hat. Folglich wird über das
Schutzelement von der Steuerschaltung 5 die Leitung 2 mit
dem Entladepfad verbunden.
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2 zeigt
eine Ausführungsform,
bei der die Halteschaltung 4 in Form einer ersten und einer zweiten
Inverterschaltung 10, 11 realisiert ist. Ein Ausgang
der ersten Inverterschaltung 10 ist mit einem Eingang der
zweiten Inverterschaltung 11 verbunden. Ein Ausgang der
zweiten Inverterschaltung 11 ist mit einem Eingang der
ersten Inverterschaltung 10 verbunden. Eine Verbindungsleitung 12 zwischen dem
Ausgang der zweiten Inverterschaltung 11 und dem Eingang
der ersten Inverterschaltung 10 ist über einen ersten Kondensator 13 mit
einer weiteren Verbindungsleitung 17 verbunden, die an
die elektrische Leitung 2 angeschlossen ist.
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Eine
zweite Verbindungsleitung 18, über die der Ausgang der ersten
Inverterschaltung 10 mit dem Eingang der zweiten Inverterschaltung 11 verbunden ist,
steht über
einen dritten Kondensator 15 mit der weiteren Verbindungsleitung 17 in
Verbindung. Zudem ist die zweite Verbindungsleitung 18 über einen vierten
Kondensator 16 an eine zweite weitere Verbindungsleitung 19 angeschlossen,
die mit einer Referenzleitung 20 verbunden ist. Die Referenzleitung 20 kann
mit einem Massepotential oder einer anderen Art von Entladepfad
verbunden sein. Weiterhin ist die Verbindungsleitung 12 über einen
zweiten Kondensator 14 mit der zweiten weiteren Verbindungsleitung 19 verbunden.
An die Verbindungsleitung 12 ist der zweite Ausgang 8 und
an die Verbindungsleitung 18 ist der erste Ausgang 7 angeschlossen.
Durch die zwei rückgekoppelten
Inverter 10, 11 ist ein bistabiles Halteglied 4 realisiert.
Die zwei Inverter 10, 11 sind vorzugsweise identisch
ausgebildet oder weisen vorzugsweise eine gleiche elektrische Funktion
auf. Aufgrund des bistabilen Haltegliedes 4 und durch die entsprechende
Ausbildung des ersten, zweiten, dritten und vierten Kondensators 13, 14, 15, 16 wird
erreicht, dass beim Anlegen oder Ändern einer Spannung zwischen
der elektrischen Leitung 2 und der Referenzleitung 20,
die mit der zweiten weiteren Verbindungsleitung 19 verbunden
ist, das Halteglied in einen metastabilen Zustand übergeht
und damit die Spannungspegel auf dem ersten und zweiten Ausgang 7, 8 sich
in einen mittleren Bereich be finden und annähernd gleich groß sind.
Der mittlere Bereich liegt zwischen der Spannung auf der Leitung 2 und
der Spannung auf der Referenzleitung 20.
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Die
Schutzschaltung 3 der 1 schützt gegen Überspannung,
insbesondere gegen elektrostatische Entladung bei einem Einschaltvorgang
für eine elektrische
Schaltung 1 mit wenigstens einer elektrischen Leitung 2.
Beim Einschalten einer Spannung, beispielsweise einer Versorgungsspannung
auf die Leitung 2 geht die Haltschaltung 4 innerhalb
einer Haltezeit ausgehend von einem ersten Zustand in einen zweiten
Zustand über.
Die Halteschaltung 4 ändert
beim Übergang
vom ersten Zustand in den zweiten Zustand ein Ausgangssignal, das
an die Steuerschaltung weiter geleitet wird. Die Steuerschaltung 5 ist
ebenfalls mit der Leitung 2 verbunden und wird von der
Leitung mit Spannung versorgt. Beim Anlegen der Spannung auf die
Leitung 2 steigt die Spannung an der Steuerschaltung innerhalb
einer Startzeit auf eine ausreichende Versorgungsspannung, um das
Schutzelement 6 ansteuern zu können. Dabei geht die Steuerschaltung
von einem Ruhezustand in einen Betriebszustand über. Die Startzeit nimmt mit
steigender zeitlicher Änderung
der Spannung ab, so dass ab einem Schwellwert für die zeitliche Änderung
der Spannung auf der Leitung 2 die Startzeit kürzer als
die Haltezeit wird. Dies ist bei einer elektrostatischen Entladung
immer der Fall. Erkennt die Steuerschaltung 5 im Betriebszustand
einen ersten Zustand der Halteschaltung 4, d.h. einen metastabilen
Zustand, so steuert die Steuerschaltung 5 das Schutzelement 6 in
der Weise an, dass die Leitung 2 über das Schutzelement mit dem
Entladepfad verbunden wird.
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Erkennt
die Steuerschaltung 5 im Betriebszustand einen zweiten
Zustand der Halteschaltung 4, d.h. einen der zwei stabilen
Zustände,
so steuert die Steuerschaltung 5 das Schutz element 6 in
der Weise an, dass die Leitung 2 über das Schutzelement mit dem
Entladepfad nicht verbunden wird.
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Folglich
wird die Leitung 2 immer dann mit dem Entladepfad verbunden,
wenn die Startzeit der Steuerschaltung 5 zum Erreichen
des Betriebszustandes kürzer
ist als die Haltezeit der Halteschaltung. Dies ist immer dann der
Fall, wenn eine zeitliche Spannungsänderung beim Anlegen einer
Spannung auf der Leitung 2 über einem festgelegten Schwellwert
liegt. Dies ist beispielsweise bei einer elektrostatischen Entladung
der Fall. Die Steuerschaltung und die Halteschaltung werden in der
Weise aufgebaut, dass die Haltezeit für normale Einschaltvorgänge oder
normale Spannungssprünge kürzer ist
als die Startzeit. Ab einer festgelegten zeitlichen Spannungsänderung
ist die Haltezeit länger als
die Startzeit und das Schutzelement wird aktiviert.
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Die
in 2 dargestellten ersten, zweiten, dritten und vierten
Kondensatoren 13, 14, 15 16 können auch
durch parasitäre
Kondensatoreffekte auf elektrischen Leitungen realisiert sein, so
dass es nicht erforderlich ist, tatsächliche Kondensatoren vorzusehen.
Folglich können
anstelle des ersten, zweiten, dritten und weiteren Kondensators
auch elektrische Leitungen vorgesehen sein.
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Nach
einer Haltezeit geht das Halteglied von dem metastabilen ersten
Zustand in einen von zwei möglichen
stabilen Zuständen über, in
denen entweder die Spannung am ersten Ausgang 7 auf einem High-Pegel
liegt und die Spannung auf dem zweiten Ausgang 8 auf einem
Low-Pegel liegt oder die Spannung auf dem ersten Ausgang 7 auf
einem Low-Pegel und die Spannung auf dem zweiten Ausgang 8 auf
einem High-Pegel liegt.
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Das
Halteglied verlässt
den metastabilen Zustand aufgrund von zufälligen oder beabsichtigten Asymmetrien
in der Schaltung. Durch eine geeignete Dimensionierung der frequenzabhängigen Schleifenverstärkung des
Haltegliedes und der Symmetrien kann die Haltezeit, während der
sich das Halteglied im metastabilden Zustand befindet, gezielt verkürzt oder
verlängert
werden. Auf diese Weise kann die Schaltungsanordnung auf eine entsprechende
Reaktionszeit der Steuerschaltung 5 eingestellt werden.
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Vorzugsweise
kann eine lange Haltezeit des Haltegliedes im metastabilen Zustand
erreicht werden, indem die Schleifenverstärkung bei höheren Frequenzen gezielt niedrig
gehalten wird.
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Die
Halteschaltung mit den zwei rückgekoppelten
Inverterschaltungen 10, 11 funktioniert bei einer
Spannungserhöhung
zwischen der elektrischen Leitung 2 und der Referenzleitung 20 in
der Weise, dass aufgrund der Rückkopplungen
zwischen den zwei Inverterschaltungen 10, 11 die
Spannungspegel auf dem ersten und dem zweiten Ausgang 7, 8 während der
Haltezeit annährend
gleich groß sind.
Sind jedoch die zwei Inverterschaltungen 10, 11 in
der Treiberstärke
unterschiedlich ausgebildet und/oder sind der ersten, der zweite,
der dritte und der vierte Kondensator 13, 14, 15, 16 nicht
gleich groß und
ergibt sich dadurch ein Ungleichgewicht, so wird sich mit der Zeit
auf dem ersten oder dem zweiten Ausgang 7, 8 ein
hohes Spannungspotential und auf dem anderen Ausgang 7, 8 ein
niedriges Spannungspotential ausbilden. Auf welchem der beiden Ausgänge 7, 8 sich
ein hohes und auf welchem der zwei Ausgänge 7, 8 sich
ein niedriges Spannungspotential ausbildet, hängt von der Unsymmetrie der
Schaltungsanordnung ab. Auf alle Fälle wird sich nach der Haltezeit
eindeutig ein stabiler Zustand der Halteschaltung ergeben, bei dem
der erste oder der zweite Ausgang 7, 8 ein hohes
oder ein niedriges Spannungspotential im Vergleich zum anderen,
d. h. zum zweiten bzw. zum ersten Ausgang 7, 8 aufweist.
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Die
Steuerschaltung 5 erkennt beim annährend gleichen Spannungspotential
und/oder bei mittleren Spannungen auf dem ersten und zweiten Ausgang 7, 8 den
metastabilen Zustand der Halteschaltung. Der mittlere Bereich der
Spannungen liegt zwischen den Spannungen der Leitung 2 und
der Referenzleitung 20. Bei einem hohen Spannungspotential auf
einem der zwei Ausgänge 7, 8 und
einem niedrigen Spannungspotential auf dem anderen Ausgang 7, 8 erkennt
die Steuerschaltung einen stabilen Zustand der Halteschaltung 4.
Somit unterscheidet die Steuerschaltung 5 drei Zustände der
Halteschaltung 4, nämlich
den metastabilen und zwei stabile Zustände. Der metastabile Zustand
ist ein Signal für
eine starke Spannungsänderung
auf der elektrischen Leitung 2, die beispielsweise durch
eine elektrostatische Entladung verursacht wurde.
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3 zeigt
eine Ausführungsform
einer weiteren Halteschaltung 50, die in Form von miteinander gekoppelten
Transistoren 21, 22, 23, 24 realisiert
ist. Die Funktionsweise der weiteren Halteschaltung 50 entspricht
der Funktionsweise der Halteschaltung 4. Zudem ist in 3 ein
Ausführungsbeispiel
für die Steuerschaltung 5 dargestellt.
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Die
weitere Halteschaltung 50 weist zwei Serienschaltungen
von jeweils zwei Transistoren auf. Eine erste Serienschaltung weist
einen ersten Transistor 21 auf, der mit einem zweiten Transistor 22 zwischen
die weitere Verbindungsleitung 17 und die zweite weitere
Verbindungsleitung 19 in Serie geschaltet ist. Die Steueranschlüsse des
ersten und des zweiten Transistors 21, 22 sind
miteinander über eine
vierte Verbindungsleitung 26 verbunden. Der erste Transistor
weist eine im Gegensatz im zweiten Transistor invertierte Dotierung
auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der erste Transistor 21 in Form eines P-MOS-Transistors
realisiert. Der zweite Transistor 22 ist in Form eines
N-MOS-Transistors realisiert. Der Quellenanschluss des ersten Transistors 21 ist
an die weitere Verbindungsleitung 17 und der Senkenanschluss
des ersten Transistors 21 ist an den Senkenanschluss des
zweiten Transistors 22 angeschlossen. Der Quellenanschluss
des zweiten Transistors 22 ist an die zweite weitere Verbindungsleitung 19 angeschlossen.
Zwischen den Senkenanschlüssen
des ersten und des zweiten Transistors 21, 22 ist
somit eine dritte Verbindungsleitung 25 ausgebildet.
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Die
zweite Serienschaltung umfasst einen dritten und einen vierten Transistor 23, 24,
die zwischen der weiteren Verbindungsleitung 17 und der zweiten
weiteren Verbindungsleitung 19 geschaltet sind. Der dritte
und der vierten Transistor weisen invertierte Dotierungen auf. In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der dritte Transistor 23 in Form eines P-MOS-Transistors und der
vierte Transistor 24 in Form eines N-MOS-Transistors ausgebildet.
Der Quellenanschluss des dritten Transistors 23 ist mit der
weiteren Verbindungsleitung 17 verbunden. Der Senkenanschluss
des dritten Transistors 23 ist mit dem Senkenanschluss
des vierten Transistors 24 über eine fünfte Verbindungsleitung 27 verbunden. Der
Quellenanschluss des vierten Transistors 24 ist an die
zweite weitere Verbindungsleitung 19 angeschlossen. Die
Steueranschlüsse
des dritten und des vierten Transistors 23, 24 sind über eine
sechste Verbindungsleitung 28 miteinander verbunden. Der
erste Ausgang 7 ist an die fünfte Verbindungsleitung 27 angeschlossen.
Der zweite Ausgang 8 ist an die dritte Verbindungsleitung 25 angeschlossen.
Zudem ist die sechste Verbindungsleitung 28 über einen
ersten Widerstand 29 mit der dritten Verbindungsleitung 25 verbunden.
Weiterhin ist die fünfte
Verbindungsleitung 27 über
einen zweiten Widerstand 30 mit der vierten Verbindungsleitung 26 verbunden.
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Abhängig von
der gewählten
Ausführungsform
können
sich zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsleitung 25, 26 und
der fünften
und der sechsten Verbindungsleitung 27, 28 eine
fünfte und
sechste Kapazität 31, 32 ausbilden.
Der erste und der zweite Widerstand 29, 30 und
die fünfte
und die sechste Kapazität 31, 32 können auch
in Form von MOS-Transistoren realisiert sein.
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Eine
gezielte Asymmetrie der Halteschaltung der 3 kann dadurch
erreicht werden, indem einer der vier Transistoren 21, 22, 23, 24 einer
Serienschaltung etwas schwächer
oder stärker
als das jeweilige Pendant der anderen Serienschaltung dimensioniert
wird. Beispielsweise der erste und der dritte Transistor 21, 23 oder
der zweite und der vierte Transistor 22, 24 unterschiedlich
stark ausgebildet werden. Auf diese Weise wird eine bessere Reproduzierbarkeit
der Verweildauer, d. h. der Haltezeit der weiteren Halteschaltung 50 im
metastabilen Zustand bei einem starken Spannungsanstieg zwischen
der elektrischen Leitung und der Referenzleitung 20 erreicht. Weiterhin
weist die weitere Halteschaltung 50 der 3 den
Vorteil auf, dass die Schleifenverstärkung bei höheren Frequenzen niedrig ausgebildet
ist und dadurch eine lange Verweildauer der Halteschaltung 50 im
metastabilen Zustand, d.h. eine lange Haltezeit erreicht wird.
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Zwischen
der zweiten weiteren Verbindungsleitung 19 und dem zweiten
Ausgang 8 bildet sich eine erste Spannung U1 aus. Zwischen
der zweiten weiteren Verbindungsleitung 19 und dem zweiten Ausgang 7 bildet
sich eine zweite Spannung U2 und zwischen der zweiten weiteren Verbindungsleitung 19 und
der weiteren Verbindungsleitung 17 bildet sich eine dritte
Spannung U0 aus.
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3 zeigt
eine Realisierung der Steuerschaltung 5 in Form eines asymmetrisch
dimensionierten NOR-Gatters. Anstelle des asymmetrisch dimensionierten
NOR-Gatters kann auch ein asymmetrisch dimensioniertes NAND-Gatter
verwendet werden. In einer Ausführungsform
erzeugt die Steuerschaltung im Betriebszustand am dritten Ausgang 9 dann
ein Ausgangssignal, das ein Aktivieren des Schutzelementes bewirkt,
wenn am ersten und am zweiten Eingang 33, 34 der
Steuerschaltung 5, die mit dem ersten bzw. dem zweiten
Ausgang 7, 8 verbunden sind, ein Potential etwa
in der Mitte zwischen den Potenzialen der elektrischen Leitung 2 und
der Referenzleitung 20 liegt. Somit kann jede Steuerschaltung
verwendet werden, die diese Funktion bereitstellt. Wenn am ersten
und zweiten Ausgang 7, 8 ein annähernd gleiches
Potential anliegt, würden
von der Steuerschaltung Low-Signale am ersten und zweiten Ausgang 7, 8 erkannt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
erzeugt die Steuerschaltung im Betriebszustand am dritten Ausgang 9 dann
ein Ausgangssignal, wenn am ersten und zweiten Eingang 33, 34 annähernd gleich große Spannungen
anliegen.
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Das
NOR-Gatter weist einen fünften
Transistor 35, einen sechsten Transistor 36 und
einen siebten Transistor 37 auf, die in Serie geschaltet
sind. Der fünfte
Transistor 35 ist in dieser Ausführungsform als PMOS-Transistor
ausgebildet, dessen Quellenanschluss an die weitere Verbindungsleitung 17 angeschlossen
ist. Der Senkenanschluss des fünften Transistors 35 ist
mit einem Quellenanschluss des sechsten Transistors 36 verbunden.
Der sechste Transistor 36 ist ebenfalls als PMOS-Transistor ausgebildet.
Der Senkenanschluss des sechsten Transistors 36 ist über eine
achte Verbindungsleitung 40 mit dem Senkenanschluss des
siebten Transistors 37 verbunden, der als NMOS-Transistor
ausgebildet ist. Der Quellenanschluss des siebten Transistors 37 ist an
die zweite weitere Verbindungsleitung 19 angeschlossen.
Ein erster Eingang 33 der Steuerschaltung 5, der
mit dem ersten Ausgang 7 verbunden ist, ist an eine siebte
Verbindungsleitung 39 angeschlossen, die mit den Steueranschlüssen des
sechsten und des siebten Transistors 36, 37 verbunden
ist. Die achte Verbindungsleitung 40 ist an den dritten
Ausgang 9 angeschlossen. Weiterhin ist ein achter Transistor 38 angeordnet,
der als NMOS-Transistor ausgebildet ist und mit einem Quellenanschluss
an die zweite weitere Verbindungsleitung 19 und einem Senkenanschluss
an den dritten Ausgang 9 angeschlossen ist. Der Steueranschluss
des achten Transistors 38 steht mit einer neunten Verbindungsleitung 42 in
Verbindung, die ebenfalls an den Steueranschluss des ersten Transistors 35 angeschlossen
ist und zudem über
einen zweiten Eingang 34 mit dem zweiten Ausgang 8 verbunden
ist.
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Annähernd gleiche
Spannungen oder mittlere Spannungen, d.h. weder ein Low noch ein High-Potential
am ersten und am zweiten Ausgang 7, 8 sind ein
Zeichen für
einen metastabilen Zustand des Halteglieds. Die Steuerschaltung 5 ist
in der Weise ausgebildet, dass mittlere Spannungen, die am ersten
und am zweiten Eingang 33, 34 zu einem anderen
Ausgangssignal am dritten Ausgang 9 führen, als eine hohe und eine
niedrige Spannung (High bzw. Low-Potential), am ersten und zweiten
Ausgang 7, 8 unterschiedliche Spannungen. Dies
wird in der dargestellten Beispielschaltung dadurch erreicht, dass der
erste und der zweite Transistor 35, 36 als PMOS-Transistoren
mit einer großen
Verstärkungsleistung
und der siebte und der achte Transistor 37, 38 als
NMOS-Transistoren mit einer schwachen Verstärkungsleistung ausgebildet
sind.
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Liegen
am ersten und am zweiten Eingang 33, 34 mittlere
Spannungen oder annähernd
gleiche Spannungen an, d.h. befindet sich die weitere Halteschaltung 50 in
einem metastabilen Zustand, so liegt am dritten Ausgang 9 der
Steuerschaltung typischerweise für
einige hundert Nanosekunden ein Steuersignal an, das anzeigt, dass
eine schnelle zeitliche Änderung
der Spannung zwischen der elektrischen Leitung 2 und der
Referenzleitung 20 auftritt. Dabei können auch Spannungsänderungen
erfasst werden, die durch eine elektrostatische Entladung erzeugt
werden. Zudem erkennt die Steuerschaltung, ob ein langsamer Schaltvorgang
wie bei einem normalen Anliegen der Versorgungsspannung an der elektrischen
Leitung 2 vorliegt. Dies ist dann der Fall, wenn sich die
weitere Halteschaltung 50 in einem stabilen Zustand befindet
und die Spannungen am ersten und zweiten Ausgang 7, 8 unterschiedlich
hoch sind.
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Das
Ausgangssignal am dritten Ausgang 9 steuert nun das Schutzelement 6,
das beispielsweise einen MOS-FET oder einen Thyristor aufweist,
und verbindet bei Erkennen einer schnellen zeitlichen Spannungsänderung
zwischen der elektrischen Leitung 2 und der Referenzleitung 20,
die elektrische Leitung 2 über das Schutzelement 6 mit
einem Entladepotential, beispielsweise einem Massepotential. Das
Schutzelement 6 kann in der Weise ausgebildet sein, dass
es bei Erkennen einer elektrostatischen Entladung aktiviert wird
oder bei Fehlen einer elektrostatischen Entladung deaktiviert wird,
um eine unbeabsichtigte Aktivierung eines sich selbst aufsteuernden
Schutzelements zu verhindern.
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Der
dritte Ausgang 9 steht mit dem Schutzelement 6 in
Verbindung, das in 3 in Form eines NMOS-Transistors
ausgebildet ist. Vorzugsweise ist zwischen dem dritten Ausgang 9 und
dem Steueranschluss des NMOS-Transistors des Schutzelements 6 eine
Verstärkerschaltung 43 vorgesehen,
die einen dritten und vierten Inverter 44, 45 aufweist,
die in Serie geschaltet sind. Ein Quellenanschluss des NMOS-Transistors
der Schutzschaltung 6 ist mit der zweiten weiteren Verbindungsleitung 19 und
der Senkenanschluss des NMOS-Transistors des Schutzelements 6 ist
mit der weiteren Verbindungsleitung 17 verbunden.
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Anstelle
des NMOS-Transistors kann auch jede andere Art von Schalter verwendet
werden, mit dem bei Erkennen einer elektrostatischen Entladung eine
elektrisch leitende Verbindung zwischen der weiteren Verbindungsleitung 17 und
der Referenzleitung 20 möglich ist. Abhängig von
der gewählten Ausführungsform
kann der Quellenanschluss des NMOS-Transistors des Schutzelements 6 auch
mit einer anderen Leitung verbunden sein, die mit dem Massepotential
verbunden ist.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Schutzschaltung, bei der ein weiteres Schutzelement 46 vorgesehen
ist, das mit dem dritten Ausgang 9 der Steuerschaltung 5 verbunden
ist. Das weitere Schutzelement 46 weist eine Thyristor-Schaltung 47 auf,
die als Schutzelement wirkt. Parallel zur Thyristor-Schaltung ist
eine Diodenschaltung 48 vorgesehen. Zudem ist ein Ausgangstransistor 49 vorgesehen,
der in der gewählten
Ausführungsform
als NMOS-Transistor ausgebildet ist.
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Der
Steueranschluss des Ausgangstransistors 49 ist an den dritten
Ausgang 9 der Steuerschaltung 5 bzw. an den Ausgang
der Verstärkerschaltung 43 angeschlossen,
wenn diese vorgesehen ist. Die Diodenschaltung 48 besteht
aus einer Serienschaltung von vier Dioden, die zwischen dem Quellen-
und dem Senkenanschluss des Ausgangstransistors 49 geschaltet
sind. Die Thyristor-Schaltung 47 weist einen Widerstand
auf, der ein unbeabsichtigtes Triggern verhindert.
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5 zeigt
Ströme
und Spannung, die bei einem normalen Einschaltvorgang, d. h. das
Anlegen einer Versorgungsspannung an die elektrische Leitung 2 auftreten.
Im obersten Diagramm ist der Stromfluss auf der elektrischen Leitung 2 über der Zeit
dargestellt. Im mittleren Diagramm ist die Steuerspannung S am dritten
Ausgang 9 der Steuerschaltung 5, das Ansteuersignal
A am Steuereingang des Schutzelements 6, und das zwischen
dem dritten und vierten Inverter 44, 45 vorliegende
Spannungssignal I dargestellt. Im untersten Diagramm sind über die Zeit
die dritte Spannung U0, d. h. die Spannungsdifferenz zwischen der
elektrischen Leitung 2 und der Referenzleitung 20,
das erste Ausgangssignal H1 des ersten Ausgangs 7 der weiteren
Halteschaltung 50, und das zweite Ausgangssignal H2 des
zweiten Ausgangs 8 der weiteren Halteschaltung 50 dargestellt.
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Aus
dem untersten Diagramm ist erkennbar, dass die Einschaltspannung,
d.h. die dritte Spannung U0 mit der Zeit stetig ansteigt und bei
einem zweiten Zeitpunkt T2 von 10 μs die maximale Spannung von 2
V erreicht. Die weitere Halteschaltung 50 befindet sich
zwischen dem nullten Zeitpunkt T0 bei 0 μs und einem ersten Zeitpunkt
T1, der ungefähr
bei 4,5 μs liegt,
in einem metastabilen Zustand, in dem die Spannungen des ersten
und des zweiten Ausgangssignals H1, H2 auf dem ersten und zweiten
Ausgang 7, 8 annähernd gleich groß sind und
langsam ansteigen. Ab dem ersten Zeitpunkt T1 bei ungefähr 4,5 μsec trennen
sich die Ausgangssignale aufgrund der Unsymmetrie der weiteren Halteschaltung 50,
wobei das zweite Ausgangssignal H2 weiter ansteigt und im Laufe
der Zeit parallel zur dritten Spannung U0 verläuft. Das erste Ausgangssignal
H1 sinkt im Laufe der Zeit auf den Wert 0 Volt ab.
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In
dieser Anfangsphase steigt das Spannungssignal I mit der Zeit langsam
an und erreicht zu dem zweiten Zeitpunkt T2 den maximalen Wert von 2V.
Aus dem mittleren Diagramm ist deutlich zu erkennen, dass das Ansteuersignal
A zur Steuerung des Schutzelements 6 in der Anfangsphase
nur langsam ansteigt, aber insgesamt im Wert unter 0,2 V bleibt
und nach einer Einschwingzeit schon vor dem ersten Zeitpunkt T1
auf 0 Volt fällt.
Dadurch wird ein Leitendschalten des Schutzelements 6 nicht
erreicht. Somit wird unter diesen Spannungsverhältnissen die elektrische Leitung 2 nicht
mit dem Entladepfad verbunden. Die Steuerspannung 6 am
dritten Ausgang 9 steigt anfangs etwas an und fällt aber
nach kurzer Zeit auf 0 Volt ab.
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Zu
dem zweiten, einem dritten und einem vierten Zeitpunkt T2, T3, T4
kommt es auf der elektrischen Leitung 2 zu Schwankungen,
die sich in Stromspitzen auf der elektrischen Leitung 2 im
obersten Diagramm zeigen. Entsprechend gibt es leichte Anstiege
des Spannungssignals I oder Abfälle
des Spannungssignals I zu den entsprechenden Zeitpunkten. Diese
führen
jedoch nicht dazu, dass das Ansteuersignal A entsprechend steigt,
um die Schutzschaltung 6 zu aktivieren. Somit wird bei
diesem Einschaltvorgang keine Ladung über das Schutzelement von der
elektrischen Leitung 2 über
das Schutzelement 6 abgeführt.
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6 zeigt
eine Einschaltsituation, bei der ein schneller zeitlicher Anstieg
der Spannung auf der elektrischen Leitung 2 beispielsweise
durch eine elektrostatische Entladung auftritt und zu einem Einschalten
des Schutzelements 6 führt.
In 6 ist die Zeitachse T in Nanosekunden dargestellt.
Im obersten Diagramm ist wieder der Strom auf der elektrischen Leitung 2 dargestellt,
der zu einem Startzeitpunkt TStart von dem Wert 0 innerhalb von
5 ns mit einem sehr starken Anstieg auf den Wert 1,8 A steigt. Im
mittleren Diagramm ist die Steuerspannung S am dritten Ausgang 9 der
Steuerschaltung 5 dargestellt, die nach dem Startzeitpunkt
TStart sehr stark ansteigt und innerhalb von 1 ns den Spannungswert von über 2 V
erreicht. Entsprechend steigt auch das Ansteuersignal A des Schutzelements 5 an
und steuert das Schutzelement 6 leitend. Das Schutzelement leitet
ungefähr
bei einer Spannung von 1,0 V, die kurz vor dem Zeitpunkt von 16
ns erreicht wird. Im untersten Diagramm ist die dritte Spannung
U0, d.h. die Spannungsdifferenz zwischen der elektrischen Leitung 2 und
der Referenzleitung 20 dargestellt. Diese steigt nach dem
Startzeitpunkt bei 15 ns sehr stark an und überschreitet vor dem Zeitpunkt
von 16 ns den Wert von 2 V. Gleichzeitig steigen das erste und das zweite
Ausgangssignal H1, H2 am ersten und am zweiten Ausgang 7, 8 der
Halteschaltung 4 auf einen Wert von 1V, wobei die Spannungen
auf dem ersten und dem zweiten Ausgang 7, 8 annähernd gleich groß sind.
Durch das schnelle Ansteigen der Spannung U0 weist die Steuerschaltung 5 eine
ausreichende Spannungsversorgung auf, um am dritten Ausgang 9 ein
entsprechendes Steuersignal zum Leitendschalten des Schutzelements 6 bereitzustellen.
Das Leitendschalten bewirkt, dass die dritte Spannung U0 nach dem
Erreichen eines Maximalwerts wieder absinkt, um nach dem Erreichen
eines lokalen Minimums kurz nach dem Zeitpunkt von 16 ns wieder
langsam auf einen Wert von 2,5V anzusteigen. Auf diese Weise wird
ein zu starker Anstieg der Spannung der elektrischen Leitung 2 vermeiden.
Dadurch werden elektrische Schaltungen, die mit der elektrischen
Leitung 2 verbunden sind, vor einer Überspannung geschützt.
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Im
Gegensatz zur Situation der 5 hat die Steuerschaltung 5 zu
dem Zeitpunkt, zu dem das erste und das zweite Ausgangssignal H1,
H2 annähernd gleich
sind, schon eine ausreichende Spannungsversorgung, um eine Steuerspannung
S und damit ein ausreichendes Ansteuersignal A zum Ansteuern des Schutzelements 6 auszugeben.
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Beim
normalen Einschaltvorgang erreicht die Versorgungsspannung der Steuerschaltung 5 zu dem
Zeitpunkt, zu dem das erste und das zweite Ausgangssignal H1, H2
der weiteren Halteschaltung 50 noch einen annähernd gleichen
Wert aufweisen, keinen ausreichend hohen Wert, um eine Steuerspannung
S am dritten Ausgang 9 zum Schalten des Schutzelements 6 bereitstellen
zu können.
In einfacher Weise wird dies dadurch erreicht, dass die Steuerschaltung 5 von
der Spannung auf der elektrischen Leitung 2 versorgt wird
und die Startzeit bis zum Erreichen eines Betriebszustandes der
Steuerschaltung 5, bei dem ein Ansteuersignal erzeugt wird,
bei einem normalen Einschaltvorgang länger ist als die Haltezeit.
Tritt jedoch eine elektrostatische Entladung, beispielsweise beim
Einschaltvorgang auf, dann wird die Steuerschaltung 5,
vor dem Ende der Haltezeit in den Betriebszustand gebracht.
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7 zeigt
eine Schaltsituation in der eine elektrostatische Entladung auftritt,
bei der das Schutzelement aktiviert wird. In einem oberen Diagramm sind
das Ansteuersignal A am Steuereingang des Schutzelementes 6,
die Steuerspannung S vom dritten Ausgang 9 der Steuerschaltung 5 und
das Spannungssignal I, das zwischen dem dritten und vierten Inverter 44, 45 vorliegt, über die
Zeit dargestellt. Im unteren Diagramm sind über die Zeit die dritte Spannung
U0, d.h. die Spannungsdifferenz zwischen der elektrischen Leitung 2 und
der Referenzleitung 20, das erste Ausgangssignal H1 des
ersten Ausgang 7, der weiteren Halteschaltung 50,
und das zweite Ausgangssignal H2 des zweiten Ausgang 8 der
weiteren Halteschaltung 50 dargestellt.
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In
dem unteren Diagramm ist erkennbar, dass die Versorgungsspannung
zum Zeitpunkt T Start abrupt auf einen Wert von 4V ansteigt und
anschließend
stetig abfällt.
Durch den starken Spannungsanstieg wird die Startzeit für die Steuerschaltung 5 unter
die Haltezeit der weiteren Halteschaltung 50 verkürzt, sodass
die Steuerschaltung 5 einen metastabilen Zustand der weiteren
Halteschaltung 50 im Betriebszustand erkennt und somit
das Schutzelement 6 in der Weise ansteuert, dass die elektrische
Leitung 2 mit dem Entladepfad verbunden ist. Die weitere
Halteschaltung 50 gibt kurz nach dem Startzeitpunkt T Start
ein erstes Ausgangssignal H1 und ein zweites Ausgangssignal H2 am
ersten Ausgang 7 bzw. einen zweiten Ausgang 8 aus,
die annähernd
gleich groß sind.
Somit erkennt die Steuer schaltung 5 einen metastabilen
Zustand. Im Laufe der Zeit wird das zweite Ausgangssignal H2 auf
ein hohes Spannungsniveau und das erste Ausgangssignal H1 auf ein
niedriges Spannungsniveau gezogen.
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Die
Steuerschaltung 5 gibt am Steuereingang des Schutzelementes 6 das
Ansteuersignal A mit einer großen
Spannung aus, sodass das Schutzelement 6 leitend geschalten
wird und die elektrische Leitung 2 mit dem Entladepfad
verbindet. Das Ansteuersignal A wird über eine Triggerzeit von ca. 142ns
auf den hohen Spannungspegel gehalten. Die Steuerspannung S am dritten
Ausgang der Steuerschaltung 5 weist ein annähernd gleiches
Spannungspotential wie das Ansteuersignal H auf, wobei jedoch die
Steuerspannung S bereits nach 120 ns zu fallen beginnt. Zu einem
Schaltzeitpunkt T Schalt wird das Ansteuersignal A von einem High-Level-Signal
in ein Low-Level-Signal umgeschaltet. Somit wird zum Schaltzeitpunkt
T Schalt das Schutzelement 6 abgeschaltet und elektrische
Leitung 2 vom Entladepfad getrennt. Das Spannungssignal
I weist kurz nach dem Startzeitpunkt T Start ein Wert von 0V auf
und steigt erst zum Schaltzeitpunkt T Schalt auf ein High-Level-Spannungssignal mit
einem Wert von über
2V an.
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Aus
der 7 ist ersichtlich, dass nach der Ansteuerung des
Schutzelementes 6 das Schutzelement 6 für eine festgelegte
Zeitdauer, in diesem Fall für
ungefähr
142ns eingeschaltet bleibt, obwohl sich das erste und zweite Ausgangssignal
H1, H2 bereits in verschiedene Spannungsniveaus entwickeln.
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In
einer Ausführungsform
der weiteren Halteschaltung 50 der 4 weist
der zweite Transistor 22, der als NFET-Transistor ausgebildet ist, einen Leitungskanal
mit einer Weite von 0,44 μm
und einer Länge
von 10 μm
auf. Der erste Transistor 21, der als PFET-Transistor ausgebildet
ist, weist ei nen Kanal mit einer Weite von 0,44 μm und einer Länge von
10 μm auf.
Der dritte Transistor 23, der als PFET-Transistor ausgebildet
ist, weist einen Kanal mit einer Weite von 0,48 μm und einer Länge von
10 μm auf. Der
vierte Transistor 24, der als NFET-Transistor ausgebildet
ist, weist eine Weite von 0,44 μm
und eine Länge
von 10 μm
auf. Durch die Asymmetrie zwischen dem ersten und dem dritten Transistor 21, 23 wird
die Impulsdauer des Steuersignals am dritten Ausgang 9 festgelegt.
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Der
siebte und der achte Transistor 37, 38 werden
in einer Ausführungsform
als NFET-Transistoren ausgebildet, deren Kanalgebiete eine Weite von
2,2 μm und
eine Länge
von 1,1 μm
aufweisen. Der fünfte
und der sechste Transistor 35, 36 der Steuerschaltung 5 werden
in einer Ausführungsform als
PFET-Transistoren
mit einem Kanalgebiet ausgebildet, deren Weiten 17,6 μm und deren
Längen
0,18 μm
aufweist. In einer weiteren Ausführungsform
kann auf den ersten und den zweiten Widerstand 29, 30 verzichtet
werden, so dass nur parasitäre
Leitungswiderstände
vorliegen. Zudem können
in einer weiteren Ausführungsform
die fünfte
und sechste Kapazität zwischen
der dritten und vierten Verbindungsleitung 25, 26 und
der fünften
und sechsten Verbindungsleitung 27, 28 einen Wert
von 20 fF aufweisen.
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Nach
dem Erkennen eines metastabilen Zustands der Halteschaltung 8 wird
am dritten Ausgang 9 die Steuerspannung S erzeugt, die
mit den beschriebenen Parametern eine Impulslänge von 50 bis 300 ns aufweist.
D.h., dass nach dem Übergang
der weiteren Halteschaltung 50 in einen stabilen Zustand,
d.h. das Auseinanderlaufen der Spannungen am ersten und am zweiten
Ausgang 7, 8 über
einen Zeitraum von 50 bis 300 ns die Steuerschaltung 5 die Schutzschaltung 6 im
leitenden Zustand hält.
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Die
Kapazitäten
zwischen der dritten und der vierten Verbindungsleitung 25, 26 und
zwischen der fünften
und der sechsten Verbindungsleitung 27, 28 können im
Bereich von 5 bis 50 fF liegen.
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Die
beschriebene Schutzschaltung kann bei jeder Art von elektrischer
oder elektronischer Schaltung eingesetzt werden. Vorzugsweise kann
die Schutzschaltung bei einer Speicherschaltung, insbesondere bei
einem DRAM-Speicherbaustein zum Einsatz kommen, und die elektrische
Leitung 2 beispielsweise mit der Versorgungsspannung verbunden
sein. Die Referenzleitung 20 kann bei einer Speicherschaltung
mit dem Massepotential verbunden sein.
-
Die
Funktionsweise der Erfindung wurde am Beispiel der weiteren Halteschaltung 50 erläutert. Die Halteschaltung 4 funktioniert
in analoger Weise.
-
- 1
- elektrische
Schaltung
- 2
- elektrische
Leitung
- 3
- Schutzschaltung
- 4
- Halteschaltung
- 5
- Steuerschaltung
- 6
- Schutzelement
- 7
- Erster
Ausgang
- 8
- Zweiter
Ausgang
- 9
- Dritter
Ausgang
- 10
- Erste
Inverterschaltung
- 11
- Zweite
Inverterschaltung
- 12
- Verbindungsleitung
- 13
- Erster
Kondensator
- 14
- Zweiter
Kondensator
- 15
- Dritter
Kondensator
- 16
- Vierter
Kondensator
- 17
- Weitere
Verbindungsleitung
- 18
- Zweite
Verbindungsleitung
- 19
- Zweite
weitere Verbindungsleitung
- 20
- Referenzleitung
- 21
- Erster
Transistor
- 22
- Zweiter
Transistor
- 23
- Dritter
Transistor
- 24
- Vierter
Transistor
- 25
- Dritte
Verbindungsleitung
- 26
- Vierte
Verbindungsleitung
- 27
- Fünfte Verbindungsleitung
- 28
- Sechste
Verbindungsleitung
- 29
- Erster
Widerstand
- 30
- Zweiter
Widerstand
- 31
- Fünfte Kapazität
- 32
- Sechste
Kapazität
- 33
- Erster
Eingang
- 34
- Zweiter
Eingang
- 35
- Fünfter Transistor
- 36
- Sechster
Transistor
- 37
- Siebter
Transistor
- 38
- Achter
Transistor
- 39
- Siebte
Verbindungsleitung
- 40
- Achte
Verbindungsleitung
- 42
- Neunte
Verbindungsleitung
- 43
- Verstärkerschaltung
- 44
- Dritter
Inverter
- 45
- Vierter
Inverter
- 46
- Weiteres
Schutzelement
- 47
- Thyristorschaltung
- 48
- Diodenschaltung
- 49
- Ausgangstransistor
- 50
- weitere
Halteschaltung