JP2008205346A - 静電保護回路 - Google Patents

Abstract

【課題】電気回路の電源供給端子に対してダイオード接続のトランジスタを多段接続した保護回路を提供する。
【解決手段】電源供給端子から接地面へ順方向に直列接続された静電保護ダイオードのうち少なくとも一つ以上を、二つ以上の電源供給端子から共用する。電源電圧供給端子に静電気による電圧が印加されたとき、直近の少なくとも一つは静電保護ダイオードを共有せず、一部を共用化しても電源供給端子Ｖｂ１とＶｂ２の印加電圧が異なっていても効果を発揮することができ、チップ面積の低減によりチップコストを安価にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は静電保護回路に関するものであり、特に、電気回路の静電破壊に対する保護回路に関するものである。

ＩＣやＬＳＩ等の集積回路は静電気の影響を受け易く、特にパッケージの材質が表面をメタライズされていないプラスチック、セラミック等の絶縁物の場合には、このパッケージが他の絶縁物と接触、摩擦することで集積回路全体が数百〜数ｋＶに帯電し、この帯電した集積回路のリードピンを導体、あるいは人体に近づけると放電し、内部回路が破壊される。そのために、集積回路には内部回路の入・出力端子と外部端子の間に静電気保護回路が設けられている。

従来の構成では、図７に示すように、７２１−７２ｎ、７４１−７４ｎ、７６１−７６ｎの複数の直列接続された静電保護ダイオードからなる７１、７３、７５の保護回路、７Ａ、７Ｂのバイアス回路、及び７Ｃの段間整合回路から構成されている。保護回路の７１、７３、７５はトランジスタをダイオード接続し、多段に直列に接続した静電保護回路である。

このような静電保護回路は（特許文献１）（特許文献２）に一例が開示されている。同公報によればＩＣの高周波部に対してダイオード接続のドランジスタを多段接続した保護回路を設けている。
国際公開第００／６７３２３号パンフレット 特開平５−２６７５８９号公報

しかしながら、上記従来技術においては、一般的に各端子に複数のダイオードを配置するためにチップ面積が広くなるという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決しようとするもので、チップ面積を低減した静電気保護回路を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するため、図７に示す電気回路を静電気放電から保護する静電気保護回路において、電源供給端子から接地面へ直列接続された静電保護ダイオードのうち少なくとも一つ以上を、当該二つ以上の電源供給端子から共用することによりチップ面積の低減を最も主要な特徴とする。上記回路においては、電源電圧供給端子に静電気による電圧が印加されたとき、このダイオードを介して、静電気の電荷が流れることとなる。

以上述べたように、本発明によれば、電源供給端子と接地面間の直列接続した静電保護ダイオードを共用することにより、チップ面積の低減することができる。また、本発明によればチップ面積の低減によりチップコストを安価にすることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る半導体集積回路の、特に保護回路について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の保護回路の一構成例である。１１が本発明を適用する保護回路である。Ｐｉｎは入力信号であり、バイポーラトランジスタＴｒ１、段間整合回路１Ｃ、バイポーラトランジスタＴｒ２を介してＰｏｕｔへと信号が出力される。保護回路１１，１５は、電源供給端子から直列にダイオード接続された１２、１３、１４１−１４ｎ、１６１−１６ｎからなるバイポーラトランジスタからなる。また１Ａ、１Ｂの電力増幅用バイポーラトランジスタのベース電位を安定させるためのバイアス回路から構成されている。

従来回路では図７に示すように、電源供給端子Ｖｂ１は直列にダイオード接続された７２１、７２ｎからなる。また電源供給端子Ｖｂ２は直列にダイオード接続された７４１、７４ｎからなる。これらの電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２の静電保護ダイオードのうち、直近の少なくとも一つは静電保護ダイオードを共有せず、７２２、７２ｎの一部と７４２、７４ｎの一部を図１に示す電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２のダイオード接続された１４１、１４ｎと共用化することができる。この場合、電源供給端子Ｖｂ１とＶｂ２の印加電圧が異なっていても効果を発揮することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る半導体集積回路の、特に保護回路について、図面を参照しながら説明する。

図２は、本発明の保護回路の一構成例である。２１が本発明を適用する保護回路である。Ｐｉｎは入力信号であり、バイポーラトランジスタＴｒ１、段間整合回路２Ｃ、バイポーラトランジスタＴｒ２を介してＰｏｕｔへと信号が出力される。保護回路２１，２５は、電源供給端子から直列にダイオード接続された２２、２３、２４１−２４ｎ、２６、２７１−２７ｎからなる。また２Ａ、２Ｂの電力増幅用バイポーラトランジスタのベース電位を安定させるためのバイアス回路から構成されている。

従来回路は第１の実施形態に示した通りである。これらの電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｃ１の静電保護ダイオードのうち、直近の少なくとも一つの静電保護ダイオードを共有せず、７２２−７２ｎの一部と７４２、７４ｎの一部と７６２、７６ｎの一部を図２に示す電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｃ１のダイオード接続された２４１−２４ｎと共用化することができる。この場合、電源供給端子Ｖｂ１とＶｂ２とＶｃ１の印加電圧が異なっていても効果を発揮することができる。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る半導体集積回路の、特に保護回路について、図面を参照しながら説明する。

図３は、本発明の保護回路の一構成例である。３１が本発明を適用する保護回路である。Ｐｉｎは入力信号であり、バイポーラトランジスタＴｒ１、段間整合回路３Ｃ、バイポーラトランジスタＴｒ２を介してＰｏｕｔへと信号が出力される。保護回路３１，３５は、電源供給端子にアノード電極を直列に接続された３２、３３、３４１〜３４ｎ、３６１〜３６ｎからなるツェナーダイオードからなる。また３Ａ、３Ｂの電力増幅用バイポーラトランジスタのベース電位を安定させるためのバイアス回路から構成されている。

従来回路では図７に示すように、電源供給端子Ｖｂ１は直列にダイオード接続された７２１〜７２ｎからなる。また電源供給端子Ｖｂ２は直列にダイオード接続された７４１〜７４ｎからなる。これらの電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２の静電保護ダイオードのうち、直近の少なくとも一つは静電保護ダイオードを共有せず、７２２、７２ｎの一部と７４２、７４ｎの一部を図３に示す電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２のダイオード接続された３４１〜３４ｎと共用化することができる。この場合、電源供給端子Ｖｂ１とＶｂ２の印加電圧が異なっていても効果を発揮することができる。

（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る半導体集積回路の、特に保護回路について、図面を参照しながら説明する。

図４は、本発明の保護回路の一構成例である。４１が本発明を適用する保護回路である。Ｐｉｎは入力信号であり、バイポーラトランジスタＴｒ１、段間整合回路４Ｃ、バイポーラトランジスタＴｒ２を介してＰｏｕｔへと信号が出力される。保護回路４１，４５は、電源供給端子にアノード電極を直列に接続されたツェナーダイオード４２、４３からなり、当該ダイオードのカソード電極にカソード電極を直列に接続された４４１〜４４ｎツェナーダイオードからなる。また４Ａ、４Ｂの電力増幅用バイポーラトランジスタのベース電位を安定させるためのバイアス回路から構成されている。

従来回路では図７に示すように、電源供給端子Ｖｂ１は直列にダイオード接続された７２１〜７２ｎからなる。また電源供給端子Ｖｂ２は直列にダイオード接続された７４１〜７４ｎからなる。これらの電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２の静電保護ダイオードのうち、直近の少なくとも一つは静電保護ダイオードを共有せず、７２２〜７２ｎの一部と７４２〜７４ｎの一部を図１に示す電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２のダイオード接続された４４１〜４４ｎと共用化することができる。この場合、電源供給端子Ｖｂ１とＶｂ２の印加電圧が異なっていても効果を発揮することができる。

（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態に係る半導体集積回路の、特に保護回路について、図面を参照しながら説明する。

図５は、本発明の保護回路の一構成例である。５１が本発明を適用する保護回路である。Ｐｉｎは入力信号であり、バイポーラトランジスタＴｒ１、段間整合回路５Ｃ、バイポーラトランジスタＴｒ２を介してＰｏｕｔへと信号が出力される。保護回路５１，５５は、電源供給端子にアノード電極が直列に接続されたツェナーダイオード５２、５３、５４１からなり、当該ダイオード５４１のカソード電極にカソード電極が直列に接続されたツェナーダイオード５４ｎからなる。また５Ａ、５Ｂの電力増幅用バイポーラトランジスタのベース電位を安定させるためのバイアス回路から構成されている。

従来回路では図７に示すように、電源供給端子Ｖｂ１は直列にダイオード接続された７２１〜７２ｎからなる。また電源供給端子Ｖｂ２は直列にダイオード接続された７４１〜７４ｎからなる。これらの電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２の静電保護ダイオードのうち、直近の少なくとも一つは静電保護ダイオードを共有せず、７２２〜７２ｎの一部と７４２〜７４ｎの一部を図５に示す電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２のダイオード接続された５４１〜５４ｎと共用化することができる。この場合、電源供給端子Ｖｂ１とＶｂ２の印加電圧が異なっていても効果を発揮することができる。

（第６の実施形態）
以下、本発明の第６の実施形態に係る半導体集積回路の、特に保護回路について、図面を参照しながら説明する。

図６は、本発明の保護回路の一構成例である。６１が本発明を適用する保護回路である。Ｐｉｎは入力信号であり、バイポーラトランジスタＴｒ１、段間整合回路６Ｃ、バイポーラトランジスタＴｒ２を介してＰｏｕｔへと信号が出力される。保護回路６１，６５は、電源供給端子にカソード電極が接続されたツェナーダイオード６２、６３と、当該ダイオードのアノード電極にアノード電極が直列に接続されたツェナーダイオード６４１〜６４ｎからなる。また６Ａ、６Ｂの電力増幅用バイポーラトランジスタのベース電位を安定させるためのバイアス回路から構成されている。

従来回路では図７に示すように、電源供給端子Ｖｂ１は直列にダイオード接続された７２１〜７２ｎからなる。また電源供給端子Ｖｂ２は直列にダイオード接続された７４１〜７４ｎからなる。これらの電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２の静電保護ダイオードのうち、直近の少なくとも一つは静電保護ダイオードを共有せず、７２２、７２ｎの一部と７４２〜７４ｎの一部を図６に示す電源供給端子Ｖｂ１、Ｖｂ２のダイオード接続された６４１〜６４ｎと共用化することができる。この場合、電源供給端子Ｖｂ１とＶｂ２の印加電圧が異なっていても効果を発揮することができる。

以上説明したように、本発明は、電気回路の保護素子を形成する方法等に有用である。

本発明の第１の実施形態に係わる電気回路の保護回路を示す回路図 本発明の第２の実施形態に係わる電気回路の保護回路を示す回路図 本発明の第３の実施形態に係わる電気回路の保護回路を示す回路図 本発明の第４の実施形態に係わる電気回路の保護回路を示す回路図 本発明の第５の実施形態に係わる電気回路の保護回路を示す回路図 本発明の第６の実施形態に係わる電気回路の保護回路を示す回路図 本発明の電気回路の従来回路を示す回路図

符号の説明

１１、１５ 保護回路
１２、１３、１４１〜１４ｎ、１６１〜１６ｎ ダイオード接続されたバイポーラトランジスタ
１Ａ、１Ｂ バイアス回路
１Ｃ 段間整合回路
２１、２５ 保護回路
２２、２３、２４１〜２４ｎ、２６、２７１〜２７ｎ ダイオード接続されたバイポーラトランジスタ
２Ａ、２Ｂ バイアス回路
２Ｃ 段間整合回路
３１、３５ 保護回路
３２、３３、３４１〜３４ｎ、３６１〜３６ｎ ツェナーダイオード
３Ａ、３Ｂ バイアス回路
３Ｃ 段間整合回路
４１、４５ 保護回路
４２、４３、４４１〜４４ｎ、４６１〜４６ｎ ツェナーダイオード
４Ａ、４Ｂ バイアス回路
４Ｃ 段間整合回路
５１、５５ 保護回路
５２、５３、５４１〜５４ｎ、５６１〜５６ｎ ツェナーダイオード
５Ａ、５Ｂ バイアス回路
５Ｃ 段間整合回路
６１、６５ 保護回路
６２、６３、６４１〜６４ｎ、６６１〜６６ｎ ツェナーダイオード
６Ａ、６Ｂ バイアス回路
６Ｃ 段間整合回路
７１、７５ 保護回路
７２、７３、７４１〜７４ｎ、７６１〜７６ｎ ダイオード接続されたバイポーラトランジスタ
７Ａ、７Ｂ バイアス回路
７Ｃ 段間整合回路

Claims (6)

1. 二つ以上の電力増幅器トランジスタと、当該各トランジスタに繋がる二つ以上の電源電圧供給端子と、当該各電源電圧供給端子と接地面間に二つ以上直列接続された静電保護ダイオードとから構成される電気回路において、当該静電保護ダイオードのうち少なくとも一つ以上を、当該二つ以上の電源電圧供給端子から共用することを特徴とする静電保護回路。
2. 請求項１において、当該二つ以上の電源供給端子から直近の少なくとも一つは当該静電保護ダイオードを共有せず、当該各電源供給端子ごとに備えることを特徴とする静電保護回路。
3. 請求項１において、当該二つ以上の電源電圧端子の直近の少なくとも一つの当該静電保護ダイオードが順方向に接続されており、当該ダイオードと接地面間に共有接続している静電保護ダイオードも順方向であることを特徴とする静電保護回路。
4. 請求項１において、当該二つ以上の電源電圧端子の直近の少なくとも一つの当該静電保護ダイオードが順方向に接続されており、当該ダイオードと接地面間に共有接続している少なくとも一つの静電保護ダイオードが逆方向であることを特徴とする静電保護回路。
5. 請求項１において、当該二つ以上の電源電圧端子の直近の少なくとも一つの当該静電保護ダイオードが順方向に接続されており、当該ダイオードと接地面間に共有接続している少なくとも一つの静電保護ダイオードが一部順方向と逆方向であることを特徴とする静電保護回路。
6. 請求項１において、当該二つ以上の電源電圧端子の直近の少なくとも一つの当該静電保護ダイオードが逆方向に接続されており、保護ダイオードと接地面間に共有接続している少なくとも一つの当該静電保護ダイオードが順方向であることを特徴とする静電保護回路。

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