JP2008288236A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit in which secondary harmonics are hardly generated and high-frequency characteristics are excellent. <P>SOLUTION: The semiconductor integrated circuit is provided with an electrostatic protection circuit in which a first diode connected in a forward direction and a second diode connected in a backward direction are connected in series between an input/output terminal and a ground terminal, the anode width of diodes and the number of connected diodes are set so as to cancel secondary harmonics to be generated from the first and second diodes, a bias voltage is applied to the diodes, and a resistive element is connected in parallel to the diodes. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、静電破壊から半導体集積回路を保護する静電保護回路を備えた半導体集積回路に関し、特に静電保護回路からの2次高調波の発生を抑制することができる半導体集積回路に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit including an electrostatic protection circuit that protects a semiconductor integrated circuit from electrostatic breakdown, and more particularly to a semiconductor integrated circuit that can suppress the generation of second harmonics from the electrostatic protection circuit.

高周波用の半導体集積回路は静電耐圧が低い場合が多く、入出力端子と接地端子との間に保護ダイオードを用いた静電保護回路がしばしば用いられる。図9には、入出力端子に保護ダイオードを用いた静電保護回路を接続した従来の半導体集積回路の一例を示す。図9に示す静電保護回路は、高周波回路1の入出力端子2と接地端子3との間に、順方向に接続したダイオード4と逆方向に接続したダイオード5が直列に接続されている。このような半導体集積回路では、入出力端子2に直流電圧や交流電圧が加わってもダイオードには電流が流れず、サージ電圧のように高い電圧が加わったとき、ダイオード4とダイオード5がオン状態となり、電流が接地端子3に流れ、高周波回路1を静電破壊から保護することができる。この種の半導体集積回路は、例えば、特許文献1に開示されている。
特開2002−50640号公報
High-frequency semiconductor integrated circuits often have a low electrostatic withstand voltage, and an electrostatic protection circuit using a protection diode between an input / output terminal and a ground terminal is often used. FIG. 9 shows an example of a conventional semiconductor integrated circuit in which an electrostatic protection circuit using a protection diode is connected to an input / output terminal. In the electrostatic protection circuit shown in FIG. 9, a diode 4 connected in the forward direction and a diode 5 connected in the reverse direction are connected in series between the input / output terminal 2 and the ground terminal 3 of the high-frequency circuit 1. In such a semiconductor integrated circuit, even when a DC voltage or an AC voltage is applied to the input / output terminal 2, no current flows through the diode, and when a high voltage such as a surge voltage is applied, the diode 4 and the diode 5 are turned on. Thus, the current flows to the ground terminal 3, and the high frequency circuit 1 can be protected from electrostatic breakdown. This type of semiconductor integrated circuit is disclosed in, for example, Patent Document 1.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-50640

ところで、保護ダイオードを用いた静電保護回路を備えた半導体集積回路では、保護ダイオードから不要な高調波が発生することが知られている。図9に示す半導体集積回路では、入出力端子2が接地電位と同じ場合には、入力する高周波信号の正の周期と負の周期で、ダイオード4とダイオード5から発生する2次高調波が相互に打ち消し合い(相殺し)、入出力端子2に2次高調波はほとんど発生しない。しかし、入出力端子2に正の直流電圧が印加されている場合、ダイオード4は順バイアスされ、ダイオード5は逆バイアスされた状態となる。このような状態で高周波信号が入出力端子2に入力すると、正の周期と負の周期とで歪が異なり、入出力端子2に相殺されない2次高調波が残り、高周波特性を悪化させるという問題があった。本発明はこのような問題を解消し、静電保護回路で発生した2次高調波を相殺することができる静電保護回路を備えた半導体集積回路を提供することを目的とする。   Incidentally, it is known that unnecessary harmonics are generated from the protection diode in the semiconductor integrated circuit including the electrostatic protection circuit using the protection diode. In the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 9, when the input / output terminal 2 is the same as the ground potential, the second harmonics generated from the diode 4 and the diode 5 are mutually in the positive cycle and the negative cycle of the input high-frequency signal. Are canceled (cancelled), and almost no second harmonic is generated at the input / output terminal 2. However, when a positive DC voltage is applied to the input / output terminal 2, the diode 4 is forward-biased and the diode 5 is reverse-biased. When a high-frequency signal is input to the input / output terminal 2 in such a state, the distortion differs between the positive period and the negative period, and second harmonics that are not canceled out by the input / output terminal 2 remain, thereby deteriorating the high-frequency characteristics. was there. It is an object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit including an electrostatic protection circuit that can solve such problems and cancel out the second harmonic generated in the electrostatic protection circuit.

上記目的を達成するため、本願請求項1に係る発明は、入出力端子を有する高周波回路と、前記入出力端子と接地端子との間に、順方向に接続した1個以上の第1のダイオードと、逆方向に接続した1個以上の第2のダイオードとを直列に接続し、前記第1及び第2のダイオードから発生する2次高調波を相殺するように前記第1のダイオードのアノード幅と前記第2のダイオードのアノード幅をそれぞれ設定した静電保護回路と、を備えたことを特徴とする。   To achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application is a high-frequency circuit having an input / output terminal, and one or more first diodes connected in a forward direction between the input / output terminal and the ground terminal. And one or more second diodes connected in the opposite direction are connected in series, and the anode width of the first diode so as to cancel the second harmonic generated from the first and second diodes. And an electrostatic protection circuit in which the anode width of each of the second diodes is set.

本願請求項2に係る発明は、入出力端子を有する高周波回路と、前記入出力端子と接地端子との間に、順方向に接続した1個以上の第1のダイオードと、逆方向に接続した1個以上の第2のダイオードとを直列に接続し、前記第1及び第2のダイオードから発生する2次高調波を相殺するように前記第1のダイオードの数と前記第2のダイオードの数をそれぞれ設定した静電保護回路と、を備えたことを特徴とする。   In the invention according to claim 2, the high-frequency circuit having the input / output terminal and one or more first diodes connected in the forward direction are connected in the reverse direction between the input / output terminal and the ground terminal. The number of the first diodes and the number of the second diodes are connected in series with one or more second diodes so as to cancel the second harmonic generated from the first and second diodes. And an electrostatic protection circuit in which each is set.

本願請求項3に係る発明は、入出力端子を有する高周波回路と、前記入出力端子と接地端子との間に、順方向に接続した1個以上の第1のダイオードと、逆方向に接続した1個以上の第2のダイオードとを直列に接続し、前記第1及び第2のダイオードから発生する2次高調波を相殺するように前記第1のダイオードの数と前記第2のダイオードの数及び前記第1のダイオードのアノード幅と前記第2のダイオードのアノード幅をそれぞれ設定した静電保護回路と、を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 3 of the present application is connected in the reverse direction with a high-frequency circuit having an input / output terminal and one or more first diodes connected in the forward direction between the input / output terminal and the ground terminal. The number of the first diodes and the number of the second diodes are connected in series with one or more second diodes so as to cancel the second harmonic generated from the first and second diodes. And an electrostatic protection circuit in which the anode width of the first diode and the anode width of the second diode are respectively set.

本願請求項4に係る発明は、入出力端子を有する高周波回路と、前記入出力端子と接地端子との間に、順方向に接続した1個以上の第1のダイオードと、逆方向に接続した1個以上の第2のダイオードとを直列に接続し、前記第1及び第2のダイオードから発生する2次高調波を相殺するように少なくとも2つの前記ダイオードの接続点にバイアス電圧を印加する手段を備えた静電保護回路と、を備えたことを特徴とする。   In the invention according to claim 4 of the present application, a high-frequency circuit having an input / output terminal, and one or more first diodes connected in the forward direction between the input / output terminal and the ground terminal are connected in the reverse direction. Means for connecting one or more second diodes in series and applying a bias voltage to the connection point of at least two of the diodes so as to cancel second harmonics generated from the first and second diodes And an electrostatic protection circuit comprising:

本願請求項5に係る発明は、入出力端子を有する高周波回路と、前記入出力端子と接地端子との間に、順方向に接続した1個以上の第1のダイオードと、逆方向に接続した1個以上の第2のダイオードとを直列に接続し、前記ダイオードに並列に抵抗素子を接続し、前記第1及び第2のダイオードから発生する2次高調波を相殺するように前記抵抗素子の抵抗値を設定した静電保護回路と、を備えたことを特徴とする。   In the invention according to claim 5 of the present application, a high-frequency circuit having an input / output terminal, and one or more first diodes connected in the forward direction between the input / output terminal and the ground terminal are connected in the reverse direction. One or more second diodes are connected in series, a resistance element is connected in parallel to the diode, and the resistance element of the resistance element is canceled so as to cancel the second harmonic generated from the first and second diodes. And an electrostatic protection circuit in which a resistance value is set.

本発明によれば、静電保護回路が接続されている入出力端子に正の直流電圧が印加されている場合であっても、順方向に接続した1個以上の第1のダイオードから発生する2次高調波と逆方向に接続した1個以上の第2のダイオードから発生する2次高調波が、正の周期と負の周期で相殺され、入出力端子に2次高調波はほとんど発生しない。   According to the present invention, even when a positive DC voltage is applied to the input / output terminal to which the electrostatic protection circuit is connected, it is generated from one or more first diodes connected in the forward direction. Secondary harmonics generated from one or more second diodes connected in the opposite direction to the secondary harmonics cancel each other out in a positive cycle and a negative cycle, and almost no secondary harmonics are generated at the input / output terminals. .

具体的に本発明では、静電保護回路を構成するダイオードのアノード幅や接続するダイオードの数を、所定の幅や数に設定する。またダイオードに所定のバイアス電圧を印加する。さらに所定の抵抗値の抵抗素子をダイオードと並列に接続する。このような静電保護回路は、従来の静電保護回路をわずかに変更するだけで良く、非常に簡便な構成で大きな効果が得られるという利点もある。   Specifically, in the present invention, the anode width of the diode constituting the electrostatic protection circuit and the number of connected diodes are set to a predetermined width and number. A predetermined bias voltage is applied to the diode. Further, a resistance element having a predetermined resistance value is connected in parallel with the diode. Such an electrostatic protection circuit requires only a slight modification of the conventional electrostatic protection circuit, and has an advantage that a great effect can be obtained with a very simple configuration.

本発明の半導体集積回路は、2次高調波の発生がほとんどなく、高周波特性の優れた半導体集積回路を提供することができる。   The semiconductor integrated circuit of the present invention can provide a semiconductor integrated circuit that has almost no generation of the second harmonic and has excellent high frequency characteristics.

以下、本発明の半導体集積回路について、詳細に説明する。   Hereinafter, the semiconductor integrated circuit of the present invention will be described in detail.

図1は本発明の第1の実施例の説明図である。図1に示すように、静電保護回路は、高周波回路1の入出力端子2と接地端子3との間に、順方向に接続したダイオード4(請求項1の第1のダイオードに相当)と、逆方向に接続したダイオード5(請求項1の第2のダイオードに相当)が直列に接続した構成となっている。ここで、本実施例の静電保護回路では、ダイオード4のアノード幅とダイオード5のアノード幅が異なる構成となっている。   FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electrostatic protection circuit includes a diode 4 (corresponding to the first diode of claim 1) connected in the forward direction between the input / output terminal 2 and the ground terminal 3 of the high-frequency circuit 1. The diode 5 connected in the reverse direction (corresponding to the second diode of claim 1) is connected in series. Here, in the electrostatic protection circuit of the present embodiment, the anode width of the diode 4 and the anode width of the diode 5 are different.

このような構成の半導体集積回路では、従来の静電保護回路同様、入出力端子2に交流信号が入力されてもダイオードには電流が流れない。一方、サージ電圧のように高い電圧が加わるとダイオードを介して接地端子に電流が流れ、静電破壊を防止することができる。   In the semiconductor integrated circuit having such a configuration, like the conventional electrostatic protection circuit, even if an AC signal is input to the input / output terminal 2, no current flows through the diode. On the other hand, when a high voltage such as a surge voltage is applied, a current flows to the ground terminal via the diode, and electrostatic breakdown can be prevented.

入出力端子2に正の直流バイアスを印加した場合、ダイオード4は順バイアスされ、ダイオード5は逆バイアスされる。本実施例では、ダイオード4とダイオード5のアノード幅を、このバイアス状態で入出力端子2に高周波信号が入力したとき、それぞれのダイオードから発生する2次高調波が入力信号の正の周期と負の周期で相殺されるように設定する。設定方法は、バイアス条件等を考慮したシミュレーションによる。   When a positive DC bias is applied to the input / output terminal 2, the diode 4 is forward biased and the diode 5 is reverse biased. In this embodiment, when the high-frequency signal is input to the input / output terminal 2 in this bias state, the second harmonics generated from the respective diodes are negative and negative in the input signal. It is set so that it is canceled out with a period of. The setting method is based on simulation in consideration of bias conditions and the like.

具体的には、入出力端子2を3Vにバイアスし、ダイオード4のアノード幅を大きくしたとき、入出力端子に発生する2次高調波のシミュレーション結果を図2に示す。ダイオード4のアノード幅をダイオード5のアノード幅の2.5倍程度にした時、2次高調波が大幅に抑制できることがわかる。なお、図9で説明した静電保護回路において、ダイオード4、5のアノード幅を共に大きくした場合についても同様のシミュレーションを行った結果を図10に示す。図10に示すように、ダイオードのアノード幅を単に大きくするだけでは、2次高調波の発生は抑制できなかった。   Specifically, FIG. 2 shows a simulation result of the second harmonic generated at the input / output terminal when the input / output terminal 2 is biased to 3V and the anode width of the diode 4 is increased. It can be seen that when the anode width of the diode 4 is about 2.5 times the anode width of the diode 5, the second harmonic can be significantly suppressed. In the electrostatic protection circuit described with reference to FIG. 9, FIG. 10 shows the result of the same simulation performed when both the anode widths of the diodes 4 and 5 are increased. As shown in FIG. 10, the generation of the second harmonic could not be suppressed simply by increasing the anode width of the diode.

以上説明したように、直列に接続したダイオードのアノード幅を所定の値に設定することで、2次高調波の発生を抑制できることが確認された。このような2次高調波の抑制効果は、ダイオード4のアノード幅をダイオード5のアノード幅より大きくする場合に限らず、逆にダイオード5のアノード幅をダイオード4のアノード幅より大きくしても良い。アノード幅の比率は、入出力端子のバイアス電圧、ダイオードの特性等によって決定されるので、半導体集積回路の動作に応じて、最適な条件に設定すればよい。   As described above, it was confirmed that the generation of the second harmonic can be suppressed by setting the anode width of the diodes connected in series to a predetermined value. Such a suppression effect of the second harmonic is not limited to the case where the anode width of the diode 4 is made larger than the anode width of the diode 5, and conversely, the anode width of the diode 5 may be made larger than the anode width of the diode 4. . Since the ratio of the anode width is determined by the bias voltage of the input / output terminal, the characteristics of the diode, and the like, it may be set to an optimum condition according to the operation of the semiconductor integrated circuit.

なお、交流信号の振幅が大きく、ダイオードに電流が流れてしまう場合には、ダイオードを複数直列に接続させればよく、その場合もそれぞれのダイオードのアノード幅は、シミュレーションから最適な条件を設定することができる。   If the amplitude of the AC signal is large and current flows through the diode, a plurality of diodes may be connected in series. In this case, the anode width of each diode is set to an optimum condition from simulation. be able to.

図3は本発明の第2の実施例の説明図である。図3に示すように、静電保護回路は、高周波回路1の入出力端子2と接地端子3との間に、順方向に接続したダイオード4(請求項2の第1のダイオードに相当)と、逆方向に接続したダイオード5及びダイオード6(請求項2の第2のダイオードに相当)が直列に接続した構成となっている。ここで、本実施例の静電保護回路では、順方向に接続したダイオードの数と逆方向に接続したダイオードの数が異なる構成となっている。   FIG. 3 is an explanatory diagram of the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the electrostatic protection circuit includes a diode 4 (corresponding to the first diode of claim 2) connected in the forward direction between the input / output terminal 2 and the ground terminal 3 of the high-frequency circuit 1. The diode 5 and the diode 6 (corresponding to the second diode of claim 2) connected in the opposite direction are connected in series. Here, in the electrostatic protection circuit of the present embodiment, the number of diodes connected in the forward direction is different from the number of diodes connected in the reverse direction.

このような構成の半導体集積回路では、従来の静電保護回路同様、入出力端子2に交流信号が入力されてもダイオードには電流が流れない。一方、サージ電圧のように高い電圧が加わるとダイオードを介して接地端子に電流が流れ、静電破壊を防止することができる。   In the semiconductor integrated circuit having such a configuration, like the conventional electrostatic protection circuit, even if an AC signal is input to the input / output terminal 2, no current flows through the diode. On the other hand, when a high voltage such as a surge voltage is applied, a current flows to the ground terminal via the diode, and electrostatic breakdown can be prevented.

入出力端子2に正の直流バイアスを印加した場合、ダイオード4は順バイアスされ、ダイオード5及びダイオード6は逆バイアスされる。本実施例では、順方向に接続したダイオードの数と逆方向に接続したダイオードの数を、このバイアス状態で入出力端子2に高周波信号が入力したとき、それぞれのダイオードから発生する2次高調波が入力信号の正の周期と負の周期で相殺されるように設定する。設定方法は、バイアス条件等を考慮したシミュレーションによる。   When a positive DC bias is applied to the input / output terminal 2, the diode 4 is forward-biased, and the diode 5 and the diode 6 are reverse-biased. In this embodiment, the number of diodes connected in the forward direction and the number of diodes connected in the reverse direction are the second harmonic generated from each diode when a high frequency signal is input to the input / output terminal 2 in this bias state. Is set so as to cancel out in the positive and negative periods of the input signal. The setting method is based on simulation in consideration of bias conditions and the like.

具体的には、入出力端子2を3Vにバイアスし、図3に示す半導体集積回路の入力端子に発生する2次高調波のシミュレーション結果は、−112dBcであった(図4において、順方向のアノード幅が1の場合に相当)。図9で説明した静電保護回路において、ダイオードの数が1個ずつ(同一)である場合のシミュレーション結果は、−95dBcであり(ダイオードのアノード幅が1の場合に相当)ダイオードの数を変えることで、2次高調波を抑制できることがわかる。   Specifically, the input / output terminal 2 is biased to 3 V, and the simulation result of the second harmonic generated at the input terminal of the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 3 is −112 dBc (in FIG. Equivalent to an anode width of 1). In the electrostatic protection circuit described with reference to FIG. 9, the simulation result when the number of diodes is one by one (same) is −95 dBc (corresponding to the case where the anode width of the diode is 1), and the number of diodes is changed. This shows that the second harmonic can be suppressed.

以上説明したように、順方向に接続したダイオードの数と逆方向に接続したダイオードの数を変えることで、2次高調波の発生を抑制できることが確認された。このような2次高調波の抑制効果は、順方向に接続したダイオードの数より逆方向に接続したダイオードの数を大きくする場合に限らず、逆に順方向に接続したダイオードの数を多くしても良い。しかしながら、直列に接続されるダイオードの数が増えれば、高調波の発生は低減できるものの、静電保護回路であるためには、保護する高周波回路の静電耐圧より耐圧が低くなければならない。本実施例の場合、マイナスのサージが印加した場合、静電保護回路の耐圧はダイオード4の逆耐圧で決まる。従って、図3に示すように順方向に接続したダイオードの数を逆方向に接続したダイオードの数より少なくすると、より低い静電耐圧の高周波回路を保護することができ、好適である。   As described above, it was confirmed that the generation of second harmonics can be suppressed by changing the number of diodes connected in the forward direction and the number of diodes connected in the reverse direction. Such a second harmonic suppression effect is not limited to the case where the number of diodes connected in the reverse direction is made larger than the number of diodes connected in the forward direction, but conversely, the number of diodes connected in the forward direction is increased. May be. However, if the number of diodes connected in series increases, the generation of harmonics can be reduced, but in order to be an electrostatic protection circuit, the withstand voltage must be lower than the electrostatic withstand voltage of the high-frequency circuit to be protected. In the present embodiment, when a negative surge is applied, the withstand voltage of the electrostatic protection circuit is determined by the reverse withstand voltage of the diode 4. Therefore, it is preferable that the number of diodes connected in the forward direction is smaller than the number of diodes connected in the reverse direction as shown in FIG.

次に第3の実施例について説明する。前述の第2の実施例では、ダイオードのアノード幅は一定である場合について説明したが、図3に示す構成において、さらに順方向に接続したダイオードのアノード幅と逆方向に接続したダイオードのアノード幅が異なる構成とすることもできる。   Next, a third embodiment will be described. In the above-described second embodiment, the case where the anode width of the diode is constant has been described. However, in the configuration shown in FIG. 3, the anode width of the diode further connected in the reverse direction to the anode width of the diode connected in the forward direction is further described. It is also possible to adopt different configurations.

このような構成の半導体集積回路では、従来の静電保護回路同様、入出力端子2に交流信号が入力されてもダイオードには電流が流れない。一方、サージ電圧のように高い電圧が加わるとダイオードを介して接地端子に電流が流れ、静電破壊を防止することができる。   In the semiconductor integrated circuit having such a configuration, like the conventional electrostatic protection circuit, even if an AC signal is input to the input / output terminal 2, no current flows through the diode. On the other hand, when a high voltage such as a surge voltage is applied, a current flows to the ground terminal via the diode, and electrostatic breakdown can be prevented.

入出力端子2に正の直流バイアスを印加した場合、ダイオード4は順バイアスされ、ダイオード5及びダイオード6は逆バイアスされる。本実施例では、順方向に接続したダイオードの数と逆方向に接続したダイオードの数、及びダイオードのアノード幅を、このバイアス状態で入出力端子2に高周波信号が入力したとき、それぞれのダイオードから発生する2次高調波が入力信号の正の周期と負の周期で相殺されるように設定する。設定方法は、バイアス条件等を考慮したシミュレーションによる。   When a positive DC bias is applied to the input / output terminal 2, the diode 4 is forward-biased, and the diode 5 and the diode 6 are reverse-biased. In the present embodiment, the number of diodes connected in the forward direction, the number of diodes connected in the reverse direction, and the anode width of the diode are determined from the respective diodes when a high frequency signal is input to the input / output terminal 2 in this bias state. It is set so that the generated second-order harmonics are canceled out in the positive cycle and the negative cycle of the input signal. The setting method is based on simulation in consideration of bias conditions and the like.

具体的には、入出力端子2を3Vにバイアスし、図3に示す半導体集積回路においてダイオード4のアノード幅を大きくしたとき、入出力端子に発生する2次高調波のシミュレーション結果を図4に示す。ダイオード4のアノード幅をダイオード5、6のアノード幅の1.3倍程度にしたとき、2次高調波を大幅に抑制できることがわかる。   Specifically, when the input / output terminal 2 is biased to 3V and the anode width of the diode 4 is increased in the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 3, the simulation result of the second harmonic generated at the input / output terminal is shown in FIG. Show. It can be seen that when the anode width of the diode 4 is about 1.3 times the anode width of the diodes 5 and 6, the second harmonic can be significantly suppressed.

以上説明したように、順方向に接続したダイオードの数と逆方向に接続したダイオードの数、ダイオード4のアノード幅を所定の大きさとすることで、2次高調波の発生を抑制できることが確認された。このような2次高調波の抑制効果は、本実施例に限らず、例えばダイオード5のアノード幅をダイオード4のアノード幅より大きくしても良い。アノード幅の比率は、入出力端子のバイアス電圧、ダイオードの特性等によって決定されるので、半導体集積回路の動作に応じて、最適な条件に設定すればよい。また、順方向に接続したダイオードの数を多くしても良い。しかしながら、直列に接続されるダイオードの数が増えれば、高調波の発生は低減できるものの、静電保護回路であるためには、保護する高周波回路の静電耐圧より耐圧が低くなければならない。本実施例の場合、マイナスのサージが印加した場合、静電保護回路の耐圧はダイオード4の逆耐圧で決まる。従って、図3に示すように順方向に接続したダイオードの数を逆方向に接続したダイオードの数より少なくすると、より低い静電耐圧の高周波回路を保護することができ、好適である。   As described above, it is confirmed that the generation of the second harmonic can be suppressed by setting the number of diodes connected in the forward direction, the number of diodes connected in the reverse direction, and the anode width of the diode 4 to a predetermined size. It was. Such an effect of suppressing the second harmonic is not limited to the present embodiment. For example, the anode width of the diode 5 may be larger than the anode width of the diode 4. Since the ratio of the anode width is determined by the bias voltage of the input / output terminal, the characteristics of the diode, and the like, it may be set to an optimum condition according to the operation of the semiconductor integrated circuit. Further, the number of diodes connected in the forward direction may be increased. However, if the number of diodes connected in series increases, the generation of harmonics can be reduced, but in order to be an electrostatic protection circuit, the withstand voltage must be lower than the electrostatic withstand voltage of the high-frequency circuit to be protected. In the present embodiment, when a negative surge is applied, the withstand voltage of the electrostatic protection circuit is determined by the reverse withstand voltage of the diode 4. Therefore, it is preferable that the number of diodes connected in the forward direction is smaller than the number of diodes connected in the reverse direction as shown in FIG.

図5は本発明の第4の実施例の説明図である。図5に示すように、静電保護回路は、高周波回路1の入出力端子2と接地端子3との間に、順方向に接続したダイオード4(請求項4の第1のダイオードに相当)と、逆方向に接続したダイオード5及びダイオード6(請求項4の第2のダイオードに相当)が直列に接続した構成となっている。ここで、本実施例の静電保護回路では、ダイオード4とダイオード5の間にバイアス端子7を、ダイオード5とダイオード6の間に別のバイアス端子8を設け、図示しないバイアス印加手段からバイアス電圧を印加する構成となっている。   FIG. 5 is an explanatory diagram of the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the electrostatic protection circuit includes a diode 4 (corresponding to a first diode in claim 4) connected in the forward direction between the input / output terminal 2 and the ground terminal 3 of the high-frequency circuit 1. The diode 5 and the diode 6 (corresponding to the second diode of claim 4) connected in the reverse direction are connected in series. Here, in the electrostatic protection circuit of the present embodiment, a bias terminal 7 is provided between the diode 4 and the diode 5, and another bias terminal 8 is provided between the diode 5 and the diode 6. Is applied.

このような構成の半導体集積回路では、従来の静電保護回路同様、入出力端子2に交流信号が入力されてもダイオードには電流が流れない。一方、サージ電圧のように高い電圧が加わるとダイオードを介して接地端子に電流が流れ、静電破壊を防止することができる。   In the semiconductor integrated circuit having such a configuration, like the conventional electrostatic protection circuit, even if an AC signal is input to the input / output terminal 2, no current flows through the diode. On the other hand, when a high voltage such as a surge voltage is applied, a current flows to the ground terminal via the diode, and electrostatic breakdown can be prevented.

入出力端子2に正の直流バイアスを印加した場合、ダイオード4は順バイアスされ、ダイオード5及びダイオード6は逆バイアスされる。本実施例では、バイアス端子7、8に印加するバイアス電圧を、このバイアス状態で入出力端子2に高周波信号が入力したとき、それぞれのダイオードから発生する2次高調波が入力信号の正の周期と負の周期で相殺されるように設定する。設定方法は、入出力端子のバイアス条件等を考慮したシミュレーションによる。   When a positive DC bias is applied to the input / output terminal 2, the diode 4 is forward-biased, and the diode 5 and the diode 6 are reverse-biased. In this embodiment, when a bias voltage applied to the bias terminals 7 and 8 is input to the input / output terminal 2 in this bias state, the second harmonic generated from each diode is a positive period of the input signal. And set to cancel in a negative cycle. The setting method is based on simulation considering the bias conditions of the input / output terminals.

具体的には、入出力端子2に3Vをバイアスし、図5に示す半導体集積回路においてバイアス端子8に印加するバイアス電圧を変化させたとき、入出力端子に発生する2次高調波のシミュレーション結果を図6に示す。バイアス端子8に印加するバイアス電圧を2.8V程度にしたとき、2次高調波を大幅に抑制できることがわかる。   Specifically, the simulation result of the second harmonic generated at the input / output terminal when 3V is biased to the input / output terminal 2 and the bias voltage applied to the bias terminal 8 is changed in the semiconductor integrated circuit shown in FIG. Is shown in FIG. It can be seen that when the bias voltage applied to the bias terminal 8 is about 2.8 V, the second harmonic can be significantly suppressed.

以上説明したように、バイアス端子8に印加するバイアス電圧を所定の値に設定することで、2次高調波の発生を抑制できることが確認された。このような2次高調波の抑制効果は、バイアス端子8にバイアス電圧を印加する場合に限らず、バイアス端子7、8のいずれか、あるいは両方にバイアス電圧を印加する構成としたり、直列に接続するダイオードの数を増やし、バイアス端子の数を増やしたり種々変更しても良い。バイアス端子に印加するバイアス電圧は、入出力端子のバイアス電圧、ダイオードの特性等によって決定されるので、半導体集積回路の動作に応じて、最適な条件に設定すればよい。   As described above, it was confirmed that the generation of the second harmonic can be suppressed by setting the bias voltage applied to the bias terminal 8 to a predetermined value. Such an effect of suppressing the second harmonic is not limited to the case where a bias voltage is applied to the bias terminal 8, but a configuration in which a bias voltage is applied to one or both of the bias terminals 7 and 8, or a series connection is made. The number of diodes may be increased, the number of bias terminals may be increased, or various changes may be made. Since the bias voltage applied to the bias terminal is determined by the bias voltage of the input / output terminal, the characteristics of the diode, and the like, it may be set to an optimum condition according to the operation of the semiconductor integrated circuit.

図7は本発明の第5の実施例の説明図である。図7に示すように、静電保護回路は、高周波回路1の入出力端子2と接地端子3との間に、順方向に接続したダイオード4(請求項5の第1のダイオードに相当)と、逆方向に接続したダイオード5、ダイオード6(請求項5の第2のダイオードに相当)が直列に接続した構成となっている。ここで、本実施例の静電保護回路では、ダイオード4、5、6それぞれに並列に抵抗素子9、10、11を接続する構成となっている。   FIG. 7 is an explanatory diagram of the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the electrostatic protection circuit includes a diode 4 (corresponding to the first diode of claim 5) connected in the forward direction between the input / output terminal 2 and the ground terminal 3 of the high-frequency circuit 1. The diode 5 and the diode 6 (corresponding to the second diode of claim 5) connected in the reverse direction are connected in series. Here, in the electrostatic protection circuit of this embodiment, the resistance elements 9, 10, and 11 are connected in parallel to the diodes 4, 5, and 6, respectively.

このような構成の半導体集積回路では、従来の静電保護回路同様、入出力端子2に交流信号が入力されてもダイオードには電流が流れない。一方、サージ電圧のように高い電圧が加わるとダイオードを介して接地端子に電流が流れ、静電破壊を防止することができる。   In the semiconductor integrated circuit having such a configuration, like the conventional electrostatic protection circuit, even if an AC signal is input to the input / output terminal 2, no current flows through the diode. On the other hand, when a high voltage such as a surge voltage is applied, a current flows to the ground terminal via the diode, and electrostatic breakdown can be prevented.

入出力端子2に正の直流バイアスを印加した場合、ダイオード4は順バイアスされ、ダイオード5及びダイオード6は逆バイアスされる。本実施例では、抵抗素子9、10、11の抵抗値を、このバイアス状態で入出力端子2に高周波信号が入力したとき、それぞれのダイオードから発生する2次高調波が入力信号の正の周期と負の周期で相殺させるように設定する。設定方法は、入出力端子のバイアス条件等を考慮したシミュレーションによる。   When a positive DC bias is applied to the input / output terminal 2, the diode 4 is forward-biased, and the diode 5 and the diode 6 are reverse-biased. In this embodiment, when a high frequency signal is input to the input / output terminal 2 in this bias state with respect to the resistance values of the resistance elements 9, 10, and 11, the second harmonic generated from each diode is a positive period of the input signal. And set to cancel in a negative cycle. The setting method is based on simulation considering the bias conditions of the input / output terminals.

具体的には、入出力端子2に3Vをバイアスし、図7に示す半導体集積回路において抵抗素子9の抵抗値を5kΩ、抵抗素子10の抵抗値を10kΩとし、抵抗素子11の抵抗値を変化させたとき、入出力端子に発生する2次高調波のシミュレーション結果を図8に示す。抵抗素子11の抵抗値を240kΩ程度としたとき、2次高調波を大幅に抑制できることがわかる。   Specifically, the input / output terminal 2 is biased with 3 V, the resistance value of the resistance element 9 is 5 kΩ, the resistance value of the resistance element 10 is 10 kΩ in the semiconductor integrated circuit shown in FIG. FIG. 8 shows the simulation result of the second harmonic generated at the input / output terminal when the frequency is set. It can be seen that when the resistance value of the resistance element 11 is about 240 kΩ, the second harmonic can be significantly suppressed.

以上説明したように、抵抗素子11の抵抗値を所定の値に設定することで、2次高調波の発生を抑制できることが確認された。このような2次高調波の抑制効果は、抵抗素子11の抵抗値が変化させる場合に限らず、抵抗素子9、10の抵抗値を変化させる等種々変更しても良い。抵抗素子の抵抗値は、バイアス電圧、ダイオードの特定等によって決定されるので、半導体集積回路の動作に応じて、最適な条件に設定すればよい。   As described above, it was confirmed that the generation of the second harmonic can be suppressed by setting the resistance value of the resistance element 11 to a predetermined value. Such an effect of suppressing the second harmonic is not limited to the case where the resistance value of the resistance element 11 is changed, but may be variously changed such as changing the resistance value of the resistance elements 9 and 10. Since the resistance value of the resistance element is determined by the bias voltage, the specification of the diode, and the like, it may be set to an optimum condition according to the operation of the semiconductor integrated circuit.

本発明の第1の実施例の説明図である。It is explanatory drawing of the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例で入出力端子に発生する2次高調波のシミュレーション結果である。It is a simulation result of the 2nd harmonic generated in an input / output terminal in the 1st example of the present invention. 本発明の第2の実施例の説明図である。It is explanatory drawing of the 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例及び第3の実施例で入出力端子に発生する2次高調波のシミュレーション結果である。It is a simulation result of the 2nd harmonic generated in an input-output terminal in the 2nd example and the 3rd example of the present invention. 本発明の第4の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 4th Example of this invention. 本発明の第4の実施例で入出力端子に発生する2次高調波のシミュレーション結果である。It is a simulation result of the 2nd harmonic generated in an input / output terminal in the 4th example of the present invention. 本発明の第5の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 5th Example of this invention. 本発明の第5の実施例で入出力端子に発生する2次高調波のシミュレーション結果である。It is a simulation result of the 2nd harmonic generated in an input / output terminal in the 5th example of the present invention. 従来の半導体集積回路の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional semiconductor integrated circuit. 従来の半導体集積回路の2次高調波のシミュレーション結果である。It is a simulation result of the second harmonic of the conventional semiconductor integrated circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1:高周波回路
2:入出力端子
3:接地端子
4、5、6:ダイオード
7、8:バイアス端子
9、10、11:抵抗
1: High frequency circuit 2: Input / output terminal 3: Ground terminals 4, 5, 6: Diode 7, 8: Bias terminals 9, 10, 11: Resistance

Claims (5)

入出力端子を有する高周波回路と、
前記入出力端子と接地端子との間に、順方向に接続した1個以上の第1のダイオードと、逆方向に接続した1個以上の第2のダイオードとを直列に接続し、前記第1及び第2のダイオードから発生する2次高調波を相殺するように前記第1のダイオードのアノード幅と前記第2のダイオードのアノード幅をそれぞれ設定した静電保護回路と、
を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
A high frequency circuit having input and output terminals;
Between the input / output terminal and the ground terminal, one or more first diodes connected in the forward direction and one or more second diodes connected in the reverse direction are connected in series, and the first And an electrostatic protection circuit in which the anode width of the first diode and the anode width of the second diode are respectively set so as to cancel the second harmonic generated from the second diode,
A semiconductor integrated circuit comprising:
入出力端子を有する高周波回路と、
前記入出力端子と接地端子との間に、順方向に接続した1個以上の第1のダイオードと、逆方向に接続した1個以上の第2のダイオードとを直列に接続し、前記第1及び第2のダイオードから発生する2次高調波を相殺するように前記第1のダイオードの数と前記第2のダイオードの数をそれぞれ設定した静電保護回路と、
を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
A high frequency circuit having input and output terminals;
Between the input / output terminal and the ground terminal, one or more first diodes connected in the forward direction and one or more second diodes connected in the reverse direction are connected in series, and the first And an electrostatic protection circuit in which the number of the first diodes and the number of the second diodes are set so as to cancel the second harmonic generated from the second diode,
A semiconductor integrated circuit comprising:
入出力端子を有する高周波回路と、
前記入出力端子と接地端子との間に、順方向に接続した1個以上の第1のダイオードと、逆方向に接続した1個以上の第2のダイオードとを直列に接続し、前記第1及び第2のダイオードから発生する2次高調波を相殺するように前記第1のダイオードの数と前記第2のダイオードの数及び前記第1のダイオードのアノード幅と前記第2のダイオードのアノード幅をそれぞれ設定した静電保護回路と、
を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
A high frequency circuit having input and output terminals;
Between the input / output terminal and the ground terminal, one or more first diodes connected in the forward direction and one or more second diodes connected in the reverse direction are connected in series, and the first And the number of the first diodes, the number of the second diodes, the anode width of the first diode, and the anode width of the second diode so as to cancel out the second harmonic generated from the second diode. Each with an electrostatic protection circuit
A semiconductor integrated circuit comprising:
入出力端子を有する高周波回路と、
前記入出力端子と接地端子との間に、順方向に接続した1個以上の第1のダイオードと、逆方向に接続した1個以上の第2のダイオードとを直列に接続し、前記第1及び第2のダイオードから発生する2次高調波を相殺するように少なくとも2つの前記ダイオードの接続点にバイアス電圧を印加する手段を備えた静電保護回路と、
を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
A high frequency circuit having input and output terminals;
Between the input / output terminal and the ground terminal, one or more first diodes connected in the forward direction and one or more second diodes connected in the reverse direction are connected in series, and the first And an electrostatic protection circuit comprising means for applying a bias voltage to the connection point of at least two of the diodes so as to cancel the second harmonic generated from the second diode;
A semiconductor integrated circuit comprising:
入出力端子を有する高周波回路と、
前記入出力端子と接地端子との間に、順方向に接続した1個以上の第1のダイオードと、逆方向に接続した1個以上の第2のダイオードとを直列に接続し、前記ダイオードに並列に抵抗素子を接続し、前記第1及び第2のダイオードから発生する2次高調波を相殺するように前記抵抗素子の抵抗値を設定した静電保護回路と、
を備えていることを特徴とする半導体集積回路。
A high frequency circuit having input and output terminals;
One or more first diodes connected in the forward direction and one or more second diodes connected in the reverse direction are connected in series between the input / output terminal and the ground terminal, An electrostatic protection circuit in which a resistance element is connected in parallel, and a resistance value of the resistance element is set so as to cancel second harmonics generated from the first and second diodes;
A semiconductor integrated circuit comprising:
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