JP2010182805A - Static electricity protection circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a static electricity protection circuit having a higher discharge performance and which can automatically stop a latch-up operation at a proper timing. <P>SOLUTION: A static electricity protection circuit used for a semiconductor apparatus has: a first terminal; a second terminal to which a lower voltage compared with that applied to the first terminal is applied; a main discharging path connected between the first and second terminals and which has an SCR (a silicon controlled rectifier); a delay means that applies a voltage to a third terminal after a voltage equal to or higher than a reference voltage is applied to the first terminal; and a sub discharging path connected between the first and second terminals and which can be conductive when a voltage equal to or higher than a threshold voltage is applied to the third terminal. The sub discharging path can be conductive to stop latch-up of the SCR provided in the main discharging path. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、IC等の半導体装置をESD(Electrostatic Discharge;静電気放電)等による高電圧から保護するための静電気保護回路に関する。   The present invention relates to an electrostatic protection circuit for protecting a semiconductor device such as an IC from a high voltage caused by ESD (Electrostatic Discharge) or the like.

従来、IC等の半導体装置をESD等による高電圧から保護するための静電気保護回路、又は素子(ESD保護回路、又は素子等とも称される)が用いられている。また、ESDはサージ電圧等とも表現される。これらの保護回路ないし素子は、IC等の入力端子に接続され、IC等が通常供給される電圧、又は通常の信号として認識する電圧信号に比して高いESD等による高電圧が入力端子に印加されたときに、これをグランド端子等に放電することで、IC等の半導体装置を保護している。   Conventionally, an electrostatic protection circuit or an element (also referred to as an ESD protection circuit or an element) for protecting a semiconductor device such as an IC from a high voltage due to ESD or the like has been used. ESD is also expressed as a surge voltage or the like. These protection circuits or elements are connected to an input terminal of an IC or the like, and a high voltage such as ESD higher than a voltage signal normally supplied by the IC or a voltage signal recognized as a normal signal is applied to the input terminal. When this is done, the semiconductor device such as an IC is protected by discharging it to the ground terminal or the like.

こうした保護回路ないし保護素子において必要なIV特性として、図5に示すようなウインド特性が存在する。すなわち、IC等の耐圧に達する前に保護動作(スナップバック動作)を行なう必要があるため、保護動作が開始されるトリガ電圧(Vt1)は、IC等の破壊電圧よりも低くなければならない。   As an IV characteristic necessary for such a protection circuit or protection element, there is a window characteristic as shown in FIG. That is, since it is necessary to perform a protection operation (snapback operation) before reaching the withstand voltage of the IC or the like, the trigger voltage (Vt1) at which the protection operation is started must be lower than the breakdown voltage of the IC or the like.

一方、保護動作を開始した後の最低電圧であるホールド電圧は(Vh)、IC等の動作電圧よりも高くなければならない。さもなければ、IC等に供給されるべき電圧(又は電圧信号)を吸収してしまうからである。   On the other hand, the hold voltage which is the lowest voltage after the start of the protection operation (Vh) must be higher than the operation voltage of the IC or the like. Otherwise, the voltage (or voltage signal) to be supplied to the IC or the like is absorbed.

また、こうした保護回路ないし保護素子では、高電圧が入力端子に印加されたときに導通状態となるものとして、SCR(Silicon Controlled Rectifier;シリコン制御整流素子、又はサイリスタ)等が用いられる。   In such a protection circuit or protection element, an SCR (Silicon Controlled Rectifier) or the like is used as a conductive state when a high voltage is applied to the input terminal.

SCRを用いる場合、一度、保護動作すなわちラッチアップ動作が開始されると、SCRに印加される電圧がホールド電圧を下回るまでラッチアップ動作が継続するため、IC等が通常の信号として認識する電圧に比してホールド電圧を高いものにする必要がある。特に、IC等に電力供給する電源端子に接続される場合(電源用保護)、ホールド電圧を低くすると、ラッチアップ動作が停止せずに保護回路ないし保護素子が破壊されるおそれがある。   When using the SCR, once the protection operation, that is, the latch-up operation is started, the latch-up operation continues until the voltage applied to the SCR falls below the hold voltage. It is necessary to make the hold voltage higher than that. In particular, when connected to a power supply terminal for supplying power to an IC or the like (protection for power supply), if the hold voltage is lowered, the protection circuit or the protection element may be destroyed without stopping the latch-up operation.

SCRを保護回路ないし保護素子に用いる場合にホールド電圧を高くするには、ダイオードを直列に接続したり、抵抗成分を増加させたりする必要がある。このような構造を有する静電気破壊保護回路についての発明が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   In order to increase the hold voltage when the SCR is used for a protection circuit or a protection element, it is necessary to connect a diode in series or increase a resistance component. An invention about an electrostatic breakdown protection circuit having such a structure is disclosed (for example, see Patent Document 1).

特開2005−101386号公報JP 2005-101386 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の静電気破壊保護回路のような構造では、ホールド電圧を高くすることができる反面、SCRの放電性能が低下してしまうという不都合が生じる。   However, in the structure such as the electrostatic breakdown protection circuit described in Patent Document 1, the hold voltage can be increased, but the discharge performance of the SCR deteriorates.

すなわち、ホールド電圧を高くすればSCRの放電性能が低下し、ホールド電圧を低くすればラッチアップ動作が停止しない場合が生じる。図6は、このような不都合が生じる様子を示す図である。従って、SCRを保護回路ないし保護素子に用いる場合、ホールド電圧と放電性能はトレードオフの関係にあり、ラッチアップ動作の停止が確保されている範囲でホールド電圧をなるべく低くすることが望ましい。   That is, when the hold voltage is increased, the discharge performance of the SCR is degraded, and when the hold voltage is decreased, the latch-up operation may not be stopped. FIG. 6 is a diagram showing how such inconvenience occurs. Therefore, when the SCR is used for a protection circuit or a protection element, the hold voltage and the discharge performance are in a trade-off relationship, and it is desirable to make the hold voltage as low as possible within a range in which the latch-up operation is stopped.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、より高い放電性能を有し、適切なタイミングでラッチアップ動作を自動停止することが可能な静電気保護回路を提供することを、主たる目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and it is a main object of the present invention to provide an electrostatic protection circuit having higher discharge performance and capable of automatically stopping the latch-up operation at an appropriate timing. And

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
半導体装置に用いられる静電気保護回路であって、
第1の端子と、
該第1の端子に比して低電圧が印加される第2の端子と、
前記第1の端子と前記第2の端子の間に接続され、SCR(Silicon Controlled Rectifier)を有する主放電経路と、
前記第1の端子に基準電圧以上の電圧が印加された後に第3の端子に電圧を印加する遅延手段と、
前記第1の端子と前記第2の端子の間に接続され、前記第3の端子に閾値以上の電圧が印加されたときに導通可能となる副放電経路と、を備え、
前記副放電経路は、導通可能となることによって、前記主放電経路が有するSCRのラッチアップを停止させることを特徴とする、
静電気保護回路である。
In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides:
An electrostatic protection circuit used in a semiconductor device,
A first terminal;
A second terminal to which a low voltage is applied compared to the first terminal;
A main discharge path connected between the first terminal and the second terminal and having an SCR (Silicon Controlled Rectifier);
Delay means for applying a voltage to the third terminal after a voltage equal to or higher than a reference voltage is applied to the first terminal;
A sub-discharge path that is connected between the first terminal and the second terminal and becomes conductive when a voltage equal to or higher than a threshold is applied to the third terminal;
The sub-discharge path is made conductive, thereby stopping SCR latch-up of the main discharge path,
It is an electrostatic protection circuit.

この本発明の一態様によれば、より高い放電性能を有し、適切なタイミングでラッチアップ動作を自動停止することが可能な静電気保護回路を提供することができる。   According to this embodiment of the present invention, it is possible to provide an electrostatic protection circuit that has higher discharge performance and can automatically stop the latch-up operation at an appropriate timing.

本発明の一態様において、
前記副放電経路は、前記主放電経路が有するSCRにおけるNPNトランジスタのベースに接続された第4の端子と前記第2の端子との間に接続される経路であるものとしてもよい。
In one embodiment of the present invention,
The sub-discharge path may be a path connected between a fourth terminal connected to a base of an NPN transistor in the SCR included in the main discharge path and the second terminal.

こうすれば、副放電経路におけるトランジスタと、主放電経路が有するSCRにおけるNPNトランジスタとして同じ素子を使用することが可能となるため、低コストに保護回路ないし保護素子を設計することができる。   In this case, the same element can be used as the transistor in the sub-discharge path and the NPN transistor in the SCR included in the main discharge path, so that a protection circuit or a protection element can be designed at low cost.

本発明によれば、より高い放電性能を有し、適切なタイミングでラッチアップ動作を自動停止することが可能な静電気保護回路を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an electrostatic protection circuit that has higher discharge performance and can automatically stop the latch-up operation at an appropriate timing.

静電気保護回路が内部回路の保護のために電源端子及び信号端子に接続される様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that an electrostatic protection circuit is connected to a power supply terminal and a signal terminal for protection of an internal circuit. 本発明の第1実施例に係る静電気保護回路1の回路構成例である。It is a circuit structural example of the electrostatic protection circuit 1 which concerns on 1st Example of this invention. 静電気保護回路1が、アノード端子が複数個存在する装置に適用される例である。The electrostatic protection circuit 1 is an example applied to a device having a plurality of anode terminals. 本発明の第2実施例に係る静電気保護回路2の回路構成例である。It is a circuit structural example of the electrostatic protection circuit 2 which concerns on 2nd Example of this invention. 保護回路ないし保護素子において必要なIV特性であるウインド特性を示す図である。It is a figure which shows the window characteristic which is IV characteristic required in a protection circuit or a protection element. ホールド電圧を高くするとSCRの放電性能が低下してしまう等の不都合を示す図である。It is a figure which shows inconveniences, such as the discharge performance of SCR falling when a hold voltage is made high.

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

<前提>
図1は、静電気保護回路が内部回路の保護のために電源端子及び信号端子に接続される様子を示す図である。半導体装置として構成される内部回路では、内部寄生容量に蓄積された電荷が原因で接続端子(電源端子や信号端子)から外部に瞬間的な高電圧を与えたり、逆に外部のノイズやスイッチングによって瞬間的な高電圧が与えられたりすることがある。このような事態が起こると内部回路である半導体装置の劣化や破壊を招くため、内部回路を保護する目的で電源端子とグランド端子の間や、信号端子とグランド端子の間に、通常時には動作しないが高電圧が印加されたときのみにグランド端子に放電を行なう静電気保護回路を取り付けることが行なわれている。
<Premise>
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which an electrostatic protection circuit is connected to a power supply terminal and a signal terminal for protecting an internal circuit. In an internal circuit configured as a semiconductor device, an instantaneous high voltage is applied from the connection terminal (power supply terminal or signal terminal) to the outside due to the charge accumulated in the internal parasitic capacitance, or conversely due to external noise or switching. An instantaneous high voltage may be applied. If such a situation occurs, the semiconductor device, which is an internal circuit, may be deteriorated or destroyed, so that it does not normally operate between the power supply terminal and the ground terminal or between the signal terminal and the ground terminal for the purpose of protecting the internal circuit. An electrostatic protection circuit that discharges to the ground terminal only when a high voltage is applied is installed.

<第1実施例>
以下、本発明の第1実施例に係る静電気保護回路1について説明する。図2は、本発明の第1実施例に係る静電気保護回路1の回路構成例である。静電気保護回路1は、内部回路(被保護回路)100の入力端子(電源端子又は信号端子)であるアノード端子70と、グランド端子に直接又は基準電位を介して接続されてアノード端子よりも低電圧が印加されるカソード端子80と、の間に接続され、内部回路100を保護するための回路である。
<First embodiment>
The electrostatic protection circuit 1 according to the first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 2 is a circuit configuration example of the electrostatic protection circuit 1 according to the first embodiment of the present invention. The electrostatic protection circuit 1 is connected to an anode terminal 70, which is an input terminal (power supply terminal or signal terminal) of an internal circuit (protected circuit) 100, to a ground terminal directly or via a reference potential, and has a lower voltage than the anode terminal. Is a circuit for protecting the internal circuit 100, being connected between the cathode terminal 80 to which is applied.

静電気保護回路1は、主要な構成として、SCR10と、遅延回路20と、サブトランジスタ30と、を有する。   The electrostatic protection circuit 1 includes an SCR 10, a delay circuit 20, and a sub-transistor 30 as main components.

SCR10は、アノード端子70とカソード端子80との間に接続され、主放電経路を形成する。SCR10は、PNPトランジスタ11と、NPNトランジスタ12と、抵抗13及び14と、を有する。また、抵抗13の抵抗値とNPNトランジスタ12のオン抵抗の和は、内部回路100の内部抵抗に比して十分に低く設定されている。   The SCR 10 is connected between the anode terminal 70 and the cathode terminal 80 to form a main discharge path. The SCR 10 includes a PNP transistor 11, an NPN transistor 12, and resistors 13 and 14. The sum of the resistance value of the resistor 13 and the ON resistance of the NPN transistor 12 is set sufficiently lower than the internal resistance of the internal circuit 100.

PNPトランジスタ11のエミッタは、アノード端子70に接続されている。PNPトランジスタ11のベースは、抵抗13を介してアノード端子70に接続されている。また、PNPトランジスタ11のコレクタは、NPNトランジスタ12のベースに接続された端子15に接続されている。   The emitter of the PNP transistor 11 is connected to the anode terminal 70. The base of the PNP transistor 11 is connected to the anode terminal 70 via the resistor 13. The collector of the PNP transistor 11 is connected to a terminal 15 connected to the base of the NPN transistor 12.

NPNトランジスタ12のコレクタは、PNPトランジスタ11のベースが接続された端子16に接続されている。NPNトランジスタ12のベースは、前述の如く端子15に接続されており、端子15は抵抗14を介してカソード端子80に接続されている。また、NPNトランジスタ12のエミッタは、カソード端子80に接続されている。   The collector of the NPN transistor 12 is connected to a terminal 16 to which the base of the PNP transistor 11 is connected. The base of the NPN transistor 12 is connected to the terminal 15 as described above, and the terminal 15 is connected to the cathode terminal 80 via the resistor 14. The emitter of the NPN transistor 12 is connected to the cathode terminal 80.

係る構成により、ESD等による大きい電圧(ラッチアップ動作が開始されるトリガ電圧(Vt1)以上の電圧)がアノード端子70に印加されると、NPNトランジスタ12のアバランシェ降伏によって、抵抗13及びNPNトランジスタ12を介して電流がアノード端子70からカソード端子80に流れ始める。これに前後して、PNPトランジスタ11のベース電圧が上昇してPNPトランジスタ11がオン状態となり、NPNトランジスタ12のベース電圧を上昇させ、SCR10がラッチアップ動作を開始する。   With this configuration, when a large voltage due to ESD or the like (a voltage equal to or higher than the trigger voltage (Vt1) at which the latch-up operation is started) is applied to the anode terminal 70, the resistor 13 and the NPN transistor 12 are caused by the avalanche breakdown of the NPN transistor 12. The current begins to flow from the anode terminal 70 to the cathode terminal 80 via Before and after this, the base voltage of the PNP transistor 11 rises and the PNP transistor 11 is turned on, the base voltage of the NPN transistor 12 is raised, and the SCR 10 starts a latch-up operation.

ラッチアップ動作が開始されると、内部回路100の内部抵抗に比して抵抗値が低い、抵抗13及びNPNトランジスタ12を経由した放電経路を通って多くの電流が流れることとなる。従って、内部回路100を高電圧による破壊から保護することができる。また、本実施例の場合、アノード端子70にSCR10が直接接続されているため、迅速にラッチアップ動作を開始することができる。   When the latch-up operation is started, a large amount of current flows through the discharge path via the resistor 13 and the NPN transistor 12, which has a resistance value lower than that of the internal resistance of the internal circuit 100. Therefore, the internal circuit 100 can be protected from destruction due to a high voltage. In the present embodiment, since the SCR 10 is directly connected to the anode terminal 70, the latch-up operation can be started quickly.

なお、内部回路100が通常供給される電圧(例えば、12V等)又は通常認識する電圧信号がアノード端子70とカソード端子80の間に印加された場合は、ラッチアップ動作が開始されない(供給電圧又は電圧信号<トリガ電圧(Vt1))。また、遅延回路20も動作を開始しない。   Note that when a voltage normally supplied by the internal circuit 100 (for example, 12V) or a voltage signal that is normally recognized is applied between the anode terminal 70 and the cathode terminal 80, the latch-up operation is not started (supply voltage or Voltage signal <trigger voltage (Vt1)). Also, the delay circuit 20 does not start operation.

遅延回路20は、電圧クランプ回路22と、CRタイマー24と、を有する。   The delay circuit 20 includes a voltage clamp circuit 22 and a CR timer 24.

電圧クランプ回路22は、例えば定電圧ダイオード(ツェナーダイオード)が直列に接続された構造となっており、アノード端子70に基準電圧以上の電圧が印加されると、定電圧ダイオードの規格により定まる一定の電圧降下を伴ってCRタイマー24に電圧を供給する。ここで、基準電圧は、トリガ電圧(Vt1)と同程度であってもよいし、異なってもよい。   The voltage clamp circuit 22 has, for example, a structure in which constant voltage diodes (zener diodes) are connected in series. When a voltage higher than the reference voltage is applied to the anode terminal 70, the voltage clamp circuit 22 is fixed according to the standard of the constant voltage diode. A voltage is supplied to the CR timer 24 with a voltage drop. Here, the reference voltage may be approximately the same as or different from the trigger voltage (Vt1).

CRタイマー24は、抵抗25とコンデンサ26を有する。抵抗25は、電圧クランプ回路22のアノード側に接続されている。コンデンサ26は、抵抗25とカソード端子80の間に接続されている。また、抵抗25とコンデンサ26の間に存在する端子27は、サブトランジスタ30のベースに接続されている。   The CR timer 24 has a resistor 25 and a capacitor 26. The resistor 25 is connected to the anode side of the voltage clamp circuit 22. The capacitor 26 is connected between the resistor 25 and the cathode terminal 80. A terminal 27 that exists between the resistor 25 and the capacitor 26 is connected to the base of the sub-transistor 30.

係る構成によって、遅延回路20は、アノード端子70に基準電圧以上の電圧が印加された後に、端子27に電圧を印加することとなる。端子27に印加される電圧Voutは、次式(1)で表される。式中、Vinは、電圧クランプ回路22から供給される電圧であり、Rは抵抗25の抵抗値であり、Cはコンデンサ26の容量である。   With this configuration, the delay circuit 20 applies a voltage to the terminal 27 after a voltage equal to or higher than the reference voltage is applied to the anode terminal 70. The voltage Vout applied to the terminal 27 is expressed by the following equation (1). In the equation, Vin is a voltage supplied from the voltage clamp circuit 22, R is the resistance value of the resistor 25, and C is the capacitance of the capacitor 26.

Vout = {1−e^(−t/RC)}・Vin …(1)   Vout = {1-e ^ (− t / RC)} · Vin (1)

サブトランジスタ30は、例えばNPNトランジスタである。サブトランジスタ30のベースは、前述の如く端子27に接続されている。サブトランジスタ30のコレクタは、NPNトランジスタ12のベースに接続された端子15に接続されている。サブトランジスタ30のエミッタは、カソード端子80に接続されている。   The sub-transistor 30 is an NPN transistor, for example. The base of the subtransistor 30 is connected to the terminal 27 as described above. The collector of the sub-transistor 30 is connected to the terminal 15 connected to the base of the NPN transistor 12. The emitter of the subtransistor 30 is connected to the cathode terminal 80.

サブトランジスタ30は、端子27に印加される電圧Voutが閾値以上となったときに、コレクタとエミッタを導通させる。サブトランジスタ30のコレクタとエミッタが導通すると、NPNトランジスタ12のベースに流れていた電流の多くがサブトランジスタ30に流れることとなる。これによって、ラッチアップ動作を行なっていたサイリスタ構造による放電経路がPNPトランジスタ11及びサブトランジスタ30からなる放電経路に置き換わることとなり、ラッチアップ動作が適切なタイミングで自動的に停止する。これにより、ホールド電圧を余り高くせずに済むこととなり、ダイオードを直列に接続したり抵抗成分を増加させたりしてホールド電圧を高くしたものに比して、放電性能を高くすることができる。   The sub-transistor 30 makes the collector and the emitter conductive when the voltage Vout applied to the terminal 27 becomes equal to or higher than the threshold value. When the collector and emitter of the subtransistor 30 are brought into conduction, most of the current that has flowed to the base of the NPN transistor 12 flows to the subtransistor 30. As a result, the discharge path based on the thyristor structure in which the latch-up operation has been performed is replaced with the discharge path including the PNP transistor 11 and the sub-transistor 30, and the latch-up operation is automatically stopped at an appropriate timing. As a result, the hold voltage does not need to be increased so much that the discharge performance can be improved as compared with the case where the hold voltage is increased by connecting diodes in series or increasing the resistance component.

以上説明した本実施例の静電気保護回路1によれば、ダイオードを直列に接続したり抵抗成分を増加させたりしてホールド電圧を高くしたものに比して、より高い放電性能を有し、且つ適切なタイミングでラッチアップ動作を自動停止することができる。   According to the electrostatic protection circuit 1 of the present embodiment described above, it has a higher discharge performance than that in which a diode is connected in series or a resistance component is increased to increase the hold voltage, and The latch-up operation can be automatically stopped at an appropriate timing.

図3は、静電気保護回路1が、アノード端子が複数個存在する装置に適用される例である。この場合、単に静電気保護回路1をアノード端子毎に備えてもよいが、CRタイマー24及びサブトランジスタ30を共有することができる。図2は、CRタイマー24及びサブトランジスタ30を共有する場合の回路構成例を示している。このように、構成の一部を共有することによって、回路全体を小型化することが可能となる。   FIG. 3 shows an example in which the electrostatic protection circuit 1 is applied to a device having a plurality of anode terminals. In this case, the electrostatic protection circuit 1 may be provided for each anode terminal, but the CR timer 24 and the sub-transistor 30 can be shared. FIG. 2 shows a circuit configuration example when the CR timer 24 and the sub-transistor 30 are shared. Thus, by sharing a part of the configuration, the entire circuit can be reduced in size.

<第2実施例>
以下、本発明の第2実施例に係る静電気保護回路2について説明する。図4は、本発明の第2実施例に係る静電気保護回路2の回路構成例である。静電気保護回路2は、内部回路(被保護回路)100の入力端子(電源端子又は信号端子)であるアノード端子70と、グランド端子に直接又は基準電位を介して接続されてアノード端子よりも低電圧が印加されるカソード端子80と、の間に接続され、内部回路100を保護するための回路である。
<Second embodiment>
Hereinafter, the electrostatic protection circuit 2 according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a circuit configuration example of the electrostatic protection circuit 2 according to the second embodiment of the present invention. The electrostatic protection circuit 2 is connected to an anode terminal 70, which is an input terminal (power supply terminal or signal terminal) of the internal circuit (protected circuit) 100, directly or via a reference potential, and has a lower voltage than the anode terminal. Is a circuit for protecting the internal circuit 100, being connected between the cathode terminal 80 to which is applied.

静電気保護回路2は、主要な構成として、SCR10と、遅延回路20と、サブトランジスタ30と、を有する。   The electrostatic protection circuit 2 includes an SCR 10, a delay circuit 20, and a sub-transistor 30 as main components.

SCR10及び遅延回路20については、第1実施例と同じ構成及び機能を有するため、説明を省略する。   Since the SCR 10 and the delay circuit 20 have the same configuration and function as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

サブトランジスタ30は、例えばNPNトランジスタである。サブトランジスタ30のベースは、前述の如く端子27に接続されている。サブトランジスタ30のコレクタは、アノード端子70に接続されている。サブトランジスタ30のエミッタは、カソード端子80に接続されている。   The sub-transistor 30 is an NPN transistor, for example. The base of the subtransistor 30 is connected to the terminal 27 as described above. The collector of the sub-transistor 30 is connected to the anode terminal 70. The emitter of the subtransistor 30 is connected to the cathode terminal 80.

サブトランジスタ30は、端子27に印加される電圧Voutが閾値以上となったときに、コレクタとエミッタを導通させる。サブトランジスタ30のコレクタとエミッタが導通すると、アノード端子70からサブトランジスタ30を介してカソード端子80に放電することとなる。これによって、アノード端子70の電圧が速やかに低下するため、ラッチアップ動作が適切なタイミングで自動的に停止する。これにより、ホールド電圧を余り高くせずに済むこととなり、ダイオードを直列に接続したり抵抗成分を増加させたりしてホールド電圧を高くしたものに比して、放電性能を高くすることができる。   The sub-transistor 30 makes the collector and the emitter conductive when the voltage Vout applied to the terminal 27 becomes equal to or higher than the threshold value. When the collector and emitter of the sub-transistor 30 become conductive, the anode terminal 70 discharges to the cathode terminal 80 via the sub-transistor 30. As a result, the voltage at the anode terminal 70 quickly decreases, and the latch-up operation is automatically stopped at an appropriate timing. As a result, the hold voltage does not need to be increased so much that the discharge performance can be improved as compared with the case where the hold voltage is increased by connecting diodes in series or increasing the resistance component.

以上説明した本実施例の静電気保護回路2によれば、ダイオードを直列に接続したり抵抗成分を増加させたりしてホールド電圧を高くしたものに比して、より高い放電性能を有し、且つ適切なタイミングでラッチアップ動作を自動停止することができる。   According to the electrostatic protection circuit 2 of the present embodiment described above, it has a higher discharge performance than that in which a diode is connected in series or a resistance component is increased to increase the hold voltage, and The latch-up operation can be automatically stopped at an appropriate timing.

なお、静電気保護回路2においては、サブトランジスタ30のアバランシェ降伏電圧は、NPNトランジスタ12のアバランシェ降伏電圧に比して高い必要がある。さもなければ、SCR10のラッチアップ動作が開始されるよりも先にサブトランジスタ30がオン状態となってしまうからである。従って、同一のトランジスタをサブトランジスタ30、及びNPNトランジスタ12として用いることができない。この点で、第1実施例の方が低コストに回路を設計することができるという優位性を有する。   In the electrostatic protection circuit 2, the avalanche breakdown voltage of the subtransistor 30 needs to be higher than the avalanche breakdown voltage of the NPN transistor 12. Otherwise, the sub-transistor 30 is turned on before the latch-up operation of the SCR 10 is started. Therefore, the same transistor cannot be used as the sub-transistor 30 and the NPN transistor 12. In this respect, the first embodiment has an advantage that the circuit can be designed at a lower cost.

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。   The best mode for carrying out the present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. And substitutions can be added.

例えば、遅延回路20の構成は実施例のものに限定されず、例えばLC回路等を用いて構成することもできる。   For example, the configuration of the delay circuit 20 is not limited to that of the embodiment, and may be configured using, for example, an LC circuit.

本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。   The present invention can be used in the automobile manufacturing industry, the automobile parts manufacturing industry, and the like.

1、2 静電気保護回路
10 SCR
11 PNPトランジスタ
12 NPNトランジスタ
13、14、25 抵抗
15、16、27 端子
20 遅延回路
22 電圧クランプ回路
24 CRタイマー
26 コンデンサ
30 サブトランジスタ
70 アノード端子
80 カソード端子
100 内部回路
1, 2 Static electricity protection circuit 10 SCR
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 PNP transistor 12 NPN transistor 13, 14, 25 Resistance 15, 16, 27 Terminal 20 Delay circuit 22 Voltage clamp circuit 24 CR timer 26 Capacitor 30 Subtransistor 70 Anode terminal 80 Cathode terminal 100 Internal circuit

Claims (2)

半導体装置に用いられる静電気保護回路であって、
第1の端子と、
該第1の端子に比して低電圧が印加される第2の端子と、
前記第1の端子と前記第2の端子の間に接続され、SCR(Silicon Controlled Rectifier)を有する主放電経路と、
前記第1の端子に基準電圧以上の電圧が印加された後に第3の端子に電圧を印加する遅延手段と、
前記第1の端子と前記第2の端子の間に接続され、前記第3の端子に閾値以上の電圧が印加されたときに導通可能となる副放電経路と、を備え、
前記副放電経路は、導通可能となることによって、前記主放電経路が有するSCRのラッチアップを停止させることを特徴とする、
静電気保護回路。
An electrostatic protection circuit used in a semiconductor device,
A first terminal;
A second terminal to which a low voltage is applied compared to the first terminal;
A main discharge path connected between the first terminal and the second terminal and having an SCR (Silicon Controlled Rectifier);
Delay means for applying a voltage to the third terminal after a voltage equal to or higher than a reference voltage is applied to the first terminal;
A sub-discharge path that is connected between the first terminal and the second terminal and becomes conductive when a voltage equal to or higher than a threshold is applied to the third terminal;
The sub-discharge path is made conductive, thereby stopping SCR latch-up of the main discharge path,
ESD protection circuit.
前記副放電経路は、前記主放電経路が有するSCRにおけるNPNトランジスタのベースに接続された第4の端子と前記第2の端子との間に接続される経路である、
請求項1に記載の静電気保護回路。
The sub-discharge path is a path connected between a fourth terminal connected to a base of an NPN transistor in the SCR included in the main discharge path and the second terminal.
The electrostatic protection circuit according to claim 1.
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