JP2017055299A - Electrostatic protection circuit - Google Patents

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加藤 一洋
Kazuhiro Kato
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic protection circuit capable of suppressing malfunction and sufficiently discharging an ESD surge.SOLUTION: An electrostatic protection circuit includes: a first trigger circuit that is connected between a first power supply line and a second power supply line, includes a capacitor and a resistor that constitute a first CR circuit having a first time constant, and outputs a first trigger signal; a buffer circuit that outputs a driving signal to a signal line in response to the first trigger signal; a shunt circuit that has a main current path connected between the first power supply line and the second power supply line and responds to the driving signal; and a second trigger circuit that is connected between the signal line and the first power supply line or between the signal line and the second power supply line, includes a capacitor and a resistor that constitute a second CR circuit having a second time constant smaller than the first time constant, and outputs a second trigger signal. The second trigger signal disconnects the main current path of the shunt circuit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本実施形態は、静電気保護回路に関する。   The present embodiment relates to an electrostatic protection circuit.

従来、ESD (Electrostatic Discharge)に対する保護回路の提案が、種々行われている。ESDは、帯電した人間や機械からの半導体デバイスへの放電や、帯電した半導体デバイスからの接地電位への放電等を指す。半導体デバイスに対してESDが起こると、その端子から大量の電荷が電流となって半導体デバイスへ流入し、その電荷が半導体デバイス内部で高電圧を生成し、内部素子の絶縁破壊や半導体デバイスの故障を引き起こす。   2. Description of the Related Art Conventionally, various protection circuits for ESD (Electrostatic Discharge) have been proposed. ESD refers to a discharge from a charged human or machine to a semiconductor device, a discharge from a charged semiconductor device to a ground potential, or the like. When ESD occurs in a semiconductor device, a large amount of charge flows from the terminal as a current and flows into the semiconductor device, and the charge generates a high voltage inside the semiconductor device, causing breakdown of internal elements and failure of the semiconductor device. cause.

静電気保護回路の代表例に、RCT(RC Triggered)MOS回路がある。電源端子間に抵抗とコンデンサの直列回路からなるトリガ回路を接続し、その抵抗とコンデンサの接続点の電圧をトリガ信号として、放電用のMOSトランジスタを駆動する構成となっている。放電用のMOSトランジスタのオン時間は、トリガ回路の時定数により定まる為、ESDサージを十分放電できる時定数とする必要がある。しかしながら、時定数が長くなると、電源投入時の電圧変動や、内部回路の動作に伴う電源電圧の変動にトリガ回路が応答し、ESDサージではないにも拘わらず放電用のMOSトランジスタが誤動作する可能性が有る。電源投入時に放電用のMOSトランジスタが誤動作すると、電源電圧が十分に立上らないといった不都合が生じ、内部回路の動作不良を引き起こす場合が有る。また、電源電圧の変動にトリガ回路が応答することにより、放電用のMOSトランジスタが長時間に亘ってオンした場合には、放電用のMOSトランジスタ自体が破壊に至ると言った事態が生じる恐れがある。   A typical example of the electrostatic protection circuit is an RCT (RC Triggered) MOS circuit. A trigger circuit composed of a series circuit of a resistor and a capacitor is connected between the power supply terminals, and a discharge MOS transistor is driven using the voltage at the connection point of the resistor and the capacitor as a trigger signal. Since the on-time of the discharging MOS transistor is determined by the time constant of the trigger circuit, it is necessary to set the time constant to sufficiently discharge the ESD surge. However, if the time constant becomes long, the trigger circuit responds to voltage fluctuations when the power is turned on or fluctuations in the power supply voltage accompanying the operation of the internal circuit, and the discharge MOS transistor can malfunction despite not being an ESD surge. There is sex. If the discharging MOS transistor malfunctions when the power is turned on, there is a problem that the power supply voltage does not rise sufficiently, which may cause malfunction of the internal circuit. In addition, if the trigger circuit responds to fluctuations in the power supply voltage and the discharge MOS transistor is turned on for a long time, the discharge MOS transistor itself may be destroyed. is there.

特開2014−207412号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-207412 特開2014−241537号公報JP 2014-241537 A 特許第5404343号公報Japanese Patent No. 5404343

一つの実施形態は、誤動作を抑え、ESDサージを十分放電することが出来る静電気保護回路を提供することを目的とする。   One embodiment aims to provide an electrostatic protection circuit capable of suppressing malfunction and sufficiently discharging an ESD surge.

一つの実施形態によれば、静電気保護回路は第1の電源ラインと第2の電源ライン間に接続され、第1の時定数を有する第1のCR回路を構成するコンデンサと抵抗を含み、第1のトリガ信号を出力する第1のトリガ回路を有する。前記第1のトリガ信号に応答して信号ラインに駆動信号を出力するバッファ回路を有する。前記第1の電源ラインと前記第2の電源ライン間に主電流路が接続され、前記駆動信号に応答するシャント回路を有する。前記信号ラインと前記第1の電源ライン間、または、前記信号ラインと前記第2の電源ライン間に接続され、前記第1の時定数よりも小さい第2の時定数を有する第2のCR回路を構成するコンデンサと抵抗を含み、第2のトリガ信号を出力する第2のトリガ回路を有する。前記第2のトリガ信号は、前記シャント回路の主電流路を遮断する。   According to one embodiment, the electrostatic protection circuit includes a capacitor and a resistor connected between the first power supply line and the second power supply line and constituting a first CR circuit having a first time constant. A first trigger circuit that outputs one trigger signal; A buffer circuit for outputting a drive signal to the signal line in response to the first trigger signal; A main current path is connected between the first power supply line and the second power supply line, and a shunt circuit responding to the drive signal is provided. A second CR circuit connected between the signal line and the first power supply line or between the signal line and the second power supply line and having a second time constant smaller than the first time constant. And a second trigger circuit that outputs a second trigger signal. The second trigger signal interrupts the main current path of the shunt circuit.

図1は、第1の実施形態の静電気保護回路を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an electrostatic protection circuit according to the first embodiment. 図2は、第2の実施形態の静電気保護回路を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an electrostatic protection circuit according to the second embodiment. 図3は、第3の実施形態の静電気保護回路を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an electrostatic protection circuit according to the third embodiment. 図4は、第4の実施形態の静電気保護回路を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the electrostatic protection circuit of the fourth embodiment. 図5は、第5の実施形態の静電気保護回路を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an electrostatic protection circuit according to a fifth embodiment. 図6は、第6の実施形態の静電気保護回路を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an electrostatic protection circuit according to a sixth embodiment.

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる静電気保護回路を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an electrostatic protection circuit according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の静電気保護回路を示す図である。本実施形態の静電気保護回路は、第1の電源端子1と第2の電源端子2を備える。第1の電源端子1には第1の電源ライン3が接続される。第2の電源端子2には第2の電源ライン4が接続される。第1の電源ライン3と第2の電源ライン4の間には内部回路(図示せず)が接続されるが、省略している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an electrostatic protection circuit according to the first embodiment. The electrostatic protection circuit of the present embodiment includes a first power supply terminal 1 and a second power supply terminal 2. A first power supply line 3 is connected to the first power supply terminal 1. A second power supply line 4 is connected to the second power supply terminal 2. An internal circuit (not shown) is connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4, but is omitted.

第1の電源ライン3と第2の電源ライン4との間には、第1の時定数τ1を有する第1のトリガ回路10が接続される。第1のトリガ回路10は、第1の電源ライン3と第2の電源ライン4との間に印加される電源電圧に応答して第1のトリガ信号を出力する。   A first trigger circuit 10 having a first time constant τ 1 is connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4. The first trigger circuit 10 outputs a first trigger signal in response to a power supply voltage applied between the first power supply line 3 and the second power supply line 4.

第1のトリガ信号は、バッファ回路11に供給される。バッファ回路11は、第1のトリガ信号に応答して、駆動信号を信号ライン5に出力する。   The first trigger signal is supplied to the buffer circuit 11. The buffer circuit 11 outputs a drive signal to the signal line 5 in response to the first trigger signal.

第1の電源ライン3と第2の電源ライン4との間にはシャント回路14が接続される。信号ライン5に出力された駆動信号は、シャント回路14に供給される。シャント回路14のオン/オフは駆動信号によって制御される。   A shunt circuit 14 is connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4. The drive signal output to the signal line 5 is supplied to the shunt circuit 14. On / off of the shunt circuit 14 is controlled by a drive signal.

信号ライン5と第2の電源ライン4との間には、第2の時定数τ2を有する第2のトリガ回路12が接続される。第2のトリガ回路12は、信号ライン5と第2の電源ライン4の間の電圧に応答して第2のトリガ信号を出力する。   A second trigger circuit 12 having a second time constant τ 2 is connected between the signal line 5 and the second power supply line 4. The second trigger circuit 12 outputs a second trigger signal in response to the voltage between the signal line 5 and the second power supply line 4.

信号ライン5と第2の電源ライン4との間には、スイッチ回路13が接続される。第2のトリガ回路12の第2のトリガ信号がスイッチ回路13に供給される。スイッチ回路13のオン/オフは、第2のトリガ信号によって制御される。第2のトリガ回路12の時定数τ2は、第1のトリガ回路10の時定数τ1よりも小さい値に設定される。   A switch circuit 13 is connected between the signal line 5 and the second power supply line 4. The second trigger signal of the second trigger circuit 12 is supplied to the switch circuit 13. On / off of the switch circuit 13 is controlled by the second trigger signal. The time constant τ 2 of the second trigger circuit 12 is set to a value smaller than the time constant τ 1 of the first trigger circuit 10.

第1のトリガ回路10の時定数τ1は、例えば、ESD試験規格を考慮した値に設定される。ESD人体帯電モデル(HBM:Human Body Model)では、100pF(ピコファラッド)に充電した電荷を、1.5kΩ(キロオーム)の抵抗を介して放電させる試験を行う。この為、第1のトリガ回路10の時定数τ1は、このESD試験規格である100pFのコンデンサと1.5kΩの抵抗による時定数150nS(ナノ秒)を考慮して、例えば、150nSの6〜7倍の値である1μS(マイクロ秒)に設定される。シャント回路14によりESDサージを十分に放電させる為である。   For example, the time constant τ1 of the first trigger circuit 10 is set to a value in consideration of the ESD test standard. In the ESD human body model (HBM), a test is performed in which a charge charged to 100 pF (picofarad) is discharged through a resistance of 1.5 kΩ (kiloohm). Therefore, the time constant τ1 of the first trigger circuit 10 is, for example, 6 to 7 of 150 nS in consideration of the time constant of 150 nS (nanosecond) due to the 100 pF capacitor and the resistance of 1.5 kΩ which is the ESD test standard. The double value is set to 1 μS (microseconds). This is because the ESD surge is sufficiently discharged by the shunt circuit 14.

第2のトリガ回路12の時定数τ2は、例えば、ESD試験規格の人体モデル(HBM)においてサージの立上り時間として規定される2nS〜10nSの間の値に設定される。信号ライン5と第2の電源ライン4の間に印加される電圧が、第2のトリガ回路12の時定数τ2よりも早い立上りを有する場合には、第2のトリガ回路12が第2のトリガ信号をスイッチ回路13に供給して、スイッチ回路13をオンさせる。スイッチ回路13がオンすることで、信号ライン5と第2の電源ライン4との間が導通し、バッファ回路11からシャント回路14への駆動信号の供給が阻止される。これにより、シャント回路14はオフとなる。すなわち、第2のトリガ信号はスイッチ回路13をオンさせることにより、シャント回路14の主電流路を遮断する。   For example, the time constant τ2 of the second trigger circuit 12 is set to a value between 2 nS and 10 nS defined as the surge rise time in the human body model (HBM) of the ESD test standard. When the voltage applied between the signal line 5 and the second power supply line 4 has a rising earlier than the time constant τ 2 of the second trigger circuit 12, the second trigger circuit 12 causes the second trigger circuit 12 to A signal is supplied to the switch circuit 13 to turn on the switch circuit 13. When the switch circuit 13 is turned on, the signal line 5 and the second power supply line 4 are electrically connected, and the supply of the drive signal from the buffer circuit 11 to the shunt circuit 14 is blocked. As a result, the shunt circuit 14 is turned off. That is, the second trigger signal turns on the switch circuit 13 to cut off the main current path of the shunt circuit 14.

この為、第1のトリガ回路10の時定数τ1を十分に大きい値に設定したとしても、例えば、第2のトリガ回路12の時定数τ2をESD試験規格で規定するESDサージの立上り時間の値に設定することにより、ESDサージよりも早い立上りを有する電源電圧の変動に応答して誤動作する事態を回避することが出来る。   For this reason, even if the time constant τ1 of the first trigger circuit 10 is set to a sufficiently large value, for example, the value of the rise time of the ESD surge that defines the time constant τ2 of the second trigger circuit 12 in the ESD test standard. By setting to, it is possible to avoid a situation in which a malfunction occurs in response to the fluctuation of the power supply voltage having a rising earlier than the ESD surge.

本実施形態の静電気保護回路によれば、第1のトリガ回路10の時定数τ1を大きい値、例えば、ESD試験規格に規定する時定数150nSの6〜7倍の値である1μS(マイクロ秒)に設定することによりESDサージを十分に放電することが出来る。一方、第2のトリガ回路12の時定数τ2を、例えばESD試験規格の人体モデルのESDサージの立上り時間として規定される2nS〜10nSに相当する値とすることにより、ESDサージよりも早い立上りを有する電源電圧の変動に応答して誤動作する事態を回避することが出来る。   According to the electrostatic protection circuit of this embodiment, the time constant τ1 of the first trigger circuit 10 is a large value, for example, 1 μS (microseconds) that is 6 to 7 times the time constant 150 nS defined in the ESD test standard. By setting to, the ESD surge can be sufficiently discharged. On the other hand, by setting the time constant τ2 of the second trigger circuit 12 to a value corresponding to 2 nS to 10 nS defined as the rise time of the ESD surge of the human body model of the ESD test standard, for example, the rise earlier than the ESD surge is achieved. It is possible to avoid a situation in which malfunction occurs in response to fluctuations in the power supply voltage.

(第2の実施形態)
図2は、第2の実施形態の静電気保護回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付している。本実施形態においては、第1のトリガ回路10は、抵抗100とコンデンサ101の直列回路を有するCR回路で構成される。第1のトリガ回路10は、第1の時定数τ1を有する。第1の時定数τ1は、抵抗100とコンデンサ101の値によって設定される。抵抗100とコンデンサ101は第1の共通接続端102で接続される。第1の共通接続端102は、バッファ回路11を構成するPMOSトランジスタ110のゲートに接続される。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the electrostatic protection circuit according to the second embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the first trigger circuit 10 is configured by a CR circuit having a series circuit of a resistor 100 and a capacitor 101. The first trigger circuit 10 has a first time constant τ1. The first time constant τ1 is set by the values of the resistor 100 and the capacitor 101. The resistor 100 and the capacitor 101 are connected at the first common connection end 102. The first common connection terminal 102 is connected to the gate of the PMOS transistor 110 constituting the buffer circuit 11.

PMOSトランジスタ110のソースは第1の電源ライン3に接続され、ドレインは第2の共通接続端112に接続される。第2の共通接続端112は抵抗111を介して第2の電源ライン4に接続される。これにより、PMOSトランジスタ110の主電流路であるソース・ドレイン路は、第1の電源ライン3と第2の電源ライン4の間に電気的に接続される。   The source of the PMOS transistor 110 is connected to the first power supply line 3, and the drain is connected to the second common connection terminal 112. The second common connection end 112 is connected to the second power supply line 4 via the resistor 111. As a result, the source / drain path which is the main current path of the PMOS transistor 110 is electrically connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4.

第2の共通接続端112は、信号ライン5に接続される。信号ライン5は、シャント回路14を構成するNMOSトランジスタ140のゲートに接続される。NMOSトランジスタ140のドレインは第1の電源ライン3に接続され、ソースは第2の電源ライン4に接続される。これにより、NMOSトランジスタ140の主電流路であるソース・ドレイン路は第1の電源ライン3と第2の電源ライン4の間に電気的に接続される。   The second common connection end 112 is connected to the signal line 5. The signal line 5 is connected to the gate of the NMOS transistor 140 constituting the shunt circuit 14. The drain of the NMOS transistor 140 is connected to the first power supply line 3, and the source is connected to the second power supply line 4. As a result, the source / drain path which is the main current path of the NMOS transistor 140 is electrically connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4.

信号ライン5と第2の電源ライン4の間に、第2のトリガ回路12が接続される。第2のトリガ回路12は、コンデンサ121と抵抗120の直列回路を有するCR回路で構成される。第2のトリガ回路12は、第2の時定数τ2を有する。第2の時定数τ2は、抵抗120とコンデンサ121の値によって設定される。コンデンサ121と抵抗120は第3の共通接続端122で接続される。第3の共通接続端122は、スイッチ回路13を構成するNMOSトランジスタ130のゲート、すなわち、スイッチ回路13の制御端に接続され、第2のトリガ回路12の出力信号がスイッチ回路13に入力される。   A second trigger circuit 12 is connected between the signal line 5 and the second power supply line 4. The second trigger circuit 12 includes a CR circuit having a series circuit of a capacitor 121 and a resistor 120. The second trigger circuit 12 has a second time constant τ2. The second time constant τ 2 is set by the values of the resistor 120 and the capacitor 121. The capacitor 121 and the resistor 120 are connected at the third common connection end 122. The third common connection terminal 122 is connected to the gate of the NMOS transistor 130 constituting the switch circuit 13, that is, the control terminal of the switch circuit 13, and the output signal of the second trigger circuit 12 is input to the switch circuit 13. .

NMOSトランジスタ130のドレインは信号ライン5に接続され、ソースは第2の電源ライン4に接続される。これにより、NMOSトランジスタ130の主電流路であるソース・ドレイン路は信号ライン5と第2の電源ライン4の間に電気的に接続される。   The drain of the NMOS transistor 130 is connected to the signal line 5, and the source is connected to the second power supply line 4. As a result, the source / drain path which is the main current path of the NMOS transistor 130 is electrically connected between the signal line 5 and the second power supply line 4.

本実施形態のESD保護動作は、以下の通りである。第1の電源ライン3に第2の電源ライン4に対して正のサージが印加され、このESDサージの立上り時間が第1の時定数τ1よりも短い場合、第1のトリガ回路10が応答して第1のトリガ回路10に過渡的に電流が流れる。第1のトリガ回路10の抵抗100における電圧降下により第1の共通接続端102の電位がPMOSトランジスタ110の閾値を超えて低下すると、PMOSトランジスタ110がオンする。PMOSトランジスタ110がオンすることで、第2の共通接続端112の電位は、第1の電源ライン3の電圧からPMOSトランジスタ110による電圧降下分を差し引いた電圧まで上昇する。   The ESD protection operation of this embodiment is as follows. When a positive surge is applied to the first power supply line 3 with respect to the second power supply line 4 and the rise time of this ESD surge is shorter than the first time constant τ1, the first trigger circuit 10 responds. Thus, a current flows transiently through the first trigger circuit 10. When the potential of the first common connection terminal 102 decreases beyond the threshold of the PMOS transistor 110 due to a voltage drop in the resistor 100 of the first trigger circuit 10, the PMOS transistor 110 is turned on. When the PMOS transistor 110 is turned on, the potential of the second common connection end 112 rises to a voltage obtained by subtracting the voltage drop due to the PMOS transistor 110 from the voltage of the first power supply line 3.

バッファ回路11を構成するPMOSトランジスタ110は、第1のトリガ回路10のトリガ信号に応答してオン/オフし、第1の共通接続端102に生じる電圧の変化を、第2の電源ライン4の電圧から略第1の電源ライン3の電圧までの変化に増幅させて第2の共通接続端112、従って、信号ライン5に駆動信号として供給する。   The PMOS transistor 110 constituting the buffer circuit 11 is turned on / off in response to the trigger signal of the first trigger circuit 10, and the change in voltage generated at the first common connection terminal 102 is changed in the second power supply line 4. The signal is amplified to a change from the voltage to the voltage of the first power supply line 3 and supplied as a drive signal to the second common connection terminal 112, and thus to the signal line 5.

信号ライン5と第2の電源ライン4との間に生じる電圧変動の立上りが第2の時定数τ2よりも早い場合、第2のトリガ回路12が応答して第2のトリガ回路12に過渡的に電流が流れる。第2のトリガ回路12の抵抗120における電圧降下がNMOSトランジスタ130の閾値を超えて大きくなるとNMOSトランジスタ130がオンする。NMOSトランジスタ130がオンすることで信号ライン5の電圧は、第2の電源ライン4の電圧に対してNMOSトランジスタ130のソース・ドレイン間の電圧降下分だけ高い電圧まで引き下げられる。NMOSトランジスタ130がオンした時のソース・ドレイン間の電圧降下は、NMOSトランジスタ140をオンさせる閾値電圧より小さい為、NMOSトランジスタ130がオンすることで、NMOSトランジスタ140はオフとなる。   When the rise of the voltage fluctuation generated between the signal line 5 and the second power supply line 4 is earlier than the second time constant τ2, the second trigger circuit 12 responds to the second trigger circuit 12 in a transient manner. Current flows through When the voltage drop across the resistor 120 of the second trigger circuit 12 exceeds the threshold value of the NMOS transistor 130, the NMOS transistor 130 is turned on. When the NMOS transistor 130 is turned on, the voltage of the signal line 5 is lowered to a voltage higher than the voltage of the second power supply line 4 by the voltage drop between the source and drain of the NMOS transistor 130. Since the voltage drop between the source and the drain when the NMOS transistor 130 is turned on is smaller than the threshold voltage for turning on the NMOS transistor 140, the NMOS transistor 140 is turned off when the NMOS transistor 130 is turned on.

本実施形態によれば、ESDサージに対して第1のトリガ回路10が応答し、第1のトリガ信号を出力する。バッファ回路11が、その第1のトリガ信号を増幅して信号ライン5に駆動信号を供給する。駆動信号に応答してシャント回路14のNMOSトランジスタ140がオンとなり、ESDサージを放電する。一方、信号ライン5に現われる電圧の立上りが、第2のトリガ回路12の時定数τ2よりも早い場合には、第2のトリガ回路12が応答して第2のトリガ信号がNMOSトランジスタ130に供給され、NMOSトランジスタ130がオンして、シャント回路14のNMOSトランジスタ140をオフさせる。従って、第2のトリガ回路12の時定数τ2を、例えば、ESD試験規格に規定するESDサージの立上り時間に設定することにより、ESDサージよりも早い立上りを有する電源電圧の変動に対してシャント回路14が誤動作する事態を回避させることが出来る。尚、バッファ回路11は、第1のトリガ回路10のトリガ信号を増幅して信号ライン5に供給するCMOSインバータ(図示せず)で構成することも出来る。   According to the present embodiment, the first trigger circuit 10 responds to the ESD surge and outputs the first trigger signal. The buffer circuit 11 amplifies the first trigger signal and supplies a drive signal to the signal line 5. In response to the drive signal, the NMOS transistor 140 of the shunt circuit 14 is turned on to discharge the ESD surge. On the other hand, when the rise of the voltage appearing on the signal line 5 is earlier than the time constant τ 2 of the second trigger circuit 12, the second trigger circuit 12 responds and the second trigger signal is supplied to the NMOS transistor 130. Then, the NMOS transistor 130 is turned on, and the NMOS transistor 140 of the shunt circuit 14 is turned off. Therefore, by setting the time constant τ2 of the second trigger circuit 12 to, for example, the rise time of the ESD surge specified in the ESD test standard, the shunt circuit against the fluctuation of the power supply voltage having the rise earlier than the ESD surge. The situation where 14 malfunctions can be avoided. The buffer circuit 11 can also be configured by a CMOS inverter (not shown) that amplifies the trigger signal of the first trigger circuit 10 and supplies the amplified signal to the signal line 5.

(第3の実施形態)
図3は、第3の実施形態の静電気保護回路を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付し、重複した記載は必要な場合のみ行う。本実施形態の静電気保護回路は、第1の電源ライン3と第2の電源ライン4との間に、第1の時定数τ1を有する第1のトリガ回路10が接続される。第1のトリガ信号は、バッファ回路11に供給される。バッファ回路11は、第1のトリガ信号に応答して、駆動信号を信号ライン5に出力する。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating an electrostatic protection circuit according to the third embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is performed only when necessary. In the electrostatic protection circuit of the present embodiment, a first trigger circuit 10 having a first time constant τ1 is connected between a first power supply line 3 and a second power supply line 4. The first trigger signal is supplied to the buffer circuit 11. The buffer circuit 11 outputs a drive signal to the signal line 5 in response to the first trigger signal.

第1の電源ライン3と第2の電源ライン4との間にはシャント回路14が接続される。信号ライン5に出力された駆動信号は、シャント回路14に供給される。シャント回路14のオン/オフは駆動信号によって制御される。   A shunt circuit 14 is connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4. The drive signal output to the signal line 5 is supplied to the shunt circuit 14. On / off of the shunt circuit 14 is controlled by a drive signal.

第1の電源ライン3と信号ライン5との間には、第2の時定数τ2を有する第2のトリガ回路12が接続される。第2のトリガ回路12は、第1の電源ライン3と信号ライン5との間の電圧変動に応答して第2のトリガ信号を出力する。   A second trigger circuit 12 having a second time constant τ 2 is connected between the first power supply line 3 and the signal line 5. The second trigger circuit 12 outputs a second trigger signal in response to a voltage fluctuation between the first power supply line 3 and the signal line 5.

第1の電源ライン3と信号ライン5との間には、スイッチ回路13が接続される。第2のトリガ回路12の第2のトリガ信号がスイッチ回路13に供給される。スイッチ回路13のオン/オフは、第2のトリガ信号によって制御される。第2のトリガ回路12の時定数τ2は、第1のトリガ回路10の時定数τ1よりも小さい値に設定される。   A switch circuit 13 is connected between the first power supply line 3 and the signal line 5. The second trigger signal of the second trigger circuit 12 is supplied to the switch circuit 13. On / off of the switch circuit 13 is controlled by the second trigger signal. The time constant τ 2 of the second trigger circuit 12 is set to a value smaller than the time constant τ 1 of the first trigger circuit 10.

第1のトリガ回路10の時定数τ1は、例えば、ESD試験規格の時定数150nSの6〜7倍の値である1μSに設定される。時定数τ1をESD試験規格の時定数150nSに対して十分大きな値に設定し、ESDサージをシャント回路14により十分に放電させる為である。   The time constant τ1 of the first trigger circuit 10 is set to 1 μS, which is a value 6 to 7 times the time constant 150 nS of the ESD test standard, for example. This is because the time constant τ 1 is set to a sufficiently large value with respect to the time constant 150 nS of the ESD test standard, and the ESD surge is sufficiently discharged by the shunt circuit 14.

第2のトリガ回路12の時定数τ2は、例えば、ESD試験規格の人体モデルにおいてESDサージの立上り時間として規定される2nS〜10nSの間の値に設定される。第1の電源ライン3と信号ライン5との間に印加される電圧が、第2のトリガ回路12の時定数τ2よりも早い立上りを有する場合には、第2のトリガ回路12が第2のトリガ信号をスイッチ回路13に供給して、スイッチ回路13をオンさせる。スイッチ回路13がオンすることで、第1の電源ライン3と信号ライン5との間がシャントされ、バッファ回路11からシャント回路14への駆動信号の供給が阻止される。これにより、シャント回路14はオフとなる。   For example, the time constant τ2 of the second trigger circuit 12 is set to a value between 2 nS and 10 nS defined as the rise time of the ESD surge in the human body model of the ESD test standard. When the voltage applied between the first power supply line 3 and the signal line 5 has a rise earlier than the time constant τ2 of the second trigger circuit 12, the second trigger circuit 12 A trigger signal is supplied to the switch circuit 13 to turn on the switch circuit 13. When the switch circuit 13 is turned on, the first power supply line 3 and the signal line 5 are shunted, and supply of the drive signal from the buffer circuit 11 to the shunt circuit 14 is blocked. As a result, the shunt circuit 14 is turned off.

この為、第1のトリガ回路10の時定数τ1をESD試験規格で規定する時定数よりも十分に大きい値に設定したとしても、例えば、時定数τ2をESD試験規格で規定するESDサージの立上りの時定数の値に設定することにより、ESDサージよりも早い立上りを有する電圧の変動に対して、シャント回路14が応答する事態を回避させることが出来、ESDサージよりも早い電源電圧の変動に応答する誤動作を回避することが出来る。   For this reason, even if the time constant τ1 of the first trigger circuit 10 is set to a value sufficiently larger than the time constant defined by the ESD test standard, for example, the rise of the ESD surge that defines the time constant τ2 by the ESD test standard By setting the value of the time constant, it is possible to avoid a situation in which the shunt circuit 14 responds to fluctuations in voltage having a rise earlier than that of the ESD surge. Responding malfunctions can be avoided.

(第4の実施形態)
図4は、第4の実施形態の静電気保護回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付している。本実施形態においては、第1のトリガ回路10は、抵抗100とコンデンサ101の直列回路を有するCR回路で構成される。第1のトリガ回路10は、第1の時定数τ1を有する。第1の時定数τ1は、抵抗100とコンデンサ101の値によって設定される。抵抗100とコンデンサ101は第1の共通接続端102で接続される。第1の共通接続端102は、バッファ回路11を構成するNMOSトランジスタ113のゲートに接続される。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the electrostatic protection circuit of the fourth embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the first trigger circuit 10 is configured by a CR circuit having a series circuit of a resistor 100 and a capacitor 101. The first trigger circuit 10 has a first time constant τ1. The first time constant τ1 is set by the values of the resistor 100 and the capacitor 101. The resistor 100 and the capacitor 101 are connected at the first common connection end 102. The first common connection terminal 102 is connected to the gate of the NMOS transistor 113 constituting the buffer circuit 11.

NMOSトランジスタ113のソースは第2の電源ライン4に接続され、ドレインは第2の共通接続端112に接続される。第2の共通接続端112は抵抗111を介して第1の電源ライン3に接続される。これにより、NMOSトランジスタ113の主電流路であるソース・ドレイン路は、第1の電源ライン3と第2の電源ライン4の間に電気的に接続される。   The source of the NMOS transistor 113 is connected to the second power supply line 4, and the drain is connected to the second common connection end 112. The second common connection end 112 is connected to the first power supply line 3 via the resistor 111. Thereby, the source / drain path which is the main current path of the NMOS transistor 113 is electrically connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4.

第2の共通接続端112は、信号ライン5に接続される。信号ライン5は、シャント回路14を構成するPMOSトランジスタ141のゲートに接続される。PMOSトランジスタ141のソースは第1の電源ライン3に接続され、ドレインは第2の電源ライン4に接続される。これにより、PMOSトランジスタ141の主電流路であるソース・ドレイン路は第1の電源ライン3と第2の電源ライン4の間に電気的に接続される。   The second common connection end 112 is connected to the signal line 5. The signal line 5 is connected to the gate of the PMOS transistor 141 constituting the shunt circuit 14. The source of the PMOS transistor 141 is connected to the first power supply line 3, and the drain is connected to the second power supply line 4. As a result, the source / drain path which is the main current path of the PMOS transistor 141 is electrically connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4.

信号ライン5と第1の電源ライン3の間に、第2のトリガ回路12が接続される。第2のトリガ回路12は、コンデンサ121と抵抗120の直列回路を有するCR回路で構成される。第2のトリガ回路12は、第2の時定数τ2を有する。第2の時定数τ2は、抵抗120とコンデンサ121の値によって設定される。コンデンサ121と抵抗120は第3の共通接続端122で接続される。第3の共通接続端122は、スイッチ回路13を構成するPMOSトランジスタ131のゲート、すなわち、スイッチ回路13の制御端に接続され、第2のトリガ回路12の出力信号がスイッチ回路13に入力される。   A second trigger circuit 12 is connected between the signal line 5 and the first power supply line 3. The second trigger circuit 12 includes a CR circuit having a series circuit of a capacitor 121 and a resistor 120. The second trigger circuit 12 has a second time constant τ2. The second time constant τ 2 is set by the values of the resistor 120 and the capacitor 121. The capacitor 121 and the resistor 120 are connected at the third common connection end 122. The third common connection terminal 122 is connected to the gate of the PMOS transistor 131 constituting the switch circuit 13, that is, the control terminal of the switch circuit 13, and the output signal of the second trigger circuit 12 is input to the switch circuit 13. .

PMOSトランジスタ131のドレインは信号ライン5に接続され、ソースは第1の電源ライン3に接続される。これにより、PMOSトランジスタ131の主電流路であるソース・ドレイン路は信号ライン5と第1の電源ライン3の間に電気的に接続される。   The drain of the PMOS transistor 131 is connected to the signal line 5, and the source is connected to the first power supply line 3. As a result, the source / drain path which is the main current path of the PMOS transistor 131 is electrically connected between the signal line 5 and the first power supply line 3.

本実施形態のESD保護動作は、以下の通りである。第1の電源ライン3に第2の電源ライン4に対して正のサージが印加され、このESDサージの立上り時間が第1の時定数τ1よりも短い場合、第1のトリガ回路10が応答して第1のトリガ回路10に過渡的に電流が流れる。第1のトリガ回路10の抵抗100における電圧降下により第1の共通接続端102の電圧がNMOSトランジスタ113の閾値を超えて上昇すると、NMOSトランジスタ113がオンする。NMOSトランジスタ113がオンすることで、第2の共通接続端112の電圧は、第2の電源ライン4に対してNMOSトランジスタ113による電圧降下分だけ高い電圧まで引き下げられる。NMOSトランジスタ113は、第1のトリガ回路10のトリガ信号に応答してオン/オフし、第1の共通接続端102に生じる電圧の変化を、第1の電源ライン3の電圧から略第2の電源ライン4の電圧までの変化に増幅させて第2の共通接続端112、従って、信号ライン5に駆動信号として供給する。   The ESD protection operation of this embodiment is as follows. When a positive surge is applied to the first power supply line 3 with respect to the second power supply line 4 and the rise time of this ESD surge is shorter than the first time constant τ1, the first trigger circuit 10 responds. Thus, a current flows transiently through the first trigger circuit 10. When the voltage at the first common connection terminal 102 rises above the threshold value of the NMOS transistor 113 due to a voltage drop in the resistor 100 of the first trigger circuit 10, the NMOS transistor 113 is turned on. When the NMOS transistor 113 is turned on, the voltage of the second common connection end 112 is lowered to a voltage that is higher than the second power supply line 4 by a voltage drop by the NMOS transistor 113. The NMOS transistor 113 is turned on / off in response to the trigger signal of the first trigger circuit 10, and changes in the voltage generated at the first common connection terminal 102 from the voltage of the first power supply line 3 are substantially second. The signal is amplified to a change up to the voltage of the power supply line 4 and supplied as a drive signal to the second common connection end 112, and thus to the signal line 5.

信号ライン5と第1の電源ライン3との間に生じる電圧変動の立上りが第2の時定数τ2よりも早い場合、第2のトリガ回路12が応答して第2のトリガ回路12に過渡的に電流が流れる。第2のトリガ回路12の抵抗120における電圧降下がPMOSトランジスタ131の閾値を超えて大きくなるとPMOSトランジスタ131がオンする。PMOSトランジスタ131がオンすることで信号ライン5の電位は、第1の電源ライン3の電圧に対してPMOSトランジスタ131のソース・ドレイン間の電圧降下分だけ低い電圧まで引き上げられる。PMOSトランジスタ131がオンした時のソース・ドレイン間の電圧降下は、PMOSトランジスタ141をオンさせる閾値電圧より小さい為、PMOSトランジスタ131がオンすることで、PMOSトランジスタ141はオフとなる。   When the rise of the voltage fluctuation generated between the signal line 5 and the first power supply line 3 is earlier than the second time constant τ2, the second trigger circuit 12 responds to the second trigger circuit 12 in a transient manner. Current flows through When the voltage drop across the resistor 120 of the second trigger circuit 12 exceeds the threshold value of the PMOS transistor 131, the PMOS transistor 131 is turned on. When the PMOS transistor 131 is turned on, the potential of the signal line 5 is raised to a voltage lower than the voltage of the first power supply line 3 by the voltage drop between the source and drain of the PMOS transistor 131. Since the voltage drop between the source and the drain when the PMOS transistor 131 is turned on is smaller than the threshold voltage for turning on the PMOS transistor 141, the PMOS transistor 141 is turned off when the PMOS transistor 131 is turned on.

本実施形態によれば、ESDサージに対して第1のトリガ回路10が応答し、第1のトリガ信号を出力する。その第1のトリガ信号をバッファ回路11が増幅して、駆動信号として信号ライン5に供給する。駆動信号に応答してシャント回路14のPMOSトランジスタ141がオンとなり、ESDサージを放電する。一方、信号ライン5に現われる電圧の立上りが、第2のトリガ回路12の時定数τ2よりも早い場合には、第2のトリガ回路12が応答して第2のトリガ信号がPMOSトランジスタ131に供給され、PMOSトランジスタ131がオンして、シャント回路14のPMOSトランジスタ141をオフさせる。従って、第2のトリガ回路12の時定数τ2を、例えば、ESD試験規格に規定するESDサージの立上り時間に設定することにより、ESDサージよりも早い立上りの電源電圧の変動に対してシャント回路14が誤動作する事態を回避させることが出来る。   According to the present embodiment, the first trigger circuit 10 responds to the ESD surge and outputs the first trigger signal. The buffer circuit 11 amplifies the first trigger signal and supplies it to the signal line 5 as a drive signal. In response to the drive signal, the PMOS transistor 141 of the shunt circuit 14 is turned on to discharge the ESD surge. On the other hand, when the rise of the voltage appearing on the signal line 5 is earlier than the time constant τ 2 of the second trigger circuit 12, the second trigger circuit 12 responds and the second trigger signal is supplied to the PMOS transistor 131. Then, the PMOS transistor 131 is turned on, and the PMOS transistor 141 of the shunt circuit 14 is turned off. Therefore, by setting the time constant τ2 of the second trigger circuit 12 to, for example, the rise time of the ESD surge specified in the ESD test standard, the shunt circuit 14 can cope with the fluctuation of the power supply voltage that rises earlier than the ESD surge. Can be prevented from malfunctioning.

(第5の実施形態)
図5は、第5の実施形態の静電気保護回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付し、重複した記載は必要な場合のみ行う。本実施形態の静電気保護回路は、第1の電源ライン3と第2の電源ライン4との間に接続される第1のトリガ回路20を有する。第1のトリガ回路20は、第1の時定数τ1を有し、第1の電源ライン3と第2の電源ライン4との間に印加される電源電圧に応答して第1のトリガ信号を出力する。第1のトリガ信号は、バッファ回路21に供給される。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the electrostatic protection circuit according to the fifth embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is performed only when necessary. The electrostatic protection circuit of the present embodiment includes a first trigger circuit 20 connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4. The first trigger circuit 20 has a first time constant τ1 and outputs a first trigger signal in response to a power supply voltage applied between the first power supply line 3 and the second power supply line 4. Output. The first trigger signal is supplied to the buffer circuit 21.

第1のトリガ回路20の時定数τ1は、例えば、ESD試験規格の人体モデル(HBM)においてESDサージの立上り時間として規定される2nS〜10nSの間の値に設定される。第1の電源ライン3と第2の電源ライン4との間に印加される電圧が、第1のトリガ回路20の時定数τ1よりも早い立上りを有する場合には、第1のトリガ回路20が第1のトリガ信号をバッファ回路21に供給する。   For example, the time constant τ1 of the first trigger circuit 20 is set to a value between 2 nS and 10 nS defined as the rise time of the ESD surge in the human body model (HBM) of the ESD test standard. When the voltage applied between the first power supply line 3 and the second power supply line 4 has a rising earlier than the time constant τ1 of the first trigger circuit 20, the first trigger circuit 20 The first trigger signal is supplied to the buffer circuit 21.

第1の電源ライン3と第2の電源ライン4との間には、第2の時定数τ2を有する第2のトリガ回路22が接続される。第2の時定数τ2は、第1の時定数τ1よりも大きい値に設定される。第2の時定数τ2は、例えば、ESD試験規格で定める時定数150nSを考慮して、例えば、150nSの6〜7倍の値である1μSに設定される。第2の時定数τ2よりも早い立上りを有する電源電圧の変動に対して第2のトリガ回路22が応答し、第2のトリガ信号をバッファ回路21に供給する。   A second trigger circuit 22 having a second time constant τ 2 is connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4. The second time constant τ2 is set to a value larger than the first time constant τ1. The second time constant τ2 is set to 1 μS, which is a value 6 to 7 times 150 nS, for example, considering the time constant 150 nS defined by the ESD test standard. The second trigger circuit 22 responds to the fluctuation of the power supply voltage having a rise earlier than the second time constant τ 2, and supplies the second trigger signal to the buffer circuit 21.

バッファ回路21は、第1のトリガ信号と第2のトリガ信号に応答して、駆動信号を信号ライン5に供給する。すなわち、第1のトリガ信号と第2のトリガ信号の両方が供給された時に、バッファ回路21は、駆動信号を信号ライン5に供給する。第1の時定数τ1を第2の時定数τ2よりも小さい値に設定することにより、第2の時定数τ2よりも早い立上りを有する電源電圧の変動に第1のトリガ回路20と第2のトリガ回路22が応答することでバッファ回路21が駆動信号を信号ライン5に出力する。   The buffer circuit 21 supplies a drive signal to the signal line 5 in response to the first trigger signal and the second trigger signal. That is, when both the first trigger signal and the second trigger signal are supplied, the buffer circuit 21 supplies the drive signal to the signal line 5. By setting the first time constant τ 1 to a value smaller than the second time constant τ 2, the first trigger circuit 20 and the second trigger circuit 20 can be used for fluctuations in the power supply voltage having a rise earlier than the second time constant τ 2. When the trigger circuit 22 responds, the buffer circuit 21 outputs a drive signal to the signal line 5.

第1の電源ライン3と第2の電源ライン4との間にはシャント回路14が接続される。シャント回路14のオン/オフはバッファ回路21が出力する駆動信号によってオン/オフが制御される。すなわち、第1の時定数τ1よりも早い立上りを有する電源電圧の変動に対してバッファ回路21が駆動信号をシャント回路14に供給し、シャント回路14がオンとなって放電動作が行われる。   A shunt circuit 14 is connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4. On / off of the shunt circuit 14 is controlled by a drive signal output from the buffer circuit 21. That is, the buffer circuit 21 supplies a drive signal to the shunt circuit 14 in response to the fluctuation of the power supply voltage having a rise earlier than the first time constant τ1, and the shunt circuit 14 is turned on to perform the discharge operation.

信号ライン5の駆動信号が供給される帰還回路23を有する。帰還回路23は、バッファ回路21の駆動信号に応答して、信号ライン5の駆動信号のレベルが維持されるように正帰還させる動作を行う。すなわち、信号ライン5の駆動信号がHレベルの時に、第1のトリガ回路20、及びバッファ回路21を介して構成される帰還ループにより信号ライン5がHレベルを維持する様に第1のトリガ回路20に作用する。   A feedback circuit 23 to which a drive signal for the signal line 5 is supplied is provided. The feedback circuit 23 performs a positive feedback operation so that the level of the drive signal of the signal line 5 is maintained in response to the drive signal of the buffer circuit 21. That is, when the drive signal of the signal line 5 is at the H level, the first trigger circuit so that the signal line 5 is maintained at the H level by the feedback loop configured via the first trigger circuit 20 and the buffer circuit 21. 20 acts.

第2のトリガ回路22の時定数τ2で設定される時間が経過した後に、第2のトリガ回路22からバッファ回路21へのトリガ信号の供給が終了する。これにより、バッファ回路21から信号ライン5への駆動信号の供給が終了し、シャント回路14はオフとなる。すなわち、第1の時定数τ1よりも早い立上りの電源電圧の変動に応答したとしても、シャント回路14の動作は、第2の時定数τ2で設定される時間の経過後に終了する。従って、第1の時定数τ1よりも立上りが早い電源電圧の変動に第1のトリガ回路20と第2のトリガ回路22が応答することにより、放電用のシャント回路14がオン状態になった場合でも、第2の時定数τ2で設定される時間の経過後にシャント回路14のオン状態が終了する構成である。この為、シャント回路14が長時間に亘ってオン状態となりシャント回路14が破壊に至ると言った事態を回避することが出来る。   After the time set by the time constant τ2 of the second trigger circuit 22 has elapsed, the supply of the trigger signal from the second trigger circuit 22 to the buffer circuit 21 is completed. Thereby, the supply of the drive signal from the buffer circuit 21 to the signal line 5 is completed, and the shunt circuit 14 is turned off. That is, even if the power supply voltage rises faster than the first time constant τ1, the operation of the shunt circuit 14 ends after the time set by the second time constant τ2. Therefore, when the discharge shunt circuit 14 is turned on by the first trigger circuit 20 and the second trigger circuit 22 responding to the fluctuation of the power supply voltage that rises earlier than the first time constant τ1. However, the ON state of the shunt circuit 14 ends after the time set by the second time constant τ2 has elapsed. Therefore, it is possible to avoid a situation where the shunt circuit 14 is turned on for a long time and the shunt circuit 14 is destroyed.

本実施形態によれば、第1のトリガ回路20の時定数τ1を、例えば、ESD試験規格の人体モデル(HBM)においてESDサージの立上り時間として規定される2nS〜10nSの間の値に設定することで、ESDサージよりも遅い立上りを有する電源電圧の変動に対する誤動作を回避することが出来る。また、時定数τ1を小さい値に設定しても、帰還回路23の正帰還動作により、シャント回路14に供給される駆動信号のレベルが時定数τ2で設定される時間の間維持される為、シャント回路14による放電を確保することが出来る。また、第2のトリガ回路22の時定数τ2で設定される時間の経過後、シャント回路14のオン動作は終了する為、長時間に亘ってシャント回路14がオンして破壊に至るといった事態を回避することが出来る。   According to the present embodiment, the time constant τ1 of the first trigger circuit 20 is set to a value between 2 nS and 10 nS defined as the rise time of the ESD surge in the human body model (HBM) of the ESD test standard, for example. As a result, it is possible to avoid malfunctions due to fluctuations in the power supply voltage having a rise that is slower than the ESD surge. Even if the time constant τ1 is set to a small value, the level of the drive signal supplied to the shunt circuit 14 is maintained for the time set by the time constant τ2 by the positive feedback operation of the feedback circuit 23. Discharging by the shunt circuit 14 can be ensured. In addition, after the time set by the time constant τ2 of the second trigger circuit 22 has elapsed, the on operation of the shunt circuit 14 is completed, so that the shunt circuit 14 is turned on for a long time, leading to destruction. It can be avoided.

(第6の実施形態)
図6は、第6の実施形態の静電気保護回路の構成を示す図である。既述の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付している。本実施形態においては、第1のトリガ回路20は、抵抗200とコンデンサ201の直列回路を有するCR回路で構成される。第1のトリガ回路20は、第1の時定数τ1を有する。第1の時定数τ1は、抵抗200とコンデンサ201の値によって設定される。抵抗200とコンデンサ201は第1の共通接続端202で接続される。第1の共通接続端202は、バッファ回路21を構成するPMOSトランジスタ211のゲートに接続される。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the electrostatic protection circuit according to the sixth embodiment. Constituent elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the first trigger circuit 20 is configured by a CR circuit having a series circuit of a resistor 200 and a capacitor 201. The first trigger circuit 20 has a first time constant τ1. The first time constant τ1 is set by the values of the resistor 200 and the capacitor 201. The resistor 200 and the capacitor 201 are connected by the first common connection end 202. The first common connection terminal 202 is connected to the gate of the PMOS transistor 211 constituting the buffer circuit 21.

PMOSトランジスタ211のドレインは第2の共通接続端213に接続される。第2の共通接続端213と第2の電源ライン4の間には、抵抗212が接続される。PMOSトランジスタ211のソースは、PMOSトランジスタ210のドレインに接続される。PMOSトランジスタ210のソースは、第1の電源ライン3に接続される。   The drain of the PMOS transistor 211 is connected to the second common connection terminal 213. A resistor 212 is connected between the second common connection end 213 and the second power supply line 4. The source of the PMOS transistor 211 is connected to the drain of the PMOS transistor 210. The source of the PMOS transistor 210 is connected to the first power supply line 3.

第2の共通接続端213は、信号ライン5に接続される。信号ライン5は、シャント回路14を構成するNMOSトランジスタ140のゲートに接続される。NMOSトランジスタ140のソースは第2の電源ライン4に接続され、ドレインは第1の電源ライン3に接続される。すなわち、NMOSトランジスタ140の主電流路であるソース・ドレイン路は第1の電源ライン3と第2の電源ライン4間に接続される。   The second common connection end 213 is connected to the signal line 5. The signal line 5 is connected to the gate of the NMOS transistor 140 constituting the shunt circuit 14. The source of the NMOS transistor 140 is connected to the second power supply line 4, and the drain is connected to the first power supply line 3. That is, the source / drain path which is the main current path of the NMOS transistor 140 is connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4.

第1の電源ライン3と第2の電源ライン4の間に、第2のトリガ回路22が接続される。第2のトリガ回路22は、抵抗220とコンデンサ221の直列回路を有するCR回路で構成される。抵抗220とコンデンサ221は第3の共通接続端222で接続される。
第2のトリガ回路22は、第2の時定数τ2を有する。第2の時定数は、抵抗220とコンデンサ221の値によって設定される。第2の時定数τ2は、第1の時定数τ1よりも大きい値に設定される。第2の時定数τ2は、例えば、ESD試験規格である時定数150nSを考慮して、例えば、150nSの6〜7倍の値である1μSに設定される。第2の時定数τ2は、抵抗220とコンデンサ221により設定される。第2の時定数τ2よりも早い立上りを有する電源電圧の変動に対して第2のトリガ回路22が応答し、第2のトリガ信号をバッファ回路21に供給する。第3の共通接続端222は、バッファ回路21を構成するPMOSトランジスタ210のゲートに接続される。
A second trigger circuit 22 is connected between the first power supply line 3 and the second power supply line 4. The second trigger circuit 22 is configured by a CR circuit having a series circuit of a resistor 220 and a capacitor 221. The resistor 220 and the capacitor 221 are connected at the third common connection end 222.
The second trigger circuit 22 has a second time constant τ2. The second time constant is set by the values of the resistor 220 and the capacitor 221. The second time constant τ2 is set to a value larger than the first time constant τ1. The second time constant τ2 is set to 1 μS, which is a value 6 to 7 times 150 nS, for example, considering the time constant 150 nS that is an ESD test standard. The second time constant τ 2 is set by the resistor 220 and the capacitor 221. The second trigger circuit 22 responds to the fluctuation of the power supply voltage having a rise earlier than the second time constant τ 2, and supplies the second trigger signal to the buffer circuit 21. The third common connection end 222 is connected to the gate of the PMOS transistor 210 constituting the buffer circuit 21.

バッファ回路21の第2の共通接続端213は、帰還回路23を構成するNMOSトランジスタ230のゲートに接続される。NMOSトランジスタ230のソースは第2の電源ライン4に接続され、ドレインは第1のトリガ回路20の第1の共通接続端202に接続される。   The second common connection end 213 of the buffer circuit 21 is connected to the gate of the NMOS transistor 230 constituting the feedback circuit 23. The source of the NMOS transistor 230 is connected to the second power supply line 4, and the drain is connected to the first common connection terminal 202 of the first trigger circuit 20.

本実施形態のESD保護動作は、以下の通りである。第1の電源ライン3に第2の電源ライン4に対して正のサージが印加され、このESDサージの立上り時間が第1の時定数τ1よりも短い場合、第1のトリガ回路20が応答して第1のトリガ回路20に過渡的に電流が流れる。第1のトリガ回路20の抵抗200における電圧降下により第1の共通接続端202の電圧が低下する。   The ESD protection operation of this embodiment is as follows. When a positive surge is applied to the first power supply line 3 with respect to the second power supply line 4 and the rise time of the ESD surge is shorter than the first time constant τ1, the first trigger circuit 20 responds. Thus, a current flows transiently through the first trigger circuit 20. The voltage at the first common connection terminal 202 decreases due to the voltage drop at the resistor 200 of the first trigger circuit 20.

第2のトリガ回路22の時定数τ2は、第1の時定数τ1よりも大きい値に設定されているので、第2のトリガ回路22も応答して、第2のトリガ回路22に過渡的に電流が流れる。第2のトリガ回路22の抵抗220における電圧降下により第3の共通接続端222の電圧がPMOSトランジスタ210の閾値を超えて低下すると、PMOSトランジスタ210はオンする。この時、第1のトリガ回路20の第1の共通接続端202の電圧がPMOSトランジスタ211をオンさせる電圧まで低下していると、PMOSトランジスタ211もオンとなり、PMOSトランジスタ210とPMOSトランジスタ211を介して抵抗212に電流が流れる。   Since the time constant τ2 of the second trigger circuit 22 is set to a value larger than the first time constant τ1, the second trigger circuit 22 also responds to the second trigger circuit 22 in a transient manner. Current flows. When the voltage at the third common connection end 222 drops below the threshold value of the PMOS transistor 210 due to the voltage drop at the resistor 220 of the second trigger circuit 22, the PMOS transistor 210 is turned on. At this time, if the voltage of the first common connection end 202 of the first trigger circuit 20 is lowered to a voltage for turning on the PMOS transistor 211, the PMOS transistor 211 is also turned on, and the PMOS transistor 211 and the PMOS transistor 211 are connected. Current flows through the resistor 212.

抵抗212に流れる電流により抵抗212に生じる電圧降下がNMOSトランジスタ230の閾値を超えるとNMOSトランジスタ230がオンする。NMOSトランジスタ230がオンすることにより第1のトリガ回路20の第1の共通接続端202の電圧は、第2の電源ライン4の電圧にNMOSトランジスタ230のソース・ドレイン間の電圧降下分だけ高い電圧まで引き下げられる。第1の共通接続端202の電圧が引き下げられることでPMOSトランジスタ211のゲートには低電圧、すなわち、PMOSトランジスタ211のオン状態を維持させる電圧が印加される。すなわち、バッファ回路21から帰還回路23を介する帰還ループにより、バッファ回路21のオン状態を維持させる正帰還ループが形成される。これにより、信号ライン5の電圧はHレベルに維持される為、NMOSトランジスタ140のオン状態が維持され、NMOSトランジスタ140によるサージの放電が行われる。すなわち、第1のトリガ回路20の時定数τ1を小さい値に設定した場合でも、シャント回路14を構成するNMOSトランジスタ140によるサージの放電動作を確保することが出来る。   When the voltage drop generated in the resistor 212 due to the current flowing through the resistor 212 exceeds the threshold value of the NMOS transistor 230, the NMOS transistor 230 is turned on. When the NMOS transistor 230 is turned on, the voltage of the first common connection terminal 202 of the first trigger circuit 20 is higher than the voltage of the second power supply line 4 by the voltage drop between the source and drain of the NMOS transistor 230. Pulled down. By reducing the voltage of the first common connection end 202, a low voltage, that is, a voltage that maintains the PMOS transistor 211 in the on state is applied to the gate of the PMOS transistor 211. That is, a positive feedback loop that maintains the ON state of the buffer circuit 21 is formed by a feedback loop from the buffer circuit 21 via the feedback circuit 23. Thereby, since the voltage of the signal line 5 is maintained at the H level, the NMOS transistor 140 is maintained in the ON state, and the surge discharge by the NMOS transistor 140 is performed. That is, even when the time constant τ1 of the first trigger circuit 20 is set to a small value, the surge discharge operation by the NMOS transistor 140 constituting the shunt circuit 14 can be ensured.

第2の時定数τ2で設定される時間が経過すると第2のトリガ回路22からPMOSトランジスタ210へのトリガ信号の供給が終了する。これにより、バッファ回路21はオフとなり、帰還回路23を介しての第1のトリガ回路20への帰還動作も終了する。バッファ回路21がオフすることで、信号ライン5の電圧がLレベルとなりシャント回路14を構成するNMOSトランジスタ140はオフとなる。すなわち、バッファ回路21によるシャント回路14への駆動信号の供給は、帰還回路23の帰還動作により一定時間維持されるが、第2の時定数τ2により設定した時間の経過後に終了する。この為、シャント回路14を構成するNMOSトランジスタ140が長時間に亘ってオン状態となり破壊に至る事態を回避することが出来る。また、第2の時定数τ2に対して小さい値に設定される第1の時定数τ1をESD試験規格で定めるESDサージの立上り時間である2nS〜10nSに設定することにより、ESDサージよりも遅い電源電圧の立上りには応答しない構成とすることが出来る。   When the time set by the second time constant τ2 elapses, the supply of the trigger signal from the second trigger circuit 22 to the PMOS transistor 210 ends. Thereby, the buffer circuit 21 is turned off, and the feedback operation to the first trigger circuit 20 via the feedback circuit 23 is also completed. When the buffer circuit 21 is turned off, the voltage of the signal line 5 becomes L level, and the NMOS transistor 140 constituting the shunt circuit 14 is turned off. That is, the supply of the drive signal to the shunt circuit 14 by the buffer circuit 21 is maintained for a fixed time by the feedback operation of the feedback circuit 23, but is terminated after the time set by the second time constant τ2. For this reason, it is possible to avoid a situation in which the NMOS transistor 140 constituting the shunt circuit 14 is turned on for a long time and is destroyed. Further, by setting the first time constant τ1 set to a small value with respect to the second time constant τ2 to 2 nS to 10 nS which is the rise time of the ESD surge determined by the ESD test standard, it is slower than the ESD surge. It can be configured not to respond to the rise of the power supply voltage.

本実施形態によれば、第1の時定数τ1の設定によりESDサージよりも遅い立上りの電源電圧の変動に誤動作しない静電気保護回路を提供することが出来る。また、第2の時定数τ2の設定により、時定数τ2の経過後にシャント回路14をオフさせることが出来る為、シャント回路14が長時間に亘ってオン状態となり破壊に至るといった事態を回避することが出来る。   According to the present embodiment, it is possible to provide an electrostatic protection circuit that does not malfunction due to fluctuations in the power supply voltage that rises later than the ESD surge by setting the first time constant τ1. In addition, since the shunt circuit 14 can be turned off after the elapse of the time constant τ2 by setting the second time constant τ2, it is possible to avoid a situation in which the shunt circuit 14 is turned on for a long time and is destroyed. I can do it.

シャント回路14を構成するNMOSトランジスタ140の導電型は、PMOSトランジスタに変更することが出来る。導電型の変更に合せ、各トリガ回路(20、22)、バッファ回路21を構成するPMOSトランジスタの導電型、並びに接続関係を入れ替えることで、同様に静電気保護回路を構成することが出来る。また、NMOSトランジスタ140をバイポーラトランジスタに変更することも出来る。バイポーラトランジスタを用いた場合、バイアスの関係から、NMOSトランジスタに代えてNPNバイポーラトランジスタを用いる構成とすることが出来る。   The conductivity type of the NMOS transistor 140 constituting the shunt circuit 14 can be changed to a PMOS transistor. The electrostatic protection circuit can be similarly configured by changing the conductivity type and connection relationship of each trigger circuit (20, 22) and the PMOS transistor constituting the buffer circuit 21 in accordance with the change of the conductivity type. Further, the NMOS transistor 140 can be changed to a bipolar transistor. When a bipolar transistor is used, an NPN bipolar transistor can be used in place of the NMOS transistor because of the bias.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

3 第1の電源ライン、4 第2の電源ライン、5 信号ライン、10 第1のトリガ回路、11 バッファ回路、12 第2のトリガ回路、13 スイッチ回路、14 シャント回路。   3 First power line, 4 Second power line, 5 Signal line, 10 First trigger circuit, 11 Buffer circuit, 12 Second trigger circuit, 13 Switch circuit, 14 Shunt circuit

Claims (7)

第1の電源ラインと第2の電源ライン間に接続され、第1の時定数を有する第1のCR回路を構成するコンデンサと抵抗を含み、第1のトリガ信号を出力する第1のトリガ回路と、
前記第1のトリガ信号に応答して信号ラインに駆動信号を出力するバッファ回路と、
前記第1の電源ラインと前記第2の電源ライン間に主電流路が接続され、前記駆動信号に応答するシャント回路と、
前記信号ラインと前記第1の電源ライン間、または、前記信号ラインと前記第2の電源ライン間に接続され、前記第1の時定数よりも小さい第2の時定数を有する第2のCR回路を構成するコンデンサと抵抗を含み、第2のトリガ信号を出力する第2のトリガ回路と、を備え、
前記第2のトリガ信号は、前記シャント回路の主電流路を遮断することを特徴とする静電気保護回路。
A first trigger circuit connected between the first power supply line and the second power supply line, including a capacitor and a resistor constituting a first CR circuit having a first time constant, and outputting a first trigger signal When,
A buffer circuit for outputting a drive signal to a signal line in response to the first trigger signal;
A shunt circuit connected to a main current path between the first power supply line and the second power supply line and responsive to the drive signal;
A second CR circuit connected between the signal line and the first power supply line or between the signal line and the second power supply line and having a second time constant smaller than the first time constant. A second trigger circuit that outputs a second trigger signal, including a capacitor and a resistor,
The electrostatic discharge protection circuit, wherein the second trigger signal cuts off a main current path of the shunt circuit.
前記駆動信号は、前記シャント回路の主電流路を導通させることを特徴とする請求項1に記載の静電気保護回路。   The electrostatic protection circuit according to claim 1, wherein the drive signal conducts a main current path of the shunt circuit. 前記信号ラインと前記第1の電源ライン間、または、前記信号ラインと前記第2の電源ライン間に接続されたスイッチ回路を更に備え、
前記スイッチ回路は、前記第2のトリガ信号に応答することを特徴とする請求項1又は2に記載の静電気保護回路。
A switch circuit connected between the signal line and the first power supply line or between the signal line and the second power supply line;
The electrostatic protection circuit according to claim 1, wherein the switch circuit is responsive to the second trigger signal.
前記スイッチ回路は、前記信号ラインと前記第1の電源ライン間、または、前記信号ラインと前記第2の電源ライン間に主電流路が接続され、ゲートに前記第2のトリガ信号が供給される第1のMOSトランジスタを有することを特徴とする請求項3に記載の静電気保護回路。   The switch circuit has a main current path connected between the signal line and the first power supply line, or between the signal line and the second power supply line, and the gate is supplied with the second trigger signal. The electrostatic protection circuit according to claim 3, further comprising a first MOS transistor. 前記シャント回路は、前記第1の電源ラインと前記第2の電源ライン間に主電流路が接続され、ゲートが前記信号ラインに接続される第2のMOSトランジスタを有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の静電気保護回路。   The shunt circuit includes a second MOS transistor having a main current path connected between the first power supply line and the second power supply line and a gate connected to the signal line. The electrostatic protection circuit according to any one of 1 to 4. 前記第1の時定数は、ESD試験規格の人体帯電モデルの時定数の6〜7倍の値に設定され、前記第2の時定数は2nS〜10nSの値に設定されることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の静電気保護回路。   The first time constant is set to a value 6 to 7 times the time constant of the human body charging model of the ESD test standard, and the second time constant is set to a value of 2 nS to 10 nS. The electrostatic protection circuit according to claim 1. 第1の時定数を有し、第1の電源ラインと第2の電源ライン間に接続され、コンデンサと抵抗を含む第1のCR回路と、
前記第1の電源ラインと前記第2の電源ライン間に主電流路が配置され、ゲートに前記第1のCR回路の出力信号が入力されるMOSトランジスタを有し、信号ラインに駆動信号を出力するバッファ回路と、
前記第1の電源ラインと前記第2の電源ライン間に主電流路が接続され、ゲートが前記信号ラインに接続されるMOSトランジスタを有するシャント回路と、
前記第1の時定数よりも小さい第2の時定数を有し、前記信号ラインと前記第1の電源ライン間、または、前記信号ラインと前記第2の電源ライン間に接続され、コンデンサと抵抗を含む第2のCR回路と、
前記信号ラインと前記第1の電源ライン間、または、前記信号ラインと前記第2の電源ライン間に接続され、制御端に前記第2のCR回路の出力信号が入力されるスイッチ回路と、
を具備することを特徴とする静電気保護回路。
A first CR circuit having a first time constant, connected between the first power supply line and the second power supply line and including a capacitor and a resistor;
A main current path is disposed between the first power supply line and the second power supply line, a gate has a MOS transistor to which the output signal of the first CR circuit is input, and a drive signal is output to the signal line A buffer circuit to
A shunt circuit having a MOS transistor in which a main current path is connected between the first power supply line and the second power supply line, and a gate is connected to the signal line;
A capacitor having a second time constant smaller than the first time constant and connected between the signal line and the first power supply line or between the signal line and the second power supply line; A second CR circuit including:
A switch circuit connected between the signal line and the first power supply line, or between the signal line and the second power supply line, and an output signal of the second CR circuit is input to a control terminal;
An electrostatic protection circuit comprising:
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