JP3301278B2 - Surge protection circuit - Google Patents

Surge protection circuit

Info

Publication number
JP3301278B2
JP3301278B2 JP16003395A JP16003395A JP3301278B2 JP 3301278 B2 JP3301278 B2 JP 3301278B2 JP 16003395 A JP16003395 A JP 16003395A JP 16003395 A JP16003395 A JP 16003395A JP 3301278 B2 JP3301278 B2 JP 3301278B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
power supply
circuit
surge protection
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16003395A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08331749A (en
Inventor
祐輔 大友
武 水澤
徹郎 小松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP16003395A priority Critical patent/JP3301278B2/en
Priority to US08/658,827 priority patent/US5784235A/en
Publication of JPH08331749A publication Critical patent/JPH08331749A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3301278B2 publication Critical patent/JP3301278B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、過電流から半導体集積
回路を保護するサージ保護回路に係り、特に、使用する
電源電圧よりも高い電位の信号を入力または出力する半
導体集積回路を保護するサージ保護回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surge protection circuit for protecting a semiconductor integrated circuit from overcurrent, and more particularly to a surge protection circuit for protecting a semiconductor integrated circuit which inputs or outputs a signal having a higher potential than a power supply voltage to be used. It relates to a protection circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来のサージ保護回路30を包
含する従来の半導体回路を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a conventional semiconductor circuit including a conventional surge protection circuit 30. As shown in FIG.

【0003】図6において、入力回路または出力回路1
1の入力端子または出力端子とパッド10とが配線で接
続され、この配線とGNDとの間に、従来のサージ保護
回路30が接続されている。サージ保護回路30は、N
型MOSトランジスタ31とN型MOSトランジスタ3
2とで構成され、特開昭62−287659号公報に記
載されている回路である。なお、12は内部回路であ
る。
In FIG. 6, an input circuit or an output circuit 1
One input terminal or output terminal and the pad 10 are connected by wiring, and a conventional surge protection circuit 30 is connected between this wiring and GND. The surge protection circuit 30
MOS transistor 31 and N-type MOS transistor 3
2 is a circuit described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-287659. Reference numeral 12 denotes an internal circuit.

【0004】サージ保護回路30において、N型MOS
トランジスタ31のドレインは、パッド10と入力回路
または出力回路11とを結ぶ配線に接続され、N型MO
Sトランジスタ31のソースは、N型MOSトランジス
タ32のドレインに接続され、N型MOSトランジスタ
32のソースはGNDに接続されている。N型MOSト
ランジスタ31、32のそれぞれのゲートは共にGND
に接続されている。
In the surge protection circuit 30, an N-type MOS
The drain of the transistor 31 is connected to a wiring connecting the pad 10 to the input circuit or the output circuit 11,
The source of the S transistor 31 is connected to the drain of the N-type MOS transistor 32, and the source of the N-type MOS transistor 32 is connected to GND. The respective gates of the N-type MOS transistors 31 and 32 are both GND.
It is connected to the.

【0005】なお、図6に示す回路を構成しているトラ
ンジスタは、定格電源電圧Vddで使用することを前提
として信頼性が保証されている。
The reliability of the transistors constituting the circuit shown in FIG. 6 is guaranteed on the assumption that the transistors are used at the rated power supply voltage Vdd.

【0006】次に、上記従来例の動作について説明す
る。
Next, the operation of the above conventional example will be described.

【0007】N型MOSトランジスタのゲートを接地し
たときにおけるオフ状態のソース・ドレインブレークダ
ウン耐圧をVbdsとすると、サージ保護回路30のブ
レークダウン耐圧はn・Vbds(nはおよそ1.1〜
2.0、n・Vbds>Vdd、Vddは電源電圧)で
ある。なお、ブレークダウン耐圧は、スナップバック電
圧とソース・ドレイン電圧のいずれかで定義されるが、
ここでは、説明を簡単にするために、サージ保護回路3
0のブレークダウン耐圧はn・Vbds=2・Vbds
とする。
Assuming that the source / drain breakdown voltage in the off state when the gate of the N-type MOS transistor is grounded is Vbds, the breakdown voltage of the surge protection circuit 30 is n · Vbds (n is about 1.1 to 1.1).
2.0, n · Vbds> Vdd, where Vdd is the power supply voltage). The breakdown voltage is defined by either snapback voltage or source / drain voltage.
Here, in order to simplify the explanation, the surge protection circuit 3
The breakdown voltage of 0 is n · Vbds = 2 · Vbds
And

【0008】集積回路を電源に接続した動作状態では、
パッド10に入力(出力)する信号は、2・Vbds未
満の電圧を持つ信号であり、サージ保護回路30はブレ
ークダウンせずに、入力回路には外部の信号がそのまま
入力され、出力回路では、出力信号がそのままパッド1
0に現れる。
In an operating state where the integrated circuit is connected to a power supply,
The signal input (output) to the pad 10 is a signal having a voltage of less than 2 · Vbds, the surge protection circuit 30 does not break down, an external signal is directly input to the input circuit, and the output circuit Output signal is pad 1 as it is
Appears at 0.

【0009】特に、特開昭62−287659号公報記
載のサージ保護回路では、使用電源電圧Vddよりも高
い電位の信号を入力しても、ブレークダウンを起こさな
い。たとえば、Vdd=2.0Vの半導体集積回路に、
3.3Vのハイレベルを持つ信号を入力してもブレーク
ダウンを起こさない。
In particular, in the surge protection circuit described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-287659, breakdown does not occur even if a signal having a potential higher than the power supply voltage Vdd is input. For example, in a semiconductor integrated circuit of Vdd = 2.0V,
Even if a signal having a high level of 3.3 V is input, no breakdown occurs.

【0010】一方、パッド10にサージが入ると、サー
ジ電圧は少なくとも数百Vであり、2・Vbdsよりも
遥かに大きいから、N型MOSトランジスタ31、32
は共にブレークダウンし、インピーダンスが下がるの
で、過電流をGNDに流し、入力回路または出力回路1
1との接続ノードの電位(N型MOSトランジスタ31
のドレイン電位)の上昇を抑える。
On the other hand, when a surge is applied to the pad 10, the surge voltage is at least several hundred volts, which is much larger than 2 · Vbds.
Both break down and the impedance drops, so that an overcurrent flows to GND and the input circuit or output circuit 1
1 (N-type MOS transistor 31)
Of the drain potential).

【0011】このようにして、入力回路または出力回路
11を構成するトランジスタが破壊されることを、サー
ジ保護回路30が防止している。
In this way, the surge protection circuit 30 prevents the transistors constituting the input circuit or the output circuit 11 from being destroyed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のサ
ージ保護回路30では、電源電圧Vddよりも高い電位
であるハイレベル信号の入力(または出力)信号がパッ
ド10に印加されることを許容しているので、Vdd以
内の信号しかパッド10に印加されることを許容しない
場合よりも、半導体集積回路の寿命保証期間が短いとい
う問題がある。
However, in the conventional surge protection circuit 30, the input (or output) signal of a high-level signal having a potential higher than the power supply voltage Vdd is allowed to be applied to the pad 10. Therefore, there is a problem that the lifetime guarantee period of the semiconductor integrated circuit is shorter than the case where only signals within Vdd are applied to the pad 10.

【0013】すなわち、パッド10に電源電圧Vddよ
りも高い電位の信号を入力(または出力)すると、N型
MOSトランジスタ31のゲートが接地されているため
に、N型MOSトランジスタ31のゲートとドレインと
の間には、電源電圧Vddよりも高い電圧が印加され
る。このために、電源電圧Vddよりも高い電圧が印加
されるN型MOSトランジスタ31においては、Vdd
以内に抑えられているMOSトランジスタに比べて、信
頼性の観点から素子の寿命が短く、結果として半導体集
積回路全体として寿命保証期間が短くなる。
That is, when a signal having a potential higher than the power supply voltage Vdd is input (or output) to the pad 10, since the gate of the N-type MOS transistor 31 is grounded, the gate and drain of the N-type MOS transistor 31 During this period, a voltage higher than the power supply voltage Vdd is applied. Therefore, in the N-type MOS transistor 31 to which a voltage higher than the power supply voltage Vdd is applied, Vdd
The life of the element is shorter from the viewpoint of reliability than the MOS transistor which is suppressed within the range, and as a result, the life guarantee period of the semiconductor integrated circuit as a whole is shortened.

【0014】本発明は、パッドにn・Vdd−Vthn
(nは1.1〜2、VthnはN型MOSトランジスタ
の閾値電圧)の電位の信号を入力(出力)しても、パッ
ドにドレインが接続されている第1のトランジスタのゲ
ート・ドレイン間電圧とドレイン・ソース間電圧とを電
源電圧Vdd以下にすることが可能であるサージ保護回
路を提供することを目的とするものである。
According to the present invention, n.Vdd-Vthn
(Where n is 1.1 to 2 and Vthn is the threshold voltage of an N-type MOS transistor), the gate-drain voltage of the first transistor whose drain is connected to the pad is input (output). It is an object of the present invention to provide a surge protection circuit capable of reducing the voltage between the drain and the source to the power supply voltage Vdd or lower.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、高電位電源と
低電位電源とによって動作する半導体集積回路に包含さ
れ、第1のトランジスタのドレインが入力端子または出
力端子に接続され、第1のトランジスタのソースが第2
のトランジスタのドレインに接続され、第2のトランジ
スタのソースが低電位電源または高電位電源に接続さ
れ、第2のトランジスタのゲートが第2のトランジスタ
のソースに接続されているサージ保護回路において、第
2のトランジスタのソースが接続されている電源とは異
なる電源に、第1のトランジスタのゲートが接続されて
いるものである。
The present invention is included in a semiconductor integrated circuit operated by a high potential power supply and a low potential power supply, wherein a drain of a first transistor is connected to an input terminal or an output terminal, and The source of the transistor is second
In the surge protection circuit, the source of the second transistor is connected to the low-potential power supply or the high-potential power supply, and the gate of the second transistor is connected to the source of the second transistor. The gate of the first transistor is connected to a power supply different from the power supply to which the sources of the two transistors are connected.

【0016】[0016]

【作用】本発明は、第2のトランジスタのソースが接続
されている電源とは異なる電源に、第1のトランジスタ
のゲートが接続されているので、パッドにn・Vdd−
Vthn(nは1.1〜2、VthnはN型MOSトラ
ンジスタの閾値電圧)の電位の信号を入力(出力)して
も、パッドにドレインが接続されている第1のトランジ
スタのゲート・ドレイン間電圧とドレイン・ソース間電
圧とを電源電圧Vdd以下にすることが可能である。
According to the present invention, since the gate of the first transistor is connected to a power supply different from the power supply to which the source of the second transistor is connected, the pad has n.Vdd-
Even if a signal having a potential of Vthn (n is 1.1 to 2 and Vthn is a threshold voltage of an N-type MOS transistor) is input (output), a signal between the gate and the drain of the first transistor whose drain is connected to the pad is provided. The voltage and the drain-source voltage can be made equal to or lower than the power supply voltage Vdd.

【0017】[0017]

【実施例】図1は、本発明の一実施例であるサージ保護
回路20を包含する半導体回路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a semiconductor circuit including a surge protection circuit 20 according to an embodiment of the present invention.

【0018】サージ保護回路20は、入力回路または出
力回路11の入力端子または出力端子とパッド10とを
結ぶ配線と、GNDとの間に接続されるものであり、N
型MOSトランジスタ21とN型MOSトランジスタ2
2とで構成されている。なお、符号12は内部回路であ
る。
The surge protection circuit 20 is connected between a wire connecting the input terminal or the output terminal of the input circuit or the output circuit 11 and the pad 10, and GND.
MOS transistor 21 and N-type MOS transistor 2
And 2. Reference numeral 12 denotes an internal circuit.

【0019】N型MOSトランジスタ21のドレイン
は、パッド10と入力回路または出力回路11とを結ぶ
配線に接続され、N型MOSトランジスタ21のソース
は、N型MOSトランジスタ22のドレインに接続さ
れ、N型MOSトランジスタ21のゲートは、電圧電圧
Vddが印加される電源端子VDDに接続されている。
N型MOSトランジスタ22のゲートとソースとはGN
Dに接続されている。
The drain of the N-type MOS transistor 21 is connected to a wiring connecting the pad 10 to the input circuit or the output circuit 11, the source of the N-type MOS transistor 21 is connected to the drain of the N-type MOS transistor 22, The gate of the type MOS transistor 21 is connected to a power supply terminal VDD to which the voltage voltage Vdd is applied.
The gate and source of the N-type MOS transistor 22 are GN
D.

【0020】なお、図1の回路を構成するトランジスタ
は、定格電源電圧Vddで使用することを前提として信
頼性が保証されている。
The reliability of the transistors constituting the circuit of FIG. 1 is guaranteed on the assumption that the transistors are used at the rated power supply voltage Vdd.

【0021】次に、上記実施例の動作について説明す
る。
Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0022】チップ搬送時やワイヤボンディング時等
に、入力回路または出力回路11と内部回路12とをサ
ージから保護する状態では、電源端子VDDには電源電
圧Vddが印加されておらず、フローティングになって
いる。厳密には、電源端子VDDには、内部回路12の
トランジスタのオフ状態の抵抗を介してGNDと接続さ
れている。したがって、N型MOSトランジスタ21の
ゲートもGNDとなっている。
In a state where the input circuit or output circuit 11 and the internal circuit 12 are protected from surges during chip transport or wire bonding, the power supply voltage VDD is not applied to the power supply terminal VDD and the power supply terminal VDD becomes floating. ing. Strictly, the power supply terminal VDD is connected to GND via the off-state resistance of the transistor of the internal circuit 12. Therefore, the gate of the N-type MOS transistor 21 is also at GND.

【0023】N型MOSトランジスタのゲートを接地し
たオフ状態のソース・ドレインブレークダウン耐圧をV
bdsとすると、ゲートがGND電位であるN型MOS
トランジスタ21のソース・ドレインブレークダウン耐
圧もVbdsとなる。
The source-drain breakdown voltage in the off state where the gate of the N-type MOS transistor is grounded is V
bds, N-type MOS with gate at GND potential
The source / drain breakdown voltage of the transistor 21 also becomes Vbds.

【0024】よって、図2に示すように、サージ保護回
路20のブレークダウン耐圧は、n・Vbdsである
(nはおよそ1.1〜2.0、n・Vbds>Vdd、
Vddは電源電圧)。
Therefore, as shown in FIG. 2, the breakdown voltage of the surge protection circuit 20 is n.Vbds (n is about 1.1 to 2.0, n.Vbds> Vdd,
Vdd is the power supply voltage).

【0025】ここで、パッド10にサージが印加される
と、N型MOSトランジスタ21と22とは共にブレー
クダウンし、過電流をGNDに流して入力回路または出
力回路11の接続ノードの電位(N型MOSトランジス
タ21のドレイン電位)の上昇を抑える。上記のよう
に、チップ搬送時やワイヤボンディング時等において
は、従来例と同様にして、入力回路または出力回路11
を構成するトランジスタの破壊を防止する。
Here, when a surge is applied to the pad 10, both the N-type MOS transistors 21 and 22 break down, an overcurrent flows to GND, and the potential of the connection node of the input circuit or the output circuit 11 (N Increase in the drain potential of the MOS transistor 21). As described above, at the time of chip transfer, wire bonding, or the like, the input circuit or the output circuit
Is prevented from being destroyed.

【0026】次に、上記実施例において集積回路を動作
させる状態について説明する。
Next, the state of operating the integrated circuit in the above embodiment will be described.

【0027】図3は、上記実施例において、サージ保護
回路20を含む集積回路が動作している状態で、サージ
保護回路20を構成するトランジスタ21、22に印加
される電圧を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing voltages applied to the transistors 21 and 22 constituting the surge protection circuit 20 in a state where the integrated circuit including the surge protection circuit 20 is operating in the above embodiment.

【0028】図3に示すように、サージ保護回路20を
含む集積回路が動作している状態では、サージ保護回路
20を構成するトランジスタ21、22には、定格電源
電圧であるVdd以下の電圧しか印加されない。すなわ
ち、トランジスタ21、22のソース・ドレイン電圧V
ds、ゲート・ドレイン電圧Vgdが全て電源電圧Vd
d以下である。
As shown in FIG. 3, when the integrated circuit including the surge protection circuit 20 is operating, the transistors 21 and 22 constituting the surge protection circuit 20 apply only a voltage equal to or lower than the rated power supply voltage Vdd. Not applied. That is, the source / drain voltage V of the transistors 21 and 22
ds and the gate / drain voltage Vgd are all the power supply voltage Vd
d or less.

【0029】また、集積回路を動作させる状態では、電
源端子VDDに電源電圧Vddが印加され、N型MOS
トランジスタ21のゲート電位は電源電圧Vddとな
る。
When the integrated circuit is operated, the power supply voltage Vdd is applied to the power supply terminal VDD, and the N-type MOS
The gate potential of the transistor 21 becomes the power supply voltage Vdd.

【0030】ここで、パッド10の入力(出力)電位が
Vdd以下である場合には、次のような動作になる。パ
ッド10の電位が0VからVdd−Vthn(Vthn
はN型MOSトランジスタの閾値電圧)までは、N型M
OSトランジスタ21はオン状態となり、N型MOSト
ランジスタ21のソース電位もドレインの電位と等しい
電位となる。N型MOSトランジスタ22がVdd以上
のソース・ドレインブレークダウン耐圧を持つことか
ら、サージ保護回路20はブレークダウンしない。
Here, when the input (output) potential of the pad 10 is equal to or lower than Vdd, the following operation is performed. The potential of the pad 10 is changed from 0 V to Vdd-Vthn (Vthn
Is the threshold voltage of an N-type MOS transistor)
The OS transistor 21 is turned on, and the source potential of the N-type MOS transistor 21 is also equal to the potential of the drain. Since the N-type MOS transistor 22 has a source / drain breakdown voltage higher than Vdd, the surge protection circuit 20 does not break down.

【0031】一方、パッド10の出力(出力)電位が電
源電圧Vddよりも大きい場合には、次のような動作に
なる。パッド10の電位がVdd−Vthnを越える
と、N型MOSトランジスタ21のソース電位はVdd
−Vthnに固定される。このときに、N型MOSトラ
ンジスタ22のソース・ドレイン間電圧、ゲート・ソー
ス間電圧はVdd−Vthnであり、Vddよりも低
い。また、N型MOSトランジスタ21のソース電位が
Vdd−Vthnに上昇したことによって、N型MOS
トランジスタ21もパッド10の電位が2Vdd−Vt
hnになるまでは、ソース・ドレイン間電圧はVdd以
下になり、ゲート・ソース間電圧はVdd−Vthnに
なる。
On the other hand, when the output (output) potential of pad 10 is higher than power supply voltage Vdd, the following operation is performed. When the potential of the pad 10 exceeds Vdd-Vthn, the source potential of the N-type MOS transistor 21 becomes Vdd
−Vthn. At this time, the source-drain voltage and the gate-source voltage of the N-type MOS transistor 22 are Vdd-Vthn, which are lower than Vdd. Further, since the source potential of the N-type MOS transistor 21 has risen to Vdd-Vthn,
The potential of the pad 10 of the transistor 21 is also 2Vdd-Vt.
Until hn, the source-drain voltage becomes Vdd or less, and the gate-source voltage becomes Vdd-Vthn.

【0032】図4は、パッド10の電位が2Vdd−V
thnであるときに、サージ保護回路20を構成するN
型MOSトランジスタ21と22とに印加される電圧
を、上記実施例と従来例とを比較して示す図である。
FIG. 4 shows that the potential of the pad 10 is 2 Vdd-V
thn, the N constituting the surge protection circuit 20
FIG. 3 is a diagram showing the voltages applied to the type MOS transistors 21 and 22 by comparing the above-described embodiment with the conventional example.

【0033】従来例では、N型MOSトランジスタ21
のソース・ドレイン間電圧、ゲート・ソース間電圧がと
もにVddを越えるのに対し、上記実施例ではソース・
ドレイン間電圧はVddであり、ゲート・ソース間はV
dd−Vthn、ゲート・ドレイン間はVdd−Vth
nでありVddを越えない。
In the conventional example, the N-type MOS transistor 21
Both the source-drain voltage and the gate-source voltage exceed Vdd, whereas in the above embodiment the source-drain voltage
The drain-to-drain voltage is Vdd, and the gate-to-source
dd-Vthn, Vdd-Vth between gate and drain
n and does not exceed Vdd.

【0034】また、サージ保護回路20は、高電位電源
と低電位電源とによって動作する半導体集積回路に包含
され、第1のトランジスタのドレインが入力端子または
出力端子に接続され、上記第1のトランジスタのソース
が第2のトランジスタのドレインに接続され、上記第2
のトランジスタのソースが低電位電源または高電位電源
に接続され、上記第2のトランジスタのゲートが上記第
2のトランジスタのソースに接続されているサージ保護
回路の例であり、N型MOSトランジスタ21は、上記
第1のトランジスタの例であり、N型MOSトランジス
タ22は、上記第2のトランジスタの例であり、さら
に、サージ保護回路20は、上記第2のトランジスタの
ソースが接続されている電源とは異なる電源に、上記第
1のトランジスタのゲートが接続されているサージ保護
回路の例である。
The surge protection circuit 20 is included in a semiconductor integrated circuit operated by a high-potential power supply and a low-potential power supply, and a drain of the first transistor is connected to an input terminal or an output terminal. Is connected to the drain of the second transistor, and the second
Is an example of a surge protection circuit in which the source of the transistor is connected to a low-potential power supply or a high-potential power supply, and the gate of the second transistor is connected to the source of the second transistor. , The N-type MOS transistor 22 is an example of the second transistor, and the surge protection circuit 20 is connected to a power supply to which the source of the second transistor is connected. Is an example of a surge protection circuit in which the gate of the first transistor is connected to a different power supply.

【0035】また、上記実施例は、バルク、SOI(Sil
icon On Insulator)基板上のいずれに構成された集積回
路にも適用可能である。
In the above embodiment, the bulk, SOI (Sil
icon On Insulator) It can be applied to any integrated circuit on the substrate.

【0036】図5は、0.5μmCMOSのブレークダ
ウン電圧(ここでは、スナップバック電圧)の実測結果
を、上記実施例と従来例とを比較して示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a measurement result of a breakdown voltage (in this case, a snap-back voltage) of a 0.5 μm CMOS by comparing the above embodiment with the conventional example.

【0037】バルク上の回路に適用した場合、パッド1
0に印加できる電圧は、N型MOSトランジスタ1段の
保護回路に対し、1.1倍の上昇に止まる。一方、SO
I基板上の回路に適用した場合、パッド10に印加でき
る電圧は、N型MOSトランジスタ1段の保護回路に対
し、1.8倍の電圧印加を可能にする。したがって、S
OI(Silicon On Insulator)構造のLSI上に、サージ
保護回路20を適用した場合に、より一層の効果が得ら
れる。
When applied to a circuit on a bulk, pad 1
The voltage that can be applied to 0 only increases 1.1 times with respect to the protection circuit of one stage of the N-type MOS transistor. On the other hand, SO
When applied to a circuit on an I-substrate, the voltage that can be applied to the pad 10 enables 1.8 times the voltage to be applied to the protection circuit of one stage of the N-type MOS transistor. Therefore, S
Further effects can be obtained when the surge protection circuit 20 is applied to an LSI having an OI (Silicon On Insulator) structure.

【0038】また、上記実施例におけるトランジスタと
してMOSFETが使用されているが、このMOSFE
Tの代わりにMESFETを使用するようにしてもよ
い。
Although a MOSFET is used as a transistor in the above embodiment, this MOSFET
MESFET may be used instead of T.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、パッドにn・Vdd−
Vthn(nは1.1〜2、VthnはN型MOSトラ
ンジスタの閾値電圧)の電位の信号を入力(出力)して
も、パッドにドレインが接続されている第1のトランジ
スタのゲート・ドレイン間電圧とドレイン・ソース間電
圧とを電源電圧Vdd以下にすることが可能であり、し
たがって、サージ保護回路を構成する全トランジスタの
寿命が長いという効果を奏する。
According to the present invention, n.Vdd-
Even if a signal having a potential of Vthn (n is 1.1 to 2 and Vthn is a threshold voltage of an N-type MOS transistor) is input (output), a signal between the gate and the drain of the first transistor whose drain is connected to the pad is provided. The voltage and the drain-source voltage can be made equal to or lower than the power supply voltage Vdd, so that there is an effect that the lifetime of all the transistors constituting the surge protection circuit is long.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例であるサージ保護回路20を
包含する半導体回路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a semiconductor circuit including a surge protection circuit 20 according to one embodiment of the present invention.

【図2】上記実施例において、パッド10の電圧に対す
るブレークダウン電流を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a breakdown current with respect to a voltage of a pad 10 in the embodiment.

【図3】上記実施例において、サージ保護回路20を含
む集積回路が動作している状態で、サージ保護回路20
を構成するトランジスタ21、22に印加される電圧を
示す図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the operation of the integrated circuit including the surge protection circuit 20 according to the embodiment;
FIG. 3 is a diagram showing voltages applied to transistors 21 and 22 constituting the first embodiment.

【図4】パッド10の電位が2Vdd−Vthnである
ときに、サージ保護回路20を構成するN型MOSトラ
ンジスタ21と22とに印加される電圧を、上記実施例
と従来例とを比較して示す図である。
FIG. 4 compares the voltage applied to the N-type MOS transistors 21 and 22 constituting the surge protection circuit 20 when the potential of the pad 10 is 2 Vdd-Vthn, by comparing the above embodiment with the conventional example. FIG.

【図5】0.5μmCMOSのブレークダウン電圧(こ
こでは、スナップバック電圧)の実測結果を、上記実施
例と従来例とを比較して示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing actual measurement results of a breakdown voltage (in this case, a snapback voltage) of a 0.5 μm CMOS by comparing the above embodiment with the conventional example.

【図6】従来のサージ保護回路30を包含する従来の半
導体回路を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a conventional semiconductor circuit including a conventional surge protection circuit 30.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…パッド、 11…入力または出力回路、 12…内部回路、 20…サージ保護回路、 21…第1のトランジスタとしてのN型MOSトランジ
スタ、 22…第2のトランジスタとしてのN型MOSトランジ
スタ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pad, 11 ... Input or output circuit, 12 ... Internal circuit, 20 ... Surge protection circuit, 21 ... N-type MOS transistor as 1st transistor, 22 ... N-type MOS transistor as 2nd transistor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−110382(JP,A) 特開 平4−248322(JP,A) 特開 昭62−287659(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 3/22 H02H 7/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-53-110382 (JP, A) JP-A-4-248322 (JP, A) JP-A-62-287659 (JP, A) (58) Investigation Field (Int.Cl. 7 , DB name) H02H 3/22 H02H 7/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高電位電源と低電位電源とによって動作
する半導体集積回路に包含され、第1のトランジスタの
ドレインが入力端子または出力端子に接続され、上記第
1のトランジスタのソースが第2のトランジスタのドレ
インに接続され、上記第2のトランジスタのソースが低
電位電源または高電位電源に接続され、上記第2のトラ
ンジスタのゲートが上記第2のトランジスタのソースに
接続されているサージ保護回路において、 上記第2のトランジスタのソースが接続されている電源
とは異なる電源に、上記第1のトランジスタのゲートが
接続されていることを特徴とするサージ保護回路。
1. A semiconductor integrated circuit which is operated by a high potential power supply and a low potential power supply, wherein a drain of a first transistor is connected to an input terminal or an output terminal, and a source of the first transistor is a second transistor. A surge protection circuit connected to a drain of the transistor, a source of the second transistor connected to a low-potential power supply or a high-potential power supply, and a gate of the second transistor connected to a source of the second transistor; A surge protection circuit, wherein the gate of the first transistor is connected to a power supply different from the power supply to which the source of the second transistor is connected.
【請求項2】 請求項1において、 上記サージ保護回路は、SOI構造のLSI上に作成さ
れている回路であることを特徴とするサージ保護回路。
2. The surge protection circuit according to claim 1, wherein said surge protection circuit is a circuit created on an LSI having an SOI structure.
JP16003395A 1995-06-02 1995-06-02 Surge protection circuit Expired - Fee Related JP3301278B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16003395A JP3301278B2 (en) 1995-06-02 1995-06-02 Surge protection circuit
US08/658,827 US5784235A (en) 1995-06-02 1996-05-31 Semiconductor IC device including ESD protection circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16003395A JP3301278B2 (en) 1995-06-02 1995-06-02 Surge protection circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08331749A JPH08331749A (en) 1996-12-13
JP3301278B2 true JP3301278B2 (en) 2002-07-15

Family

ID=15706504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16003395A Expired - Fee Related JP3301278B2 (en) 1995-06-02 1995-06-02 Surge protection circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3301278B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9293306B2 (en) 2011-09-29 2016-03-22 H.C. Starck, Inc. Methods of manufacturing large-area sputtering targets using interlocking joints
US9783882B2 (en) 2007-05-04 2017-10-10 H.C. Starck Inc. Fine grained, non banded, refractory metal sputtering targets with a uniformly random crystallographic orientation, method for making such film, and thin film based devices and products made therefrom

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002134628A (en) * 2000-10-24 2002-05-10 Toshiba Corp Protection circuit
JP2016031943A (en) * 2014-07-25 2016-03-07 ソニー株式会社 Electrostatic protection element and electrostatic protection circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9783882B2 (en) 2007-05-04 2017-10-10 H.C. Starck Inc. Fine grained, non banded, refractory metal sputtering targets with a uniformly random crystallographic orientation, method for making such film, and thin film based devices and products made therefrom
US9293306B2 (en) 2011-09-29 2016-03-22 H.C. Starck, Inc. Methods of manufacturing large-area sputtering targets using interlocking joints

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08331749A (en) 1996-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5926056A (en) Voltage tolerant output buffer
KR100295316B1 (en) Low voltage input and output circuit with overvoltage protection
JP3258866B2 (en) Integrated circuit
JP3100909B2 (en) Power transistor with short circuit protection
JP2001160615A (en) Stacked mos transistor protective circuit
US6677803B1 (en) Semiconductor integrated circuit device
US20040105201A1 (en) Scheme for eliminating the channel unexpected turn-on during ESD zapping
US6169420B1 (en) Output buffer
US6191633B1 (en) Semiconductor integrated circuit with protection circuit against electrostatic discharge
JP3481495B2 (en) Integrated circuit including CMOS input buffer protection circuit
US5705941A (en) Output driver for use in semiconductor integrated circuit
JP3301278B2 (en) Surge protection circuit
US6101077A (en) Electrostatic protection circuit of a semiconductor device
JPH0379120A (en) Input protecting circuit
US6194943B1 (en) Input circuit protection
US6269042B1 (en) I/O circuit of semiconductor integrated device
JP3440972B2 (en) Surge protection circuit
JPH1168545A (en) Semiconductor integrated circuit device and control method therefor
JP3334741B2 (en) Semiconductor input circuit
JPH0563540A (en) Input circuit
JPH05136360A (en) Electrostatic breakdown protective circuit and semiconductor integrated circuit
JP3455001B2 (en) Semiconductor device
KR100631909B1 (en) Buffer circuit
JPH07235609A (en) Protective device for field-effect transistor
KR100364130B1 (en) ESD protection circuit

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100426

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100426

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110426

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120426

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130426

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees