JP7020280B2 - Latch-up prevention circuit - Google Patents

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本発明は、ラッチアップ防止回路に関する。 The present invention relates to a latch-up prevention circuit.

近年、各種の電子回路機器では、省電力化や小型化の要求により、これらの電子回路機器を構成する半導体集積回路(IC)の低電圧駆動化や高密度化が求められている。一方、アナログ回路を構成するトランジスタのMOS(Metal Oxide Semiconductor)化により、アナログ回路とデジタル回路とを混載したICの普及が進みつつある。このようなアナログ回路とデジタル回路とを混載したICでは、耐ノイズ性等の観点から、アナログ回路用電源電圧と、アナログ回路用電源よりも低電圧なデジタル回路用電源とを用いた構成がある。 In recent years, in various electronic circuit devices, there is a demand for low voltage drive and high density of semiconductor integrated circuits (ICs) constituting these electronic circuit devices due to demands for power saving and miniaturization. On the other hand, with the introduction of MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors that make up analog circuits, ICs that have both analog and digital circuits are becoming more widespread. In an IC in which such an analog circuit and a digital circuit are mixedly mounted, there is a configuration using a power supply voltage for an analog circuit and a power supply for a digital circuit having a lower voltage than the power supply for the analog circuit from the viewpoint of noise resistance and the like. ..

一般に、複数の電源電圧を必要とするCMOS(Complementary MOS)構成のICでは、電源端子間電圧の絶対最大電圧が規定されている。このようなICにおいて、絶対最大電圧を超える電位差が印加されると、所謂ラッチアップ現象が生じて基準電位(例えばGND電位)との間がショートし素子破壊を引き起こす可能性がある。例えば、高電圧電源の出力電圧を低電圧電源の出力電圧に降圧する電圧降圧手段を含む電源装置が開示されている。(例えば、特許文献1)。 Generally, in an IC having a CMOS (Complementary MOS) configuration that requires a plurality of power supply voltages, the absolute maximum voltage of the voltage between power supply terminals is specified. In such an IC, when a potential difference exceeding the absolute maximum voltage is applied, a so-called latch-up phenomenon may occur and a short circuit may occur between the IC and the reference potential (for example, the GND potential), causing element destruction. For example, a power supply device including a voltage step-down means for stepping down the output voltage of a high-voltage power supply to the output voltage of a low-voltage power supply is disclosed. (For example, Patent Document 1).

特開平7-191622号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-191622

しかしながら、上記従来技術では、偶発的なESD(Electrostatic Discharge:静電気放電)やサージ等のノイズが電源線に重畳した場合に、電源端子間電圧の絶対最大電圧の規定を逸脱し、ラッチアップ現象が発生する可能性がある。また、複数のICで電源装置を共有する構成では、電圧降圧手段の構成が複雑化する可能性がある。 However, in the above-mentioned conventional technique, when noise such as accidental ESD (Electrostatic Discharge) or surge is superimposed on the power supply line, the voltage between the power supply terminals deviates from the specification of the absolute maximum voltage, and the latch-up phenomenon occurs. It can occur. Further, in a configuration in which a power supply device is shared by a plurality of ICs, the configuration of the voltage step-down means may be complicated.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、それぞれ異なる電源電圧を印加する複数の電源端子を有する構成において、ラッチアップ現象の発生を抑制することができるラッチアップ防止回路を提供すること、を目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a latch-up prevention circuit capable of suppressing the occurrence of a latch-up phenomenon in a configuration having a plurality of power supply terminals to which different power supply voltages are applied. The purpose is to do.

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係るラッチアップ防止回路は、基準電位に対し、所定の電位差を有する第1電源電圧、及び、当該第1電源電圧よりも低電圧の第2電源電圧が供給されて動作するICのラッチアップ防止回路であって、前記第1電源電圧が印加される前記ICの第1電源端子にカソードが接続され、前記第2電源電圧が印加される前記ICの第2電源端子にアノードが接続された第1のダイオードを含み、前記ICは、前記第1電源端子に印加される電圧をV1、前記第2電源端子に印加される電圧をV2としたとき、前記第1電源端子と前記第2電源端子との間の電圧の絶対最大定格として、下記(1)式が規定され、前記第1のダイオードは、順方向電圧をVFとしたとき、下記(2)式を満たす。 In order to achieve the above object, the latch-up prevention circuit according to one aspect of the present invention has a first power supply voltage having a predetermined potential difference with respect to a reference potential, and a second power supply voltage lower than the first power supply voltage. An IC latch-up prevention circuit that operates by supplying a power supply voltage, wherein a cathode is connected to a first power supply terminal of the IC to which the first power supply voltage is applied, and the second power supply voltage is applied. The IC includes a first diode having an anode connected to the second power supply terminal of the IC, and the IC has a voltage applied to the first power supply terminal as V1 and a voltage applied to the second power supply terminal as V2. When, the following equation (1) is defined as the absolute maximum rating of the voltage between the first power supply terminal and the second power supply terminal, and the first diode is described below when the forward voltage is VF. (2) Satisfies.

V2≦V1+α・・・(1) V2 ≤ V1 + α ... (1)

VF<α・・・(2) VF <α ... (2)

上記構成によれば、ESDやサージ等のノイズが抑制され、ESDやサージ等のノイズによるラッチアップ現象の発生を抑制することができる。 According to the above configuration, noise such as ESD and surge can be suppressed, and the occurrence of a latch-up phenomenon due to noise such as ESD and surge can be suppressed.

ラッチアップ防止回路の望ましい態様として、複数の前記第1のダイオードが並列に設けられていることが好ましい。 As a desirable embodiment of the latch-up prevention circuit, it is preferable that a plurality of the first diodes are provided in parallel.

これにより、ESDやサージ等のノイズによって流れる順方向電流の大きさに応じたノイズ抑制効果を得ることができる。 As a result, it is possible to obtain a noise suppression effect according to the magnitude of the forward current flowing due to noise such as ESD and surge.

ラッチアップ防止回路の望ましい態様として、前記第1のダイオードは、ショットキーバリアダイオードであることが好ましい。 As a desirable embodiment of the latch-up prevention circuit, the first diode is preferably a Schottky barrier diode.

これにより、ESDやサージ等の急峻なノイズを効果的に抑制することができる。 This makes it possible to effectively suppress steep noise such as ESD and surge.

ラッチアップ防止回路の望ましい態様として、前記第2電源端子にカソードが接続され、前記基準電位にアノードが接続された第2のダイオードを含むことが好ましい。 As a desirable embodiment of the latch-up prevention circuit, it is preferable to include a second diode having a cathode connected to the second power supply terminal and an anode connected to the reference potential.

これにより、第2電源電圧に重畳した負極性ノイズの電圧絶対値が抑制される。 As a result, the absolute voltage value of the negative electrode noise superimposed on the second power supply voltage is suppressed.

ラッチアップ防止回路の望ましい態様として、前記第2のダイオードは、ショットキーバリアダイオードであることが好ましい。 As a desirable embodiment of the latch-up prevention circuit, the second diode is preferably a Schottky barrier diode.

これにより、第2電源電圧に重畳した急峻な負極性ノイズを効果的に抑制することができる。 As a result, the steep negative electrode noise superimposed on the second power supply voltage can be effectively suppressed.

ラッチアップ防止回路の望ましい態様として、前記第2のダイオードは、ツェナーダイオードであることが好ましい。 As a preferred embodiment of the latch-up prevention circuit, the second diode is preferably a Zener diode.

これにより、第2電源電圧に重畳した正極性ノイズの電圧絶対値が抑制される。 As a result, the absolute voltage value of the positive electrode noise superimposed on the second power supply voltage is suppressed.

ラッチアップ防止回路の望ましい態様として、前記第1電源端子にカソードが接続され、前記基準電位にアノードが接続された第3のダイオードを含むことが好ましい。 As a preferred embodiment of the latch-up prevention circuit, it is preferable to include a third diode having a cathode connected to the first power supply terminal and an anode connected to the reference potential.

これにより、第1電源電圧に重畳した負極性ノイズの電圧絶対値が抑制される。 As a result, the absolute voltage value of the negative electrode noise superimposed on the first power supply voltage is suppressed.

ラッチアップ防止回路の望ましい態様として、前記第3のダイオードは、ショットキーバリアダイオードであることが好ましい。 As a desirable embodiment of the latch-up prevention circuit, the third diode is preferably a Schottky barrier diode.

これにより、第1電源電圧に重畳した急峻な負極性ノイズを効果的に抑制することができる。 As a result, the steep negative electrode noise superimposed on the first power supply voltage can be effectively suppressed.

ラッチアップ防止回路の望ましい態様として、前記第3のダイオードは、ツェナーダイオードであることが好ましい。 As a desirable embodiment of the latch-up prevention circuit, the third diode is preferably a Zener diode.

これにより、第1電源電圧に重畳した正極性ノイズの電圧絶対値が抑制される。 As a result, the absolute voltage value of the positive electrode noise superimposed on the first power supply voltage is suppressed.

本発明によれば、それぞれ異なる電源電圧を印加する複数の電源端子を有する構成において、ラッチアップ現象の発生を抑制することができるラッチアップ防止回路を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a latch-up prevention circuit capable of suppressing the occurrence of a latch-up phenomenon in a configuration having a plurality of power supply terminals to which different power supply voltages are applied.

図1は、実施形態1に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the first embodiment is applied. 図2は、比較例に係る構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration according to the comparative example. 図3は、実施形態1の変形例に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the modified example of the first embodiment is applied. 図4は、実施形態2に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the second embodiment is applied. 図5は、実施形態2の変形例に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the modified example of the second embodiment is applied. 図6は、実施形態3に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the third embodiment is applied. 図7は、実施形態3の変形例に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the modified example of the third embodiment is applied.

以下、発明を実施するための形態(以下、実施形態という)につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments. Further, the components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that are in a so-called equal range. Further, the components disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。本実施形態に係るラッチアップ防止回路1の保護対象であるIC2は、電源回路(不図示)から複数の電源電圧(図2に示す例では、第1電源電圧Vdd1、第2電源電圧Vdd2)が印加されて動作する半導体集積回路である。このIC2は、例えば、CMOS(Complementary MOS)で構成されている。IC2の構成により本開示が限定されるものではない。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the first embodiment is applied. The IC 2 to be protected by the latch-up prevention circuit 1 according to the present embodiment has a plurality of power supply voltages (first power supply voltage Vdd1 and second power supply voltage Vdd2 in the example shown in FIG. 2) from the power supply circuit (not shown). It is a semiconductor integrated circuit that operates by being applied. This IC2 is composed of, for example, CMOS (Complementary MOS). The present disclosure is not limited by the configuration of IC2.

IC2は、第1電源端子21と、第2電源端子22と、基準電位端子23と、を有する。第1電源端子21は、基準電位GNDに対して所定の電位差を有する第1電源電圧Vdd1が印加される。第2電源端子22は、第1電源電圧Vdd1よりも低電圧の第2電源電圧Vdd2が印加される。基準電位端子23は、基準電位GNDが印加される。なお、基準電位はGND電位に限るものではない。また、図1では、第1電源端子21、第2電源端子22、及び基準電位端子23をそれぞれ1つ有する例を示したが、これら第1電源端子21、第2電源端子22、及び基準電位端子23の数はこれに限るものではない。 The IC 2 has a first power supply terminal 21, a second power supply terminal 22, and a reference potential terminal 23. A first power supply voltage Vdd1 having a predetermined potential difference with respect to the reference potential GND is applied to the first power supply terminal 21. A second power supply voltage Vdd2, which is lower than the first power supply voltage Vdd1, is applied to the second power supply terminal 22. A reference potential GND is applied to the reference potential terminal 23. The reference potential is not limited to the GND potential. Further, in FIG. 1, an example in which one each of the first power supply terminal 21, the second power supply terminal 22, and the reference potential terminal 23 is shown, but these first power supply terminal 21, the second power supply terminal 22, and the reference potential are shown. The number of terminals 23 is not limited to this.

第1電源電圧Vdd1は、例えば、IC2を構成するアナログ回路に供給される5Vの正極性電源電圧である。また、第2電源電圧Vdd2は、例えば、IC2を構成するデジタル回路に供給される3.3Vの正極性電源電圧である。なお、第1電源電圧Vdd1及び第2電源電圧Vdd2は上記に限るものではない。 The first power supply voltage Vdd1 is, for example, a 5V positive power supply voltage supplied to the analog circuit constituting the IC2. Further, the second power supply voltage Vdd2 is, for example, a 3.3V positive power supply voltage supplied to the digital circuit constituting the IC2. The first power supply voltage Vdd1 and the second power supply voltage Vdd2 are not limited to the above.

ここで、第1電源端子21に印加される電圧をV1、第2電源端子22に印加される電圧をV2とする。このとき、本実施形態において、IC2は、第1電源端子21と第2電源端子22との間の電圧(以下、「電源端子間電圧」とも称する)の絶対最大定格として、以下の(1)式が規定されている。αは、保護対象であるIC2の絶対最大定格により規定される値である。 Here, the voltage applied to the first power supply terminal 21 is V1, and the voltage applied to the second power supply terminal 22 is V2. At this time, in the present embodiment, the IC 2 has the following (1) as the absolute maximum rating of the voltage between the first power supply terminal 21 and the second power supply terminal 22 (hereinafter, also referred to as “voltage between power supply terminals”). The formula is specified. α is a value defined by the absolute maximum rating of the IC2 to be protected.

V2≦V1+α・・・(1) V2 ≤ V1 + α ... (1)

本実施形態に係るラッチアップ防止回路1は、第1電源端子21にカソードが接続され、第2電源端子22にアノードが接続されるダイオード11(第1のダイオード)を含む。 The latch-up prevention circuit 1 according to the present embodiment includes a diode 11 (first diode) in which a cathode is connected to a first power supply terminal 21 and an anode is connected to a second power supply terminal 22.

ダイオード11に順方向電流が流れるとき、ダイオード11の順方向電圧をVFとすると、第2電源端子22に印加される電圧V2は、以下の(2)式で表される。 When a forward current flows through the diode 11, assuming that the forward voltage of the diode 11 is VF, the voltage V2 applied to the second power supply terminal 22 is expressed by the following equation (2).

V2=V1+VF・・・(2) V2 = V1 + VF ... (2)

すなわち、上記(1)式を満たすためには、ダイオード11の順方向電圧VFは、以下の(3)式を満たす必要がある。 That is, in order to satisfy the above equation (1), the forward voltage VF of the diode 11 needs to satisfy the following equation (3).

VF<α・・・(3) VF <α ... (3)

図2は、比較例に係る構成の一例を示す図である。図2では、第1電源端子21と基準電位端子23との間、及び、第2電源端子22と基準電位端子23(基準電位)との間に、それぞれツェナーダイオード14,15を設けた構成を示している。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration according to the comparative example. In FIG. 2, a configuration in which Zener diodes 14 and 15 are provided between the first power supply terminal 21 and the reference potential terminal 23 and between the second power supply terminal 22 and the reference potential terminal 23 (reference potential), respectively. Shows.

偶発的なESD(Electrostatic Discharge:静電気放電)やサージ等の外部ノイズからIC2を保護する場合、図2に示すように、各電源端子(図2に示す例では、第1電源端子21、第2電源端子22)と基準電位端子23(基準電位)との間に、それぞれツェナーダイオード14,15を設ける構成とすることが一般的である。ツェナーダイオード14,15は、各電源端子(第1電源端子21、第2電源端子22)が複数存在する場合、各電源端子に対応して1つずつ設ける必要がある。 When protecting the IC2 from external noise such as accidental ESD (Electrostatic Discharge) and surge, as shown in FIG. 2, each power supply terminal (in the example shown in FIG. 2, the first power supply terminal 21 and the second) Generally, Zener diodes 14 and 15 are provided between the power supply terminal 22) and the reference potential terminal 23 (reference potential), respectively. When a plurality of Zener diodes 14 and 15 (first power supply terminal 21, second power supply terminal 22) exist, it is necessary to provide one Zener diode 14 and 15 corresponding to each power supply terminal.

ツェナーダイオードのツェナー電圧(降伏電圧)は、ばらつき誤差が一般に数%程度であり、各電源端子(第1電源端子21、第2電源端子22)の入力電圧の絶対最大定格に対応して設定される。このため、必ずしも上記(1)式の電源端子間電圧の絶対最大定格を満たせず、ラッチアップ現象が生じて素子破壊を引き起こす可能性がある。 The Zener voltage (decay voltage) of the Zener diode has a variation error of generally about several percent, and is set corresponding to the absolute maximum rating of the input voltage of each power supply terminal (first power supply terminal 21, second power supply terminal 22). To. Therefore, the absolute maximum rating of the voltage between the power supply terminals of the above equation (1) is not always satisfied, and a latch-up phenomenon may occur, causing element destruction.

本実施形態に係るラッチアップ防止回路1では、上記(3)式を満たすダイオード11を第1電源電圧Vdd1と第2電源電圧Vdd2との間に少なくとも1つ設けることで、ESDやサージ等のノイズが抑制される。これにより、ESDやサージ等のノイズによるラッチアップ現象の発生を抑制することができ、IC2の素子破壊を未然に防ぐことができる。 In the latch-up prevention circuit 1 according to the present embodiment, noise such as ESD and surge is provided by providing at least one diode 11 satisfying the above equation (3) between the first power supply voltage Vdd1 and the second power supply voltage Vdd2. Is suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of the latch-up phenomenon due to noise such as ESD and surge, and it is possible to prevent the element destruction of the IC2 in advance.

また、上記(1),(3)式において、αが例えば0.3Vであるとき、ダイオード11の順方向電圧VFは、(3)式から、0.3V未満である必要がある。この場合、ダイオード11としては、例えば、順方向電圧VFが小さいショットキーバリアダイオードであることが望ましい。 Further, in the above equations (1) and (3), when α is, for example, 0.3V, the forward voltage VF of the diode 11 needs to be less than 0.3V from the equation (3). In this case, it is desirable that the diode 11 is, for example, a Schottky barrier diode having a small forward voltage VF.

ダイオード11としてスイッチングショットキーバリアダイオードを用いることで、ESDやサージ等の急峻なノイズを効果的に抑制することができる。 By using a switching Schottky barrier diode as the diode 11, steep noise such as ESD and surge can be effectively suppressed.

図3は、実施形態1の変形例に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the modified example of the first embodiment is applied.

図3に示す実施形態1の変形例に係るラッチアップ防止回路1aでは、第1電源電圧Vdd1と第2電源電圧Vdd2との間に複数個のダイオード11を並列に設けた構成としている。 In the latch-up prevention circuit 1a according to the modification of the first embodiment shown in FIG. 3, a plurality of diodes 11 are provided in parallel between the first power supply voltage Vdd1 and the second power supply voltage Vdd2.

図1に示す実施形態1に係るラッチアップ防止回路1において、ESDやサージ等のノイズによって流れる順方向電流が大きくなると、これに伴い順方向電圧VFが大きくなる。このような場合には、図3に示すように、第1電源電圧Vdd1と第2電源電圧Vdd2との間に複数個のダイオード11を並列に設けた構成とすることで、上記(3)式を満たすようにしても良い。 In the latch-up prevention circuit 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1, when the forward current flowing due to noise such as ESD or surge increases, the forward voltage VF increases accordingly. In such a case, as shown in FIG. 3, a plurality of diodes 11 are provided in parallel between the first power supply voltage Vdd1 and the second power supply voltage Vdd2 to form the above equation (3). You may try to meet.

以上説明したように、実施形態1に係るラッチアップ防止回路1は、保護対象のIC2において第1電源電圧Vdd1が印加される第1電源端子21にカソードが接続され、第2電源電圧Vdd2が印加される第2電源端子22にアノードが接続されたダイオード11(第1のダイオード)を含む。ダイオード11は、第1電源端子21に印加される電圧V1と第2電源端子22に印加される電圧V2との間の電圧の絶対最大定格を満たす。 As described above, in the latch-up prevention circuit 1 according to the first embodiment, the cathode is connected to the first power supply terminal 21 to which the first power supply voltage Vdd1 is applied in the IC2 to be protected, and the second power supply voltage Vdd2 is applied. A diode 11 (first diode) having an anode connected to the second power supply terminal 22 is included. The diode 11 satisfies the absolute maximum rating of the voltage between the voltage V1 applied to the first power supply terminal 21 and the voltage V2 applied to the second power supply terminal 22.

上記構成により、ESDやサージ等のノイズによるラッチアップ現象の発生を抑制することができ、IC2の素子破壊を未然に防ぐことができる。 With the above configuration, it is possible to suppress the occurrence of the latch-up phenomenon due to noise such as ESD and surge, and it is possible to prevent the element destruction of the IC2 in advance.

(実施形態2)
図4は、実施形態2に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。なお、上述した実施形態1で説明した構成と同じ構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the second embodiment is applied. The same components as those described in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

実施形態1に係る構成では、第2電源電圧Vdd2に負極性のESDやサージ等のノイズ(以下、単に「負極性ノイズ」とも称する)が重畳すると、この負極性ノイズの電圧絶対値がダイオード11の逆方向電圧VRの耐圧を超えてダイオード11が破壊する可能性がある。ダイオード11が短絡破壊した場合、第2電源端子22に第2電源電圧Vdd2よりも電圧値が高い第1電源電圧Vdd1が印加され、IC2や電源回路(不図示)の二次破壊を招く要因となり得る。 In the configuration according to the first embodiment, when noise such as negative ESD or surge (hereinafter, also simply referred to as “negative noise”) is superimposed on the second power supply voltage Vdd2, the absolute voltage value of the negative noise becomes the diode 11. There is a possibility that the diode 11 will be destroyed by exceeding the withstand voltage of the reverse voltage VR. When the diode 11 is short-circuited and broken, the first power supply voltage Vdd1 having a voltage value higher than that of the second power supply voltage Vdd2 is applied to the second power supply terminal 22, which causes secondary destruction of the IC2 and the power supply circuit (not shown). obtain.

本実施形態に係るラッチアップ防止回路1bは、図4に示すように、ダイオード11に加え、第2電源端子22にカソードが接続され、基準電位端子23(基準電位)にアノードが接続されたダイオード12(第2のダイオード)を設けた構成を示している。このような構成において、第2電源電圧Vdd2に負極性ノイズが重畳すると、ダイオード12に順方向電流が流れ、負極性ノイズの電圧絶対値が抑制される。これにより、ダイオード11の破壊やIC2等の二次破壊を防ぐことができる。 In the latch-up prevention circuit 1b according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, in addition to the diode 11, a diode having a cathode connected to a second power supply terminal 22 and an anode connected to a reference potential terminal 23 (reference potential). A configuration in which 12 (second diode) is provided is shown. In such a configuration, when the negative electrode noise is superimposed on the second power supply voltage Vdd2, a forward current flows through the diode 12, and the absolute voltage value of the negative electrode noise is suppressed. This makes it possible to prevent the destruction of the diode 11 and the secondary destruction of the IC2 and the like.

また、ダイオード12を設けることで、第1電源電圧Vdd1に負極性ノイズが重畳した場合でも有効に作用する。すなわち、第1電源電圧Vdd1に負極性ノイズが重畳すると、ダイオード11及びダイオード12に順方向電流が流れ、負極性ノイズの電圧絶対値が抑制される。 Further, by providing the diode 12, it works effectively even when the negative electrode noise is superimposed on the first power supply voltage Vdd1. That is, when the negative electrode noise is superimposed on the first power supply voltage Vdd1, a forward current flows through the diode 11 and the diode 12, and the absolute voltage value of the negative electrode noise is suppressed.

ダイオード12としては、ダイオード11と同様に、例えばスイッチングショットキーバリアダイオードを用いることで、急峻な負極性ノイズを効果的に抑制することができる。 As the diode 12, for example, by using a switching Schottky barrier diode as in the diode 11, it is possible to effectively suppress steep negative electrode noise.

また、ダイオード12としては、例えばツェナーダイオードを用いても良い。これにより、第2電源電圧Vdd2に正極性のESDやサージ等のノイズ(以下、単に「正極性ノイズ」とも称する)が重畳した場合でも有効に作用する。すなわち、第2電源電圧Vdd2に正極性ノイズが重畳すると、ダイオード12(ツェナーダイオード)にツェナー電流が流れ、正極性ノイズの電圧絶対値が抑制される。 Further, as the diode 12, for example, a Zener diode may be used. As a result, even when noise such as positive ESD or surge (hereinafter, also simply referred to as “positive electrode noise”) is superimposed on the second power supply voltage Vdd2, it works effectively. That is, when positive noise is superimposed on the second power supply voltage Vdd2, a Zener current flows through the diode 12 (Zener diode), and the absolute voltage value of the positive noise is suppressed.

図5は、実施形態2の変形例に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the modified example of the second embodiment is applied.

図5に示す実施形態2の変形例に係るラッチアップ防止回路1cでは、図3に示した実施形態1の変形例と同様に、第1電源電圧Vdd1と第2電源電圧Vdd2との間に複数個のダイオード11を並列に設けた構成としている。このような構成とすることで、実施形態1の変形例と同様に、上記(3)式を満たすようにしても良い。 In the latch-up prevention circuit 1c according to the modified example of the second embodiment shown in FIG. 5, there are a plurality of latch-up prevention circuits 1c between the first power supply voltage Vdd1 and the second power supply voltage Vdd2 as in the modified example of the first embodiment shown in FIG. The configuration is such that the diodes 11 are provided in parallel. With such a configuration, the above equation (3) may be satisfied as in the modification of the first embodiment.

(実施形態3)
図6は、実施形態3に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。なお、上述した実施形態1,2で説明した構成と同じ構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the third embodiment is applied. The same components as those described in the above-described first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and duplicated description will be omitted.

実施形態2に係る構成では、第1電源電圧Vdd1に負極性ノイズが重畳すると、ダイオード11及びダイオード12に順方向電流が流れ、負極性ノイズの電圧絶対値が抑制されるが、ダイオード11及びダイオード12の順方向電圧降下が生じることとなる。 In the configuration according to the second embodiment, when the negative voltage is superimposed on the first power supply voltage Vdd1, a forward current flows through the diode 11 and the diode 12, and the absolute voltage value of the negative noise is suppressed, but the diode 11 and the diode are suppressed. Twelve forward voltage drops will occur.

本実施形態に係るラッチアップ防止回路1dは、図6に示すように、ダイオード11及びダイオード12に加え、第1電源端子21にカソードが接続され、基準電位端子23(基準電位)にアノードが接続されたダイオード13(第3のダイオード)を設けた構成を示している。このような構成において、第1電源電圧Vdd1に負極性ノイズが重畳すると、ダイオード13に順方向電流が流れ、負極性ノイズの電圧絶対値が抑制される。これにより、負極性ノイズの抑制効果を高めることができる。 In the latch-up prevention circuit 1d according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, in addition to the diode 11 and the diode 12, the cathode is connected to the first power supply terminal 21, and the anode is connected to the reference potential terminal 23 (reference potential). The configuration in which the diode 13 (third diode) is provided is shown. In such a configuration, when the negative electrode noise is superimposed on the first power supply voltage Vdd1, a forward current flows through the diode 13 and the absolute voltage value of the negative electrode noise is suppressed. As a result, the effect of suppressing negative noise can be enhanced.

ダイオード13としては、ダイオード12と同様に、例えばスイッチングショットキーバリアダイオードを用いることで、急峻な負極性ノイズを効果的に抑制することができる。 As the diode 13, for example, by using a switching Schottky barrier diode as in the diode 12, it is possible to effectively suppress steep negative electrode noise.

また、ダイオード13としては、ダイオード12と同様に、例えばツェナーダイオードを用いても良い。これにより、第1電源電圧Vdd1に正極性ノイズが重畳した場合でも有効に作用する。すなわち、第1電源電圧Vdd1に正極性ノイズが重畳すると、ダイオード13(ツェナーダイオード)にツェナー電流が流れ、正極性ノイズの電圧絶対値が抑制される。 Further, as the diode 13, for example, a Zener diode may be used as in the diode 12. As a result, even when positive noise is superimposed on the first power supply voltage Vdd1, it works effectively. That is, when positive noise is superimposed on the first power supply voltage Vdd1, a Zener current flows through the diode 13 (Zener diode), and the absolute voltage value of the positive noise is suppressed.

図7は、実施形態3の変形例に係るラッチアップ防止回路を適用した構成の一例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing an example of a configuration to which the latch-up prevention circuit according to the modified example of the third embodiment is applied.

図7に示す実施形態3の変形例に係るラッチアップ防止回路1eでは、実施形態1の変形例及び実施形態2の変形例と同様に、第1電源電圧Vdd1と第2電源電圧Vdd2との間に複数個のダイオード11を並列に設けた構成としている。このような構成とすることで、実施形態1の変形例及び実施形態2の変形例と同様に、上記(3)式を満たすようにしても良い。 In the latch-up prevention circuit 1e according to the modified example of the third embodiment shown in FIG. 7, between the first power supply voltage Vdd1 and the second power supply voltage Vdd2 as in the modified example of the first embodiment and the modified example of the second embodiment. A plurality of diodes 11 are provided in parallel. With such a configuration, the above equation (3) may be satisfied as in the modified example of the first embodiment and the modified example of the second embodiment.

1,1a,1b,1c,1d,1e ラッチアップ防止回路
2 IC
11 ダイオード(第1のダイオード)
12 ダイオード(第2のダイオード)
13 ダイオード(第3のダイオード)
14,15 ツェナーダイオード
21 第1電源端子
22 第2電源端子
23 基準電位端子
1,1a, 1b, 1c, 1d, 1e Latch-up prevention circuit 2 IC
11 Diode (first diode)
12 diode (second diode)
13 Diode (third diode)
14,15 Zener diode 21 1st power supply terminal 22 2nd power supply terminal 23 Reference potential terminal

Claims (9)

基準電位に対し、所定の電位差を有する第1電源電圧、及び、当該第1電源電圧よりも低電圧の第2電源電圧が供給されて動作するICのラッチアップ防止回路であって、
前記第1電源電圧が印加される前記ICの第1電源端子にカソードが接続され、前記第2電源電圧が印加される前記ICの第2電源端子にアノードが接続された第1のダイオードを含み、
前記ICは、前記第1電源端子に印加される電圧をV1、前記第2電源端子に印加される電圧をV2としたとき、前記第1電源端子と前記第2電源端子との間の電圧の絶対最大定格として、下記(1)式が規定され、
前記第1のダイオードは、順方向電圧をVFとしたとき、下記(2)式を満たす
ラッチアップ防止回路。
V2≦V1+α・・・(1)
VF<α・・・(2)
An IC latch-up prevention circuit that operates by supplying a first power supply voltage having a predetermined potential difference with respect to a reference potential and a second power supply voltage lower than the first power supply voltage.
A first diode having a cathode connected to a first power supply terminal of the IC to which the first power supply voltage is applied and an anode connected to a second power supply terminal of the IC to which the second power supply voltage is applied is included. ,
The IC is the voltage between the first power supply terminal and the second power supply terminal when the voltage applied to the first power supply terminal is V1 and the voltage applied to the second power supply terminal is V2. The following formula (1) is specified as the absolute maximum rating.
The first diode is a latch-up prevention circuit that satisfies the following equation (2) when the forward voltage is VF.
V2 ≤ V1 + α ... (1)
VF <α ... (2)
複数の前記第1のダイオードが並列に設けられている
請求項1に記載のラッチアップ防止回路。
The latch-up prevention circuit according to claim 1, wherein a plurality of the first diodes are provided in parallel.
前記第1のダイオードは、ショットキーバリアダイオードである
請求項1又は2に記載のラッチアップ防止回路。
The latch-up prevention circuit according to claim 1 or 2, wherein the first diode is a Schottky barrier diode.
前記第2電源端子にカソードが接続され、前記基準電位にアノードが接続された第2のダイオードを含む
請求項1から3の何れか一項に記載のラッチアップ防止回路。
The latch-up prevention circuit according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second diode having a cathode connected to the second power supply terminal and an anode connected to the reference potential.
前記第2のダイオードは、ショットキーバリアダイオードである
請求項4に記載のラッチアップ防止回路。
The latch-up prevention circuit according to claim 4, wherein the second diode is a Schottky barrier diode.
前記第2のダイオードは、ツェナーダイオードである
請求項4に記載のラッチアップ防止回路。
The latch-up prevention circuit according to claim 4, wherein the second diode is a Zener diode.
前記第1電源端子にカソードが接続され、前記基準電位にアノードが接続された第3のダイオードを含む
請求項1から6の何れか一項に記載のラッチアップ防止回路。
The latch-up prevention circuit according to any one of claims 1 to 6, comprising a third diode having a cathode connected to the first power supply terminal and an anode connected to the reference potential.
前記第3のダイオードは、ショットキーバリアダイオードである
請求項7に記載のラッチアップ防止回路。
The latch-up prevention circuit according to claim 7, wherein the third diode is a Schottky barrier diode.
前記第3のダイオードは、ツェナーダイオードである
請求項7に記載のラッチアップ防止回路。
The latch-up prevention circuit according to claim 7, wherein the third diode is a Zener diode.
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