JPH04247654A - Input/output protection circuit - Google Patents
Input/output protection circuitInfo
- Publication number
- JPH04247654A JPH04247654A JP3013506A JP1350691A JPH04247654A JP H04247654 A JPH04247654 A JP H04247654A JP 3013506 A JP3013506 A JP 3013506A JP 1350691 A JP1350691 A JP 1350691A JP H04247654 A JPH04247654 A JP H04247654A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- input
- type
- region
- output
- well
- 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.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 26
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は、例えばCMOSIC
等における入出力保護回路に関し、特に信号の高速応答
とサージに対する優れた保護特性を有する入出力保護回
路に関するものである。[Industrial Application Field] This invention is applicable to, for example, CMOSIC.
The present invention relates to input/output protection circuits such as those described above, and particularly relates to input/output protection circuits having high-speed signal response and excellent protection characteristics against surges.
【0002】0002
【従来の技術】入出力保護回路の第1の従来例としては
、図6に示すようなものがある。この従来例は、N形基
板、P形ウェルタイプのCMOSにおける入出力保護回
路を示している。図6において、31,32は入出力保
護回路の入力端子及び出力端子であり、出力端子32は
、図示省略のCMOSにおける入力ゲート端子に接続さ
れている。電源30に接続されたN形基板の表面にP形
ウェルが形成され、このP形ウェルは接地されている。
33はN形基板とこのN形基板の表面に形成された高濃
度P形領域とで構成されたプルアップダイオード、34
はP形ウェルとこのP形ウェルの表面に形成された高濃
度N形領域とで構成されたプルダウンダイオードである
。35は、抵抗であり、抵抗値を大きくして静電サージ
等に対する両ダイオード33,34の電圧クランプを確
実なものにするため、薄膜抵抗により形成されている。2. Description of the Related Art A first conventional example of an input/output protection circuit is shown in FIG. This conventional example shows an input/output protection circuit in an N-type substrate, P-type well type CMOS. In FIG. 6, 31 and 32 are input terminals and output terminals of an input/output protection circuit, and the output terminal 32 is connected to an input gate terminal in a CMOS (not shown). A P-type well is formed on the surface of the N-type substrate connected to the power supply 30, and this P-type well is grounded. 33 is a pull-up diode composed of an N-type substrate and a high concentration P-type region formed on the surface of this N-type substrate; 34;
is a pull-down diode composed of a P-type well and a highly doped N-type region formed on the surface of the P-type well. Reference numeral 35 denotes a resistor, which is formed of a thin film resistor in order to increase the resistance value and ensure voltage clamping of both diodes 33 and 34 against electrostatic surges and the like.
【0003】そして、通常の動作時には、入力端子31
から入った信号は、抵抗35を介してCMOSに伝わる
。このとき、プルアップダイオード33及びプルダウン
ダイオード34は、共に逆バイアスされていて非導通状
態になっている。また、入力端子31から正のサージが
入った場合は、抵抗35で電圧降下されたあと、サージ
電流はプルアップダイオード33を通って電源30にバ
イパスされる。逆に、入力端子31から負のサージが入
った場合は、サージ転流は接地からプルダウンダイオー
ド34及び抵抗35を通って入力端子31に流れ、CM
OSの入力ゲートの破壊が防止される。このときも、サ
ージは抵抗35で電圧降下される。[0003] During normal operation, the input terminal 31
The signal input from the CMOS is transmitted to the CMOS via the resistor 35. At this time, both the pull-up diode 33 and the pull-down diode 34 are reverse biased and are in a non-conductive state. Further, when a positive surge enters from the input terminal 31, the voltage is dropped by the resistor 35, and then the surge current is bypassed to the power supply 30 through the pull-up diode 33. Conversely, when a negative surge enters from the input terminal 31, the surge commutation flows from the ground through the pull-down diode 34 and the resistor 35 to the input terminal 31, and the CM
Destruction of the OS input gate is prevented. At this time as well, the voltage of the surge is reduced by the resistor 35.
【0004】しかし、このような従来の入力保護回路に
あっては、抵抗35は、抵抗値の大きなものが用いられ
ていたため、通常の動作時において入力信号に遅延が生
じ、高速化を損うことになるという問題があった。また
、出力側の保護、即ちCMOSの出力MOSFETのゲ
ート及びドレイン接合の保護を行う場合、出力ドライバ
での電圧降下を小さくする必要があるため、大きな値の
抵抗は入れられず、出力保護が不十分になるという問題
があった。However, in such conventional input protection circuits, the resistor 35 has a large resistance value, which causes a delay in the input signal during normal operation, impairing high-speed operation. There was a problem. In addition, when protecting the output side, that is, protecting the gate and drain junctions of the CMOS output MOSFET, it is necessary to reduce the voltage drop at the output driver, so a large value resistor cannot be inserted, and the output protection becomes impossible. There was a problem of having enough.
【0005】これに対し、入力端子に直列に、図7及び
図8に示すようなピンチ抵抗を挿入した第2の従来例が
ある(特開昭60−91661号公報)。図7及び図8
において、36はN形基板、37はP形素子分離層、3
8はP形拡散層、39,40はP+コンタクト拡散層で
あり、下面に、N形基板36との間で形成されたPN接
合を有するP形拡散層38によりピンチ抵抗が構成され
ている。通常の動作時においてピンチ抵抗の値は小さく
高速の信号転送ができる。また、入力端子31から絶対
値が電源電圧より大きい負のサージが入った場合は、下
面のPN接合が逆バイアスされてP形拡散層38中に空
乏層が延び、ピンチ抵抗の値が大になってサージ入力に
対する耐性が高められるようになっている。On the other hand, there is a second conventional example in which a pinch resistor as shown in FIGS. 7 and 8 is inserted in series with the input terminal (Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-91661). Figures 7 and 8
, 36 is an N-type substrate, 37 is a P-type element isolation layer, 3
8 is a P-type diffusion layer, 39 and 40 are P+ contact diffusion layers, and the P-type diffusion layer 38 having a PN junction formed with the N-type substrate 36 on the lower surface constitutes a pinch resistance. During normal operation, the value of the pinch resistance is small and high-speed signal transfer is possible. In addition, if a negative surge whose absolute value is larger than the power supply voltage enters from the input terminal 31, the PN junction on the bottom surface is reverse biased, a depletion layer extends in the P-type diffusion layer 38, and the value of the pinch resistance becomes large. This increases resistance to surge input.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ピンチ抵抗を用いた従
来の入出力保護回路では、絶対値が電源電圧より大きい
負のサージが入った場合、P形拡散層の片面側のみから
空乏層が延びて抵抗値が大になるようになっていたため
、サージ入力に対する抵抗値変化の応答性が十分でなく
、CMOS等の入出力をサージ入力から確実に保護する
のが難しいという問題があった。[Problem to be Solved by the Invention] In a conventional input/output protection circuit using a pinch resistor, when a negative surge whose absolute value is larger than the power supply voltage occurs, a depletion layer extends from only one side of the P-type diffusion layer. As a result, the responsiveness of resistance change to surge input is insufficient, and it is difficult to reliably protect the input/output of CMOS and the like from surge input.
【0007】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、サージ入力に対するピンチ抵抗
の抵抗値上昇の応答性が速く、サージ入力から被保護回
路の入出力を確実に保護することのできる入出力保護回
路を提供することを目的とする。[0007] The present invention was made by focusing on such conventional problems, and the response of the resistance value increase of the pinch resistor to the surge input is fast, and the input/output of the protected circuit is reliably controlled from the surge input. The purpose of the present invention is to provide an input/output protection circuit that can provide protection.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために、被保護回路の入力端子又は出力端子の少
なくとも何れかに直列に接続されたピンチ抵抗を有する
入出力保護回路であって、前記ピンチ抵抗は、2個の第
1導電形半導体領域で挟まれた第2導電形半導体領域に
より形成してなることを要旨とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides an input/output protection circuit having a pinch resistor connected in series to at least either the input terminal or the output terminal of a protected circuit. , the pinch resistor is formed by a second conductivity type semiconductor region sandwiched between two first conductivity type semiconductor regions.
【0009】[0009]
【作用】ピンチ抵抗は、第1導電形半導体領域との間で
対向両側にPN接合が形成された第2導電形半導体領域
により構成される。[Operation] The pinch resistor is constituted by a second conductivity type semiconductor region in which a PN junction is formed on both opposing sides of the first conductivity type semiconductor region.
【0010】通常の動作時には、ピンチ抵抗の抵抗値は
十分小さく、信号遅延は殆んど生じることなく高速応答
が可能となる。During normal operation, the resistance value of the pinch resistor is sufficiently small, and high-speed response is possible with almost no signal delay.
【0011】入力部又は出力部から上記PN接合を順バ
イアスする極性のサージが入った場合は、サージ電流は
PN接合を順方向に流れてプルアップ又はプルダウンさ
れ、被保護回路の入、出力端子の電圧上昇が低く抑えら
れて入出力保護が行われる。When a surge with a polarity that forward biases the PN junction enters from the input section or the output section, the surge current flows forward through the PN junction and is pulled up or down, and the input and output terminals of the protected circuit are Input/output protection is achieved by keeping the voltage rise low.
【0012】上記と逆に、入力部又は出力部からPN接
合を逆バイアスする極性のサージが入った場合は、第2
導電形半導体領域内に、その両側から空乏層が広がる。
この結果、ピンチ抵抗の抵抗値が瞬時に上昇し、サージ
はピンチ抵抗の部分で大きく降下して被保護回路の入、
出力端子の電圧上昇が低く抑えられ、入出力の保護が行
われる。Contrary to the above, if a polarity surge that reverse biases the PN junction comes from the input section or output section, the second
A depletion layer spreads from both sides within the conductive semiconductor region. As a result, the resistance value of the pinch resistor increases instantaneously, and the surge drops significantly at the pinch resistor, causing the surge to enter the protected circuit.
The voltage rise at the output terminal is suppressed to a low level, and input/output is protected.
【0013】[0013]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0014】図1及び図2は、この発明の第1実施例を
示す図である。FIGS. 1 and 2 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.
【0015】まず、入出力保護回路の構成を説明すると
、図1において、1はN形基板であり、N形基板1は、
その主面に形成されたN+基板コンタクト領域2を介し
て電源13に接続されている。N形基板1の主面には、
P形ウェル3が形成されている。P形ウェル3の表面の
両側方には、P+ウェルコンタクト領域4,5が形成さ
れ、両P+ウェルコンタクト領域4,5の中間部に高濃
度のN+領域6が形成されている。N+領域6は電源1
3に接続され、このN+領域6とN形基板1で挟まれた
P形ウェル3によりピンチ抵抗10が形成されている。
7はフィールド酸化膜、8は層間絶縁膜である。First, to explain the configuration of the input/output protection circuit, in FIG. 1, 1 is an N-type board;
It is connected to a power source 13 via an N+ substrate contact region 2 formed on its main surface. On the main surface of the N-type substrate 1,
A P-type well 3 is formed. P+ well contact regions 4 and 5 are formed on both sides of the surface of the P type well 3, and a heavily doped N+ region 6 is formed in the middle of both the P+ well contact regions 4 and 5. N+ area 6 is power supply 1
A pinch resistor 10 is formed by the P-type well 3 sandwiched between the N+ region 6 and the N-type substrate 1. 7 is a field oxide film, and 8 is an interlayer insulating film.
【0016】図2の等価回路に示すように、P+ウェル
コンタクト領域4及びP形ウェル3とN形基板1との間
、並びにP+ウェルコンタクト領域5及びP形ウェル3
とN形基板1との間でそれぞれプルアップダイオード1
4,15が構成されている。両プルアップダイオード1
4,15のカソードは、電源13に接続されている。
P+ウェルコンタクト領域4、即ちプルアップダイオー
ド14のアノードは入力端子11に接続され、他のP+
ウェルコンタクト領域5、即ちプルアップダイオード1
5のアノードは出力端子12に接続されている。出力端
子12は、N形基板1の他の部位に形成された図示省略
のCMOSにおける入力ゲート端子に接続されている。
16はP形ウェル3とN+領域6との間のPN接合で形
成されたプルアップダイオード、17はP形ウェル3と
N形基板1との間のPN接合で形成されたプルアップダ
イオードである。As shown in the equivalent circuit of FIG.
and the N-type substrate 1, respectively, with a pull-up diode 1
4 and 15 are configured. Both pull-up diodes 1
The cathodes 4 and 15 are connected to the power supply 13. The P+ well contact region 4, that is, the anode of the pull-up diode 14 is connected to the input terminal 11, and the other P+
Well contact region 5, i.e. pull-up diode 1
The anode of 5 is connected to the output terminal 12. The output terminal 12 is connected to an input gate terminal of a CMOS (not shown) formed in another part of the N-type substrate 1. 16 is a pull-up diode formed by a PN junction between the P-type well 3 and the N+ region 6, and 17 is a pull-up diode formed by a PN junction between the P-type well 3 and the N-type substrate 1. .
【0017】次に、上述のように構成された入出力保護
回路の作用を説明する。Next, the operation of the input/output protection circuit configured as described above will be explained.
【0018】通常の動作時にはピンチ抵抗10の抵抗値
は十分小さく、信号遅延は殆んど生じることなく信号の
高速応答が可能となる。During normal operation, the resistance value of the pinch resistor 10 is sufficiently small, and a high-speed signal response is possible with almost no signal delay.
【0019】入力端子11から電源13に対して正のサ
ージが入った場合は、サージ電流は、プルアップダイオ
ード14、ピンチ抵抗10の略半分とプルアップダイオ
ード16,17及びピンチ抵抗10の全体とプルアップ
ダイオード15をそれぞれ通って電源13にバイパスさ
れる。即ち、各プルアップダイオード14,15,16
,17の順方向にサージ電流が流れてCMOSのゲート
電圧上昇が抑えられ、確実な入力保護が行われる。When a positive surge enters the power supply 13 from the input terminal 11, the surge current flows through the pull-up diode 14, approximately half of the pinch resistor 10, the pull-up diodes 16, 17, and the entire pinch resistor 10. They are bypassed to the power supply 13 through pull-up diodes 15, respectively. That is, each pull-up diode 14, 15, 16
, 17 flows in the forward direction, suppressing the rise in gate voltage of the CMOS, and ensuring reliable input protection.
【0020】逆に、入力端子11から電源13に対して
負のサージが入った場合は、P形ウェル3とN+領域6
との間のPN接合及びP形ウェル3とN形基板1との間
のPN接合が共に逆バイアスされる。この結果、P形ウ
ェル3内に、その上下両面から空乏層18が広がってピ
ンチ抵抗10の値が瞬時に大きくなり、CMOSのゲー
ト電圧上昇が抑えられて確実な入力保護が行われる。Conversely, if a negative surge enters the power supply 13 from the input terminal 11, the P-type well 3 and the N+ region 6
Both the PN junction between the P-type well 3 and the N-type substrate 1 are reverse biased. As a result, the depletion layer 18 spreads inside the P-type well 3 from both the upper and lower surfaces, and the value of the pinch resistor 10 increases instantly, suppressing the rise in CMOS gate voltage and ensuring reliable input protection.
【0021】上述のように、この実施例の入力保護回路
は、電源に対して負のサージ入力時に、その電圧の大き
さに応じてピンチ抵抗10の値が短時間で大きくなり、
CMOS等の被保護回路を確実に保護している点及び通
常の信号入力時にはピンチ抵抗の値は小さく、信号の高
速応答性が優れるという点において、従来例よりも顕著
に優れた特性を有している。As described above, in the input protection circuit of this embodiment, when a negative surge is input to the power supply, the value of the pinch resistor 10 increases in a short time depending on the magnitude of the voltage.
It has characteristics that are significantly superior to conventional examples in that it reliably protects protected circuits such as CMOS, the value of the pinch resistance is small during normal signal input, and high-speed signal response is excellent. ing.
【0022】次いで、図3及び図4には、この発明の第
2実施例を示す。Next, FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the present invention.
【0023】この実施例では、P形ウェル3内に低濃度
のN形ウェル21が形成されている。P形ウェル3はP
+ウェルコンタクト領域4を介して接地されている。N
形ウェル21の表面の両側方には、N+ウェルコンタク
ト領域22,23が形成され、両N+ウェルコンタクト
領域22,23の中間部に高濃度のP+領域24が形成
されている。P+領域24は接地され、このP+領域2
4とP形ウェル3で挟まれたN形ウェル21によりピン
チ抵抗20が形成されている。In this embodiment, a low concentration N-type well 21 is formed within the P-type well 3. P-type well 3 is P
+ grounded via the well contact region 4. N
N+ well contact regions 22 and 23 are formed on both sides of the surface of the shaped well 21, and a heavily doped P+ region 24 is formed in the middle of both the N+ well contact regions 22 and 23. P+ region 24 is grounded, and this P+ region 2
A pinch resistor 20 is formed by an N-type well 21 sandwiched between the P-type well 3 and the P-type well 3 .
【0024】図4の等価回路に示すように、P形ウェル
3とN形ウェル21及びN+ウェルコンタクト領域22
との間、並びにP形ウェル3とN形ウェル21及びN+
ウェルコンタクト23との間でそれぞれプルダウンダイ
オード25,26が構成されている。両プルダウンダイ
オード25,26のアノードは接地されている。N+ウ
ェルコンタクト領域22、即ちプルダウンダイオード2
5のカソードは入力端子11に接続され、他のN+ウェ
ルコンタクト領域23、即ちプルダウンダイオード26
のカソードは出力端子12に接続されている。27はP
形ウェル3とN形ウェル21との間のPN接合で形成さ
れたプルダウンダイオード、28はP+領域24とN形
ウェル21との間のPN接合で形成されたプルダウンダ
イオードである。As shown in the equivalent circuit of FIG. 4, a P-type well 3, an N-type well 21 and an N+ well contact region 22
and between P-type well 3 and N-type well 21 and N+
Pull-down diodes 25 and 26 are formed between the well contact 23 and the well contact 23, respectively. The anodes of both pull-down diodes 25 and 26 are grounded. N+ well contact region 22, i.e. pull-down diode 2
5 is connected to the input terminal 11 and connected to the other N+ well contact region 23, i.e. the pull-down diode 26
The cathode of is connected to the output terminal 12. 27 is P
A pull-down diode 28 is formed by a PN junction between the type well 3 and the N-type well 21, and a pull-down diode 28 is formed by a PN junction between the P+ region 24 and the N-type well 21.
【0025】次に、上述のように構成された入出力保護
回路の作用を説明する。Next, the operation of the input/output protection circuit configured as described above will be explained.
【0026】通常の動作時には、前記第1実施例と同様
に、ピンチ抵抗20の抵抗値は十分小さく、信号の高速
応答が可能となる。During normal operation, as in the first embodiment, the resistance value of the pinch resistor 20 is sufficiently small to enable high-speed signal response.
【0027】入力端子11から接地に対して正のサージ
が入った場合は、P+領域24とN形ウェル21との間
のPN接合及びP形ウェル3とN形ウェル21との間の
PN接合が共に逆バイアスされる。この結果、N形ウェ
ル21内に、その上下両面から空乏層が広がってピンチ
抵抗20の値が瞬時に大きくなり、CMOSのゲート電
圧上昇が抑えられて確実な入力保護が行われる。When a positive surge from the input terminal 11 with respect to ground occurs, the PN junction between the P+ region 24 and the N-type well 21 and the PN junction between the P-type well 3 and the N-type well 21 are are both reverse biased. As a result, a depletion layer spreads in the N-type well 21 from both the upper and lower sides, and the value of the pinch resistor 20 increases instantly, suppressing the rise in CMOS gate voltage and ensuring reliable input protection.
【0028】逆に、入力端子11から接地に対して負の
サージが入った場合は、サージ電流は、接地から、プル
ダウンダイオード25、ピンチ抵抗20の略半分とプル
ダウンダイオード27,28及びピンチ抵抗20の全体
とプルダウンダイオード26をそれぞれ通って入力端子
11に流れる。即ち、各プルダウンダイオード25,2
6,27,28の順方向にサージ電流が流れてCMOS
のゲート電圧上昇が抑えられ、確実な入力保護が行われ
る。Conversely, when a negative surge enters from the input terminal 11 with respect to the ground, the surge current flows from the ground to the pull-down diode 25, approximately half of the pinch resistor 20, the pull-down diodes 27 and 28, and the pinch resistor 20. and the pull-down diode 26 to the input terminal 11. That is, each pull-down diode 25, 2
A surge current flows in the forward direction of 6, 27, and 28, and the CMOS
gate voltage rise is suppressed, ensuring reliable input protection.
【0029】図5には、この発明の第3実施例を示す。FIG. 5 shows a third embodiment of the invention.
【0030】この実施例の入出力保護回路は、前記第1
実施例と第2実施例の組合わせ回路に相当する。したが
って、この実施例では、入力端子11から電源13に対
して正又は負のサージが入った場合、また、接地に対し
て正又は負のサージが入った場合の何れにおいても、各
プルアップダイオード14,15,16,17又は各プ
ルダウンダイオード25,26,27,28の順方向動
作とともにピンチ抵抗10又は20の瞬時抵抗値増大作
用が働いてCMOS等に対する一層確実な入力保護がな
される。The input/output protection circuit of this embodiment has the first
This corresponds to a combination circuit of the embodiment and the second embodiment. Therefore, in this embodiment, each pull-up diode is 14, 15, 16, 17 or the respective pull-down diodes 25, 26, 27, 28 as well as the instantaneous resistance value increasing action of the pinch resistor 10 or 20, thereby providing more reliable input protection for CMOS and the like.
【0031】なお、上述の各実施例では、被保護回路で
あるCMOSの入力ゲート端子の前段に入出力保護回路
を接続してCMOSの入力ゲートをサージから保護する
場合について述べたが、例えば、図4の入出力保護回路
の入力端子11を、CMOSの出力用NチャネルMOS
FETのドレイン端子に接続して出力端子12から入る
正、負のサージに対し出力MOSFETのゲート及びド
レイン接合等の保護を行わせることもできる。そして、
このような出力保護の場合、出力ドライバでの電圧降下
を小さくする必要があるため、大きな値の抵抗は入れら
れないが、この点、この実施例の入出力保護回路では、
通常の動作時にはピンチ抵抗の抵抗値は十分小さいので
、この要求に十分応えることができ、なお且つ出力保護
を確実に行うことができるという利点を持っている。In each of the above embodiments, a case has been described in which an input/output protection circuit is connected in front of the input gate terminal of the CMOS, which is the circuit to be protected, to protect the input gate of the CMOS from surges. The input terminal 11 of the input/output protection circuit in FIG. 4 is connected to a CMOS output N-channel MOS.
It is also possible to protect the gate and drain junction of the output MOSFET against positive and negative surges that enter from the output terminal 12 by connecting it to the drain terminal of the FET. and,
In the case of this kind of output protection, it is necessary to reduce the voltage drop at the output driver, so a large value resistor cannot be inserted.In this respect, the input/output protection circuit of this example has the following points:
Since the resistance value of the pinch resistor is sufficiently small during normal operation, it has the advantage of being able to fully meet this requirement and of ensuring output protection.
【0032】また、上述の各実施例では、N形基板、P
形ウェルタイプ、又はN形基板、P形ウェル、N形ウェ
ルタイプの場合について述べたが、P形基板、N形ウェ
ルタイプ、又はP形基板、N形ウェル、P形ウェルタイ
プのものにも適用することができる。Furthermore, in each of the above embodiments, the N type substrate, the P
Although we have described cases of type well type, N-type substrate, P-type well, and N-type well type, it can also be applied to P-type substrate, N-type well type, or P-type substrate, N-type well, and P-type well type. Can be applied.
【0033】さらに、上述の各実施例では、低濃度の基
板表面の構造について述べたが、基板が高濃度で素子領
域が低濃度となるいわゆるエピタキシャル基板構造のも
のにも適用することができる。Further, in each of the above-described embodiments, the structure of the surface of the substrate with a low concentration was described, but the present invention can also be applied to a so-called epitaxial substrate structure in which the substrate is highly doped and the element region is lightly doped.
【0034】また、被保護回路としてCMOSが適用さ
れた場合、サージが入力してもCMOSの入出力部の電
圧上昇が低く抑えられる結果、ラッチアップに関しても
問題が生じることはない。Furthermore, when a CMOS is applied as the circuit to be protected, even if a surge is input, the voltage rise at the input/output section of the CMOS is suppressed to a low level, so that no problem with latch-up occurs.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、ピンチ抵抗を2個の第1導電形半導体領域で挟まれた
第2導電形半導体領域により形成したため、通常の動作
時には、ピンチ抵抗の抵抗値は十分小さく、信号遅延は
殆んど生じることなく高速応答が可能となる。入力部又
は出力部から第2導電形半導体領域の両側に形成された
PN接合を順バイアスする極性のサージが入った場合は
、サージ電流はPN接合を順方向に流れるので、被保護
回路の入力端子又は出力端子の電圧上昇を低く抑えるこ
とができて被保護回路の入、出力を確実に保護すること
ができる。また、入力部又は出力部から上記PN接合を
逆バイアスする極性のサージが入った場合は、第2導電
形半導体領域内に、その両側から空乏層が広がるので、
ピンチ抵抗の抵抗値が瞬時に上昇して被保護回路の入力
端子又は出力端子の電圧上昇を低く抑えることができ、
被保護回路の入、出力を確実に保護することができる。As explained above, according to the present invention, since the pinch resistor is formed by the second conductivity type semiconductor region sandwiched between the two first conductivity type semiconductor regions, during normal operation, the pinch resistor The resistance value of is sufficiently small to enable high-speed response with almost no signal delay. If a surge with a polarity that forward biases the PN junction formed on both sides of the second conductivity type semiconductor region enters from the input section or the output section, the surge current flows forward through the PN junction, so the input of the protected circuit The voltage rise at the terminal or output terminal can be suppressed to a low level, and the input and output of the circuit to be protected can be reliably protected. Furthermore, if a polarity surge that reverse biases the PN junction enters from the input section or the output section, a depletion layer will spread from both sides within the second conductivity type semiconductor region.
The resistance value of the pinch resistor increases instantly and the voltage rise at the input terminal or output terminal of the protected circuit can be suppressed to a low level.
The input and output of the protected circuit can be reliably protected.
【図1】この発明に係る入出力保護回路の第1実施例を
示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of an input/output protection circuit according to the present invention.
【図2】図1の等価回路を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of FIG. 1;
【図3】この発明の第2実施例を示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the invention.
【図4】図3の等価回路を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of FIG. 3;
【図5】この発明の第3実施例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a third embodiment of the invention.
【図6】従来の入出力保護回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional input/output protection circuit.
【図7】他の従来例を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing another conventional example.
【図8】図7のA−A線断面図である。8 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 7. FIG.
1 N形基板
3 P形ウェル(第1実施例においてピンチ抵抗とな
る領域)
6 N+領域
18 空乏層
21 N形ウェル(第2実施例においてピンチ抵抗と
なる領域)
24 P+領域1 N-type substrate 3 P-type well (region that serves as a pinch resistance in the first embodiment) 6 N+ region 18 Depletion layer 21 N-type well (region that serves as a pinch resistance in the second embodiment) 24 P+ region
Claims (1)
少なくとも何れかに直列に接続されたピンチ抵抗を有す
る入出力保護回路であって、前記ピンチ抵抗は、2個の
第1導電形半導体領域で挟まれた第2導電形半導体領域
により形成してなることを特徴とする入出力保護回路。1. An input/output protection circuit having a pinch resistor connected in series to at least one of an input terminal and an output terminal of a circuit to be protected, wherein the pinch resistor includes two first conductivity type semiconductor regions. An input/output protection circuit characterized in that it is formed by a second conductivity type semiconductor region sandwiched between.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3013506A JPH04247654A (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Input/output protection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3013506A JPH04247654A (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Input/output protection circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04247654A true JPH04247654A (en) | 1992-09-03 |
Family
ID=11835027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3013506A Pending JPH04247654A (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Input/output protection circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04247654A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5962902A (en) * | 1996-08-21 | 1999-10-05 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor CMOS device with circuit for preventing latch-up |
JP2008235612A (en) * | 2007-03-21 | 2008-10-02 | Denso Corp | Protection element |
JP2010232606A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Oki Semiconductor Co Ltd | Semiconductor integrated circuit |
JP2016174128A (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device and semiconductor device testing method |
-
1991
- 1991-02-04 JP JP3013506A patent/JPH04247654A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5962902A (en) * | 1996-08-21 | 1999-10-05 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor CMOS device with circuit for preventing latch-up |
JP2008235612A (en) * | 2007-03-21 | 2008-10-02 | Denso Corp | Protection element |
JP2010232606A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Oki Semiconductor Co Ltd | Semiconductor integrated circuit |
US8749291B2 (en) | 2009-03-30 | 2014-06-10 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | LCD driving circuit with ESD protection |
JP2016174128A (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device and semiconductor device testing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4282581B2 (en) | ESD protection circuit | |
KR100294412B1 (en) | Input/output protection circuit having an soi structure | |
US5786616A (en) | Semiconductor integrated circuit having an SOI structure, provided with a protective circuit | |
US4656491A (en) | Protection circuit utilizing distributed transistors and resistors | |
KR0145640B1 (en) | Integrated semiconductor device with temperature sensing circuit and method for operating the same | |
US5128823A (en) | Power semiconductor apparatus | |
US4189739A (en) | Semiconductor overload protection structure | |
JP3660566B2 (en) | Overcurrent limiting semiconductor device | |
US4635086A (en) | Self turnoff type semiconductor switching device | |
EP0538752B1 (en) | Semiconductor input protective device against external surge voltage | |
JP3320872B2 (en) | CMOS integrated circuit device | |
US20030043517A1 (en) | Electro-static discharge protecting circuit | |
JP3559075B2 (en) | Polarity reversal protection device for integrated electronic circuits in CMOS technology | |
CN110085583B (en) | Semiconductor device and method of operation | |
JPH04247654A (en) | Input/output protection circuit | |
US6894320B2 (en) | Input protection circuit | |
US5880514A (en) | Protection circuit for semiconductor device | |
JP4159503B2 (en) | Overcurrent protection device | |
JPH06177662A (en) | Input output protection circuit | |
JP3114338B2 (en) | Semiconductor protection device | |
JP2002176347A (en) | Overcurrent limiting semiconductor device | |
JP3442331B2 (en) | Semiconductor device | |
US6388289B1 (en) | Semiconductor device having electrostatic discharge protection circuit | |
US5384482A (en) | Semiconductor integrated circuit device having input protective circuit | |
JPS6146987B2 (en) |