JPS61245562A - 静電波壊防止回路 - Google Patents

静電波壊防止回路

Info

Publication number
JPS61245562A
JPS61245562A JP8638685A JP8638685A JPS61245562A JP S61245562 A JPS61245562 A JP S61245562A JP 8638685 A JP8638685 A JP 8638685A JP 8638685 A JP8638685 A JP 8638685A JP S61245562 A JPS61245562 A JP S61245562A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
input terminal
circuit
diode
external input
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
Application number
JP8638685A
Other languages
English (en)
Inventor
Ken Uragami
浦上 憲
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8638685A priority Critical patent/JPS61245562A/ja
Publication of JPS61245562A publication Critical patent/JPS61245562A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、静電破壊防止回路技術さらには半導体集積
回路装置の入力部に適用して特に有効な技術に関するも
ので1例えばバイポーラ素子とMO8素子の両方を用い
ることにより低消費電力化と動作の高速化をはかった論
理用半導体集積回路装置に利用して有効な技術に関する
ものである。
〔背景技術〕
一般に、半導体集積回路装置では、例えばコロナ社発行
「集積回路工学(2)」柳井久義、永田穣 共著、昭和
54年6月10日初版発行、147゜148頁に記載の
ように、その外部入力端子と内部回路の間に静電破壊防
止回路が設けられる。
第3図は従来の静電破壊防止回路の一例を示す。
同図に示す静電破壊防止回路1は、論理用半導体集積回
路装置ICの外部入力端子Piと内部回路2との間に設
けられるものであって、接地電位側から外部入力端子P
iに向けて順方向に接続するダイオードD1を有する。
このダイオードD1は、外部入力Piからマイナス極性
の高圧サージが印加されたときに、接地側から端子Pi
側にバイパス電流+Ipを流す。これにより、入力回路
のバイポーラ・トランジスタQ1のベース入力電圧が一
定電位以下にクランプされて、該トランジスタQ1が破
壊から保護される。
なお、バイポーラ・トランジスタQ1は、ダイオードD
3および抵抗R1とともに、エミッタフォロワで動作す
る入力回路を構成する。
ところが、上記ダイオードD1だけでは、マイナス極性
の高圧サージには効果があるが、プラス極性の高圧サー
ジに対しては余り効果がない。
そこで、第3図中に点線で示すように、接地電位側から
外部入力端子Piに向けて順方向に接続する第1のダイ
オードD1とともに、その外部入力端子Piから電源電
位Vcc側に向けて順方向に接続する第2のダイオード
D2を設けることが提案されている。これによれば、マ
イナス極性の高圧サージは第1のダイオードD1によっ
て接地電位側にクランプされ、プラス極性の高圧サージ
は第2のダイオードD2によって電源電位Vcc側にク
ランプされるようになって、正負いずれの極性の高圧サ
ージに対しても十分な静電破壊防止の効果が得られるよ
うになる。
しかしながら、上述した静電破壊防止回路1では、以下
に述べるような不都合が生じる、ということが本発明者
によって明らかとされた。
すなわち、第3図に示すように、入力端子Piに外部回
路3の出力を接続すると、入力端子Piから第2のダイ
オードD2の順方向を通□して、その外部回路3の出力
が半導体集積回路装置IC内の内部電源ラインLに接続
される状態が生じる。
この状態では、半導体集積回路装置IC側の電源(Vc
c)が投入されていない場合でも、その外部回路3の出
力電圧が入力端子Piおよび第2のダイオードD2の順
方向を介して半導体集積回路装置IC側の内部電源ライ
ンLに乗ってしまい、こわにより半導体集積回路装置I
Cは疑似的に電源が投入されたのと同じ状態になってし
まう。このような状態になると、半導体集積回路装置I
C内の電源電位Vccが外部回路3の論理出力状態によ
って激しく変動し、これにより甚だしい誤動作が生じる
ようになってしまう。このような誤動作の発生を回避す
るためには、結局、半導体集積回路装置ICの電源を外
部回路2の電源よりも常に先に投入する、といった配慮
を行わなければならない。
以上のように、2つのダイオードDi、D2によって正
負いずれの極性の高圧サージに対しても有効な破壊防止
効果を得ようとすると、これによって電源の投入順序が
制約されるようになってしまう、という不都合を生じる
ことが本発明者によって明らかにされた。
なお、第3図において、第2のダイオードD1に直列に
挿入されている抵抗R2の値を大きくすれば、外部回路
3側から半導体集積回路装置IC側の内部電源ラインL
に流れ込む電流ICを制限することができるが、その代
わりにプラス極性の高圧サージに対する破壊防止効果が
十分に得られなくなってしまう。
また、上述したもの以外に、抵抗とコンデンサによる積
分回路によって静電気などによる高圧サージを抑制する
ようにした静電破壊防止回路もあるが、このものは、そ
の積分回路の時定数によって入力動作を大きく低下させ
てしまう、という別の問題を有している。
〔目的〕
この発明の目的は、入力動作の速度を低下させることな
く、また電源投入順序に制約を生じることなく、正負い
ずれの極性の高圧サージに対しても十分な破壊防止効果
を得ることができるようにした静電破壊防止回路技術を
提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものを簡単
に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、電源が投入されていないときに非導通状態を
保つスイッチング素子を備えるとともに、このスイッチ
ング素子を外部入力端子を電源電位側との間に直列に介
在させることにより、外部回路からの疑似的な電源投入
を阻止するようにし、これにより入力動作の速度を低下
させることなく、また電源投入順序に制約を生じること
なく、正負いずれの極性の高圧サージに対しても十分な
破壊防止効果を得ることかできるようにする、という目
的を達成するものである。
〔実施例〕
以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。
なお、図面において同一符号は同一あるいは相当部分を
示す。
第1図はこの発明による静電破壊防止回路の一実施例を
示す。
同図に示す静電破壊防止回路1は、バイポーラ素子とM
O8素子の両方を用いることにより低消費電力化と動作
の高速化をはかった論理用半導体集積回路装置ICの外
部入力端子Piと内部回路2との間に設けられるもので
あって、接地電位側から外部入力端子Piに向けて順方
向に接続する第1にダイオードD1と、外部入力端子P
iから電源電位Vcq側に向けて順方向に接続する第2
のダイオードDIとが設けられている。
これとともに、外部入力端子Piと上記電源電位Vcc
側との間に直列に介在して、電源(Vcc)が正規に投
入されたときだけ導通状態となるスイッチング素子が設
けられている。この場合、実施例では、そのスイッチン
グ素子としてnチャンネルMOS電界効果トランジスタ
M1が使用されている。このMO8電界効果1〜ランジ
スタM1は、そのソース側が内部電源ラインLに接続さ
れている。そして、この内部電源ラインLの電位によっ
て導通制御されるようになっている。電源(Vcc)が
正規に投入されていない状態では、内部電源ラインLの
電位が接地電位側に落ちることにより、MO8O8電界
効果トランジスタガ1フ(OFF)状態を保ち、入力端
に高電圧が印加されることにより、サージを逃がす抵抗
として働く。また、電源(Vcc)が正規に投入された
状態では、内部電源ラインLの電位がプラス側に高くな
ることにより、MO8O8電界効果トランジスタガ1フ
(OFF)状態となる。
なお、バイポーラ・トランジスタQ1は、ダイr Q 
) オードD3および抵抗R1とともに、エミッフオロワで
動作する入力回路を構成する。
ここで先ず、静電破壊防止回路としての動作について説
明する。
第2図(a)に示すように、外部入力端子Piにマイナ
ス極性の高圧サージ−Vrが印加されたときには、図中
に矢印で示すように、接地電位側から第1のダイオード
D1の順方向を通るバイパス電流+Ipが流れることに
より、入力部の1−ランジスタQ1のベース入力電圧が
一定電位以下にクランプされる。これにより、内部回路
2がマイナス極性の高圧サージ−Vrから保護される。
また、第2図(b)に示すように、外部入力端子Piに
プラス極性の高圧サージ+Vrが印加されたときには、
図中に矢印で示すように、第2のダイオードD1の順方
向から電源電位Vcc側に抜けるバイパス電流−Ipが
流れることにより、入力部のトランジスタQ1のベース
入力電圧が一定位以下にクランプされる。これにより、
内部回路2はプラス極性の高圧サージ+Vrからも保護
さくOノ れる。
以上のようにして、正負にずれの極性の高圧サージ+V
r、−Vrに対しても確実な破壊防止効果を得ることが
できる。
次に、第1図に示すように、外部入力端子Piに外部回
路3の出力が接続されたときの動作について説明する。
同図において、半導体集積回路装置ICに正規の電源(
Vcc)が投入されていない場合には、上述したように
MO8O8電界効果トランジスタガ1フ(OFF)状態
を保つようになる。この状態では、入力端子Piと内部
電源ラインLとが切り離される。従って、その入力端子
Piに接続された外部回路3の出力がどのように変化し
ても、その出力から内部電源ラインL側に疑似電源電流
ICが流れ込むことはない。つまり、オフ(OFF)状
態のMO8O8電界効果トランジスタガ1って、半導体
集積回路装置ICに疑似的に電源が投入されるのが防止
される。これにより、電源(Vcc)の投入がどのよう
な順序で行われても、その順序による誤動作発生の恐れ
はない。
以上のようにして、入力動作の速度を低下させることな
く、また電源投入順序に制約を生じることなく、正負い
ずれの極性の高圧サージに対しても十分な破壊防止効果
を得ることができるようになっている。
〔効果〕
(1)電源が投入されていないときに非導通状態を保ス
イッチング素子を備えるとともに、このスイッチング素
子を外部入力端子と電源電位側との間に直列に介在させ
ることにより、外部回路からの疑似的な電源投入を阻止
することができ、これにより入力動作の速度を低下させ
ることなく、また電源投入順序に制約を生じることなく
、正負いずれの極性の高圧サージに対しても十分か破壊
防止効果を得ることができる、という効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、上記MOS電
界効果トランジスタM1の代わりにバイポーラ・トラン
ジスタを用いる構成であってもよい。
〔利用分野〕
以上、本発明者によってなされた発明をその背景となっ
た利用分野である高速論理用の半導体集積回路装置にお
ける静電破壊防止回路技術に適用した場合について説明
したが、それに限定されるものではなく、例えばアナロ
グ回路における静電破壊防止回路技術などにも適用でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による静電破壊防止回路の−ための図
であり、 第3図は本発明に先立ち、本発明者によって検討された
システムの概要を示す回路図である。 IC・・・半導体集積回路装置、1・・・静電破壊防止
回路、2・・・内部回路、DI、D2・・・第1.第2
゜のダイオード、Ml・・・スイッチング素子としての
MOS電界効果トランジスタ、Vcc・・・電源電位、
L・・・半導体集積回路装置ICの内部電源ライン。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.半導体集積回路装置の外部入力端子と内部回路との
    間に設けられる静電破壊防止回路であって、接地電位側
    から上記外部入力端子に向けて順方向に接続する第1の
    ダイオードと、上記外部入力端子から電源電位側に向け
    て順方向に接続する第2のダイオードと、上記外部入力
    端子と上記電源電位側との間に直列に介在して、電源が
    投入されたときだけ導通状態となるスイッチング素子と
    を備えたことを特徴とする静電破壊防止回路。
  2. 2.上記スイッチング素子が、電源によって導通制御さ
    れるMOS電界効果トランジスタであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の静電破壊防止回路。
JP8638685A 1985-04-24 1985-04-24 静電波壊防止回路 Pending JPS61245562A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8638685A JPS61245562A (ja) 1985-04-24 1985-04-24 静電波壊防止回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8638685A JPS61245562A (ja) 1985-04-24 1985-04-24 静電波壊防止回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61245562A true JPS61245562A (ja) 1986-10-31

Family

ID=13885432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8638685A Pending JPS61245562A (ja) 1985-04-24 1985-04-24 静電波壊防止回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61245562A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8702576A (nl) * 1987-07-23 1989-02-16 Mitsubishi Electric Corp Ingangsbeveiligingsinrichting van een halfgeleiderketeninrichting.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8702576A (nl) * 1987-07-23 1989-02-16 Mitsubishi Electric Corp Ingangsbeveiligingsinrichting van een halfgeleiderketeninrichting.
US4858055A (en) * 1987-07-23 1989-08-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Input protecting device for a semiconductor circuit device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0135499B1 (ko) 집적 회로
US7224560B2 (en) Destructive electrical transient protection
JP3610890B2 (ja) 電気負荷駆動回路
US7394631B2 (en) Electrostatic protection circuit
JPH10229639A (ja) 集積化供給保護
JPH06296362A (ja) 電力用トランジスタを保護するための保護回路
US5333093A (en) Protection apparatus for series pass MOSFETS
JPH0213115A (ja) 電力用電界効果トランジスタ駆動回路
KR0139400B1 (ko) 오동작 방지회로 및 보호회로
JP2549741B2 (ja) Cmos集積回路用の静電放電気からの保護回路
US4287436A (en) Electrical circuit for driving an inductive load
US5986861A (en) Clamp
KR940006258A (ko) 반도체장치 및 고체촬상장치의 수평레지스터
JPS5815321A (ja) 相補型mos装置の駆動回路
JP3464340B2 (ja) 半導体集積回路装置
US6101077A (en) Electrostatic protection circuit of a semiconductor device
JP3499578B2 (ja) 半導体集積回路
JPS61245562A (ja) 静電波壊防止回路
JPH0379120A (ja) 入力保護回路
JPH02246613A (ja) 静電破壊保護回路
US20030107424A1 (en) ESD protection circuit
JPH05244736A (ja) 給電装置
JP3554353B2 (ja) 電界効果トランジスタの保護装置
JP3003825B2 (ja) サージ電圧保護回路
EP0666596B1 (en) Protection apparatus for series pass MOSFETs