TW202131478A - 用於電性過載及靜電放電保護的方法和裝置 - Google Patents

用於電性過載及靜電放電保護的方法和裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202131478A
TW202131478A TW110114735A TW110114735A TW202131478A TW 202131478 A TW202131478 A TW 202131478A TW 110114735 A TW110114735 A TW 110114735A TW 110114735 A TW110114735 A TW 110114735A TW 202131478 A TW202131478 A TW 202131478A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
protection circuit
terminal
effect transistor
field effect
junction field
Prior art date
Application number
TW110114735A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI766656B (zh
Inventor
大衛 Ｊ 羅斯
威廉 Ａ 羅素
喬納森 克拉克
Original Assignee
美商先科公司
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 美商先科公司 filed Critical 美商先科公司
Publication of TW202131478A publication Critical patent/TW202131478A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI766656B publication Critical patent/TWI766656B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/025—Current limitation using field effect transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/08104—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/62—Protection against overvoltage, e.g. fuses, shunts
    • H01L27/0255—
    • H01L27/0266—
    • H01L27/0288—
    • H01L27/0292—
    • H01L27/0296—
    • H01L29/861—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/041—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using a short-circuiting device
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/045—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage adapted to a particular application and not provided for elsewhere
    • H02H9/046—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage adapted to a particular application and not provided for elsewhere responsive to excess voltage appearing at terminals of integrated circuits

Landscapes

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

Abstract

一種半導體裝置，其藉由串聯保護電路而保護該半導體裝置免於遭受電性過載(EOS)與靜電放電(ESD)事件，串聯保護電路沿著傳輸線路而電性串聯耦合在訊號源與負載之間。所述串聯保護電路包括電性串聯耦合在訊號源與負載之間的第一場效電晶體(FET)。並聯保護電路電性耦合在傳輸線路與接地節點之間。所述並聯保護電路可包括暫態電壓抑制(TVS)二極體。

Description

用於電性過載及靜電放電保護的方法和裝置
本發明係概括關於半導體裝置，且尤指保護一個裝置免於遭受電性過載(EOS, electrical overstress)與靜電放電(ESD, electrostatic discharge)事件之一種半導體裝置。 優先權主張
本申請案係主張於西元2017年三月28日提出的美國臨時申請案第62/477,959號之裨益，該件美國臨時申請案係以參照方式而納入本文。
半導體裝置常見於現代電子產品。半導體裝置在電性構件的數目與密度有所變化。離散式半導體裝置通常含有一種型式的電性構件，例如：發光二極體(LED, light emitting diode)、小訊號電晶體、電阻器、電容器、電感器、或功率金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET, metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)。整合式半導體裝置典型地含有數百到數百萬個電性構件。整合式半導體裝置的實例包括：微控制器、微處理器、電荷耦合裝置(CCD, charge-coupled device)、太陽能電池、以及數位微鏡裝置(DMD, digital micro-mirror device)。
半導體裝置實行範圍廣泛的功能，諸如：訊號處理、高速計算、發送及接收電磁訊號、控制電子裝置、將日光轉變為電力以及產生用於電視顯示器的視覺投射。半導體裝置被發現存在於娛樂、通訊、電力轉換、網路、電腦以及消費者產品之領域中。半導體裝置亦見到存在於軍事應用、航空、汽車、工業控制器以及辦公室設備中。
暫態電壓抑制(TVS, transient-voltage-suppression)二極體通常用來保護半導體裝置以免於遭受靜電放電(ESD)影響。TVS二極體可和負載為並聯耦合以使暫態電壓尖峰分流而離開負載，典型為接地。圖1說明關於具有通用串列匯流排(USB, Universal Serial Bus)埠12之一種行動裝置10的實施例。資料線14a與接地線14b在印刷電路板(PCB, printed circuit board)而從USB埠12被路由到微處理器(CPU)、USB控制器、或其他半導體裝置16。資料線14a允許在CPU 16與連接到USB埠12的外部裝置之間的資料的高速轉移。接地線14b從USB埠12而路由到CPU 16，使得外部裝置與行動裝置10被操作在相同的接地電壓電位。
TVS二極體20從資料線14a而耦合到接地線14b以保護CPU 16為免於遭受在資料線14a的電性過載(EOS)與ESD事件。在對於資料線14a的正常電壓電位，TVS二極體20近乎為開路。然而，當資料線14a的電壓電位提高超過TVS二極體的崩潰電壓，通過TVS二極體20之電流的電阻實質為降低。由於在資料線14a的ESD或EOS事件之過量的電流透過TVS二極體20而流通到接地線14b，此有助於使資料線14a的電壓電位保持在用於CPU 16的互連端子之安全電位內。
關於用於ESD與EOS抑制的TVS二極體之問題是在於TVS二極體具有接面電容，其正比於TVS二極體的電流處置能力。當用以保護高速資料線，通常期望有低電容以降低接面電容在訊號完整性的不利影響。降低TVS裝置的視在電容(apparent capacitance)之一種方法是將操縱二極體整合在一種橋式組態中。一種包括操縱二極體之TVS裝置是具有降低的電容，允許TVS裝置為較佳適用於高頻的資料線，然而，該種TVS裝置由於較低的電流處置能力而受限制運用於EOS保護。對於接地的低電容與高電流突波能力仍是難以同時達成。
根據本發明的態樣，一種半導體裝置，其包含：訊號源；負載；傳輸線路，其耦合在該訊號源與該負載之間；串聯保護電路，其沿著該傳輸線路而電性串聯耦合在該訊號源與該負載之間，其中該串聯保護電路包括，接面場效電晶體(JFET)，及設置在該接面場效電晶體和該負載之間的電阻器，其中該接面場效電晶體、該電阻器和該傳輸線路電性串聯耦合在該訊號源與該負載之間；及並聯保護電路，其電性耦合在該傳輸線路與接地節點之間，其中該並聯保護電路直接耦合到該接面場效電晶體的閘極端子。
根據本發明的另一態樣，一種半導體裝置，其包含：訊號源；負載；串聯保護電路，包括接面場效電晶體(JFET)，該串聯保護電路電性串聯耦合在該訊號源與該負載之間；及並聯保護電路，其電性耦合在該負載與接地節點之間。
根據本發明的又另一態樣，一種製造半導體裝置之方法，其包含：提供串聯保護電路，該串聯保護電路包括接面場效電晶體(JFET)和電阻器，該串聯保護電路電性和該電阻器串聯耦合在訊號源與該半導體裝置的訊號終點之間，其中該接面場效電晶體的導通端子耦合到該電阻器的第一端子，且該接面場效電晶體的閘極端子耦合到該電阻器的第二端子；且提供並聯保護電路，其電性耦合到該串聯保護電路。
本發明係關於圖式以一個或多個實施例而描述在以下說明中，其中，同樣的元件符號係代表相同或類似的元件。儘管本發明係就用於達成本發明目標之最佳模式而論所描述，所屬技術領域中具有通常知識者將理解的是，此說明意圖要涵蓋例如包括在本發明的精神與範疇內之替代、修改與等效者，本發明的範疇如由隨附的申請專利範圍與其由以下揭露內容與圖式所確認之申請專利範圍的等效者所界定。
儘管本發明就行動裝置上的USB埠而論來描述，所述的電性過載(EOS)與靜電放電(ESD)保護方法及裝置可使用於任何適合的資料線，例如：乙太網路(Ethernet)、HDMI、DVI、SATA、等等。所述的EOS與ESD保護係亦可使用於電力線、類比音頻線路、射頻(RF, radio frequency)線路、以及其傳送電性訊號之任何其他的導線。該裝置可為如圖所示的一種手機、具有USB或其他資料埠的其他裝置、用於插入到個人電腦的擴充卡、專用媒體播放器、或任何其他的電子裝置。
圖2a-2c說明利用其結合TVS二極體20之一種串聯保護電路30，TVS二極體20被使用作為並聯保護電路。互連端子12a與12b代表USB埠12的實際導線，其分別連接到資料線14a與接地線14b。互連端子16a與16b代表CPU 16的實際導線，例如：接腳或引線，其在CPU 16的對面而連接到資料線14a與接地線14b。串聯保護電路30被稱作為“串聯”，因為在資料線14a (亦稱為傳輸線)的訊號是串聯流通過在互連端子12a與16a之間的該串聯保護電路。TVS二極體20被稱作為“並聯”保護電路，因為該並聯保護電路和CPU 16或經保護的另一個負載為並聯而耦合在資料線14a與接地線14b之間。在其他實施例中，可以使用不同於TVS二極體的並聯保護電路。
串聯保護電路30被操作類似於開關。圖2a說明串聯保護電路30之開關為閉合，而圖2b說明該開關為打開。在行動裝置10的正常操作期間，串聯保護電路30是如同圖2a之閉合的開關，允許在資料線14a的訊號流通到互連端子16a且由CPU 16所接收。TVS二極體20實質為開路，且提供對於接地線14b之相當低的電容，有助於保持訊號完整性。
在ESD事件期間，TVS二極體20具有顯著降低的電阻以使ESD電流被分流到接地線14b，將在互連端子16a的電壓電位箝制至用於CPU 16的一個安全電位。TVS二極體20可為不具有急速返回(snap-back)之一種矽雪崩型(avalanche) pn接面二極體、或具有淺或深的急速返回特性之一種裝置。TVS二極體20可包括或不包括操縱二極體以進一步降低接面電容。
ESD事件發生得相當快速且持續一段相當短期間，例如：僅為數奈秒(nanosecond)。在許多實施例中，串聯保護電路30不夠快速以保證負載之充分的保護，因此當串聯保護電路30不充分時，TVS二極體20和串聯保護電路結合之使用是有助於保護負載以免於ESD事件。
在EOS事件期間，串聯保護電路30被致動且進入一種高阻抗的狀態，近似於如圖2b所示之打開的開關。連接到互連端子16a的負載(例如：CPU 16)和在互連端子12a的EOS來源有效地電性隔離。EOS事件通常比ESD事件的持續期間較長，例如：數微秒，且TVS二極體20可能未被額定以處置對於延長期間之過量的EOS電流。因此，串聯保護電路30有助於避免在ESD事件期間之對於TVS二極體20的損壞。串聯保護電路30被設計以承受最大預期的開路EOS電壓。比起不具有串聯保護電路30，來自串聯保護電路30之補充保護允許TVS二極體20使用具有較低的功率處置能力並且因此具有較小的尺寸與對於接地之較低的電容。藉由提高在EOS事件期間之資料線14a的電阻，串聯保護電路30降低由並聯保護電路20所吸收的最大功率。
圖2c說明一實施例，其中，並聯保護電路20耦合到接地節點34而不是接地線14b。在一些實施例中，不必有從訊號源而路由到訊號目的地之特定接地跡線。並聯保護電路20可裝配以將自ESD事件之過量的能量傾卸到任何適合的接地節點。接地節點34可以是在行動裝置10的PCB之內的接地平面、或行動裝置10或耦合到USB埠12的裝置之任何其他的接地參考電路節點。
圖3說明串聯保護電路30之一種實施，其利用場效電晶體(FET, field-effect transistor)之電壓阻隔。串聯保護電路30由N通道空乏型MOSFET (NMOS, N-channel depletion mode MOSFET) 40與P通道空乏型MOSFET (PMOS, P-channel depletion mode MOSFET) 42所形成。NMOS 40係包括：汲極端子，其耦合到在資料線14a之一端的互連端子12a；以及閘極端子，其耦合到在資料線之另一端的互連端子16a。PMOS 42包括相反的連接，其中閘極端子耦合到在USB埠12的互連端子12a且汲極端子係耦合到互連端子16a。NMOS 40的源極端子耦合到PMOS 42的源極端子。TVS二極體20作為並聯保護電路而維持耦合在互連端子16a與接地線14b之間。
隨著從互連端子12a到互連端子16a之負載的電流在EOS事件期間而增大，跨於PMOS 42的電壓電位降增大，藉由降低在NMOS的閘極端子之電壓而使NMOS 40關斷。關斷NMOS 40提高通過NMOS的電阻，提高PMOS 42之從汲極到源極的電壓電位，且再重新關斷該PMOS。
在其他實施例中使用除了嚴格地金屬氧化物半導體FET之外的其他型式的FET。基本的FET材料可以是矽(Si)、氮化鎵(GaN)或其他的半導體材料。GaN實施例具有的優點是較低的電容、減少的響應時間、提高的汲極至源極電壓以及每個晶片面積之較低的接通電阻。
圖4a說明一種具有雙向保護的電壓阻隔串聯保護電路30。NMOS 50包括耦合到互連端子12a的汲極端子。NMOS 50的源極端子耦合到JFET 52的第一導通端子與NMOS 54的閘極端子。NMOS 50的閘極端子係耦合到JFET 52的第二導通端子與NMOS 54的源極端子。NMOS 54的汲極端子耦合到互連端子16a。操縱二極體60與電阻器62串聯耦合在互連端子12a與JFET 52的閘極端子之間。操縱二極體66與電阻器68串聯耦合在互連端子16a與JFET 52的閘極端子之間。JFET 52是一種接面閘式場效電晶體或類似的裝置。TVS二極體20是作為並聯保護電路而維持耦合在互連端子16a與接地線14b之間。
在圖4a之中的串聯保護電路30實質阻隔在互連端子12a的EOS事件以免到達互連端子16a，無論EOS事件是正或負電壓電位。在圖4a之中的串聯保護電路30亦實質阻隔在互連端子16a的EOS事件以免到達互連端子12a。若在互連端子12a或互連端子16a之一者的電壓顯著高於另一者，通過JFET 52的電阻藉由閘極電壓的提高而增大。跨於JFET 52所造成之增大的電壓降將NMOS 50與54關斷。
操縱二極體60與66允許互連端子12a與互連端子16a二者均為耦合到JFET 52的閘極而未產生環繞串聯保護電路30之短路。當互連端子16a具有較高電壓電位，二極體60允許較高電壓電位傳遞到JFET 52的閘極，而二極體66阻隔該較高電壓電位以免傳遞到互連端子16a。當互連端子12a具有較低電壓電位，二極體66允許電流從互連端子16a而流通到JFET 52的閘極，而二極體60阻隔電流以免到達互連端子12a。操縱二極體60與66以及電阻器62與68亦有助於控制FET響應時間。
圖4b說明來自圖4a的雙向電壓阻隔電路，其中JFET 52由一對MOSFET 56-58所取代。NMOS 50與PMOS 56作為一對來操作而阻隔在互連端子12a的EOS事件以免到達互連端子16a，類似於在圖3中的NMOS 40與PMOS 42。PMOS 58與NMOS 54作為一對來操作而阻隔在互連端子16a的EOS事件以免到達互連端子12a，或阻隔在互連端子12a的負電壓EOS事件以免到達互連端子16a，同樣為類似於來自圖3的NMOS 40與PMOS 42。PMOS 58與NMOS 54相對於NMOS 50與PMOS 56而為一種鏡像組態。二極體60、電阻器62、二極體66與電阻器68是可選擇的，因為串聯保護電路30的二端未耦合到共同FET的閘極。然而，二極體與電阻器60-68仍然有助於設定響應時間，且同樣可被加入到在圖3之中的實施例。
圖5說明利用電流阻隔之串聯保護電路30的實施例。一種二端子的串聯保護電路30由串聯耦合在互連端子12a與互連端子16a之間的JFET 70與電阻器72所代表。JFET 70的閘極端子係在離開該JFET之電阻器72的相對側而耦合到互連端子16a。JFET 70係一種接面閘式場效電晶體或類似的裝置。JFET 70包括半導體材料，其形成在P型或N型矽中的通道且具有在二端的歐姆連接。JFET 70可包括Si、GaN或另一種適當的半導體材料。TVS二極體20作為並聯保護電路而維持耦合在互連端子16a與接地線14b之間。
對於一種n通道JFET 70而言，P型材料沿著N型通道而擴散，形成逆偏壓的pn接面。逆偏壓的pn接面造成靠近通道的空乏區。在EOS事件期間，通過串聯保護電路30之增大的電流提高跨於電阻器72的電壓電位梯度。JFET 70之降低的閘極電壓增大該空乏區的有效寬度，因此提高通過該JFET的通道之電阻。一旦該通道係“夾斷(pinched off)”，串聯保護電路30隨著電壓提高而保持電流為大約固定。電阻器72的電阻值可修改以設定要開始將JFET 70切斷所需之通過串聯保護電路30的電流量。在EOS事件期間，TVS二極體20引導剩餘電流通過串聯保護電路30而流出且繼續保護負載以免於遭受到ESD事件。一旦EOS事件的突波消退，串聯保護電路30返回到正常的操作狀態。
圖6a說明行動裝置10，其具有導電跡線14，經配置以供串聯保護電路30與並聯保護電路20之安裝。接點墊80a與80b提供用於串聯保護電路30之安裝，且接點墊82a與82b提供用於並聯保護電路20之安裝。資料線14a在接點墊80a與80b之間為斷開，使得沿著資料線的所有電流路由為通過串聯保護電路30。
圖6b說明安裝在行動裝置10的PCB之上的串聯保護電路30與並聯保護電路20。每個保護電路20與30是小的二端子半導體封裝。在該些保護電路底部上的焊料凸塊或其他互連結構回流到接點墊80a與80b以將該些封裝機械附接且電性連接到導電跡線14。可將具有任何適合的互連方式之任何適合的封裝型式使用於串聯保護電路30與並聯保護電路20。串聯保護電路30在具有長持續期間的EOS事件期間產生在USB埠12與CPU 16之間的開路。串聯保護電路30之開路保護CPU 16與並聯保護電路20二者。在較快速的ESD事件期間，並聯保護電路20成為導通以在串聯保護電路30有時間反應之前而將過量的電荷傾卸到接地。
圖7a說明行動裝置10，其具有導電跡線14經配置以用於包括串聯保護電路30與並聯保護電路20二者的一種單片式(monolithic)封裝之安裝。該封裝被安裝到接點墊88a-88c。在該封裝之內部，串聯保護電路30路由在接點墊88a與接點墊88b之間的電流，而並聯保護電路20耦合在接點墊88b與88c之間。圖7b說明安裝到接點墊88a-88c的單片式封裝90。單片式封裝90可包括單一晶片且並聯保護電路20與串聯保護電路30二者均形成在一個晶粒上，或多個晶粒可被結合成為多晶片模組。
在一種單片式的實施中，諸如反應時間與電流處置能力之裝置特性可在並聯保護電路20與串聯保護電路30之間而匹配。匹配並聯保護電路20與串聯保護電路30的特性有助於確保的是，當操作在額定的EOS與ESD條件內，沒有元件會損壞。即，單片式封裝90可經配置以實質確保的是，在並聯保護電路20達到該並聯保護電路可吸收的最大量的能量之前，串聯保護電路30成為開路。單片式實施亦允許互連電感降低，其降低在ESD事件期間的箝位電壓且有相當快速的上升時間。較低的箝位電壓降低在ESD事件期間所吸收的能量。
儘管本發明的一個或多個實施例已經詳細說明，所屬技術領域中具有通常知識者將理解的是，可在沒有脫離如隨附申請專利範圍所提出之本發明範疇的情況下對於該些實施例做出修改或調整。
10:行動裝置 12:通用串列匯流排(USB)埠 12a、12b:互連端子 14:線路(導電跡線) 14a:資料線 14b:接地線 16:微處理器(CPU)、USB控制器、或其他半導體裝置 16a、16b:互連端子 20:暫態電壓抑制(TVS)二極體 30:串聯保護電路 34:接地節點 40:N通道空乏型MOSFET (NMOS) 42:P通道空乏型MOSFET (PMOS) 50、54:NMOS 52:JFET 56、58:PMOS 60、66:操縱二極體 62、68:電阻器 70:JFET 72:電阻器 80a、80b、82a、82b:接點墊 88a、88b、88c:接點墊 90:單片式封裝
[圖1]說明使用TVS二極體作為一種並聯保護電路； [圖2a-2c]說明和TVS二極體結合所使用之一種串聯保護電路； [圖3]係說明其作為電壓阻隔電路之串聯保護電路的一種實施； [圖4a與4b]係說明其作為雙向電壓阻隔電路之串聯保護電路； [圖5]係說明其作為電流阻隔電路之串聯保護電路的一種實施； [圖6a與6b]係說明其結合使用之串聯保護電路與TVS二極體以保護一種高速的資料線；且 [圖7a與7b]係說明一種單片式封裝的串聯保護電路與TVS二極體。
12a:互連端子
14a:資料線
16a:互連端子
20:暫態電壓抑制(TVS)二極體
30:串聯保護電路
34:接地節點

Claims (15)

  1. 一種半導體裝置，其包含： 傳輸線路； 接面場效電晶體(JFET)，其串聯耦合該傳輸線路，其中該接面場效電晶體的閘極端子電性耦合到該傳輸線路； 電阻器，其在該JFET和該JFET的該閘極端子之間與該傳輸線路串聯耦合；以及 並聯保護電路，其電性耦合在該傳輸線路和接地節點之間。
  2. 如請求項1所述之半導體裝置，其中該接面場效電晶體的導通端子直接電性耦合到該電阻器的第一端子並且該接面場效電晶體的該閘極端子直接電性耦合到該電阻器的第二端子。
  3. 如請求項1所述之半導體裝置，其中該接面場效電晶體和該並聯保護電路被設置在單一的半導體封裝件之中。
  4. 如請求項1所述之半導體裝置，其中該並聯保護電路包括暫態電壓抑制(TVS)二極體。
  5. 如請求項1所述之半導體裝置，其中該接面場效電晶體、該電阻器和該傳輸線路串聯耦合在源極和負載之間。
  6. 如請求項1所述之半導體裝置，其中該接面場效電晶體的該閘極端子直接耦合到該並聯保護電路。
  7. 一種半導體裝置，其包含： 接面場效電晶體(JFET)；以及 電阻器，其包括該電阻器的第一端子和該電阻器的第二端子，該第一端子耦合到該接面場效電晶體的導通端子且該第二端子耦合到該接面場效電晶體的閘極端子。
  8. 如請求項7所述之半導體裝置，其中該接面場效電晶體的該導通端子直接電性耦合到該電阻器的該第一端子，並且該接面場效電晶體的該閘極端子直接電性耦合到該電阻器的該第二端子。
  9. 如請求項7所述之半導體裝置，其中該接面場效電晶體和該電阻器串聯耦合在源極和負載之間。
  10. 如請求項7所述之半導體裝置，其進一步包括並聯保護電路，該並聯保護電路耦合到該接面場效電晶體，其中該接面場效電晶體和該並聯保護電路在單一的半導體封裝件之中。
  11. 一種製造半導體裝置之方法，其包含： 提供傳輸線路； 將接面場效電晶體(JFET)串聯耦合到該傳輸線路； 將該接面場效電晶體的閘極端子耦合到該傳輸線路；以及 在該接面場效電晶體和該接面場效電晶體的該閘極端子之間將電阻器與該傳輸線路串聯耦合。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該接面場效電晶體的該導通端子直接電性耦合到該電阻器的第一端子，並且該接面場效電晶體的該閘極端子直接電性耦合到該電阻器的第二端子。
  13. 如請求項11所述之方法，其進一步包括將該接面場效電晶體和該電阻器串聯耦合到源極和負載之間。
  14. 如請求項11所述之方法，其進一步包括將並聯保護電路耦合到該接面場效電晶體.
  15. 如請求項14所述之方法，其中該接面場效電晶體的該閘極端子直接耦合到該並聯保護電路。
TW110114735A 2017-03-28 2018-03-22 用於電性過載及靜電放電保護的方法和裝置 TWI766656B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762477959P 2017-03-28 2017-03-28
US62/477,959 2017-03-28
US15/925,569 US10692854B2 (en) 2017-03-28 2018-03-19 Method and device for electrical overstress and electrostatic discharge protection
US15/925,569 2018-03-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202131478A true TW202131478A (zh) 2021-08-16
TWI766656B TWI766656B (zh) 2022-06-01

Family

ID=61906600

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107109855A TWI728240B (zh) 2017-03-28 2018-03-22 用於電性過載及靜電放電保護的方法和裝置
TW110114735A TWI766656B (zh) 2017-03-28 2018-03-22 用於電性過載及靜電放電保護的方法和裝置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107109855A TWI728240B (zh) 2017-03-28 2018-03-22 用於電性過載及靜電放電保護的方法和裝置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10692854B2 (zh)
EP (1) EP3386056A1 (zh)
KR (2) KR102277651B1 (zh)
CN (2) CN108666303B (zh)
TW (2) TWI728240B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9225199B2 (en) 2011-03-22 2015-12-29 Triune Ip, Llc Variable power energy harvesting system
CN108242802A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 华为技术有限公司 接口防护电路及设备接口
US10692854B2 (en) * 2017-03-28 2020-06-23 Semtech Corporation Method and device for electrical overstress and electrostatic discharge protection
CN110011132A (zh) * 2019-04-09 2019-07-12 晶晨半导体(上海)股份有限公司 一种端口处理方法
KR102253146B1 (ko) * 2019-04-18 2021-05-17 (주)팔콘시스템 Jfet를 이용한 구동트랜지스터의 잔여전류 제거회로
CN111413818B (zh) * 2020-03-31 2021-02-02 精电(河源)显示技术有限公司 一种抵抗电性干扰的液晶显示模组
US20210376600A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 Loon Llc Transient Voltage Protection for Low Voltage Circuits
US11374393B2 (en) * 2020-06-30 2022-06-28 Littelfuse, Inc. Depletion mode MOSFET for overcurrent protection
US11411393B2 (en) 2020-10-05 2022-08-09 Littelfuse, Inc. Ultra-low clamping voltage surge protection module using depletion mode MOSFET
US20240178663A1 (en) * 2022-11-28 2024-05-30 Qualcomm Incorporated Iec protection of high-frequency terminals

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4533970A (en) * 1983-06-27 1985-08-06 Motorola, Inc. Series current limiter
US4744369A (en) * 1986-10-06 1988-05-17 Cherne Medical, Inc. Medical current limiting circuit
FR2663168B1 (fr) 1990-06-06 1992-11-13 Matthelec Mediterranee Sa Procede et dispositif de limitation des surintensites dans un circuit electrique.
US5196980A (en) * 1991-01-28 1993-03-23 John Fluke Mfg. Co., Inc. Low impedance, high voltage protection circuit
WO1994018736A1 (fr) * 1993-02-10 1994-08-18 Masaya Maruo Dispositif a semi-conducteur et circuit de protection contre les surcharges
US5742463A (en) * 1993-07-01 1998-04-21 The University Of Queensland Protection device using field effect transistors
GB2294598B (en) 1993-07-01 1997-11-19 Univ Queensland A protection device using field effect transistors
US5545909A (en) * 1994-10-19 1996-08-13 Siliconix Incorporated Electrostatic discharge protection device for integrated circuit
US5761019A (en) * 1996-01-11 1998-06-02 L.Vad Technology, Inc. Medical current limiter
US5729418A (en) * 1996-08-29 1998-03-17 Supertex, Inc. High voltage current limiting protection circuit and method therefor
JP3096260B2 (ja) * 1997-07-22 2000-10-10 エス・オー・シー株式会社 リセッタブル過電流保護回路素子
US6744883B1 (en) * 1999-01-12 2004-06-01 Paradyne Corporation Filter system and method to suppress interference imposed upon a frequency-division multiplexed channel
US6714393B2 (en) * 2002-01-07 2004-03-30 Simmonds Precision Products, Inc. Transient suppression apparatus for potentially explosive environments
AUPS045702A0 (en) * 2002-02-12 2002-03-07 Fultech Pty Ltd A protection device
AUPS333302A0 (en) * 2002-07-02 2002-07-25 Fultec Pty Ltd A protection and indication circuit
DE10255130B4 (de) * 2002-11-26 2007-03-22 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung zum Schutz integrierter Schaltungen vor elektrostatischen Entladungen mit parallelem Strompfad
US6970337B2 (en) * 2003-06-24 2005-11-29 Linear X Systems Inc. High-voltage low-distortion input protection current limiter
WO2005020402A1 (en) 2003-08-21 2005-03-03 Fultec Pty Ltd Integrated electronic disconnecting circuits methods, and systems
US7342433B2 (en) * 2004-11-09 2008-03-11 Fultec Semiconductor, Inc. Apparatus and method for enhanced transient blocking
WO2006053314A2 (en) * 2004-11-09 2006-05-18 Fultec Semiconductor, Inc. Apparatus and method for high-voltage transient blocking using low-voltage elements
WO2006050568A1 (en) 2004-11-12 2006-05-18 Fultec Semiconductor Inc. A surge protection device
US7492566B2 (en) * 2005-01-14 2009-02-17 Bourns, Inc. Low resistance transient blocking unit
FR2886778B1 (fr) 2005-06-03 2007-09-07 Schneider Electric Ind Sas Dispositif de protection contre les surtensions et circuit electronique comportant un tel dispositif
US7576962B2 (en) * 2005-06-16 2009-08-18 Bourns, Inc. Transient blocking apparatus with reset
US7593204B1 (en) * 2006-06-06 2009-09-22 Rf Micro Devices, Inc. On-chip ESD protection circuit for radio frequency (RF) integrated circuits
JP5360460B2 (ja) * 2007-10-10 2013-12-04 ソニー株式会社 静電保護回路
US8068321B2 (en) * 2008-10-31 2011-11-29 Monolithic Power Systems, Inc. Input surge protection device using JFET
TWI429337B (zh) * 2008-11-13 2014-03-01 United Microelectronics Corp 具有多指矽控整流器之靜電保護電路
US8004806B2 (en) 2009-05-04 2011-08-23 United Silicon Carbide, Inc. Solid-state disconnect device
US8619397B2 (en) * 2011-01-31 2013-12-31 Fairchild Semiconductor Corporation Non-linear power management device for input power protection
US8861164B2 (en) * 2011-02-04 2014-10-14 Fairchild Semiconductor Corporation Integrated overdrive and overvoltage protection device
US9627883B2 (en) * 2011-04-13 2017-04-18 Qorvo Us, Inc. Multiple port RF switch ESD protection using single protection structure
US20150214732A1 (en) * 2013-05-13 2015-07-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor circuit
US10181719B2 (en) * 2015-03-16 2019-01-15 Analog Devices Global Overvoltage blocking protection device
US9954356B2 (en) * 2015-05-15 2018-04-24 Analog Devices, Inc. Electrostatic discharge protection circuits for radio frequency communication systems
US9998117B2 (en) * 2015-12-10 2018-06-12 Abb Schweiz Ag Solid state resettable fuses
US10692854B2 (en) * 2017-03-28 2020-06-23 Semtech Corporation Method and device for electrical overstress and electrostatic discharge protection

Also Published As

Publication number Publication date
EP3386056A1 (en) 2018-10-10
CN108666303A (zh) 2018-10-16
TW201841335A (zh) 2018-11-16
TWI766656B (zh) 2022-06-01
KR102405480B1 (ko) 2022-06-03
US10692854B2 (en) 2020-06-23
KR20210090583A (ko) 2021-07-20
KR102277651B1 (ko) 2021-07-15
CN116404005A (zh) 2023-07-07
CN108666303B (zh) 2023-06-20
US11380672B2 (en) 2022-07-05
US20180286854A1 (en) 2018-10-04
TWI728240B (zh) 2021-05-21
KR20180109759A (ko) 2018-10-08
US20200286884A1 (en) 2020-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI728240B (zh) 用於電性過載及靜電放電保護的方法和裝置
US10510744B2 (en) Vertical nanowire transistor for input/output structure
TWI680559B (zh) 通用序列匯流排c型負荷開關的靜電放電保護裝置
US10026712B2 (en) ESD protection circuit with stacked ESD cells having parallel active shunt
US10170919B2 (en) Battery protecting apparatus
CN105281313A (zh) 瞬态电压保护电路和器件
CN107852157B (zh) 开关电源装置
US9589948B2 (en) Semiconductor device
CN102195280B (zh) 静电放电保护电路和半导体设备
TW201946249A (zh) 具有從保護匯流排耦接至接地的場效電晶體裝置的保護電路
US20120075757A1 (en) Circuit with esd protection for a switching regulator
US9899367B2 (en) Integrated circuit including lateral insulated gate field effect transistor
US10897131B2 (en) Electrostatic discharge protection circuit for bypassing an ESD current
CN111525533B (zh) 具有过冲及下冲电压保护及esd保护功能的驱动器电路
TW201444088A (zh) 半導體裝置
US11177251B2 (en) Circuit overvoltage protection
US20240355717A1 (en) Integrated bidirectional four quadrant switches with drivers and input/output circuits
JP2002299566A (ja) 保護回路
KR20170027227A (ko) MCP(Multi Chip Package) 방열 제어 적용을 위한 전력 증폭 다단계 연결 음의 문턱전압 5-단자 엔모스 트랜지스터 소자를 이용한 전력 공급 회로 장치
CN116631998A (zh) 等离子体破坏保护装置及保护方法
KR20170027229A (ko) MCRP(Multi Chip Grid Package) 방열 제어 적용을 위한 전력 증폭 다단계 연결 음의 문턱전압 5-단자 엔모스 트랜지스터 소자를 이용한 전력 공급 회로 장치