TW385534B - Stacked silicon-controlled rectifier having a low voltage trigger and adjustable holding voltage for ESD protection - Google Patents

Description

A7 _________B7_ 五、發明説明（1 ) 發明.技術領逾 本發明大體上有關於靜電放電保護電路，且，吏特別 地’有關於一種靜電放電保護電路，收納於積體電路中， 用以將信號線分流至地。 發明背景 積體電路非常容易受到靜電放電（ESD)之高電壓危 害，ESD可鹌於吾人觸摸積體電路之引線時發生。習知技 術已利用矽控整流器（SCR)，將ESD之高電壓選擇性放電至 地。於ESD之前’ SCR在非傳導狀態。一旦出現esd之高 電壓，接著SCR改變成傳導狀態，而將電流分流至地，並 於電摩放電至安全位準夂前保持此傳導狀態b 習知SCR產生一問趄，此因其保持電壓傅於被保護電 路之操作電聲所致。因之’習知SCR可由或大信號雜 訊所觸發’且只要操作電壓施加至被保幾電路，就保 持閂鎖在傳導狀轉。因積體電路操作時產生之雜訊會觸動 靈敏之SCR電路’故產生問題。此舍危害且，除非 將被保護電路之操作電壓除去以使SCR熏返未問▲之非傳 導狀態，否則不能使用被保護電路。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 積體電路尺寸減少產生進一步問題，因電路尺寸減少 會造成更易受ESD之危害。此於目前私3. 3伏特電壓操作 之MOSFET電路尤然。MOSFET電路易受到ESD危害。爲防 止此電路受到跆1)危窨，須利舟靈敏之SQR電路。由於SCR 之高觸發電廣’故須安置一電阻器於被保護之信號路徑 上。此電阻器會增和時間常數，造成信號路徑響應時簡滞 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）. B7 五、發明説明（2 ) 後以及高頻數位偉嬈失真。 發明概要 於此揭露及申請專利之本發明包含、SCR，其觸發電塵 係配合施加至積體電路之電源而自動調聱至不同之觸發電 壓位準。P通道電晶和以決㈣㈣壓。當操作電释未 施加至被保護之_電路時’ p通道電晶體賴電壓決定 觸發卿之電Μ。當操作苹源施加至被懌護之積體電路 時’操作電壓杨至ρ料電晶體之輸，職體電路之 操作電壓及Ρ瑪遒電蟲體之臨限電壓決定咖之觸發電 壓。接著，情及_電晶體對制鎖，❸將被保護之信 號路徑分錢地。徐非施加至信號路彳纟之錢下降低於 SCR之臨限電壓，否射SCR保持為問鎖。 於本發明之另-方私，多個SCR苛堆疊，或以串聯方 式連接’使得全部SCR之保持電壓大於施加至信號路徑之 操作電、壓4CR £<串聯方式雉疊，使得全部串聯之scr保 持電壓大約等於各SCR保㈣壓之和，且大於觸發電壓。 圖式簡述 為吏完整瞭解本發明及其優點，現參照下列配合隨附 圖式之钒明，其中： 圖1描繪習知積體電路内賤置用以提供ESD保護之SCR 之示意圖； 圖2描繪提供圖丨中SCR之習知積體電路之剖視圖； 圖3描#包含本發明SCR之ESD保護電路之示意圖; 圖4描誇含有圖3示意描繪之ESD保碟電路之積體電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉Μ規格（210X297公釐〉 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _B7_'_ 五、發明説明（3 ) 路剖視圖； 圖5描繪本發明另一實施例之ESD保護電路示韋、圖， 包含二SCR串聯在一起； 圖6插繪含有圖5中ESD保護電路之積體電路剖視 薗； 圖7、&及9描繪圖1-6各種ESD保護電路之電流對於 電壓之曲線圖；以及 圖10楢繪本發明另一實施例之ESD保護電路，其中係 將圖3及4描繪之SCft堆疊以提供保護電路。 \ 發明詳述 現參照圖1，其，描繪習知積體電路}0之示意圖，具有 被保磷電路12。電路12係由以二極體方式連接之N通道 電晶體14所保護，電晶體14之汲極連接暴電晶體12之閘 極，且電晶體14之源極連接至地，使得超過電晶體14崩 潰電壓之電壓會令電晶體14傳導。電阻16連接於電晶體 12閘極與輸入墊20之間4CR 18自墊2G連接至地。SCR 18 含有陽極21連接至墊20 *夂陽極21連接至電阻器22之 一側及連接至PNP電晶體24之射極。電晶體24之棊極連 接至節點26。電阻器22之另一侧連接至節點26。N通道 電晶體28之汲柽與NPN電晶體30之集極皆連接至節點 邡。電晶艟3Q之棊極連接至節點32，且節點32連接至電 晶體24之集極與電阻器34之=侧。電阻器34之另一侧連 接至節黠36，此係SCR 18之陰極，其連接至地6電晶體 30之射極以及N通道電晶體28 <閘極與瓛極連舞至節點 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----------1 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 ______ B7_,__ 五、發明説明（4 ) 36 〇 現參照圖2，其描繪積體電路40乏剖視圖，積體'電路 40提供圖1中SCJR 18之電路。積體電路40含P型基底42, 其中形成N井44。於J井44中，形成N+區46及P+區48。 N+區46及P+區叫—起連择至終端墊50*其等效於圖1之 節點21°Ν+區52係設置為跨越N井44與基底42之接面， 如圖所示。Ν+區54形成於基底42中，且與Ν+區52間隔 分開°Ν通道電晶體之形成係藉由設置閘極56鄰近基底42 一部分’閘極56延伸於Ν+區52與Ν+區54之間’此等斛 區形成Ν通道電晶體之源/汲挺區》Ρ+革58形成於基底 42中且逮接至終端墊6〇。料區54及蘭等5β亦直接連接至 終端塾6Q。終端墊肋提供圖1之節點36。 進一步參照圖1與2’藉由Ν井44之一部分自Ν+區46 举伸至Ν井44與基赛42之介面而提供電阻匕之電阻器 22。Ν+區46與Ν+區52間隔分開，、使得Ν井44 一部分於 Ν+區46與Ν+區5.2之間延伸而提供電阻|?Ν之電限器22。終 端塾50亦連接至p+區48。基底42自與Ν井44接面處延 伸至Ρ+區53之區域提供電阻RP <電阻器34。ΡΝΡ電晶體 24之射極由P+區48提供，基極由N井44提供，且集極由 P型基底4?提供^ N+區52提供N通道電晶體28之焱極。 Ν 道電晶體28之閘極與源極分別由閘極舆私區54提 供。NPN電晶體30之集極由N丼44振供，基極由基底42 提供，而射極由N+區54提供。 於操作中’療非節鎵邰之f壓超過％晶體28之崩潰 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） !-------- 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) tr

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _B7__ 五、發明説明（5 ) 電壓，否則保護電路18不會在陽擇21與陰極36間傳導電 流。就3. 3伏操作技術兩言，崩潰f壓較痤介於7至10 伏t而於5伏操作技街者，則介於10至15喪。一旦超過 電晶體28之崩潰電壓，電流會通過電阻器22至節點26， 具自電晶體28之汲極至源極。通過電阻器22之電流會令 PNP電晶體24基極上之電壓下降ό 一旦超過電晶體24之 二極體f壓，形成順向偏壓，電晶體24會自陽極21至節 點32傳導電流。通過電阻器34至節點36之電流會令電晶 體30之基極電壓上昇並使電晶體30.導通。通過電晶體30 之電流令電流通過電阻器22，而進一步降低節點26上之 電壓至低於電晶體28冬崩潰電壓。因和，除非電阻器22 及34任一者上之電壓低於SCR 18之保持電塵，否則電晶 體24及30會閂鎮在傳導模式。 習知之SCR18保護電路具有單一觸發電壓，由電晶體 28之崩潰電壓決定。習知SCR 18之保持電壓一般小於被 保護電路12之電源電壓，造成SCR 18閂鎖在傳導模式， 除非自被保識之信號路徑除去操作電源。例如，3. 3伏技 術之保持電壓大約為1. 5伏。 圖3描繪積體電路62之示意圖，其具有MOS電晶體形 式'被保護電路64乘具# N適道電晶體06連接於墊72 與地之間。由墊72與迆之間連接之SCR68提供保護f路。 SCR 68之操作電壓終端墊70連接至Vtm，即供應至積體電 路62之電源，然其可連揍至另一電壓位準。SCR 68電路 復含有陽極73，連接至電阻器74之一側，連接至PNP電 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4«· ( 210X297公釐） I---------^裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 .4 A7 ---—-----B7_ 、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 晶體76之射極，並連接至p通道電晶體78之源樟。零晶 體7&之閘極直接連接至终端墊7〇，其連接至Vm。電阻器 74之另一側連接至節點8卜節點8〇連接至電晶體饨之基 極粤NPN電晶體82之集極。電晶體82之基極直接連接至 節點84。電晶體76之隼極與電蟲艟78之汲極亦直接連接 至節點84 -電阻器卟連接於節點g4與鲔點38之間。節 黏88提供SCR 68之陰極’其連接至地。npn電晶體從之 射極亦連接至節點88。 經濟部中和標準局員工消費合作社印製 現參照_ 4 ’其指繪積體電路別之剖視圖，積體電路 卯提供圖3中SCR 6δ之電蹲。積體電路汕含有p型基;| 92。高壓Ν槽（HV-ji檜)9β形成於基底9:2申。Ρ+區94亦开多 成於基雇92中，Ρ+區94連接皇基底終端墊96，以提供電 連接至基底92。低壓Ρ槽（LV-p槽）1〇〇形成於HV-n檜98 中。P+區102形成於LV-p槽100中。N+區104亦形成於LV-p 槽100电。P+區102及ίί+區104皆連接至陰極106。P+區 108延伸於HV-η槽98與tV-p槽1(}0之間。Ρ+區11〇形成 於HV-n槽98中，與P+區108間隔分開，以提供p通道電 晶體之源/波極龜，此源/及極區被通道區分隔，通道區 上安置Μ極電樟112，且閘極電極112經由一層閘極氧化 物而與通道區分隔6閘極112瓖接至終端墊li4〇N+fe 116 形成於HVi槽98中，且與抖區1M —起連接至陽極118 » 吾人應注意，HV-n槽98之電阻係數係設計為使其介於LV-p 槽100舆N+區116間之部分可提供電阻心。此外’U-p槽 ιοα之電阻係數係彀計為使其介於P+區1〇?與p+區108及 本紙張纽適用中國國家標準（CNS ) A徽fS· ( 210X297公釐）

經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝

Hy η槽98兩者間之蜱伸部分可提供 將SCR 68與棊摩92分隔。 抓η倌⑽刀 現參照圖3及4’圖3之陽極扣對應於圖4之終端墊 18 ’提供即_之陽極。i私區116延伸至LV-p槽100 之Μ η槽98之-部分有之電阻係數可提供電阻心之 電阻器74。電aalt %之射極、基極與集極分別由p+區11〇、 Ρ η槽與LV-p播⑽提供„ p士區糊與11〇以及閘極 112 —起提供電晶體78»终端墊n4速接閘極112盖Vdd， 且對應於終端墊70 » p+區11〇對應於電晶體78之源極， 而P+區108對應於電晶體78之汲極α電晶體82之集極、 基極與射極分別由Hln槽98、LV-p槽;1〇0與Ν+區104提 供。自Ρ+區108與HV~n槽98延伸至Ρ+區102之LV-ii槽 100之r~部分提供電阻仏之電阻器拙q節點ι〇6對應於節 點88並提供SCR 6S乏陰極^ SCR68防止電路64聋到ESD危害。吾人應注意，介於 圖1中各CR 13與被保護電路12間之電阻器16並未用於圖 3之電路中。 於操作中，須考慮二種狀況，即電源關閉操作與電源 開敢操作a衿f源關閉操作中，墊70上之電壓VDD貪際上 接地。辱該電壓接地，故與SCR 68陽極73連接之電蟲體 78之汲極上任何超遜其臨限電壓ντ之正電壓會將電晶體 78導通並傳導電涑至電阻器86。當此電壓足以將電晶體 62導通時，電流會通過電陚器74 κ將節_ 80電壓降低， 產將電晶體76導通，因此將SCR 68閂鎖。另一方面，於 9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I.-------裝11 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

tT

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) 電源開啟狀沉中，整70之電壓為yDD，其較佳實施例為3 3 伏（或5.0伏於其他應用中>»當輪入终端墊72上之電壓“ 電晶體78閘極上之電源電壓高出一個臨限電壓％時，電 晶體78會導通具電流會裨過電阻器86 〇此將使電晶體從 導通，將節點80電壓降低，並將電蟲體76導通，因此驅 動名CR 68並將墊72上之電壓降低。一旦踌择73上之電壓 降低，則電晶體78關閉，因其源極電聲較閘極電塵 高出之電壓小於一個Vt。當陽極上之電壓下降低於彳呆持電 壓時，閂鎖會再度關閉。於較佳臂施例中y此奄壓大約為 1‘2伏。因此，藉由使用噱晶體78並使其閘極連接轰塾刊 上足電源電壓，可達成降低觸發電壓且攀須串聯電阻9又， 藉由將3CR隔離於高壓槽中，而減少基底電流注入，此係 由於反向傜壓之PN接面介於高壓槽與基底之間，此基底係 P型材料。因高壓槽於節點80處提供㈣p電晶體之基極， 故基底t流注入可能影響SCR之操作。 i參照圖5 ’其描繪由SCR 126及SCR 128串聯組合所 組成之保護電路124°SCR 1，28類似於圖3乏SCR 68.°SCR 128 之電路含有操作電壓終端墊130 ,其連接至含有保護電路 12 4.之積體電路之操作電壓V心陽極係由終端螯i 3 ?提供。 t阻P 134自終端墊132連接盖難點14〇βρΝΡ雙極忮電晶 體13{之射極迷接至陽極132’集極連接直節點144,而基 褲連接異節點14〇。ρ通道電晶體138之源極埤接至陽極 1.32 ’且没極連接至節點144。電晶體138 I閘辑連接至終 端墊130，其連接箪操作電壓。ΝρΝ電晶體142之集極 -10 - 本紙張^度通用肀國國家標準（CNS} Α4規格（210Χ297公釐） ----------J裂— (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) -、1Τ.

發明説明（9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 連接至節點140 ’暴極連接至節點，而射極連接至節點 1措。電阻RP之電阻器]46連接於節點丨44與節點丨48之間‘。 電阻Rh之電陳器134連接於終端墊丨32與節點140之間 SCR m之節點148連接至SCR 126'之節點15卜電阻

Rs之電阻舞152連接於節點15〇與節點156之間。冲p電 晶體154之射極連接至節點1$〇，基極連接至節點156，且 集極連接I節點1肋。NPN電晶體160之集極連接至節點 15,6 ’基輕建接至節點162，而射極連接至節點16^電阻 匕’之電阻器164連接於節點162與節點166之間。N通道 電aa體158之汲極與閘極連接至鲔點156，且源極連接至 節點16&。 現參照圖6,其描繪積體電路no之剖視圖，積璋電路 Π0提供圖5之保護電路124。積體電路170含p型基底 Π2。咼壓N槽（HV-n槽）174形成於基雇Π2中。低塵p槽 (LV-p槽）1祁形成於ί^Ηι槽Π4中。财區iso及p+區182 形成於HV~n槽174中，Jk皆連接至終端墊184，其提供陽 極。P+區186跨越HV-n槽174與LV-p槽176間之接面。 P+區182、P+菡186及閛極電極188 —起於HV-n槽174中 形或P通递電晶體。閘極電極188連接至終端墊1恥。N+ 區192及P+醛194形成於LV-p槽176中。N+J1 192及P+ 區194皆遴接至節點196，其連接至節點ι98。 低壓N槽（LV-n槽）區200形成於基底172中。N+區202 友P+區2Q4形成於tV-n槽艺00中。N+區202及P+區204 皆連接至節點1卵。肝區206跨越基底172與LV-n槽區200 II- 尽紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7_____ 五、發明説明（Ϊ0 ) 間之’接面。N+區208形成於基底172中，並#閘極電極2Ϊ0 及N+區206 —起提供N通道電晶體。閘極電極210連接至 終蟑墊212 ’終端墊212另連接至N+瞎206 〇P+區214形成 於基底172中。P+皞214及N+區208連接至節點之16。 現參照圖5及6，積體電路170之終端墊1故4對應於 SCR 128之終端墊132，並提供保護電路124之陽極。PNP 電晶體136由P+區182、HV-n槽174及LV-p槽176所提供。 P通道電晶體138由P+區182、閉極電極ί88及P+區186 所提供。電阻RN孓電阻器134由部分HV-n槽Π4所提供， 自N+區180延伸至LV-fi槽176*>NPN電晶體142由HV-n槽 174、LV-p槽176及N+區192所提供。賓阻之電阻器146 由部分LV-p槽176所提供，& HV-n槽174延伸至P+區194。 圖6之節點196對應於圖5之節點148。HV-n槽174與基 底172間之二極體接面將SCR 1?8與基底172螞離。 SCR I26之節點150對應於積體電路170之蜂端墊 198〇PNP電磊體154之射極、基極與集極分別由P+區204、 L〒-n槽200與基底,172所提供。電哗RN’之電阵器152由部 分LV-p槽200所提供，自N+區202延伸至介於LV-n槽200 與基扈Π2間之部分接面。N通道電晶體1&8之波極、閘極 與源極分別對應於N+區206、閘極電拯210與N+區208。 NPN電晶體160之集择、棊極與射極分别對應於LV-n槽 2Q0、基底Π2與N+凰208。電阻RP’之電卩且器對摩於 部分基底H2，自LV-n槽200埤伸至P+區2Ϊ4。積體電路 170冬終端墊216對應於SCR 126冬節點166。 -η- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4^格（210X297公釐） W··· MMnw aw·»· ···a^an \.i· (請先閱讀背面之注意事項再^;寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 _ —— — — —1—'' 五、發明説明（ίι) 於·#作中，保護雷護124可如圖3所示之SCR 68般連 接至被保護電路之輸入墊。積體電路Π0之操作電壓Vdd 較佳噠接至保護電路124之操作電壓終端墊130，雖終端 墊130寸連接至不同於操作電壓之其他電壓。終端墊132 係連接至被保護f路之信戆線，以仿止被保護電路受到ESP 高壓危害。當電源關閉時，電壓Vm並未施加至終端墊no ’ 則SCR 128會由超過電晶體138臨.限電壓Vt·之電壓所觸發。 當電壓Vm>施加至積體電路Π2時，電壓Vdd會施加至終端 塾1¾) ώ然後，SCR 128會由施加至终罐墊13^之較施加至 終端摯130之電壓Vdd高出一個臨跟電壓Vt之窜壓所觸發。 接著電流會通過p通道電晶體I38至節r點I44 i通過電阻 器’146至節點14&。 當陽極132上之電壓較電晶體閘極電壓高出一個 臨限電壓時，電流會通過電阻器146。因第二SCR126連接 於節點148與地之間，故電淹接著適過電阻器152至節點 156並通過電晶體158 a此會將電晶體154 <基極電壓降 低，將電晶體154導通，並令電流通過電阻器lp4。節點 162電壓會上升，將意晶體160'導通’並因.而閃鎖scr 且將節點148拉至地。此必然使電流通過電阻器146而使 得電昴體142導通'，將節點140電壓降低，敢將電晶體136 導通，且將SCR 128乱鎖。 ,於二串聯連接之SCR128與126中，其控制係由SCJU28 之觸發電麈所提供，即，觸發電壓較電源電壓或任何連接 至墊130電壓高出一個臨限電壓。然，保持電壓係s邙 -13- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4麟（21QX297公釐） I、-------— 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Μ 經濟部中央標率局貝工消費合作社印製 A7 — ______B7 五、發明説明（12 ) 及SCR 1加兩者之保持電壓之和。依此，保持電壓可超過 電源電壓。例如，於3. 3伏技術中，可使用二個串接之scr， 各具有大約1·75伏之保持電壓，形成3 5伏之組合禚持電 壓，而大於電源電壓。又，保持電壓可敦計為大於由電源 電壓及Vt形成之觸發電摩。牝保持電壓係沖^及卩肿電晶 體之点之函數，此係該尊万乘積之函數，即、f(冷伞泠）。 現參照圖7、8及9，其分别描繪SCR 128、SCR i26及 保護電路124之電流對於電壓之埤線圖，曲線220描繪 128之觸發電壓（vTR)在點222處。SCR 128之保持電壓（yh) 顯示在點224處。曲線226描％ ~scr 126之觸發電壓（vTR) 在點228處’直保持電壓仏)在點23〇處。最後，曲線232 描繪保護電路124之觸發電壓（Vtr)及保持電壓（Vh)分別在 點234及236處。如上述討論者，保護電路124包含SCR 128 以串聯方式連接SCR126。保護電路124之VTR大約=等於SCR 128之Vn ’其係描繪於圖7點222處。保護電路124之W 孫描繪於點,236處且大約等於SCR 12:δ之Vh(其係描繪於圖 8 ,點230處）以及SCR 128之Μ其係描繪於圖7點224處） 之和。因此’以串聯方式壌接之SCR 126及128之保持愈 麈係相加者。 圖10係描繪保護電路罚8之示意方塊圖，其含有多個 隔離之低壓SGfe(ILVSCR)，例如分別為圖3及圖5之SCR68 及 SCR 128。IJJSCR 240 串接轸 lUSCR 242。終端墊 244 及24&連接至收納該等終端墊之積體電路之操作電源電壓 Vdd。蛉端墊244及246分別對應於圖3及圖5之終端墊7〇、 -14， 本紙張尺度適用中國国家標準（ CNS ) A4規格（210X297公犛） L-------1 裝！ (請先閲讀背面之注意事項再^:寫本頁) 訂 d. 五、發明説明（ί3 ) A7 B7 及13G。ILVSCR 240之終端墊24δ可直接連接至被保護 止ESD之信號線eILVSCR 240之陰極對應於圖3之節點88， 可連接至ILVSCR 242之陽極，其對應於圖5 '陽極132。 其他ILVSCR可串接納入。因此，保護電路238之觸發電壓 等於單一 SCR，例如SCR 68或128之任一者，之觸發電壓， 且其保持電壓可等於SCfe么40與242.保持電聲之和。因弗， 與242 ’以及其他SCR ’可予以緩，使得保護 電路238之;保持電壓係相加者。 概&之，本發明提供一種保護電路，用以防止受到Ego 之高電塵危害。此保護電路之觸發電壓係可變者且由施加 至收納本發明保護電路之積體電路之禪作電填所自動決 定。此保護電路之保持電壓可由選擇性串接多僻SCR而予 以蟫加。因此，未發明提供一種保護電路，其備犛電壓係 皞施加至此t路之操作電壓而改變，且其保梓電壓可適當 地決定^ ^ 雖已詳細描堞本發明數値實施例’但吾人應瞭觯，在 不偏離後附申請專利範圍所界定之本發明精神糸範疇下， 可為該等實施例之各種改變、替代及變化^ 請 先 閲

I 事 項 再 裝 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 I張 ;紙 本 準 標 家 一釐 公 7 29 *.....1

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 as ES C8 D8六、申請專利範圍 種保護電路，用以防止過高壓經由信號線施加至被保 護電路，此保護電路包含： 閃鎖裝置，具有至少—個NPN電晶體及一個PNP電晶體， 形成至少單一 SCR，此SCR具有陽極與陰極，該陽極連 接至信號線，該陰極連接至地參考電壓，其中閂鎖裝置 於閂鎖後會於f壓低於閂鎖裝置之保持電壓時復原；以 及 觸發裝置，用以觸發閂鎖裝置，該觸發裝置德由與閂鎖 裝置之陽極分蘭之電麈連接之觸發電壓所操作。 2. 如申請專利範®第1項之保護電路，其中觸發電壓务含 被保護t路之操作電源電壓。 3. 如申請專利範圍第i項之保護電路，:其中保持電壓大於 觸發電壓。 4. 如申請專利範圍第1項之保護電路，其中保持電壓可調 整，此係藉由利用至少立個串接之SCR，各具有至少一 個ΝΡΝ電晶:體及一個MP電晶體，形成SCR而達成。 5. —種保護電路，用以防止過高電壓經由信號線施加至被 保護電路，此保護電路包含： 陽極，連接至信號線； 陰極，連接至地參考電壓； Ρ通道電晶體，具有源極連接至陽極，並具有閘極連接 至與信號線上之t壓分開之備發電壓； PNP電晶體，其有基極，並:具有射極連接至陽振線與P 通道電晶犛之源極，且具有集極連接至P逋道電晶體之 汲極； -16- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • 1^19 n^i ml flfl— Λ -裝-- 訂— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐）. A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 NPN電晶體，具有射極連接至陰極，並具有基極連搂至 PNP電晶體之集極輿p通道電晶體之没極，且具_有集極 連接至PNP電晶體之基極； 第一f阻器’連接於陽極與該ΡΝ>電晶體基極和NPN電 晶體集極之間； 第二電阻器’連接柃陰極與該ΡΝΡ電晶體集極、ρ通道 電晶體设極和ΝΡΝ電晶體基極之間’該ΡΝΡ與ΝΡΝ電晶 體及第一與第二電阻器形成SCR ;只及 其中Ρ通道電晶體可傳導電流通過第二電阻器，致使ΝΡΝ 電晶體基極上之電壓增加，頃而將ΝΡΝ電晶體導通，並 將ΡΝΡ電晶體基極電壓降低，而將ΡΝΡ電晶體導通，丘 將SCR约鎖》 6. 如争請專利範圍第5項之保護電路，其中ρ通道電晶體 之閘極連接至被保護電路之操作電壓縿蠕。 7. 如申請專利範園第&項之保護電路，其中保護電路形成 為積體電路之部分’並收納於Ν轉中，該ν槽安置於Ρ 型基底中，甩以將保護電路與積體電路之其他部分電隔 離。 8. 如申請專利範圍第&項之保護電路’其令ρ通道電晶體、 ΡΝΡ電晶體、ΝΡΝ電晶體 '及第一與第二電阻器形成第一 SCR，且保護電路復包含： 第二SCR，與第一 SCR串接，第一與第二SCR各具有保持 電壓’使得保護電路冬举佘保持電壓大约等於第一與第 二SCR各保持電壓之和。 見如申請專利範園第8項之保護電_路，其t第一與第二SCR -17- 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Ί-------•裝-- I . (請先閱讀背面之注意事項1^寫本頁) 、1T .If 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 中請專利範圍 ，叙咸為使得保護電路孓組合觸發電壓大约等於第一與 第二SCR之一者之觸發電壓。 10.如申請專利範圍第8項之保護電路’其中至少第一與第 一 SCR之一者與收納該至少^ SCR之積體電路之其他部 分隔離，此係藉由安置於N槽中且N槽安置於P基底中 而達成。 U•如申請專利範圜第8項之保護電路，其中： p通道電晶體之閘極連接至被保護電路之操作電壓终 端； ' 俤護電路形成為積體電路之部分，並收納於N槽中，該 N槽安置於p型基底中，用以將保護電路與積體電路之 其他部分電隔離；巩及 第一與第二SCR係組成為使得保護電路之觸發電壓大约 等於第一與第二SCR之—者之觸發電壓。 '' ^ —種SCR保護f路，具有陰極與蹯極，用以防止璁高電 壓經由信號線施加至被保護電路，此SCjg保讓電路包 含： N槽，形成於p型基底中； P槽，安置於N槽中； 第一 P+區’安置於pr槽中； 第，N+區，'安置於P槽中； 第二P+區，安置為與P槽及^^槽形成橋接關係，使得第 一 P+區部分安置於P槽及N槽中； 第三Η區，安置於N槽中且與第二P+區分開、，形成 通道區； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 閘極，安置於通道區之上且與通道區α閘極氧化物層分 隔，以形成ρ通道電晶體，閘極可連接至與陽極分開之 觸發電聲； '第二Ν+區，安置於Ν槽中； 第一聲，連接至第一 Ρ+區與第一 N+區，以形成SCR保 護電路之陰極； 第二墊，連接至第三P+區與第二N+區，以形成SCR保 護電硌之爲極； 丼中N槽之電阻部分係延伸於第二N+區與P槽之間，鄰 近第三P+區，用以回應通過之第一預定位準之電流而施 加正塙藶於第三P+區與N槽之間；以及 其中P槽之電阻部分係延伸於第一 Nf區與N槽之間且延 伸於第一 P+區與第二P+區之間，用以回應通過之第二 預定位準之電流而施加負偏壓於第一 N+區與N槽之 間。 13. 如申請專利範圍第12項之保護電路，其中閘極連接至 被保護畲路之操作電壓終端。 14. 一種保護電路，甩以防止高電壓經由信號線施加至被耦 護電路，此保護電路包含： 第一SCR，具有第一保持電攀及一觸發電壓，並吾有第 一陽極與第一陰極，第一陽極連接至信號線； 第二SCR，具有第二保持電壓及一觸發電壓，並具有第 ，二陽極與第二陰極，第二陽極埠捧至第一* SCR之第一陰 極，使得第一及第二SCR串接；以及 其中保護電路具有僅由第一 SCR之觸發電壓界定之觸發 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-- 、?T A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 電藶，並具有组合之保護電路保持電壓，該組合之保護 電路保持電麈包含第一及第二保持電壓之和。 15.奴申請專科範圍夢14項之保護電路，其中組合之保護 電路保持電壓大於觸發電壓。 m nff —HI— —nv flflc— HI— In— BUI* n^i nn n ''务 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) *1T d 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -20 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐）