TWI788011B - 用於靜電放電保護的裝置和方法 - Google Patents

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Abstract

本文公開了一種裝置。裝置包括靜電放電保護開關和靜電放電驅動器。靜電放電驅動器用以接收第一電壓和第二電壓。當第一電壓和第二電壓之間的電壓差高於第一電壓閾值時，靜電放電驅動器輸出第一觸發信號以導通靜電放電保護開關。當第一電壓和第二電壓之間的電壓差低於第二電壓閾值時，靜電放電驅動器輸出第二觸發信號以導通靜電放電保護開關。

Description

用於靜電放電保護的裝置和方法
本案是關於一種用於靜電放電保護的裝置和方法，特別是指一種具有靜電放電驅動器的靜電放電保護的裝置和方法。
基於氮化鎵(GaN)的電路在商業應用中有著廣泛的應用，特別是在大功率應用中。然而，難以用上述基於GaN的電路來製造能夠處理雙向靜電放電(ESD)電流的ESD保護系統。
本案的一實施例是關於一種用於靜電放電保護的裝置，包括靜電放電保護開關以及靜電放電驅動器。靜電放電驅動器用以接收第一電壓和第二電壓。當第一電壓和第二電壓之間的電壓差高於第一電壓閾值時，靜電放電驅動器輸出第一觸發信號以導通靜電放電保護開關。當第一電壓和第二電壓之間的電壓差低於第二電壓閾值時，靜電放電驅動器輸出第二觸發信號以導通靜電放電保護開關。
本案的另一實施例是關於一種用於靜電放電保護的裝置，包括靜電放電保護電晶體和靜電放電驅動器。靜電放電驅動器包括第一電晶體、第二電晶體、第一觸發電路和第二觸發電路。第一電晶體用以接收第一電壓。第二電晶體在耦合到靜電放電保護電晶體的控制端子的節點處耦合到第一電晶體，並且用以接收第二電壓。第一觸發電路用以根據第一電壓輸出第一觸發信號以導通第一電晶體，使得第一電晶體將第一電壓傳送到靜電放電保護電晶體的控制端子。第二觸發電路用以根據第二電壓輸出第二觸發信號以導通第二電晶體，使得第二電晶體將第二電壓傳送到靜電放電保護電晶體的控制端子。
本案的另一實施例是關於一種用於靜電放電保護的方法。方法包括：當第一電壓和第二電壓之間的電壓差高於第一電壓閾值時，輸出第一觸發信號以導通靜電放電保護開關；以及當第一電壓和第二電壓之間的電壓差低於第二電壓閾值時，輸出第二觸發信號以導通靜電放電保護開關。
100:靜電放電(ESD)保護電路
110:ESD保護開關
120:靜電放電(ESD)驅動器
121:控制電路
123:觸發電路
125:觸發電路
127:電壓調節器
129:電壓調節器
200,300,500:方法
210,220,230:操作
310,320,330:操作
510,520,530:操作
V1,V2:電壓
T1,T2:端子
IN1,IN2:輸入端子
N1,N2,N3:節點
O1,O2:輸出端子
R1,R2:電阻器
D11-D1n,D21-D2n:電晶體
M1-M5:電晶體
SW:靜電放電(ESD)保護電晶體
當與附圖一起閱讀時，根據以下詳細描述將最好地理解本案的一實施例的各個方面。要注意的是，根據行業標準慣例，未按比例繪製各種特徵。事實上，為了論述的清楚，可以任意增大或減小各種特徵的尺寸。
第1圖是根據一些實施例的靜電放電(ESD)保護電路的 框圖。
第2圖是根據本案的一實施例的用於操作如第1圖所示的ESD保護電路的方法的流程圖。
第3圖是根據本案的一實施例的用於操作如第1圖所示的ESD保護電路的方法的流程圖。
第4圖是根據一些實施例的如第1圖所示的ESD保護電路的電路圖。
第5圖是根據本案的一實施例的用於操作如第4圖所示的ESD保護電路的方法的流程圖。
以下公開提供了用於實現所提供的主題的不同特徵的許多不同實施例或示例。下面描述了組件和佈置的特定示例以簡化本案的一實施例。當然，這些僅僅是示例，而並不是要進行限制。例如，在下面的描述中，在第二特徵之上或在第二特徵上形成第一特徵可以包括第一特徵和第二特徵直接接觸形成的實施例，並且還可以包括可以在第一特徵和第二特徵之間形成附加特徵的實施例，使得第一特徵和第二特徵可以不直接接觸。此外，本案的一實施例可以在各種示例中重複附圖標記和/或字母。這種重複是為了簡單清晰的目的，並且其本身並不指示所討論的各種實施例和/或配置之間的關係。
本說明書中使用的術語通常具有它們在本領域和使用每個術語的特定上下文中的普通含義。本說明書中對 示例的使用(包括本文所討論的任何術語的示例)僅是說明性的，並且絕不限制本案的一實施例或任何示例性術語的範圍和含義。同樣，本案不限於本說明書中給出的各種實施例。
現在參考第1圖。第1圖是根據一些實施例的靜電放電(ESD)保護電路100的框圖。
如第1圖說明性地示出的，ESD保護電路100包括ESD保護開關110和ESD驅動器120。在一些實施例中，ESD保護電路100用於保護電子電路(未示出)不受損壞，並且在下面的段落中將詳細描述保護方式。
在一些實施例中，當發生ESD事件時，ESD保護電路100的ESD驅動器120用以導通ESD保護開關110。因此，由ESD事件引起的過電壓可以傳導到地或虛擬地，以防止電子設備被上述過電壓損壞。
現在參考第2圖。第2圖是根據本案的一實施例的用於操作第1圖中的ESD保護電路100的方法200的流程圖。為了說明，第1圖中的ESD保護電路100的操作通過方法200描述。
參考第2圖中的方法200，在操作210中，ESD驅動器120用以接收電壓V1和電壓V2。在一些實施例中，ESD保護電路100被實施在電子設備的輸入端，以防止電子設備被由ESD事件引起的過電壓損壞。ESD驅動器120的端子T1、T2用以從諸如電源(未示出)之類的電力源和/或地接收輸入電壓，並且輸入電壓被視為電壓 V1和電壓V2。然而，本案的一實施例的範圍並不局限於這樣的電力源，並且其他合適的電力源也在本案的一實施例的預期範圍內。
參考第2圖中的方法200，在操作220中，當電壓V1和電壓V2之間的電壓差高於電壓閾值Vth1時，ESD驅動器120輸出第一觸發信號以導通ESD保護開關110。在一些實施例在，為了防止電子設備被由ESD事件引起的過電壓而損壞，預先設置了電壓閾值Vth1。電壓閾值Vth1是根據實際需求設置的。例如，如果電子設備的正常工作電壓約為5V(伏特)，則電壓閾值Vth1被設置為約10V。因此，當過電壓高於電壓閾值Vth1時，通過ESD保護開關110將該過電壓傳導至地或虛擬地。然而，本案的一實施例的範圍並不旨在局限於這樣的閾值(例如，10V)，並且其他合適的閾值在本案的一實施例的預期範圍內。
在一些實施例中，當發生ESD事件時，產生過電壓並且該過電壓輸入到ESD驅動器120的端子T1中，因此，電壓V1和電壓V2之間的電壓差高於電壓閾值Vth1，並且ESD驅動器120輸出第一觸發信號以導通ESD保護開關110。隨後，通過ESD保護開關110將過電壓傳導至地或虛擬地。因此，過電壓不會輸入到電子設備中，並且不會損壞電子設備。
在各種實施例中，當發生ESD事件時，產生例如15V的過電壓並且該過電壓輸入到ESD驅動器120的端 子T1中。ESD驅動器120的端子T1接收到過電壓，並且該過電壓被視為電壓V1。同時，ESD驅動器120的端子T2接地，並且電壓V2約為0V，因此，電壓V1和V2之間的電壓差為例如15V，並且該電壓差高於電壓閾值Vth1(例如10V)。在這種情況下，ESD驅動器120輸出第一觸發信號以導通ESD保護開關110。隨後，由ESD保護開關110將過電壓傳導到地或虛擬地，以防止電子設備被損壞。然而，本案的一實施例的範圍不旨在局限於這樣的過電壓和閾值，並且其他過電壓和合適的閾值在本案的一實施例的預期範圍內。
參考第2圖中的方法200，在操作230中，當電壓V1和電壓V2之間的電壓差低於電壓閾值Vth2時，ESD驅動器120輸出第二觸發信號以導通ESD保護開關110。在一些實施例中，當發生ESD事件時，因此引入過電壓並且輸入到端子T1或端子T2中。為了防止電子設備被輸入到ESD驅動器120的端子T2中的過電壓損壞，電壓閾值Vth2被預先設置。電壓閾值Vth2是根據實際需求設置的。例如，如果電子設備的正常工作電壓為約5V，則電壓閾值被設置為約10V。然而，如果過電壓輸入到T2端子中，則通過V1減去電壓V2所得出的電壓差是負數。因此，電壓閾值Vth2被設置為大約-10V。因此，當過電壓低於電壓閾值Vth2時，通過ESD保護開關110將該過電壓傳導至地或虛擬地。然而，本案的一實施例的範圍不旨在局限於這樣的閾值(例如，-10V)，並且其他合適 的閾值在本案的一實施例的預期範圍內。
在一些實施例中，當發生ESD事件時，產生過電壓並且該過電壓輸入到ESD驅動器120的端子T2中。因此，通過電壓V1減去電壓V2所得出的電壓差低於電壓閾值Vth2，並且ESD驅動器120輸出第二觸發信號以導通ESD保護開關110。隨後，通過ESD保護開關110將過電壓傳導到地或虛擬地。因此，該過電壓不會輸入到電子設備中，並且將不會損壞電子設備。
在一些實施例中，當發生ESD事件時，產生例如15V的過電壓並且該過電壓輸入到ESD驅動器120的端子T2中。ESD驅動器120的端子T2接收過電壓，並且該過電壓被視為電壓V2。同時，ESD驅動器120的端子T1接地，並且電壓V1為約0V。因此，通過電壓V1減去電壓V2得出的電壓差為例如-15V，該電壓差低於電壓閾值Vth2，例如，-10V。在這種情況下，ESD驅動器120輸出第二觸發信號以導通ESD保護開關110。隨後，通過ESD保護開關110將過電壓傳導到地或虛擬地，以防止電子設備被損壞。然而，本案的一實施例的範圍不旨在局限於這樣的過電壓和閾值，並且其他過電壓和合適的閾值在本案的一實施例的預期範圍內。
綜上所述，當產生過電壓並且該過電壓輸入到ESD驅動器120的端子T1時、或者當產生過電壓並且該過電壓輸入到ESD驅動器120的端子T2時，ESD保護電路100的ESD驅動器120導通ESD保護開關110， 使得過電壓被傳導到地或虛擬地以防止電子設備被損壞。因此，如第1圖所示的ESD保護電路100能夠處理雙向ESD電流。
儘管術語“第一”、“第二”等可用於描述各種元素，但這些元素不應受到這些術語的限制。這些術語用於將一個元素與另一元素區分開。例如，在不脫離實施例的範圍的情況下，第一元素可以被稱為第二元素，並且類似地，第二元素可以被稱為第一元素。如本文中所使用的，術語“和/或”包括一個或多個相關列表項的任何和所有組合。
如第1圖說明性地示出的，ESD驅動器120包括控制電路121、觸發電路123、觸發電路125、電壓調節器127、電壓調節器129、電阻器R1和電阻器R2。觸發電路123包括輸入端子IN1和輸出端子O1。觸發電路125包括輸入端子IN2和輸出端子O2。
在一些實施例中，控制電路121耦合到ESD保護開關110。觸發電路123和控制電路121在節點N1處彼此耦合。觸發電路125和控制電路121在節點N2處彼此耦合
如第1圖說明性地示出的，電壓調節器127與觸發電路123並聯耦合。電壓調節器129與觸發電路125並聯耦合。電阻器R1和觸發電路123在節點N1處彼此耦合。電阻器R2和觸發電路125在節點N2處彼此耦合。
控制電路121的一個端子、觸發電路123的一個 端子、電壓調節器127的一個端子和電阻器R2的一個端子耦合到端子T1。端子T1耦合到諸如電源之類的電力源或地。
控制電路121的另一端子、觸發電路125的一個端子、電壓調節器129的一個端子和電阻器R1的一個端子耦合到端子T2。端子T2耦合到諸如電源之類的電力源或地。
上面的討論僅僅描述了可以根據各種替代實施例進行的示例性連接。可以理解，這樣的各種替代實施例不限於上面描述的或第1圖中所示的特定連接。
現在參考第3圖。第3圖是根據本案的各種實施例的用於操作第1圖中的ESD保護電路100的方法300的流程圖。為了說明，第1圖中的ESD保護電路100的操作通過方法300描述。
參考第3圖中的方法300，在2310中，觸發電路123的輸入端子IN1用以接收電壓V1，並且觸發電路125的輸入端子IN2用以接收電壓V2。在一些實施例中，ESD保護電路100被實施在電子設備的輸入端，以防止電子設備被由ESD事件引起的過電壓損壞。觸發電路123的輸入端子IN1和觸發電路125的輸入端子IN2用以從諸如電源之類的電力源和/或地接收輸入電壓，並且輸入電壓被視為電壓V1和電壓V2。然而，本案的一實施例的範圍不旨在局限於這樣的電力源，並且其他合適的電力源在本案的一實施例的預期範圍內。
參考第3圖中的方法300，在操作320中，當電壓V1和電壓V2之間的電壓差高於電壓閾值Vth1時，觸發電路123的輸出端子O1輸出第一觸發信號以導通ESD保護開關110。在一些實施例中，為了防止電子設備被由ESD事件引起的過電壓損壞，預先設置了電壓閾值Vth1。電壓閾值Vth1是根據實際需求設置的。例如，如果電子設備的正常工作電壓為約5V，則電壓閾值Vth1被設置為約10V。因此，當過電壓高於電壓閾值Vth1時，觸發電路123的輸出端子O1輸出第一觸發信號以導通ESD保護開關110，並且通過ESD保護開關110將過電壓傳導至地或虛擬地。然而，本案的一實施例的範圍不局限於這樣的閾值(例如，10V)，並且其他合適的閾值在本案的一實施例的預期範圍內。
在一些實施例中，電壓調節器129用以將輸入端子IN2的電壓和輸出端子O2的電壓調節為基本相同。當發生ESD事件時，電壓V1和電壓V2之間的電壓差高於電壓閾值Vth1，並且電壓調節器129用以將輸入端子IN2的電壓和輸出端子O2的電壓調節為基本相同。此時，觸發電路125的兩個端子處的電壓基本相同，並且觸發電路125不輸出任何信號。同時，觸發電路123的輸出端子O1回應於ESD事件將第一觸發信號輸出到控制電路121。隨後，控制電路121根據第一觸發信號導通ESD保護開關110。因此，通過ESD保護開關110將過電壓傳導至地或虛擬地，以防止電子設備損壞。
參照第3圖中的方法300，在操作330中，當電壓V1和電壓V2之間的電壓差低於電壓閾值Vth2時，觸發電路125的輸出端子O2輸出第二觸發信號以導通ESD保護開關110。在一些實施例中，當ESD事件發生時，因此會引入過電壓，並且該過電壓輸入到端子T1或T2中。為了防止電子設備被輸入到端子T2的過電壓損壞，預先設置了電壓閾值Vth2。電壓閾值Vth2是根據實際需求設置的。例如，如果電子設備的正常工作電壓為約5V，則電壓閾值被設置為約10V。然而，如果過電壓輸入到端子T2中，則通過電壓V1減去電壓V2所得出的電壓差為負數。因此，電壓閾值Vth2被設置為約-10V。因此，當過電壓低於電壓閾值Vth2時，觸發電路125的輸出端子O2輸出第二觸發信號以導通ESD保護開關110，並且通過ESD保護開關110將該過電壓傳導至地或虛擬地。然而，本案的一實施例的範圍不旨在局限於這樣的閾值(例如，-10V)，並且其他合適的閾值在本案的一實施例的預期範圍內。
在一些實施例中，電壓調節器127用以將輸入端子IN1的電壓和輸出端子O1的電壓調節為基本相同。當發生ESD事件時，電壓V1和電壓V2之間的電壓差低於電壓閾值Vth2，並且電壓調節器127用以將輸入端子IN1的電壓和輸出端子O1的電壓調節為基本相同。此時，觸發電路123的兩個端子處的電壓基本相同，並且觸發電路123不輸出任何信號。同時，觸發電路125的輸出端子O2回應於ESD事件而向控制電路121輸出第二觸發信號。 隨後，控制電路121根據第二觸發信號而導通ESD保護開關110。因此，通過ESD保護開關110將過電壓傳導至地或虛擬地以防止電子設備被損壞。
第4圖是根據一些實施例的如第1圖所示的ESD保護電路100的電路圖。
如第4圖所示，ESD保護開關110包括ESD保護電晶體SW，並且控制電路121包括電晶體M1和電晶體M2。電晶體M1和電晶體M2彼此串聯耦合，並且電晶體M1的一個端子和電晶體M2的一個端子在節點N3處耦合。節點N3耦合到ESD保護電晶體SW的控制端子。電晶體M1的另一端子耦合到端子T1，並且電晶體M2的另一端子耦合到端子T2。
觸發電路123包括至少一個電晶體D11。電晶體D11的一個端子和電晶體D11的控制端子耦合到端子T1。電晶體D11的另一端子耦合到節點N1，並且節點N1耦合到電晶體M1的控制端子。然而，本案的一實施例的範圍不局限於通過電晶體實現觸發電路123，並且通過其他合適的電氣元件實現觸發電路123在本案的一實施例的預期範圍內。在一些實施例中，電阻器R1的一個端子耦合到節點N1，並且電阻器R1的另一端子耦合到端子T2。
現在參考第4圖，電壓調節器127包括下拉電路。下拉電路127與觸發電路123並聯耦合。
在一些實施例中，下拉電路127包括電晶體M3和電晶體M4。電晶體M3的一個端子耦合到端子T1，電 晶體M3的控制端子耦合到節點N2，並且電晶體M3的另一端子耦合到電晶體M4的一個端子。電晶體M4的另一端子耦合到節點N1，並且電晶體M4的控制端子耦合到端子T2。
如第4圖說明性地示出的，觸發電路125包括至少一個電晶體D21。電晶體D21的一個端子和電晶體D21的控制端子耦合到端子T2。電晶體D21的另一端子耦合到節點N2，並且節點N2耦合到電晶體M2的控制端子。然而，本案的一實施例的範圍不旨在局限於通過電晶體實現觸發電路125，並且通過其他合適的電氣元件實現觸發電路125在本案的一實施例的預期範圍內。在一些實施例中，電阻器R2的一個端子耦合到節點N2，並且電阻器R2的另一端子耦合到端子T1。
現在參考第4圖，電壓調節器129包括下拉電路。下拉電路129與觸發電路125並聯耦合。
在一些實施例中，下拉電路129包括電晶體M5和電晶體M6。電晶體M6的一個端子耦合到端子T2，電晶體M6的控制端子耦合到節點N1，電晶體M6的另一端子耦合到電晶體M5的一個端子。電晶體M5的另一端子耦合到節點N2，並且電晶體M5的控制端子耦合到端子T1。
在一些實施例中，上述電晶體包括雙極結型電晶體(BJT)、金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)或絕緣柵雙極電晶體(IGBT)
上面的討論僅僅描述了可以根據各種替代實施例進行的示例性連接。可以理解，這樣的各種替代實施例不限於上面描述的或第4圖中所示的具體連接。
現在參考第5圖。第5圖是根據本案的各種實施例的用於操作第4圖中的ESD保護電路100的方法500的流程圖。為了說明，第4圖中的ESD保護設備100的操作通過方法500描述。
參考第5圖中的方法500，在操作510中，電晶體D11的一個端子用以接收電壓V1，並且電晶體D21的一個端子用以接收電壓V2。在一些實施例中，ESD保護電路100被實現在電子設備的輸入端中，以防止電子設備被由ESD事件引起的過電壓損壞。觸發電路123的電晶體D11和觸發電路125的電晶體D21用以從諸如電源之類的電力源和/或地接收輸入電壓，並且輸入電壓被視為電壓V1和電壓V2。然而，本案的一實施例的範圍並不局限於這樣的電力源，並且其他合適的電力源也在本案的一實施例的預期範圍內。
參考第5圖中的方法500，在操作520中，觸發電路123的電晶體D11用以根據電壓V1輸出第一觸發信號以導通控制電路121的電晶體M1，使得控制電路121的電晶體M1將電壓V1傳送到ESD保護電晶體SW的控制端子，以導通ESD保護電晶體SW。
在一些實施例中，觸發電路123的電晶體D11根據電壓V1和電晶體D11的閾值電壓Vth1輸出第一觸發 信號。在一些實施例中，為了防止電子設備被由ESD事件引起的過電壓損壞，預先設置了電壓閾值Vth1。電壓閾值Vth1是根據實際需求而設置的。例如，如果電子設備的正常工作電壓為約5V，則電壓閾值Vth1被設置為約10V。為了將電壓閾值Vth1設置為約10V，多個電晶體彼此串聯耦合。例如，每個電晶體的閾值為2V，並且五個彼此串聯耦合的電晶體可以提供約10V的閾值。如第4圖說明性地示出的，觸發電路123包括彼此串聯耦合的多個電晶體D11-D1n。如果多個電晶體D11-D1n中的每一者的閾值是2V，則觸發電路123可以包括多個電晶體D11-D1n中的五個，並且觸發電路123的電壓閾值Vth1為約10V。然而，本案的一實施例的範圍不旨在局限於這樣的閾值(例如，10V)，並且其他合適的閾值在本案的一實施例的預期範圍內。
在各種實施例中，當發生ESD事件時，產生例如15V的過電壓並且該過電壓輸入到ESD驅動器120的端子T1中。如果過電壓高於觸發電路123的電晶體D11-D1n的電壓閾值Vth1(例如10V)，則觸發電路123的電晶體D11-D1n用以輸出第一觸發信號以導通控制電路121的電晶體M1。隨後，通過電晶體M1將電壓V1傳送到ESD保護電晶體SW的控制端子。因此，ESD保護電晶體SW由電壓V1導通，並且過電壓通過ESD保護電晶體SW傳導至地或虛擬地。然而，本案的一實施例的範圍不局限於這樣的過電壓和閾值，並且其他過電壓和 合適的閾值在本案的一實施例的預期範圍內。
在一些實施例中，當響應於ESD事件而產生例如15V的過電壓並且該過電壓輸入到ESD驅動器120的端子T1中時，根據來自端子T1的電壓V1導通電晶體M5，並且根據通過觸發電路123從端子T1傳送到節點N1的電壓V1導通電晶體M6。因此，下拉電路129的電晶體M5和電晶體M6兩者都被導通，並且觸發電路125兩端的電壓被拉低到端子T2。因此，觸發電路125不輸出任何信號。
參考第5圖中的方法500，在操作530中，觸發電路125的電晶體D21用以根據電壓V2輸出第二觸發信號以導通控制電路121的電晶體M2，使得控制電路121的電晶體M2將電壓V2傳送到ESD保護電晶體SW的控制端子，以導通ESD保護電晶體SW。
在一些實施例中，觸發電路125的電晶體D21根據電壓V2和電晶體D21的閾值電壓Vth2輸出第二觸發信號。在一些實施例中，為了防止電子設備被由ESD事件引起的過電壓損壞，預先設置了電壓閾值Vth2。電壓閾值Vth2是根據實際需求設置的。例如，如果電子設備的正常工作電壓為約5V，則電壓閾值Vth2被設置為約10V。為了將電壓閾值Vth2設置為約10V，多個電晶體彼此串聯耦合。例如，每個電晶體的閾值為2V，並且五個彼此串聯耦合的電晶體可以提供約10V的閾值。如第4圖說明性地示出的，觸發電路125包括彼此串聯耦合的多個電晶體 D21-D2n。如果多個電晶體D21-D2n中的每一者的閾值是2V，則觸發電路125可以包括多個電晶體D21-D2n中的五個，並且觸發電路125的電壓閾值Vth2約為10V。然而，本案的一實施例的範圍不旨在局限於這樣的閾值(例如，10V)，並且其他合適的閾值在本案的一實施例的預期範圍內。
在各種實施例中，當發生ESD事件時，產生例如15V的過電壓並且該過電壓輸入到ESD驅動器120的端子T2中。如果過電壓高於觸發電路125的電晶體D21-D2n的電壓閾值Vth2(例如10V)，則觸發電路125的電晶體D21-D2n用以輸出第二觸發信號以導通控制電路121的電晶體M2。隨後，通過電晶體M2將電壓V2傳送到ESD保護電晶體SW的控制端子。因此，ESD保護電晶體SW由電壓V2導通，並且過電壓通過ESD保護電晶體SW傳導至地或虛擬地。然而，本案的一實施例的範圍不局限於這樣的過電壓和閾值，並且其他過電壓和合適的閾值在本案的一實施例的預期範圍內。
在一些實施例中，當響應於ESD事件而產生例如15V的過電壓並且該過電壓輸入到ESD驅動器120的端子T2中時，根據通過觸發電路125從端子T2發傳送到節點N2的電壓V2來導通電晶體M3，並且根據來自端子T2的電壓V2導通電晶體M4。因此，下拉電路127的電晶體M3和電晶體M4兩者都被導通，並且觸發電路123兩端的電壓被拉低到端子T1。因此，觸發電路123不輸 出任何信號。
綜上所述，當過電壓(例如15V)輸入到ESD保護電路100的端子T1或T2時，ESD保護電路100導通ESD保護電晶體SW，使得過電壓從端子T1或端子T2傳導至地，以防止電子設備被損壞。因此，第4圖所示的ESD保護電路100能夠處理雙向ESD電流。
還公開了一種裝置。裝置包括ESD保護開關以及ESD驅動器。ESD驅動器用以接收第一電壓和第二電壓。當第一電壓和第二電壓之間的電壓差高於第一電壓閾值時，ESD驅動器輸出第一觸發信號以導通ESD保護開關。當第一電壓和第二電壓之間的電壓差低於第二電壓閾值時，ESD驅動器輸出第二觸發信號以導通ESD保護開關。
在一些實施例中，ESD驅動器包括第一觸發電路。第一觸發電路包括第一輸入端子和第二輸入端子。第一觸發電路的第一輸入端子用以接收第一電壓。當第一電壓和第二電壓之間的電壓差高於第一電壓閾值時，第一觸發電路的第一輸出端子輸出第一觸發信號。
在各種實施例中，ESD驅動器還包括第二觸發電路。第二觸發電路包括第二輸入端子和第二輸出端子。第二觸發電路的第二輸入端子用以接收第二電壓。當第一電壓和第二電壓之間的電壓差低於第二電壓閾值時，第二觸發電路的第二輸出端子輸出第二觸發信號。
在一些實施例中，ESD驅動器還包括第一電壓調節器。第一電壓調節器與第一觸發電路並聯耦合，並且用 以將第一輸入端子的電壓和第一輸出端子的電壓調節為基本相同。
在各種實施例中，ESD驅動器還包括第二電壓調節器。第二電壓調節器與第二觸發電路並聯耦合，並且用以將第二輸入端子的電壓和第二輸出端子的電壓調節為基本相同。
在一些實施例中，當第一電壓和第二電壓之間的電壓差高於第一電壓閾值時，第二電壓調節器用以將第二輸入端子的電壓和第二輸出端子的電壓調節為基本相同，並且第一輸出端子輸出第一觸發信號以導通ESD保護開關。
在各種實施例中，當第一電壓和第二電壓之間的電壓差低於第二電壓閾值時，第一電壓調節器用以將第一輸入端子的電壓和第一輸出端子的電壓調節為基本相同，並且第二輸出端子輸出第二觸發信號以導通ESD保護開關。
還公開了一種裝置。裝置包括ESD保護電晶體和ESD驅動器。ESD驅動器包括第一電晶體、第二電晶體、第一觸發電路和第二觸發電路。第一電晶體用以接收第一電壓。第二電晶體在耦合到ESD保護電晶體的控制端子的節點處耦合到第一電晶體，並且用以接收第二電壓。第一觸發電路用以根據第一電壓輸出第一觸發信號以導通第一電晶體，使得第一電晶體將第一電壓傳送到ESD保護電晶體的控制端子。第二觸發電路用以根據第二電壓輸出第二 觸發信號以導通第二電晶體，使得第二電晶體將第二電壓傳送到ESD保護電晶體的控制端子。
在一些實施例中，第一觸發電路包括至少一個電晶體，並且第一觸發電路根據第一電壓和至少一個電晶體的閾值電壓輸出第一觸發信號。
在各種實施例中，當第一電壓與第二電壓之間的電壓差高於至少一個電晶體的閾值電壓時，第一觸發電路輸出第一觸發信號。
在一些實施例中，第二觸發電路包括至少一個電晶體，並且第二觸發電路根據第二電壓和至少一個電晶體的閾值電壓輸出第二觸發信號。
在各種實施例中，當第一電壓和第二電壓之間的電壓差低於至少一個電晶體的閾值電壓時，第二觸發電路輸出第二觸發信號。
在一些實施例中，ESD驅動器還包括第一下拉電路。第一下拉電路與第一觸發電路並聯耦合，並且用以下拉第一觸發電路兩端的電壓。
在各種實施例中，ESD驅動器還包括第二下拉電路。第二下拉電路與第二觸發電路並聯耦合，並且用以下拉第二觸發電路兩端的電壓。
還公開了一種方法。方法包括：當第一電壓和第二電壓之間的電壓差高於第一電壓閾值時，輸出第一觸發信號以導通ESD保護開關；以及當第一電壓和第二電壓之間的電壓差低於第二電壓閾值時，輸出第二觸發信號以導通 ESD保護開關。
在一些實施例中，當第一電壓和第二電壓之間的電壓差高於第一電壓閾值時，輸出第一觸發信號以導通ESD保護開關包括：當第一電壓和第二電壓之間的電壓差高於第一觸發電路的至少一個第一電晶體的第一電壓閾值時，由第一觸發電路的第一輸出端子輸出第一觸發信號。
在各種實施例中，當第一電壓和第二電壓之間的電壓差低於第二電壓閾值時，輸出第二觸發信號以導通ESD保護開關包括：當第一電壓和第二電壓之間的電壓差低於第二觸發電路的至少一個第二電晶體的第二電壓閾值時，由第二觸發電路的第二輸出端子輸出第二觸發信號。
在一些實施例中，方法還包括：下拉第一觸發電路兩端的電壓；以及下拉第二觸發電路兩端的電壓。
在各種實施例中，下拉第二觸發電路兩端的電壓包括：當第一電壓和第二電壓之間的電壓差高於第一電壓閾值時，下拉第二觸發電路兩端的電壓。
在一些實施例中，下拉第二觸發電路兩端的電壓包括：當第一電壓和第二電壓之間的電壓差低於第二電壓閾值時，下拉第二觸發電路兩端的電壓。
以上概述了若干實施例的特徵，以便本領域技術人員可以更好地理解本案的一實施例的各個方面。本領域技術人員應當理解，他們可以容易地使用本案的一實施例作為設計或修改其他過程和結構的基礎，以實現相同的目的和/或實現本文介紹的實施例的相同優點。本領域技術人員 還應當認識到，這樣的等效結構不背離本案的一實施例的精神和範圍，並且他們可以在不背離本案的一實施例的精神和範圍的情況下在本案的一實施例中進行各種改變、替換和更改。
100:靜電放電(ESD)保護電路
110:ESD保護開關
120:靜電放電(ESD)驅動器
121:控制電路
123:觸發電路
125:觸發電路
127:電壓調節器
129:電壓調節器
V1,V2:電壓
T1,T2:端子
IN1,IN2:輸入端子
N1,N2:節點
O1,O2:輸出端子
R1,R2:電阻器

Claims (10)

  1. 一種用於靜電放電保護的裝置，包括：一靜電放電保護開關；以及一靜電放電驅動器，用以於一第一端子接收一第一電壓和於一第二端子接收一第二電壓；其中當於該第一端子所接收的該第一電壓為一第一過電壓且該第一電壓和該第二電壓之間的一電壓差高於一第一電壓閾值時，該靜電放電驅動器輸出一第一觸發信號以導通該靜電放電保護開關；其中當於該第二端子所接收的該第二電壓為一第二過電壓且該第一電壓和該第二電壓之間的電壓差低於一第二電壓閾值時，該靜電放電驅動器輸出一第二觸發信號以導通該靜電放電保護開關。
  2. 如請求項1所述的用於靜電放電保護的裝置，其中該靜電放電驅動器包括：一第一觸發電路，包括：一第一輸入端子，用以接收該第一電壓；以及一第一輸出端子，其中當該第一電壓和該第二電壓之間的該電壓差高於該第一電壓閾值時，該第一輸出端子輸出該第一觸發信號；以及一第二觸發電路，包括：一第二輸入端子，用以接收該第二電壓；以及一第二輸出端子，其中當該第一電壓和該第二電壓之 間的該電壓差低於該第二電壓閾值時，該第二輸出端子輸出該第二觸發信號。
  3. 如請求項2所述的用於靜電放電保護的裝置，其中該靜電放電驅動器還包括：一第一電壓調節器，與該第一觸發電路並聯耦合，並且用以將該第一輸入端子的一電壓和該第一輸出端子的一電壓調節為相同；以及一第二電壓調節器，與該第二觸發電路並聯耦合，並且用以將該第二輸入端子的一電壓和該第二輸出端子的一電壓調節為相同。
  4. 如請求項3所述的用於靜電放電保護的裝置，其中當該第一電壓和該第二電壓之間的該電壓差高於該第一電壓閾值時，該第二電壓調節器用以將該第二輸入端子的一電壓和該第二輸出端子的一電壓調節為相同，並且該第一輸出端子輸出該第一觸發信號以導通該靜電放電保護開關。
  5. 如請求項4所述的用於靜電放電保護的裝置，其中當該第一電壓和該第二電壓之間的該電壓差低於該第二電壓閾值時，該第一電壓調節器用以將該第一輸入端子的一電壓和該第一輸出端子的一電壓調節為相同，並且該第二輸出端子輸出該第二觸發信號以導通該靜電放電保護 開關。
  6. 一種用於靜電放電保護的裝置，包括：一靜電放電保護電晶體；以及一靜電放電驅動器，包括：一第一電晶體，用以接收第一電壓；一第二電晶體，在耦合到該靜電放電保護電晶體的一控制端子的一節點處耦合到該第一電晶體，並且用以接收一第二電壓；一第一觸發電路，用以根據該第一電壓輸出一第一觸發信號以導通該第一電晶體，使得該第一電晶體將該第一電壓傳送到該靜電放電保護電晶體的該控制端子；以及一第二觸發電路，用以根據該第二電壓輸出第二觸發信號以導通該第二電晶體，使得該第二電晶體將該第二電壓傳送到該靜電放電保護電晶體的該控制端子。
  7. 如請求項6所述的用於靜電放電保護的裝置，其中該第一觸發電路包括至少一個電晶體，該第一觸發電路根據該第一電壓和該至少一個電晶體的閾值電壓輸出該第一觸發信號；其中當該第一電壓和該第二電壓之間的一電壓差高於該至少一個電晶體的該閾值電壓時，該第一觸發電路輸出該第一觸發信號。
  8. 如請求項6所述的用於靜電放電保護的裝置，其中該靜電放電驅動器還包括：一第一下拉電路，與該第一觸發電路並聯耦合，並且用以下拉該第一觸發電路兩端的一電壓；以及一第二下拉電路，與該第二觸發電路並聯耦合，並且用以下拉該第二觸發電路兩端的一電壓。
  9. 一種用於靜電放電保護的方法，包括：當於一第一端子所接收的一第一電壓為一第一過電壓且於該第一端子所接收的該第一電壓和於一第二端子所接收的一第二電壓之間的一電壓差高於一第一電壓閾值時，輸出一第一觸發信號以導通一靜電放電保護開關；以及當於該第二端子所接收的該第二電壓為一第二過電壓且於該第一端子所接收的該第一電壓和於該第二端子所接收的該第二電壓之間的該電壓差低於一第二電壓閾值時，輸出一第二觸發信號以導通該靜電放電保護開關。
  10. 如請求項9所述的用於靜電放電保護的方法，還包括：下拉一第一觸發電路兩端的一電壓；以及下拉一第二觸發電路兩端的一電壓；其中下拉該第二觸發電路兩端的該電壓包括：當該第一電壓和該第二電壓之間的電壓差高於該第一 電壓閾值時，下拉該第二觸發電路兩端的該電壓；其中下拉該第一觸發電路兩端的該電壓包括：當該第一電壓和該第二電壓之間的該電壓差低於該第二電壓閾值時，下拉該第一觸發電路兩端的該電壓。
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