[发明专利]低触发电压晶闸管静电保护结构

说明书

技术领域

本发明设计一种静电保护器件结构，特别是涉及一种低触发电压晶闸管静电保护结构。

背景技术

作为静电保护器件，晶闸管(SCR)比金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFE)有着更强的静电泄放能力，一般SCR结构的静电泄放能力是MOSFET的5～7倍。图1所示为高触发电压SCR结构的剖面结构示意图。在图1中，P+/NW/PW形成的寄生PNP管的集电极同时也是N+/PW/NW形成的寄生NPN管的基极；同样，N+/PW/NW形成的寄生NPN管的集电极也是P+/NW/PW形成的寄生PNP管的基极。图1中的寄生NPN和PNP管组成的等效电路图如图2所示的电路结构。从图1和图2中可以看出，由P+/NW/PW形成的寄生PNP管和N+/PW/NW形成的寄生NPN管共同组成的SCR结构的触发电压为NW/PW结的反向击穿电压。通常NW/PW结的反向击穿电压比较高，因此，这种结构的应用受到了很大的限制。图3所示的结构，能有效地降低SCR静电保护结构的触发电压。由于NMOS管寄生的由N+/PW/N+形成的NPN管与N+/PW/NW形成的NPN管具有相同的发射极和基极，当由N+/PW/N+形成的NPN管被触发导通时，N+/PW/NW形成的NPN也同时导通，从而触发P+/NW/PW形成的寄生PNP管和N+/PW/NW形成的寄生NPN管共同组成的SCR结构。图4是图3所示SCR结构的等效电路图。从图3和图4可以看出，这种SCR结构的触发电压由于有电阻Rnw的存在，通常要比单纯的NMOS管寄生NPN管的触发电压要高。而电阻Rnw对于SCR的正常工作是必须的，必须由电阻Rnw保证P+/NW/PW形成的寄生PNP管的发射极-基极维持正向偏置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低触发电压晶闸管静电保护结构，既能有效地降低SCR静电保护时的触发电压，还可以根据需要进行自由调整该触发电压，从而大大方便静电保护设计。

为解决上述技术问题，本发明的低触发电压晶闸管静电保护结构，包括：

一NMOS管，形成在PW(P阱)中，该NMOS管寄生的由N+/PW/N+形成的NPN管与由寄生的N+/PW/NW形成的NPN管具有相同的发射极端和基极端；

一SCR结构，由P+/NW/PW形成的寄生PNP管和由寄生的N+/PW/NW形成的NPN管组成，当由N+/PW/N+形成的NPN管触发导通时，由寄生的N+/PW/NW形成的NPN管也导通；进而触发所述的SCR结构；其中：

所述NMOS管的漏极通过NW电阻Rnw1与静电端电连接，所述SCR结构的触发由该NMOS管和NW电阻Rnw1控制。

由于采用上述结构，本发明的SCR结构，不仅能有效地降低SCR静电保护时的触发电压，而且其触发电压还可以根据需要进行自由调整，从而大大方便静电保护设计。本发明的SCR结构，其寄生的N+/PW/NW形成的NPN管和P+/NW/PW形成的PNP管的基区宽度可以根据需要达到最小，因而N+/PW/NW形成的寄生NPN管和P+/NW/PW形成的PNP管共同组成的SCR静电保护结构的电流增益可以达到最大，从而大大提高整个SCR结构的静电泄放能力。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有的高触发电压晶闸管静电保护结构示意图；

图2是现有的高触发电压晶闸管静电保护结构等效电路示意图；

图3是现有的低触发电压晶闸管静电保护结构示意图；

图4是现有的低触发电压晶闸管静电保护结构等效电路示意图；

图5是本发明的低触发电压晶闸管静电保护结构示意图(一)；

图6是图5的等效电路示意图；

图7是本发明的低触发电压晶闸管静电保护结构示意图(二)；

图8是图7的等效电路示意图；

图9本发明的低触发电压晶闸管静电保护结构版图结构示意图(一)；

图10是本发明的低触发电压晶闸管静电保护结构版图结构示意图(二)。

具体实施方式

如图5所示，由于NMOS管寄生的由N+/PW/N+形成的NPN管与由寄生的N+/PW/NW形成的NPN管具有相同的发射极和基极，当由N+/PW/N+形成的NPN管触发导通时，由寄生的N+/PW/NW形成的NPN也同时导通，从而触发由P+/NW/PW形成的寄生PNP管和由N+/PW/NW形成的NPN管共同组成的SCR结构。图6是图5的等效电路图。