[发明专利]自适应静电放电(ESD)保护电路

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2010年12月21日申请的标题为“自适应静电放电(ESD)保护电路(ADAPTIVE ELECTROSTATIC DISCHARGE(ESD)PROTECTION CIRCUIT)”的第61/425,552号美国临时申请案的权益，所述申请案全文并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种在集成电路装置中的自适应静电放电保护电路，所述集成电路装置能够(例如)介接到例如汽车电子设备中使用的区域互连网络(LIN)总线及类似物，且更特定来说，本发明涉及当处置、插入所述LIN总线及类似物或从其移除时实现高静电放电(ESD)稳健性，且涉及在对所述LIN总线及类似物操作时具有高电磁干扰(EMI)抗扰性。

背景技术

汽车中的电子设备的不断增长的重要性本身带来对于需要与传感器及致动器介接的输入-输出装置的低成本、可靠电子系统及子系统的不断增长的挑战及需求。这些系统及子系统并非隔离，且必须彼此通信。

就历史观点而言，汽车电子设备一直使用离散、较小集成电路来建立。所述集成电路依赖于专有、专用有线电通信方案(至少对于许多传感器系统而言)，且直接将功率输出布线到致动器。此导致印刷电路板(PCB)较大、引擎控制单元(ECU)外壳大小较大及布线束过多。布线本身带来其它问题，因为其消耗空间、增加重量及费用、易受运载工具电磁噪声的影响，且可能难以排除故障且难以维修。

幸运的是，运载工具联网标准及混合信号半导体工艺的进展正解决这些问题并引入新的可能性使智能型系统分布遍及运载工具。运载工具联网标准化的趋势包含控制器局域网络(CAN)及区域互连网络(LIN)架构(现在在版本2.1中)的广泛应用。

这些网络标准在跨汽车系统的性能及成本优化之间提供平衡。CAN对底盘、动力传动系及主体-主链通信提供高速网络，LIN则合乎用于传感器及致动器子系统的简单网络对通过标准化减小成本并改进稳健性的需求。CAN的广泛使用及LIN的可用性与混合信号半导体工艺技术的进展一致，可将较小汽车系统所需要的全部功能性一起放在单一集成电路(IC)或用于更先进系统的数个IC上。

虽然LIN最初是针对运载工具本体电子设备的，但是其以新的方式用本体电子设备外部的许多实施方案证明其价值。在可用的汽车电子总线标准中，LIN对通常为单一系统专用的大部分传感器及致动器的通信需求提供最好的解决方法。所述传感器及致动器可被视为子系统且通过经定义以满足运载工具中的子网络角色的LIN充分伺服。每秒20KB(kbps)的最大LIN规定数据速率足以用于大部分传感器及致动器。LIN为时间触发、主从网络，消除在同时报告的装置中进行仲裁的需求。LIN使用单一有线通信总线实施，如此减小布线及线束需求且因此有助于节省重量、空间及成本。

通过LIN联盟特别为运载工具子网络应用的低成本实施方案定义，LIN标准充分符合当今混合信号半导体工艺的整合能力。LIN协议实现显著的成本减小，因为其相当简单且经由异步串行接口(UART/SCI)操作，且从节点为自同步且可使用芯片上RC振荡器来代替晶体或陶瓷谐振器。因此，硅实施方案是便宜的，使得LIN极适合用于通常用以制造汽车子系统的信号调节及输出IC的混合信号工艺技术。

LIN主节点通常为LIN子网络到CAN网络的桥接节点，且每一运载工具将通常具有若干LIN子网络。主LIN节点具有较高复杂度及控制，而从LIN节点通常较为简单，使其能够在单一IC子系统中进行整合。通过使用标准化运载工具联网架构，可建构仅需要三根导线(LIN、电池及接地)的富含特征及诊断系统。

出于可靠性及安全操作的明显原因，全部LIN模块需要对静电放电(ESD)及电磁干扰(EMI)两者的极高抗扰性。此高ESD及EMI抗扰性特别应用于连接到外界的LIN模块的引脚(例如，电池引脚、LIN引脚等等)。

连接到所述系统(外界)的LIN模块的引脚在所述模块被处置或插入所述系统时高度暴露于ESD放电。LIN模块必须能够由任何人安全地安装或移除。因此对于全部所述LIN模块引脚而言，所述ESD抗扰性必须极高(大于几千伏)，因为汽车产业中不可能适当实施用于处置电模块的标准产业规定。