[发明专利]静电放电保护电路、偏压电路与电子装置有效

专利信息
申请号: 201210578414.3 申请日: 2012-12-27
公开(公告)号: CN103872670B 公开(公告)日: 2017-05-31
发明(设计)人: 陈哲宏;杨宗翰 申请(专利权)人: 密克罗奇普技术公司
主分类号: H02H9/00 分类号: H02H9/00;H02M3/155
代理公司: 北京律盟知识产权代理有限责任公司11287 代理人: 王允方
地址: 美国亚*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 静电 放电 保护 电路 偏压 电子 装置
【说明书】:

技术领域

发明有关于一种静电放电保护电路,且特别是关于一种在当偏压电路关闭时,自动开启静电放电保护电路的放电通道以将偏压电路电位迅速放电至接地电位。

背景技术

一般在集成电路设计上,集成电路内部的电源管理常会使用到线性低压降稳压器(Linear Low-dropout Regulator,LDO),同时为了补偿低压降稳压器的稳定性,会在输出端挂上较大电容值的电容元件。但是,在集成电路电路中,电容元件相当占面积,所以大部分都会选择将此补偿电容放在集成电路的外部,也就是印刷电路板上。

因此,集成电路内部低压降稳压器的输出电压端,必须通过垫(Pad)经由引线(bond wire)连接至封装的脚位才可以与印刷电路板上的电容建立连接关系。其中,垫(Pad)必须设计具有静电放电(Electrostatic discharge,ESD)防护,以防止集成电路内部的低压降稳压器遭受静电破坏。一般而言,静电放电防护的设计必须在正常操作下处于高阻态模式,然而在遭受静电轰击时却又能提供低阻值的静电放电路径,以避免静电荷对集成电路产生瞬间的大电压(如千伏特等级)而造成损毁。

请参照图1A,图1A为现有偏压电路的电路示意图。如图1A所示。现有偏压电路10包括低压降稳压器12与静电放电保护电路14,其中静电放电保护电路14耦接至低压降稳压器12。低压降稳压器12包括放大器OP’、P型晶体管MP’与反馈电阻R1’、R2’。芯片外部的补偿电容CL’经与P型晶体管MP’的漏极与反馈电阻R1’连接。其中,放大器OP’的负输入端接收一参考电压VREF’,放大器OP’的正输入端接收反馈电压VF’。P型晶体管MP’的源极接收输入电压VIN’。

由于静电放电保护电路14仅会对遭受静电轰击时产生动作,因此当低压降稳压器12从正常工作状态关闭时,负载电容CL上所储存的电荷只会经由反馈电阻R1’、R2’所串联的路径放电至地,而不会流至静电放电保护电路14。一般为了使低压降稳压器12电路省电,反馈电阻R1、R2的电阻值会设计在千欧姆(kΩ)等级,使低压降稳压器12能够达到较低的静态损耗电流(Quiescent Current)。所以,当电荷从μF级的负载电容CL’经由kΩ级的R1’及R2’电阻放电至地时,可能需要数十秒钟以上的时间才能够完全放完电。

因此,如果想要低压降稳压器12从正常工作状态关闭时,输出电压VOUT能够快速放电至地,通常会额外加上一放电路径。

请参照图1B,图1B为另一现有偏压电路的示意图。如图1B所示,与图1A不同的是,图1B中额外加上的放电路径由电阻R3’(欧姆级)及N型晶体管MN’所组成。N型晶体管MN’的栅极接收一个与低压降稳压器的致能信号LDO_en相反的开关信号LDO_enb。因此,低压降稳压器12正常工作时,N型晶体管MN’关闭。当低压降稳压器12从正常工作状态关闭时,N型晶体管MN’导通形成放电路径,使负载电容CL’上所储存的电荷能够经由电阻R3’快速放电至地。

在图1B中,电阻R3’的电阻值越小,瞬间的放电电流越大,放电的速度也越快,但由于此脚位直接连接至外部,因此易于遭受静电轰击,于静电放电保护电路的设计考量下,必须增加R3的电阻以增加静电轰击的抵抗性,然而如此设计不仅增加布局面积,并且又降低了负载电容CL’上的电荷放电的速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种静电放电保护电路,所述静电放电保护电路包括箝制单元、触发单元与控制单元。箝制单元耦接正电源线与负电源线之间。触发单元具有输入端与输出端,触发单元耦接负电源线与参考电压,并且输出端耦接至箝制单元并用以触发箝制单元。控制单元耦接至正电源线、负电源线与该触发单元的该输入端,控制单元接收变压致能信号以触发触发单元,并藉此决定箝制单元的电流放电通道的开启或关闭,其中当该变压致能信号为一低电压电平时,该触发单元会开启箝制单元的该电流放电通道。

本发明实施例提供一种偏压电路,偏压电路包括电压转换电路与静电放电保护电路。电压转换电路用以将所接收的输入电压予以转换为输出电压,其中输出电压储存于负载电容。静电放电保护电路电性连接至输出电压,静电放电保护电路接收且根据变压致能信号来决定其内部的电流放电通道的开启或关闭。当变压致能信号为低电压电平时,偏压电路处于关闭状态,而静电放电保护电路开启电流放电通道,且放电电流自负载电容流入电流放电通道,以将负载电容上的电荷释放。

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