[发明专利]一种开漏输出端口的ESD保护电路有效

专利信息
申请号: 201510253742.X 申请日: 2015-05-19
公开(公告)号: CN104821312B 公开(公告)日: 2017-12-15
发明(设计)人: 吕江萍 申请(专利权)人: 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心
主分类号: H01L23/60 分类号: H01L23/60
代理公司: 南京纵横知识产权代理有限公司32224 代理人: 董建林,耿英
地址: 215163 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 输出 端口 esd 保护 电路
【说明书】:

技术领域

发明属于半导体集成电路中静电放电保护技术领域,尤其涉及一种开漏输出端口的ESD保护电路。

背景技术

集成电路一般都需要在I/O端口处进行ESD保护电路设计,以保护芯片I/O端口的ESD(Electro-Static discharge,静电释放)能力,但在一些集成电路中,存在一种开漏输出端口,输出管的漏极上没有接上任何负载的电路形式,不能构成完整的逻辑,需要由外接电路提供电流通路,才能构成完整的逻辑运算功能,图1中是NMOS的开漏输出结构,电路内部控制信号控制NMOS管工作的方式。输出管一般是大尺寸的晶体管,自身利用NMOS晶体管MN1的寄生二极管D1具有一定的ESD保护能力,一般不需要在其输出端口加ESD保护结构,但在非正常工作状态或者进行ESD试验时,由于该端口对电源VDD间无ESD电流泄放通道,有可能通过寄生电容C1、C2的耦合导致控制信号的电路或者该输出管的栅极损坏,如果在输出端口加对电源的ESD保护电路,会影响开漏输出电路的正常工作状态。

发明内容

针对上述问题,本发明提出了一种开漏输出端口的ESD保护电路,增加对电源地的ESD电流泄放通路,提高该输出端口的ESD能力。

为解决上述技术问题,本发明提供一种开漏输出端口的ESD保护电路,包括由控制信号控制的开漏输出管,开漏输出管输出为PAD端,开漏输出管自身具有形成于源极和漏极间的寄生二极管和栅极与漏极间的第一寄生电容、栅极与源极间的第二寄生电容;

其特征是,

控制信号与开漏输出管栅极之间设置ESD保护电路,对控制信号的输出和开漏输出管的输入进行隔离。

ESD保护电路包括对电源的保护电路和对地的保护电路。

对电源的ESD保护电路采用PMOS器件的栅源短接方式;对地的ESD保护电路ESD2采用NMOS器件的栅源短接方式实现。

电源的保护电路设置在电源VDD与开漏输出管的栅极之间;对地的保护电路设置在开漏输出管的栅极与地VSS之间。

控制信号控制开漏输出管的导通与截止,其驱动能力与开漏输出管的尺寸相匹配。

开漏输出管在导通工作状态时,ESD保护电路不工作;开漏输出管在截止工作状态或ESD测试时,ESD电流通过该ESD保护电路进行泄放。

开漏输出管是大尺寸的MOS管(NMOS或PMOS),版图按照ESD设计规则进行设计,ESD保护电路就近放置在开漏输出管的周围。

本发明所达到的有益效果:

本发明的开漏输出端口的ESD保护电路,和原有的开漏输出管相比,该电路提供了各种状态下的ESD电流泄放通路,进一步提高了ESD保护能力,同时,该电路简单,方便集成。

附图说明

图1 是NMOS开漏输出电路示意图。

图2 是NMOS开漏输出电路的ESD保护示意图。

图3 是NMOS开漏输出电路的ESD保护电路示意图。

图4 是PMOS开漏输出电路的ESD保护电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

开漏输出端口的ESD保护电路主要包括电源VDD、地VSS、开漏输出管MN1、控制信号、对电源VDD、地VSS的ESD保护电路ESD1、ESD2和输出PAD,如图2。

控制信号控制开漏输出管的导通与截止,其驱动能力与开漏输出管的尺寸相匹配;ESD保护电路包括对电源、地的保护电路ESD1、ESD2,放置在控制信号与开漏输出管之间,对控制信号电路的输出和开漏输出管的输入进行隔离。

开漏输出管MN1在导通工作状态时,ESD保护电路不工作;在截止工作状态或ESD试验时,ESD电流通过ESD保护电路进行泄放。

图3中是一个具体的ESD保护电路实现方式,对电源的ESD保护电路ESD1,采用PMOS器件的MP2栅源短接方式实现;对地的ESD保护电路ESD2,采用NMOS器件的MN2栅源短接方式实现。开漏输出管是大尺寸的MOS管(NMOS或PMOS),版图按照ESD设计规则进行设计,ESD保护电路就近放置在开漏输出管的周围。

该开漏输出管ESD保护电路的工作原理如下:

1.开漏输出管在正常工作状态

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