[发明专利]用于无内部稳压源集成电路的接反限流结构及方法

说明书

本发明涉及集成电路的接反限流保护技术领域，具体地说，涉及一种用于无内部稳压源集成电路的接反限流结构及方法。该接反限流结构包括设于无源器件支路处的第一接反限流电路、设于NPN管支路处的第二接反限流电路、设于NMOS管支路处的第三接反限流电路，和设于PMOS管支路处的第四接反限流电路。该接反限流方法将上述的接反限流结构运用于集成芯片中。本发明能够较佳地对集成电路中的每个支路分别进行接反限流保护。

技术领域

本发明涉及集成电路的接反限流保护技术领域，具体地说，涉及一种用于无内部稳压源集成电路的接反限流结构及方法。

背景技术

集成电路是一种微型电子器件，采用一定的工艺将电路中所需要的器件和连线制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，再通过封装在一个管壳内，以成为具有所需电路功能的微型结构。集成电路通常制作在硅单晶上，不仅由于其价格低廉，而且因硅单晶自身半导体的性质，可使其掺杂不同物质形成P型和N型，P型多空穴，N型多电子。集成电路通常是采用轻掺杂的P型衬底制造，通常P型衬底都要接到整个电路的最低电位，以保证PN结反向偏置。但在实际应用中，时常会因误操作而导致电路的电源和地接反，此时P型衬底的电位就变成了最高电位，而衬底与电路中的N型材料就会形成一个正向导通的PN结，若不对此时的电流进行限制，反向电流将会在短时间内急剧增大，从而可能烧毁芯片。

集成电路供电有两种方式，一种是直接外部电源供电，另外一种是由内部稳压源供电。对于无内部稳压源的集成电路，在电路电源到地间会有多个通道，且每个通道的组成也会有所不同，现有技术很难对无内部稳压源集成电路的每个通道均进行较佳的接反保护。

发明内容

本发明提供了一种用于无内部稳压源集成电路的接反限流结构，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的用于无内部稳压源集成电路的接反限流结构，其包括设于无源器件支路处的第一接反限流电路、设于NPN管支路处的第二接反限流电路、设于NMOS管支路处的第三接反限流电路，和设于PMOS管支路处的第四接反限流电路；第一接反限流电路包括用于去掉N型隔离岛的导电位或将N型隔离岛的导电位与无源器件支路处无源器件电位较高一端进行连接的导通通路；第二接反限流电路包括设于NPN管支路与电源间的PNP管，该PNP管的发射极接入电源，该PNP管的集电极接入NPN管支路处NPN管的集电极，该PNP管的基极通过一第一电阻接地；第三接反限流电路包括设于NMOS管支路与电源间的第一PMOS管，第一PMOS管的漏端接入电源，第一PMOS管的源端接入NMOS管支路处NMOS管的漏端，第一PMOS管的栅极通过一第二电阻接地，第一PMOS管的衬底接入自身的源端；第四接反限流电路包括设于PMOS管支路与电源间的第二PMOS管，第二PMOS管的漏端接入电源，第二PMOS管的源端接入PMOS管支路处PMOS管的漏端，第二PMOS管的栅极通过一第三电阻接地，第二PMOS管的衬底接入自身的源端。

本发明的接反限流结构中，对于构成集成电路的无源器件如电阻，在标准双极工艺下，电阻一般制做在N型隔离岛内，为了保证N型的隔离岛和P型的衬底材料结反偏，一般会将隔离岛的岛电位连接到电路的最高电位，此时如果接反，即P型衬底为高，N型隔离岛为低，寄生二极管会正向导通。而通过设置第一接反限流电路，将N型隔离岛的导电位去掉或将N型隔离岛的导电位与电阻电位较高一端进行连接，即可较佳地在接反时直接采用电阻对其进行限流。

本发明的接反限流结构中，对于如NPN管和PNP管等有源器件，由于集成电路的衬底为P型材料，在接反时，衬底的P型材料会接到最高电位，此时若有源器件的N型材料接到电源端(处于低电位)，即会导致寄生的PN结正向导通。鉴于此，在当电源对地的各个通道中，若不是N型材料接电源，而是P型材料接到电源的通道中，此路即可不做接反保护处理，如某一支路有PNP的集电极或者发射极直接接电源时，则不需要做接反限流处理，对于NPN管则需要进行接反限流处理，但对于CMOS工艺下的PMOS会有所区别，后面会有所说明。