[发明专利]一种具有交流检测和直流检测的钳位电路

说明书

本发明公开了一种具有交流检测和直流检测的钳位电路，该钳位电路包括：交流检测模块1，直流检测模块2，ESD泄放管M_esd。当ESD发生时，节点AC_OUT的电压为低，直流检测模块开启并对PAD上的电压进行直流检测。若PAD的电压高于设定的值V_H，则直流检测的输出DC_OUT为逻辑高，M_esd被开启并泄放ESD电流。在泄放ESD过程中，当PAD的电压低于设定的安全值V_L时，直流检测的输出由高变为低，M_esd被关断，结束对ESD的泄放。与传统的钳位电路相比，本发明的钳位电路具有直流检测功能，其优点在于不容易被非ESD的情况误触发。另外，当ESD触发该电路时，不会将PAD的电压泄放得过低，使得PAD在受ESD攻击时电路仍然能够保持正常的工作状态。使得本发明的电路具有更灵活广泛的应用。

技术领域

本发明涉及微电子技术中的ESD（Electrostatic Discharge）技术领域，特别是涉及一种应用交流检测和直流检测来防止非ESD误触发以及防止ESD触发后泄放过度的钳位（clamp）电路，该技术使得clamp电路具有更灵活更广泛的应用。

背景技术

任何两个不同材料的物体摩擦，都有可能产生静电。当电子元器件在制造、生产、组装、测试、存放、搬运等过成中，静电会积累在人体、仪器、存放设备等之中，甚至在电子器件本身也会积累电荷。当静电源与其它物体接触时，存在着电荷流动，将产生潜在的破坏性电压、电流以及电磁场，严重时可以将其中的物体击毁，这就是静电放电ESD。

随着集成电路技术和工艺水平的不断发展，芯片上的晶体管以及器件尺寸越做越小，芯片的集成度越来越高，这些对芯片ESD保护提出了更高的要求，使得集成电路的静电放电保护电路的设计难度达到了空前的高度。

clamp电路在ESD防护电路中扮演着至关重要的角色。传统的clamp电路如图1所示，一般RC的时间常数设置为几百纳秒，其缺点在于容易被非ESD事件（例如百纳秒级的上电速度）误触发；另外，ESD泄放场效应管M_esd一旦被触发，则容易将PAD的电压拉得很低，可能会影响芯片的正常工作状态。基于以上缺点，图1所示的clamp电路的应用受到一定的限制。然而在一些特殊的应用场合或者特殊的芯片引脚，例如对于电源上电速度很快的特殊应用需求或者open drain的引脚，传统的clamp电路容易被误触发而影响芯片的功能。因此，设计出具有更灵活更广泛应用的 clamp防护电路，对整个微电子的发展是非常有意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种clamp电路的结构，该clamp电路结构利用交流检测加上直流检测的方法，有效防止非ESD误触发以及防止ESD触发后泄放过度，该技术使得clamp电路具有更灵活更广泛的应用。

为了实现上述目的，本发明提供的clamp电路包含交流检测模块，直流检测模块，ESD泄放场效应管M_esd。交流检测模块的上端接PAD，交流检测模块的下端接GND，交流检测模块的输出端AC_OUT接直流检测模块的输入端；直流检测模块的上端接PAD，直流检测模块的下端接GND，直流检测模块的输入端接交流检测模块的输出端，直流检测模块的输出端DC_OUT接ESD泄放场效应管M_esd的栅极；场效应管M_esd的漏端接PAD，场效应管M_esd的源端接GND，场效应管M_esd的栅极接直流检测模块的输出端。

根据本发明的实施例，所述交流检测模块包含电阻R1和电容C1，电阻R1的一端接PAD，电阻R1的另一端连接电容C1和直流检测模块的输入端场效应管MP1的栅极，电容C1的另一端接地GND。