[实用新型]一种NMOS管保护电路及其芯片

说明书

本实用新型提供一种NMOS管保护电路，包括：NMOS管NM0、NMOS管NM3、第一ESD保护模块和第二ESD保护模块，所述NMOS管NM0的漏极与所述NMOS管NM3的漏极相连接，所述NMOS管NM0的源极和栅极分别与所述第一ESD保护模块相连接，所述NMOS管NM3的源极和栅极分别与所述第二ESD保护模块相连接。本实用新型通过对NMOS管NM0增加了第一ESD保护模块，对NMOS管NM3增加了第二ESD保护模块，进而加强了NMOS管NM0和NMOS管NM3的栅极的ESD保护性能，加强包括该NMOS管保护电路的NMOS管芯片的ESD保护性能，满足生产的需求，成本低且性能优。

技术领域

本实用新型涉及一种保护电路，尤其涉及一种NMOS管保护电路，并涉及包括了该NMOS管保护电路的NMOS管芯片。

背景技术

目前市面上的独立MOS芯片大多采用VDMOS的结构，VDMOS是垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管，即为纵向结构，VNMOS管的Source端（源极）在顶面，而Drain（漏极）在底面，工作时电流会由上而下的流动，VNMOS的沟道为Gate Oxide（栅氧化层）下方的P-区域，所以VDMOS的沟道长度是由扩散控制的，导致沟道长度芯片间差异较大，从而导致NMOS管的开启电压偏差较大（-1.5V~-3V间变化）。

这种VDMOS兼有双极晶体管和普通MOS器件的优点，无论是开关应用还是线性应用，VDMOS都是理想的功率器件；但是VDMOS管的gate端（栅极）的ESD性能较差，容易损坏。VDMOS的特点有：接近无限大的静态输入阻抗特性，非常快的开关时间，导通电阻正温度系数，近似常数的跨导，高dV/dt；因此，能够广泛应用于电池保护，电子开关或功率管理等场合。而随着锂电池的迅猛发展，使锂电保护电路需求剧增，其中双通道NMOS管的8205芯片在锂电保护上更是得到广泛的应用。

其中，NMOS的8205芯片的主要参数有VDS耐压达到20V，开启电压Vgs(th)在1.5V到3V范围内，导通阻抗Rdson在20m欧左右。早期8205芯片是一款通用型NMOS，目前大都应用在锂电管理上，锂电池电压为大多在2.7-4.2v间，而8205芯片的20V耐压远大于其工作电压。根据2*VDD经验，8205芯片的耐压大于8.4V已经可以满足要求；而目前常用的5V CMOS工艺的NMOS管耐压一般大于11V，大于锂电电池耐压需求，因此，现在的不能NMOS管完全满足生产的需求，同时，也得不到很好的ESD保护。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种能够改善NMOS管栅极的ESD性能的NMOS管保护电路，并进一步地将NMOS管优化为横向NMOS管，以达到优化NMOS管芯片，降低成本和保证产能供应等目的。

对此，本实用新型提供一种NMOS管保护电路，包括：NMOS管NM0、NMOS管NM3、第一ESD保护模块和第二ESD保护模块，所述NMOS管NM0的漏极与所述NMOS管NM3的漏极相连接，所述NMOS管NM0的源极和栅极分别与所述第一ESD保护模块相连接，所述NMOS管NM3的源极和栅极分别与所述第二ESD保护模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述第一ESD保护模块包括NMOS管NM1、NMOS管NM2和NMOS管NM6，所述NMOS管NM1的源极和所述NMOS管NM2的源极相连接，所述NMOS管NM1的漏极与所述NMOS管NM0的栅极相连接，所述NMOS管NM2的漏极与所述NMOS管NM0的源极相连接，所述NMOS管NM1的栅极和所述NMOS管NM2的栅极连接至所述NMOS管NM6的漏极，所述NMOS管NM6的栅极和源极均连接至晶圆衬底；所述NMOS管NM1的源极、所述NMOS管NM2的源极、所述NMOS管NM1的栅极、所述NMOS管NM2的栅极以及所述NMOS管NM6的漏极均连接在一起。

本实用新型的进一步改进在于，所述NMOS管NM0包括寄生二极管D0，所述寄生二极管D0的阳极连接至所述NMOS管NM0的源极，所述寄生二极管D0的阴极连接至所述NMOS管NM0的漏极。