[发明专利]双向静电防护电路

说明书

本发明公开了一种双向静电防护电路，包括连接于第一端和第二端之间的静电监测电路、栅和背体控制电路及静电防护管，所述静电监测电路与栅和背体控制电路电性连接，所述栅和背体控制电路与静电防护管的栅极和背体电性连接；所述静电监测电路用于监测是否发生静电事件；以及，当发生静电事件时，向所述栅和背体控制电路发出指令，使静电防护管的背体电压高于静电防护管的源极电压或漏极电压，从而开启静电防护管的寄生三极管进行静电泄放。本发明通过一个静电防护管即可实现双向静电防护，大大缩小了电路的版图面积；通过静电防护管产生的单级寄生三极管即可形成双向静电泄放通路，能够提供理想的低钳位电压，使静电防护能力较背靠背的MOS管静电防护结构更强健。

技术领域

本发明涉及静电防护技术领域，特别是涉及一种双向静电防护电路。

背景技术

基于MOS管的双向静电保护是用背靠背的两级电路组成，或者由ESD二极管加上ESD NMOS管的沟道导通，或者由ESD二极管加上ESD NPN晶体管导通形成静电泄放通路。

参图1所示，现有技术中的一种双向静电防护电路由ESD二极管加上ESD NMOS管的沟道导通形成静电泄放通路，其工作原理如下：

当静电事件是从A端到B端(A端电压高于B端)发生时，则静电监测电路(R1、C1、R2、C2)监测到静电发生，并给出控制信号到ESD NMOS1和ESD NMOS2的栅极，使得ESD NMOS1关断，而ESD NMOS2导通，静电泄放经由ESD D1正向导通和ESD NMOS2的沟道泄放；

当静电事件是从B端到A端(B端电压高于A端)发生时，则静电监测电路(R1、C1、R2、C2)监测到静电发生，并给出控制信号到ESD NMOS1和ESD NMOS2的栅极，使得ESD NMOS1导通，而ESD NMO2关断，静电泄放经由ESD D2正向导通和ESD NMOS2的沟道泄放。

参图2所示，现有技术中的另一种双向静电防护电路由ESD二极管加上ESD NPN晶体管导通形成静电泄放通路，其工作原理如下：

当静电事件是从A端到B端(A端电压高于B端)发生时，则静电监测电路(R1、C1、R2、C2)监测到静电发生，并给出控制信号到ESD NMOS1和ESD NMOS2的栅极，使得ESD NMOS1关断，而ESD NMOS2导通，并产生一定的阱电流(Ipwb)，当阱电流Ipwb与阱电阻(Rpwb)的乘积超过ESD NPN的基极-发射极(此时发射极为B端)的正向偏置电压(通常约0.5伏～0.7伏)，则ESD NPN2便会开启，此时静电泄放经由ESD D1正向导通和ESD NPN2的集电极-发射极泄放；

当静电事件是从B端到A端(B端电压高于A端)发生时，则静电监测电路(R1、C1、R2、C2)监测到静电发生，并给出控制信号到ESD NMOS1和ESD NMOS2的栅极，使得ESD NMOS1导通，而ESD NMOS2关断，并产生一定的阱电流(Ipwa)，当阱电流Ipwa与阱电阻(Rpwa)的乘积超过ESD NPN的基极-发射极(此时发射极为A端)的正向偏置电压(通常约0.5伏～0.7伏)，则ESD NPN1便会开启，此时静电泄放经由ESD D1正向导通和ESD NPN1的集电极-发射极泄放。

由以上已有的双向静电防护电路的工作原理可以看出，已有电路由两个主静电防护管ESD NMOS1和ESD NMOS2组成，版图面积较大。

另外，静电泄放通路由二极管(ESD D1或ESD D2)叠加ESD NMOS1或ESD NMOS2，或由二极管(ESD D1或ESD D2)叠加ESD NPN1或ESD NPN2构成。通常静电电流都是安培量级，则由二极管(ESD D1或ESD D2)叠加ESD NMOS1或ESD NMOS2，或由二极管(ESD D1或ESD D2)叠加ESD NPN1或ESD NPN2结构所产生的叠加电压较高，很容易出现在此静电泄放通路上的叠加电压高于被保护电路的击穿电压，而起不到有效的静电防护的目的。