[发明专利]ESD电源保护电路、工作电源和芯片有效

专利信息
申请号: 202111433019.1 申请日: 2021-11-29
公开(公告)号: CN113839374B 公开(公告)日: 2022-03-04
发明(设计)人: 庄泽鑫;胡伟佳 申请(专利权)人: 珠海市杰理科技股份有限公司
主分类号: H02H9/04 分类号: H02H9/04
代理公司: 华进联合专利商标代理有限公司 44224 代理人: 万仁彦
地址: 519085 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: esd 电源 保护 电路 工作 芯片
【说明书】:

本申请涉及一种ESD电源保护电路、工作电源和芯片。其中,ESD电源保护电路包括第一保护电路和第二保护电路,使得大部分ESD电流通过包括第一单向导电器件第二单向导电器件和钳位电路的第一保护电路进行泄放流,小部分ESD电流到达芯片的输入端,再通过包括MOS管PM1和MOS管NM1的第二保护电路泄放ESD电流,从而将内部电路电压钳位在设定电压之间,该设定电压为根据动作电源的电压、MOS管NM1和PM1的阈值电压决定,保护芯片内部电路。相较于传统技术中利用寄生二极管泄放或雪崩击穿泄放,本申请通过主动泄放的模式,实现了钳位电压更低、触发电压更低、泄放路径更短、导通电阻更小、相同泄放能力下寄生电容更小,能有效保护低压电路。

技术领域

本申请涉及ESD保护技术领域,特别是涉及一种ESD电源保护电路、工作电源和芯片。

背景技术

ESD失效已成为威胁当前集成电路可靠性的重要因素之一。ESD事件可能出现在芯片生产制造、封测、贴片以及输运等各个环节中,由于作业过程避免不了接触摩擦行为,这会产生大量的电荷积累,这过程可能使得芯片带电或者是设备带电。当积累电荷没能及时的泄放,接触到芯片的引脚就会顺着引脚流入到芯片内部,这一过程产生的瞬态ESD电流可能达到数安培以上,会威胁内部器件的栅氧化层可靠性,导致形成栅氧化层缺陷甚至氧化层击穿,或导致内部金属走线或器件直接发热烧毁。

在实现过程中,发明人发现传统技术中至少存在如下问题:传统技术中钳位电压较高。

发明内容

基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高钳位电压的ESD电源保护电路、工作电源和芯片。

为了实现上述目的,一方面,本发明实施例提供了一种ESD电源保护电路,包括第一保护电路和第二保护电路;

第一保护电路包括第一单向导电器件、第二单向导电器件和钳位电路;第一单向导电器件的第一端连接钳位电路的一端,且用于连接工作电源,第二端连接PAD引脚;第一单向导电器件的导电方向为从PAD引脚至工作电源;第二单向导电器件的第一端连接钳位电路的另一端,且用于连接公共地,第二端连接PAD引脚;第二单向导电器件的导电方向为从公共地至PAD引脚;

第二保护电路包括MOS管NM1和MOS管PM1;MOS管NM1的栅极用于连接公共地,漏极连接用于连接工作电源,源极分别连接第一单向导电器件的第二端、PAD引脚、第二单向导电器件的第二端和MOS管PM1的源极,且用于连接芯片,衬底连接公共地;MOS管PM1的栅极用于连接工作电源,漏极连接公共地,衬底用于连接工作电源。

在其中一个实施例中,钳位电路包括RC电路、MOS管PM2、MOS管NM2和MOS管NM3;

RC电路的第一端连接MOS管PM2的源极且用于连接工作电源,第二端分别连接MOS管PM 2的栅极和MOS管NM2的栅极,第三端连接MOS管NM2的源极且用于连接公共地;

MOS管PM2的漏极分别连接MOS管NM3的栅极和MOS管NM2的漏极;MOS管NM2的源极用于连接公共地;MOS管NM3的源极连接公共地,漏极连接工作电源。

在其中一个实施例中,RC电路包括电阻和电容;

电阻的一端用于连接工作电源,另一端分别连接MOS管PM 2的栅极、MOS管NM2的栅极和电容的一端;电容的另一端连接公共地。

在其中一个实施例中,MOS管PM2为PMOS管;MOS管NM2为NMOS管;MOS管NM3为NMOS管。

在其中一个实施例中,还包括第一限流器件和第二限流器件;

MOS管NM1的栅极通过第一限流器件连接公共地;

MOS管PM1的栅极通过第二限流器件连接工作电源。

在其中一个实施例中,还包括第三限流器件;

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