靜電保護(hù)電路的制作方法
【專利說(shuō)明】靜電保護(hù)電路
[0001]關(guān)聯(lián)申請(qǐng)的引用:本申請(qǐng)以2014年7月15日提交的在先日本專利申請(qǐng)2014-145445號(hào)的優(yōu)先權(quán)為基礎(chǔ)，并要求其優(yōu)先權(quán)利益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用而包含于本申請(qǐng)中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本實(shí)施方式涉及一種靜電保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，具有各種針對(duì)ESD (Electrostatic Discharge:靜電放電)的保護(hù)電路的提案。ESD是指從帶電的人、機(jī)械朝半導(dǎo)體器件的放電、從帶電的半導(dǎo)體器件朝接地電位的放電等。當(dāng)對(duì)半導(dǎo)體器件產(chǎn)生ESD時(shí)，大量的電荷成為電流而從其端子流入半導(dǎo)體器件，該電荷在半導(dǎo)體器件內(nèi)部生成高電壓，從而引起內(nèi)部元件的絕緣破壞、半導(dǎo)體器件的故障。
[0004]作為靜電保護(hù)電路的代表例，存在RCT(RC Triggered:RC觸發(fā))M0S電路。其構(gòu)成為，在電源端子之間連接由電阻和電容器的串聯(lián)電路構(gòu)成的觸發(fā)電路，將該電阻與電容器的連接點(diǎn)的電壓作為觸發(fā)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)放電用的M0S晶體管。放電用的M0S晶體管的導(dǎo)通時(shí)間由觸發(fā)電路的時(shí)間常數(shù)決定，因此需要成為能夠?qū)SD浪涌進(jìn)行充分放電的時(shí)間常數(shù)。但是，當(dāng)時(shí)間常數(shù)變大時(shí)，存在如下可能性:觸發(fā)電路響應(yīng)電源上升時(shí)的電壓變動(dòng)、與內(nèi)部電路的動(dòng)作相伴隨的電源電壓的擺動(dòng)，雖然不是ESD浪涌，放電用的M0S晶體管也誤動(dòng)作。當(dāng)在電源上升時(shí)放電用的M0S晶體管誤動(dòng)作時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生電源電壓無(wú)法充分上升這種不良情況，而引起內(nèi)部電路的動(dòng)作不良。此外，在由于觸發(fā)電路響應(yīng)電源電壓的擺動(dòng)而放電用的M0S晶體管長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通的情況下，有可能產(chǎn)生放電用的M0S晶體管自身達(dá)到破壞這種事態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—個(gè)實(shí)施方式的目的在于提供一種靜電保護(hù)電路，能夠抑制誤動(dòng)作，并能夠?qū)SD浪涌進(jìn)行充分放電。
[0006]實(shí)施方式提供一種靜電保護(hù)電路，具備:
[0007]第一電源線；
[0008]第二電源線；
[0009]第一觸發(fā)電路，具有第一時(shí)間常數(shù)，響應(yīng)施加于上述第一電源線與上述第二電源線之間的電壓而輸出第一觸發(fā)信號(hào)；
[0010]第二觸發(fā)電路，具有大于上述第一時(shí)間常數(shù)的第二時(shí)間常數(shù)，響應(yīng)施加于上述第一電源線與上述第二電源線之間的電壓而輸出第二觸發(fā)信號(hào)；
[0011]保持電路，響應(yīng)上述第一觸發(fā)信號(hào)而成為保持狀態(tài)；
[0012]復(fù)位電路，響應(yīng)上述第二觸發(fā)信號(hào)而將上述保持電路的保持狀態(tài)復(fù)位；以及
[0013]分流電路，連接于上述第一電源線與上述第二電源線之間，通過(guò)來(lái)自上述保持電路的信號(hào)控制導(dǎo)通/截止。
[0014]此外，實(shí)施方式提供一種靜電保護(hù)電路，具備:
[0015]第一電源線；
[0016]第二電源線；
[0017]第一觸發(fā)電路，具有第一時(shí)間常數(shù)，響應(yīng)施加于上述第一電源線與上述第二電源線之間的電壓而輸出第一觸發(fā)信號(hào)；
[0018]第二觸發(fā)電路，具有大于上述第一時(shí)間常數(shù)的第二時(shí)間常數(shù)，響應(yīng)施加于上述第一電源線與上述第二電源線之間的電壓而輸出第二觸發(fā)信號(hào)；
[0019]閂鎖電路，響應(yīng)上述第一觸發(fā)信號(hào)；
[0020]復(fù)位電路，響應(yīng)上述第二觸發(fā)信號(hào)而將上述閂鎖電路復(fù)位；
[0021]控制電路，響應(yīng)上述第二觸發(fā)信號(hào)和上述閂鎖電路的輸出而輸出控制信號(hào)；以及
[0022]分流電路，連接于上述第一電源線與上述第二電源線之間，通過(guò)上述控制信號(hào)來(lái)控制導(dǎo)通/截止。
[0023]根據(jù)實(shí)施方式，能夠抑制靜電保護(hù)電路的誤動(dòng)作，并能夠?qū)SD浪涌進(jìn)行充分放電。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是表示第一實(shí)施方式的靜電保護(hù)電路的圖。
[0025]圖2是表示第二實(shí)施方式的靜電保護(hù)電路的圖。
[0026]圖3是用于說(shuō)明第二實(shí)施方式的靜電保護(hù)電路的動(dòng)作的圖。
[0027]圖4是表示第三實(shí)施方式的靜電保護(hù)電路的圖。
[0028]符號(hào)的說(shuō)明
[0029]3第一電源線；4第二電源線；5第一觸發(fā)電路；6保持電路；7第二觸發(fā)電路；8復(fù)位電路；9分流電路
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式的靜電保護(hù)電路進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，本發(fā)明不被這些實(shí)施方式限定。
[0031](第一實(shí)施方式)
[0032]圖1是表示第一實(shí)施方式的靜電保護(hù)電路的圖。本實(shí)施方式的靜電保護(hù)電路具備第一電源端子1和第二電源端子2。在第一電源端子1連接有第一電源線3。在第二電源端子2連接有第二電源線4。在第一電源線3與第二電源線4之間連接有內(nèi)部電路(未圖示)，但對(duì)此予以省略。
[0033]在第一電源線3與第二電源線4之間連接有具有第一時(shí)間常數(shù)τ?的第一觸發(fā)電路5。第一觸發(fā)電路5對(duì)施加于第一電源線3與第二電源線4之間的電源電壓進(jìn)行響應(yīng)而輸出第一觸發(fā)信號(hào)。時(shí)間常數(shù)τ?例如被設(shè)定為如下的值:在ESD試驗(yàn)規(guī)格的人體模型(ΗΒΜ)中被規(guī)定為浪涌的上升時(shí)間的2ns (納秒)到10ns之間的值。這是為了使靜電保護(hù)電路對(duì)ESD浪涌進(jìn)行響應(yīng)。
[0034]第一觸發(fā)電路5連接于保持電路6。保持電路6對(duì)第一觸發(fā)信號(hào)的信號(hào)電平進(jìn)行保持。保持電路6的保持狀態(tài)根據(jù)來(lái)自后述的復(fù)位電路8的復(fù)位信號(hào)而在規(guī)定時(shí)間后被復(fù)位。
[0035]在第一電源線3與第二電源線4之間連接有具有第二時(shí)間常數(shù)τ 2的第二觸發(fā)電路7。第二觸發(fā)電路7對(duì)施加于第一電源線3與第二電源線4之間的電源電壓進(jìn)行響應(yīng)而輸出第二觸發(fā)信號(hào)。第二時(shí)間常數(shù)τ 2被設(shè)定為大于第一時(shí)間常數(shù)τ?的值。第二時(shí)間常數(shù)τ 2例如被設(shè)定為考慮了 ESD試驗(yàn)規(guī)格的值。在ESD人體帶電模型(ΗΒΜ:Human BodyModel)中，進(jìn)行使充電到100pF(皮法)的電荷經(jīng)由1.5kQ (千歐)的電阻進(jìn)行放電的試驗(yàn)。因此，第二時(shí)間常數(shù)τ 2為，對(duì)基于該ESD試驗(yàn)規(guī)格即100pF的電容器和1.5k Ω的電阻的時(shí)間常數(shù)150ns進(jìn)行考慮，而例如被設(shè)定為150ns的6?7倍的值即1 μ s (微秒)。這是為了能夠?qū)SD浪涌進(jìn)行充分放電。第二觸發(fā)信號(hào)朝復(fù)位電路8供給。
[0036]在第一電源線3與第二電源線4之間連接有分流電路9。分流電路9被供給保持電路6的輸出信號(hào)。S卩，通過(guò)保持電路6的輸出信號(hào)來(lái)控制分流電路9的導(dǎo)通/截止。
[0037]本實(shí)施方式的ESD保護(hù)動(dòng)作如下所述。對(duì)第一電源端子1施加相對(duì)于第二電源端子2為正的ESD浪涌，在該ESD浪涌的上升時(shí)間比第一時(shí)間常數(shù)τ 1短的情況下，第一觸發(fā)電路5響應(yīng)而輸出第一觸發(fā)信號(hào)。保持電路6響應(yīng)第一觸發(fā)信號(hào)，而對(duì)第一觸發(fā)信號(hào)的信號(hào)電平例如Η電平進(jìn)行保持。根據(jù)來(lái)自保持電路6的Η電平的輸出信號(hào)而分流電路9導(dǎo)通，ESD浪涌被放電。
[0038]由于第二時(shí)間常數(shù)τ2是大于第一時(shí)間常數(shù)τ 1的值，所以第二觸發(fā)電路7響應(yīng)所施加的ESD浪涌而輸出第二觸發(fā)信號(hào)。
[0039]當(dāng)?shù)诙|發(fā)信號(hào)的信號(hào)電平隨著第二時(shí)間常數(shù)τ2降低而達(dá)到規(guī)定的閾值時(shí)，復(fù)位電路8輸出復(fù)位信號(hào)。響應(yīng)復(fù)位信號(hào)，而保持電路6的保持狀態(tài)被復(fù)位。由此，保持電路6的輸出信號(hào)也被復(fù)位，因此分流電路9截止。S卩，能夠通過(guò)具有第二時(shí)間常數(shù)τ2的第二觸發(fā)電路7，對(duì)分流電路9通過(guò)具有第一時(shí)間常數(shù)τ 1的第一觸發(fā)電路而導(dǎo)通的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)將第二時(shí)間常數(shù)τ 2相對(duì)于ESD試驗(yàn)規(guī)格的時(shí)間常數(shù)150ns設(shè)定為6?7倍的值即1 μ s，由此能夠構(gòu)成為能夠?qū)SD浪涌進(jìn)行充分放電。
[0040]對(duì)于具有比第一時(shí)間常數(shù)τ 1長(zhǎng)的上升時(shí)間、即緩慢上升的電源電壓的變動(dòng)，第一觸發(fā)電路5不響應(yīng)。因此，不從保持電路6供給使分流電路9導(dǎo)通的信號(hào)。因而，能夠根據(jù)第一時(shí)間常數(shù)τ1來(lái)設(shè)定靜電保護(hù)電路不動(dòng)作的電源電壓的上升時(shí)間的范圍。
[0041]根據(jù)本實(shí)施方式，能夠按照第一觸發(fā)電路5的時(shí)間常數(shù)、即第一時(shí)間常數(shù)τ 1，來(lái)設(shè)定針對(duì)電源電壓的變動(dòng)而靜電保護(hù)電路動(dòng)作的范圍。因而，能夠按照第一時(shí)間常數(shù)τ?來(lái)設(shè)定針對(duì)具有何種程度的上升時(shí)間的電源電壓而動(dòng)作。例如，通過(guò)將第一時(shí)間常數(shù)τ?設(shè)定為在ESD試驗(yàn)規(guī)格的人體模型(HBM)中被規(guī)定為浪涌的上升時(shí)間的2ns到10ns的值，由此能夠構(gòu)成為對(duì)ESD浪涌進(jìn)行響應(yīng)。由于對(duì)于具有比該第一時(shí)間常數(shù)τ 1長(zhǎng)的上升時(shí)間、即緩慢上升的電源電壓變動(dòng)，第一觸發(fā)電路5不響應(yīng)，因此能夠通過(guò)第一時(shí)間常數(shù)τ 1的設(shè)定來(lái)限制靜電保護(hù)電路的動(dòng)作范圍。另一方面，能夠按照第二觸發(fā)電路7的時(shí)間常數(shù)、即第二時(shí)間常數(shù)τ 2，來(lái)設(shè)定使分流電路9截止的定時(shí)。因而，通過(guò)第二時(shí)間常數(shù)τ 2的設(shè)定，由此能夠構(gòu)成為能夠?qū)SD浪涌進(jìn)行充分放電。通過(guò)將第一時(shí)間常數(shù)τ?設(shè)為對(duì)ESD浪涌進(jìn)行響應(yīng)的較短的時(shí)間常數(shù)，由此能夠構(gòu)成為限制靜電保護(hù)電路進(jìn)行動(dòng)作的電源電壓的變動(dòng)范圍，另一方面，通過(guò)增大第二時(shí)間常數(shù)τ 2，由此對(duì)ESD浪涌進(jìn)行充分放電。即便將第一時(shí)間常數(shù)τ 1設(shè)定為較小的值，在到通過(guò)來(lái)自由第二觸發(fā)電路7控制的復(fù)位電路8的復(fù)位信號(hào)而保持電路6被復(fù)位為止的期間，也能夠使分流電路9維持為導(dǎo)通狀態(tài)，此外，能夠通過(guò)第二時(shí)間常數(shù)τ2來(lái)調(diào)整該保持電路6的保持時(shí)間。因而，能夠提供一種靜電保護(hù)電路，通過(guò)第一時(shí)間常數(shù)τ 1和第二時(shí)間常數(shù)τ 2的設(shè)定，能夠抑制誤動(dòng)作并且能夠?qū)SD浪涌進(jìn)行充分放電。
[0042](第二實(shí)施方式)
[0043]圖2是表示第二實(shí)施方式的靜電保護(hù)電路的構(gòu)成的圖。對(duì)于與上述實(shí)施方式對(duì)應(yīng)的構(gòu)成要素賦予相同的符號(hào)，并僅在需要的情況下進(jìn)行重復(fù)的記載。在本實(shí)施方式中，第一觸發(fā)電路5由具有電容器51和電阻52的串聯(lián)電路的CR電路構(gòu)成。電容器51和電阻52在共通連接節(jié)點(diǎn)53連接。通過(guò)電容器51和電阻52，第一觸發(fā)電路5的第一時(shí)間常數(shù)τ 1例如被設(shè)定為2ns到10ns之間的值。
[0044]保持電路6由具有第一變換器61和第二變換器62的閂鎖電路構(gòu)成。第一變換器61的輸入端連接于第一觸發(fā)電路5的共通連接節(jié)點(diǎn)53。第二變換器62的輸入端連接于第一變換器61的輸出端，第二變換器62的輸出端連接于第一變換器61的輸入端。即，第一變換器61