具有加电模式中的esd保护能力的噪声容忍有源钳位的制作方法_4

文档序号:8489384阅读:来源:国知局
ESD)保护电路(例如,Big LDM0S508)、保持断开电路(例如,保持断开电路514)、ESD检测电路(例如,ESD检测电路 512)和保持断开控制电路516,该保持断开控制电路516被配置成当ESD检测电路对于未 上电和上电的芯片操作模式两者检测到ESD事件时启用ESD保护电路并且禁用保持断开电 路。在一些示例中,ESD检测电路(例如,ESD检测电路512)和保持断开控制电路516被进 一步配置成当ESD检测电路检测到ESD事件时并且当电路500在通电的状态下(例如,当功 率被施加到Vdd时)正在操作时启用ESD保护电路(例如,BigLDM0S508)并且禁用保持断 开电路(例如,保持断开电路514)。
[004引在一些示例中,ESD检测电路(例如,ESD检测电路512)和保持断开控制电路516 被进一步配置成当ESD检测电路没有检测到ESD事件时禁用ESD保护电路(例如,BigLDM0S 508)并且启用保持断开电路(例如,保持断开电路514)。在一些示例中,ESD检测电路被进 一步配置成当ESD检测电路没有检测到ESD事件并且电路500在通电的状态下(例如,当功 率被施加到Vdd时)正在操作时禁用ESD保护电路(例如,BigLDM0S508)并且启用保持断 开电路(例如,保持断开电路514)。
[0049] 在一些示例中,ESD检测电路(例如,ESD检测电路512)和保持断开控制电路516 被配置成当ESD检测电路确定电路500的输入(例如,保护焊盘502)处的电压满足电压电 平阔值(例如,栅极控制电路510的二极管触发链的击穿电压)和频率阔值(例如,与栅极控 制电路510关联的时间常数)两者时来检测ESD事件。在一些示例中,ESD检测电路(例如, ESD检测电路512)和保持断开控制电路516被配置成当ESD检测电路检测到电路500的输 入(例如,保护的焊盘502)处的电压不满足电压电平阔值或频率阔值时检测非ESD事件并 且不检测ESD事件。
[0050] 在一些示例中,保持断开控制电路包括开关(例如,BigLDM0S508),并且ESD检测 电路(例如,ESD检测电路512)被配置成通过当启用保持断开电路时控制开关借助于保持 断开控制电路而不启用ESD保护电路。换言之,ESD检测电路被配置成当断开控制电路的 开关被启用时制止启用ESD保护电路。
[0051] 在一些示例中,保持断开控制电路包括开关(例如,BigLDM0S508),并且ESD检测 电路(例如,ESD检测电路512)被配置成通过控制开关禁用保持断开电路来启用ESD保护 电路。换言之,如果ESD检测电路基于电压事件检测到ESD事件,则ESD检测电路可W通过 不激活保持断开控制电路的开关W禁用保持断开电路来禁用保持断开电路。
[005引在一些示例中,ESD检测电路(例如,ESD检测电路512)包括用于启用ESD保护电 路的二极管触发链。在一些示例中,ESD检测电路被配置成当跨过二极管触发链的电压超过 与二极管触发链关联的击穿电压W及满足基于与ESD检测电路关联的时间常数的频率阔 值时检测EDS事件并且启用ESD保护电路(例如,BigLDM0S508)。在一些示例中,ESD检 测电路包括至少一个电容器和至少一个电阻器并且与ESD检测电路关联的时间常数是基 于至少一个电容器和至少一个电阻器。在一些示例中,与ESD检测电路关联的时间常数是 基于与ESD检测电路中的一个或多个元件关联的寄生电容。
[0053] 图6示出根据该公开的技术的有源谢位电路的示例。电路600包含功能电路601、 保护的焊盘602、VDD输入604和地(GND) 606和BigLDMOS608。电路600也包含ESD检 测电路612、保持断开电路614和保持断开控制电路616。例如,电路600的有源谢位可W 保护功能电路601免受发生在保护的焊盘602与GND606之间的ESD事件的影响。保护的 焊盘602表示到功能电路601的输入。ESD检测电路612、保持断开电路614和保持断开控 制电路616大体上W与图5的ESD检测电路512、保持断开电路514和保持断开控制电路 516相同的方式操作,但是图6示出更多细节并且将被更详细地描述。
[0054] VDD输入604表示用于保持断开电路614的供给线输入。因而,如果电路600没被 安装或处在断电的状态下,则VDD输入604等于0V,并且如将W后更详细地解释,保持断开 电路614是关的。当电路600是处在断电的状态下并且ESD检测电路612检测到跨过保护 的焊盘602和GND606的ESD事件时,则ESD检测电路612将BigLDM0S608打开并且电 流从保护的焊盘602经过BigLDM0S608被引导到地,而不是经过可W潜在地被ESD事件 所破坏的功能电路601。
[00巧]ESD检测电路612包含二极管触发链622、电阻器626、二极管触发链646、电阻器 650和电容器652。当电路600没被安装或掉电(即VDD输入604 = 0V)时,ESD检测电路 612当跨过保护的焊盘602和GND606的电压超过二极管触发链622的击穿电压时可W检 测保护的焊盘602处的ESD事件。当保护的焊盘602与GND606之间的电压低于二极管触 发链622的击穿电压时,则没有电流流经二极管触发链622。当保护的焊盘602与GND606 之间的电压超过二极管触发链622的击穿电压时,则电压流经二极管触发链622并且在节 点624处创建跨过电阻器(R)626的电压。节点624大体上对应于BigLDM0S608的栅极, 并且跨过电阻器626的电压(即BigLDM0S608的栅极到源极的电压)如果大于BigLDM0S 608的电压阔值(Vth)则引起BigLDMOS608从保护的焊盘602将电流传导到GND606。
[0056] 作为一个示例,保护的焊盘602处的正常操作电压可W是30V。因而,ESD检测电 路612可W被配置成响应于过电压(例如,35V或更大的电压)来将BigLDMOS608打开, W便保护功能电路601免受过电压事件的影响。二极管触发链622的二极管可W被选择使 得二极管触发链622的击穿电压对应于有源谢位在其处打开的过电压。
[0057] 保持断开电路614包含下拉晶体管632、电容器644和电阻器648。当电路600处 在正常操作中时,例如,VDD输入604可W是5V。在正常操作期间,保持断开控制电路616 可W打开保持断开电路614。当保持断开电路614是"开的"时,保持断开电路614使电路 600的有源谢位"关断"。保持断开电路614通过将BigLDMOS608的栅极电压下降到地来 将电路600的有源谢位关断,使得BigLDMOS608的栅极到源极的电压是近似0V,并且Big LDMOS608是"关的",从而意味着不存在经过BigLDMOS608的漏极到源极的电流。
[0058] 在一些7]^例中,如果从电路600中将保持断开控制电路616省略,并且当保持断开 电路614是"开的"并且BigLDMOS608是"关的"时,则BigLDMOS608可W不具有漏极 到源极的电流,即使保护的焊盘602与GND606之间的电压大于过电压(例如,即使保护的 焊盘602与GND606之间的电压超过二极管触发链622的击穿电压)。换言之,在没有保持 断开控制电路616的情况下,即使ESD检测电路612检测到过电压值,则BigLDMOS608可 W仍然不打开,无论该过电压是由于EMC事件(在该个情况下要被关断的BigLDMOS608是 所希望的)所造成的还是由于ESD事件(要被关断的BigLDMOS608不是所希望的)所造成 的。
[0059] 在一些示例中,如果从电路600中将保持断开控制电路616省略,并且当电路600 不通电并且VDD输入604是0V时,则过电压(例如35V)可W引起BigLDM0S608将电流从 保护的焊盘602引导到地。然而,当电路600处在正常操作中并且VDD输入604是5V时, 则35V的过电压可W不引起BigLDM0S608将电流从保护的焊盘602引导到地并且远离 功能电路601。跨过保护的焊盘602与GND606的35V可W不是ESD事件,并且因而打开 的BigLDM0S608可W导致引起功能电路601故障的电流消耗。在另一方面,如果跨过保 护的焊盘602与GND606的35V可W是ESD事件,则BigLDM0S608必须打开来保护功能 电路601。电路600可W在实际的ESD事件期间依赖于保持断开控制电路616来打开Big LDM0S608W保护功能电路601而没有在非ESD事件期间通过打开BigLDM0S608干扰功 能电路601的操作。
[0060] 下拉晶体管63
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