专利名称：用于手机键盘的瞬态电压抑制和抗浪涌电流保护结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种防止静电和浪涌电流的保护结构，具体地说，是关 于一种用于手机键盘的瞬态电压抑制和抗浪涌电流保护结构，主要用于手机 在运输，测试，使用过程中出现静电或浪涌电流等过电压/过电流时的一种保 护手机内部芯片的结构。
背景技术：
随着现代数字手机的智能化不断提高，手机内部电路的模块化集成度也 越来越高。高度集成化，模块化的要求使得手机内部芯片的功能越来越复杂，而制造芯片的集成电路工艺也越来越先进，目前已经进入以90nm为代表的 超深亚微米集成电路制造工艺时代。但是伴随着制造工艺的不断发展，芯片 工作电压不断降低，工艺中的晶体管栅氧化层的厚度变薄(工作电压为5V 的器件中，典型栅氧化层的厚度约为IIOA)，付出的代价就是芯片本身防静 电和抗浪涌电流的能力越来越弱，这给手机整个系统的静电保护能力带来了 巨大的挑战。手机键盘作为直接与外部相连的设备，与键盘相连的内部芯片就显得特 别容易遭遇到静电和浪涌电流的冲击，从而造成芯片损坏，直接影响手机的 功能和使用可靠性。为达到保护内部芯片， 一般在键盘与芯片端口处并联一 个接地的压敏电阻。但是由于压敏电阻的钳位电压高，并且随着每次冲击， 压敏电阻的质量会下降，使用寿命变短等缺点，使得整体的静电和浪涌电流 保护能力受到极大的限制。发明内容综上所述，如何克服手机在运输，测试，或使用过程中，由于外部的静 电，浪涌电流等过电压/过电流对手机造成损害，乃是本实用新型所要解决的 技术问题，为此，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，成本较低的防 静电，抗浪涌电流保护结构。本实用新型的技术方案如下根据本实用新型的一种用于手机键盘的防静电和抗浪涌电流的保护结 构，其通过在与键盘相连的手机内部芯片端口并联一颗各反向的TVS 二极管以达到保护芯片的目的。TVS二极管的阴极端与接口线相连，而阳极端则 全部接地。手机内部芯片正常工作时，由于TVS二极管处于反向工作状态， 漏电流极小(一般小于0.05uA)，对整个系统不产生任何影响。而当外界产 生的静电通过对键盘传递到内部接口线上，当瞬态电压信号超过TVS 二极 管的反向击穿电压(一般为7V)， TVS二极管迅速雪崩，反向导通，电流首 先从TVS 二极管流到地，端口电压被TVS 二极管钳位在较低的电压范围内， 使得内部芯片处在安全区域，不会受到静电的冲击而损坏到芯片。当短暂的 外界干扰消失后，TVS二极管又重新关闭，不影响芯片内部的正常工作。
图l为本实用新型的防静电，抗浪涌电流的手机键盘结构示意图。 图2为本实用新型中的TVS 二极管I-V特性图。
具体实施方式
下面根据图1和图2给出本实用新型一个较好实施例，并予以详细描述， 以使本领域的技术人员更易于理解本实用新型的结构特征和功能特色，而不 是用来限定本实用新型的范围。本实用新型的电路结构是利用TVS 二极管的瞬态反应速度快，钳位电 压低，漏电流小，可靠性高等优点来取代传统的压敏电阻保护方式。主要是:在键盘与内部IC连接线上反向接入TVS二极管，在正常工作，不影响原有 电路的功能；而在静电或浪涌电流干扰的情况下，当瞬态电压高于TVS 二 极管击穿电压时，首先使得TVS二极管导通，电流全部从TVS二极管流走， 而接口电路端口处的电压被TVS 二极管钳位在较低的电压上，实现对接口 芯片的保护。电路原理图如图1所示，反向接入的TVS 二极管在出现静电或浪涌电 流时，TVS 二极管迅速导通，吸收静电或浪涌电流带来的短时间大能量， 而电压被钳位在Vc，从而保护内部芯片的正常工作。图2为TVS 二极管的工作特性图，在接口线及内部芯片正常工作时， TVS 二极管的最大工作电压为VRWM，此时对应的最大漏电流约为0.05 n A。 而TVS 二极管的反向击穿电压V肌约为7V，即若接口线上瞬态电压出现大 于V肌电压时，由于V肌较低，TVS二极管迅速导通，使得接口线上的电压 被钳位在Vc，达到保护内部芯片的目的。
权利要求1、一种用于手机键盘的瞬态电压抑制和抗浪涌电流保护结构，其特征在于，在与手机键盘相连的手机内部芯片的端口各反向并联一颗TVS二极管。
2、 如权利要求1所述的用于手机键盘的瞬态电压抑制和抗浪涌电流保 护结构，其特征在于，所述的与键盘相连的内部芯片端口系分别通过行/列接 口线与驱动电路相连。
3、 如权利要求2所述的用于手机键盘的瞬态电压抑制和抗浪涌电流保 护结构，其特征在于，所述的行/列接口线中的每条行/列接口线与一颗TVS 二极管阴极相连，而所有TVS 二极管的阳极全部接地。
4、 如权利要求1或2所述的用于手机键盘的瞬态电压抑制和抗浪涌电 流保护结构，其特征在于，所述的TVS 二极管是采用单路封装形式或四路 并联封装形式。
专利摘要一种用于手机键盘的瞬态电压抑制和抗浪涌电流保护结构，其特点是在与手机键盘相连的手机内部芯片的端口各反向并联一颗TVS二极管。其优点是TVS二极管的瞬态反应速度快，钳位电压低和漏电流小，可靠性高。
文档编号H04M1/23GK201118226SQ200720076788
公开日2008年9月17日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者刚 纪 申请人:上海韦尔半导体股份有限公司