专利名称：静电放电保护装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种静电放电保护装置与方法，特别是涉及一种可调整与放电路径相关的持有电压与触发电压的静电放电保护装置与方法。
背景技术：
静电放电(electrostatic discharge, ESD)是自非导电表面的静电移动的现象， 其会造成集成电路中的半导体与其它电路组成的损害。例如，当在地毯上行走的人体、在封装集成电路的机器或测试集成电路的仪器等常见的带电体，接触到芯片时，将会向芯片放电，此静电放电的瞬间功率有可能造成芯片中的集成电路损坏或失效。为了防止集成电路因静电放电现象而损坏，在集成电路中都会加入静电放电保护装置的设计。一般而言，静电放电保护装置有许多的设计方式，其中一种常见的方式就是利用串接的两级N型晶体管，来达到静电放电保护的作用，其中串接的两级N型晶体管的栅极端皆偏压在固定的电压。然而，此种架构所提供的放电路径的持有电压(holding voltage) 往往小于10. 5伏特。因此，当内部电路操作时，过度电性应力(electrical overstress, EOS)事件往往会因持有电压过低而不断地发生，进而影响内部电路的操作。由此可见，上述现有的静电放电保护装置与方法在产品结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的静电放电保护装置与方法，而不影响内部电路的正常操作，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的静电放电保护装置存在的缺陷，而提供一种新的静电放电保护装置，所要解决的技术问题是使其可用以避免内部电路遭受到静电信号的影响，并且还可维持内部电路的正常操作，非常适于实用。本发明的另一目的在于，克服现有的静电放电保护方法存在的缺陷，而提供一种新的静电放电保护方法，所要解决的技术问题是使其可用以避免内部电路遭受到静电信号的影响，从而更加适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种静电放电保护装置，用以防护内部电路，其中内部电路操作在一电源电压下，并通过焊垫接收输入电压，且静电放电保护装置包括防护单元与控制单元。防护单元用以提供放电路径，以将来自焊垫的静电信号导通至接地线。此外，防护单元具有控制端，且防护单元依据控制端的电压位准而调整用以决定放电路径导通与否的持有电压与触发电压。另一方面，当电源电压被供应时，控制单元将输入电压导通至防护单元的控制端，以致使防护单元提高放电路径的持有电压与触发电压。此外，当电源电压不被供应时，控制单元更利用静电信号将防护单元的控制端切换至浮接状态或是一接地状态，以致使防护单元降低放电路径的持有电压与触发电压。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的静电放电保护装置，其中所述的控制单元包括第一电容、第一 N型晶体管、 第一反相器、以及第一隔离电路。其中，第一电容的第一端电性连接至焊垫。第一 N型晶体管的漏极端电性连接第一电容的第二端，第一 N型晶体管的源极端电性连接接地线，且第一N型晶体管的栅极端用以接收电源电压。第一反相器配置在焊垫与接地线之间，且第一反相器的输入端电性连接第一电容的第二端。再者，第一隔离电路的第一端电性连接第一反相器的输出端，第一隔离电路的第二端电性连接防护单元的控制端，且第一隔离电路在其第一端的电压位准大于其第二端的电压位准时导通其第一端与第二端。前述的静电放电保护装置，其中所述的控制单元更包括第一 P型晶体管。其中第一 P型晶体管的源极端电性连接焊垫，第一 P型晶体管的漏极端电性连接第一电容的第二端，第一P型晶体管的栅极端电性连接第一反相器的输出端。前述的静电放电保护装置，其中所述的第一反相器包括一第二 P型晶体管，其源极端电性连接该焊垫，该第二 P型晶体管的漏极端用以作为该第一反相器的输出端，且该第二P型晶体管的栅极端用以作为该第一反相器的输入端；以及一第二N型晶体管，其漏极端电性连接该第二 P型晶体管的漏极端，该第二 N型晶体管的源极端电性连接该接地线，且该第二 N型晶体管的栅极端电性连接该第二 P型晶体管的栅极端。前述的静电放电保护装置，其中所述的第一隔离电路由一第一二极管所构成，且该第一二极管的阳极端用以作为该第一隔离电路的第一端，该第一二极管的阴极端用以作为该第一隔离电路的第二端。前述的静电放电保护装置，其中所述的第一隔离电路由多个第二二极管所构成， 且该些第二二极管相互串接以形成一二极管串列，且该二极管串列的阳极端用以作为该第一隔离电路的第一端，该二极管串列的阴极端用以作为该第一隔离电路的第二端。前述的静电放电保护装置，其中所述的第一隔离电路由一第三N型晶体管所构成，且该第三N型晶体管的栅极端与漏极端电性相连，以形成该第一隔离电路的第一端，该第三N型晶体管的源极端用以作为该第一隔离电路的第二端。前述的静电放电保护装置，更包括N个第二反相器，该些第二反相器配置在该焊垫与该接地线之间，且该些第二反相器相互串接在该第一反相器的输出端与该第一隔离电路的第一端之间，其中N为大于1的偶数。的前述的静电放电保护装置，更包括M个第三反相器，该些第三反相器配置在该焊垫与该接地线之间，且该些第三反相器相互串接在该第一电容的第二端与该第一反相器的输入端之间，其中M为大于1的偶数。前述的静电放电保护装置，其中所述的防护单元包括一第三二极管、一第四N型晶体管、以及一第五N型晶体管。其中，第三二极管的阳极端电性连接焊垫与内部电路。第四N型晶体管的漏极端电性连接第三二极管的阴极端，且第四N型晶体管的栅极端用以作为防护单元的控制端。此外，第五N型晶体管的漏极端电性连接第四N型晶体管的源极端， 第五N型晶体管的源极端电性连接至接地线，且第五N型晶体管的栅极端耦合至接地线。前述的静电放电保护装置，更包括一第四二极管，其阴极端电性连接该焊垫，该第四二极管的阳极端电性连接该接地线。前述的静电放电保护装置，其中所述的控制单元包括一第三P型晶体管，其源极端电性连接该焊垫；一第六N型晶体管，其漏极端电性连接该第三P型晶体管的漏极端，该第六N型晶体管的源极端电性连接该接地线，且该第六N型晶体管的栅极端用以接收该电源电压；以及一第四反相器，配置在该焊垫与该接地线之间，该第四反相器的输入端电性连接该第六N型晶体管的漏极端，且该第四反相器的输出端电性连接该第三P型晶体管的栅极端以及该防护单元的该控制端。前述的静电放电保护装置，其中所述的控制单元更包括一第二隔离电路，且该第四反相器的输出端通过该第二隔离电路电性连接至该防护单元的该控制端。前述的静电放电保护装置，其中所述的控制单元更包括一第二电容，其中该第二电容的第一端电性连接该焊垫，该第二电容的第二端电性连接该第六N型晶体管的漏极端。本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种静电放电保护方法，用以防护一内部电路，其中内部电路操作在一电源电压下，并通过一焊垫接收一输入电压，且静电放电保护方法包括下列步骤通过一防护单元提供从焊垫导通至一接地线的一放电路径，并参照防护单元的一控制端的电压位准而调整用以决定放电路径导通与否的一持有电压与一触发电压；当电源电压被供应时，将输入电压导通至控制单元的控制端，以提高放电路径导通的持有电压与触发电压；以及，当电源电压不被供应时，利用静电信号将控制单元的控制端切换至一浮接状态或是一接地状态，以降低放电路径导通的持有电压与触发电压。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明静电放电保护装置与方法至少具有下列优点及有益效果本发明是利用控制单元来控制防护单元所提供的放电路径的持有电压与触发电压的大小。其中，当电源电压被供应时，内部电路将正常操作，且控制单元将致使防护单元提高放电路径的持有电压与触发电压。藉此， 尽管内部电路接收到来自焊垫的高压，过度电性应力事件发生的频率也将会因持有电压与触发电压的提高而被降低。另一方面，当电源电压不被供应时，内部电路将停止操作，且控制单元将致使防护单元降低放电路径的持有电压与触发电压。如此一来，防护单元消除静电信号的能力也将因应持有电压与触发电压的降低而被提升。综上所述，本发明是有关于一种静电放电保护装置与方法。该静电放电保护装置， 用以防护操作在电源电压下的内部电路，并包括防护单元与控制单元。防护单元用以提供放电路径，以将来自焊垫的静电信号导通至接地线。防护单元依据其控制端的电压位准而调整用以决定放电路径导通与否的持有电压与触发电压。当电源电压被供应时，控制单元将输入电压导通至防护单元的控制端，以致使防护单元提高放电路径的持有电压与触发电压。当电源电压不被供应时，控制单元利用静电信号将防护单元的控制端切换至浮接状态， 以致使防护单元降低放电路径的持有电压与触发电压。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是根据本发明的第一实施例的静电放电保护装置的结构示意图。图2是防护单元的电压对电流的曲线图。图3是根据本发明的第二实施例的静电放电保护装置的结构示意图。图4是根据本发明的第三实施例的静电放电保护装置的结构示意图。图5是根据本发明的第四实施例的静电放电保护装置的结构示意图。图6是根据本发明的第五实施例的静电放电保护装置的结构示意图。图7是根据本发明的第六实施例的静电放电保护装置的结构示意图。图8是根据本发明的第七实施例的静电放电保护装置的结构示意图。图9是根据本发明的第八实施例之的静电放电保护装置的结构示意图。图10是根据本发明的一实施例的静电放电保护方法的流程图。100、300、400、500、600、700、800、900 静电放电保护装置110:防护单元120 控制单元121、121，、121”隔离电路101 接地线10:内部电路20 焊垫TMl 防护单元的控制端INVl、INV51-INV53、INV61-INV63 反相器Cl 电容D1-D3、D31_D33 二极管m-N5:N型晶体管P1-P2 =P 型晶体管A、B:节点VDD:电源电压210、220:曲线P21、P22、P23、P24 用以说明图2的曲线的标号CPl 寄生电容S110-S130 用以说明图10的各步骤流程
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的静电放电保护装置与方法其具体实施方式
、结构、 方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同的编号表示。
[第一实施例]图1是根据本发明的第一实施例的静电放电保护装置的结构示意图，其中图1更绘示出内部电路10与焊垫20。请参阅图1所示，内部电路10操作在一电源电压VDD下，并通过焊垫20接收一输入电压。此外，静电放电保护装置100用以防护内部电路10，以避免一静电信号对内部电路10造成的损害。静电放电保护装置100包括防护单元110与控制单元120。更进一步来看，防护单元Iio包括二极管D2、N型晶体管N3、与N型晶体管N4。其中，二极管D2的阳极端电性连接焊垫20与内部电路10。N型晶体管N3的漏极端电性连接二极管D2的阴极端，且其栅极端用以作为防护单元110的控制端TM1。N型晶体管N4的漏极端电性连接N型晶体管N3 的源极端，其源极端电性连接至接地线101，且其栅极端耦合至接地线101。在实际应用上，当电源电压VDD被供应时，内部电路10将正常操作。此外，栅极端耦合至接地线101的N型晶体管N4将可阻隔焊垫20导通至接地线101，进而避免静电防护电路贡献漏电流。此外，就布局结构来说，两串接的N型晶体管N3与N4具有寄生的横向 NPN双载子晶体管。因此，当电源电压VDD不被供应时，内部电路10将停止操作。此外，来自焊垫20的静电信号将可通过寄生的NPN双载子晶体管所形成的一放电路径，而被传导至接地线101。藉此，将可避免静电信号对内部电路10造成的损害。值得注意的是，寄生的NPN双载子晶体管所形成的放电路径的导通与否是取决于持有电压(holding voltage)与触发电压(triggering voltage)的大小。此外，在本实施例中，防护单元110可参照其控制端TMl的电压位准来调整放电路径的持有电压与触发电压。而防护单元110的控制端TMl的电压位准变化则受控于控制单元120，故以下将进一步叙述控制单元120的操作，并藉此说明在控制单元120的操控下防护单元110是如何对应地调整放电路径的持有电压与触发电压。请继续参阅图1所示，控制单元120包括电容Cl、N型晶体管Ni、反相器INV1、P 型晶体管Pl与隔离电路121。其中，电容Cl的第一端电性连接至焊垫20。N型晶体管m 的漏极端电性连接电容Cl的第二端，其源极端电性连接至接地线101，且其栅极端用以接收内部电路10的电源电压VDD。反相器INVl配置在焊垫20与接地线101之间，且反相器 INVl的输入端电性连接电容Cl的第二端。P型晶体管Pl的源极端电性连接焊垫20，其漏极端电性连接电容Cl的第二端，且其栅极端电性连接反相器INVl的输出端。隔离电路121 的第一端电性连接反相器INVl的输出端，且隔离电路121的第二端电性连接防护单元110 的控制端TMl。在实际操作上，当电源电压VDD被供应时，内部电路10将正常操作，且电源电压 VDD将相对应地传送至Ν型晶体管m的栅极端。此时，Ν型晶体管m的漏极端与源极端将相互导通，进而导致位于节点A的电压位准被拉至一接地电压。另一方面，内部电路10在操作上会通过焊垫20接收输入电压。藉此，通过反相器INVl的作动，位于节点B的电压位准被拉至输入电压，进而导致隔离电路121接收到输入电压。举例来说，在本实施例中，反相器INVl包括P型晶体管P2与N型晶体管N2。其中，P型晶体管的源极端电性连接焊垫20，其漏极端用以作为反相器INVl的输出端，且其栅极端用以作为反相器INVl的输入端。此外，N型晶体管N2的漏极端电性连接P型晶体管 P2的漏极端，其源极端电性连接至接地线101，且其栅极端电性连接P型晶体管P2的栅极端。在实际操作上，节点A的电压位准被拉至接地电压时，P型晶体管P2将导通其源极端与漏极端，进而致使节点B的电压位准被拉至输入电压。另一方面，就隔离电路121来说，隔离电路121会在其第一端的电压位准大于其第二端的电压位准时导通其第一端与第二端。例如，在本实施例中，隔离电路121可由一二极管Dl所构成，其中二极管Dl的阳极端用以作为隔离电路121的第一端，二极管Dl的阴极端用以作为隔离电路121的第二端。如此一来，当隔离电路121接收到输入电压时，隔离电路121将导通其第一端与第二端，进而将防护单元110的控制端TMl的电压位准拉升至约为输入电压。相对地，随着控制端TMl的电压位准的提升，防护单元110将对应地提高放电路径的持有电压与触发电压。换言之，当电源电压VDD被供应时，放电路径的持有电压与触发电压将对应地被提升。藉此，尽管内部电路10接收到来自焊垫20的高压，过度电性应力事件发生的频率也将会因持有电压与触发电压的提高而被降低，进而确保内部电路10的正常操作。再者，当电源电压VDD不被供应时，内部电路10将停止操作，且不会接收到来自焊垫20的输入电压。取而代之的，此时的内部电路10可能会遭受到来自焊垫20的静电信号的影响。值得注意的是，当电源电压VDD不被供应，且静电放电发生时，来自焊垫20的静电信号会通过电容Cl耦合至N型晶体管m的漏极端。此外，由于电源电压VDD不会传送至 N型晶体管m的栅极端，进而致使Ν型晶体管m的漏极端与源极端相互不导通。换言之，此时的静电信号会通过电容Cl耦合至节点A。藉此，节点A的电压位准将被拉升至高电压，且通过反相器INV1，节点B的电压位准将降低至接地电压。此外，此时的P型晶体管Pl将导通以形成一回授机制，且通过此回授机制将进一步地闩锁住节点A与节点B的电压位准。值得一提的是，P型晶体管Pl主要是用以加强控制单元120的操作性能，故本领域具有通常知识的技术人员可依设计所需而决定是否将P型晶体管Pl移除。随着节点B的电压位准被降低至接地电压，隔离电路121将不会导通其第一端与第二端，进而致使防护单元110的控制端TMl维持在浮接(floating)状态。相对地，随着控制端TMl的浮接，防护单元110将对应地降低放电路径的持有电压与触发电压。换言之， 当电源电压VDD不被供应，且静电放电发生时，放电路径的持有电压与触发电压将对应地被降低。藉此，防护单元110消除静电信号的能力也将因应持有电压与触发电压的降低而被提升，进而确保内部电路10不受到静电信号的影响。举例来说，图2是防护单元的电压对电流的曲线图，其中曲线210为当电源电压 VDD不被供应时防护单元110的电压与电流的变化，且曲线220为当电源电压VDD被供应时的防护单元110电压与电流的变化。如图2所示，当防护单元110的控制端TMl被切换至浮接状态时，用以界定放电路径导通与否的持有电压与触发电压将对应地被降低。例如，如标号P21与P22所示，曲线210所界定出的放电路径的持有电压与触发电压分别约为8. 6伏特与11. 3伏特。另一方面，当防护单元110的控制端TMl被切换至输入电压(例如10. 5 伏特)时，用以界定放电路径导通与否的持有电压与触发电压将对应地被提升。例如，如标号P23与PM所示，曲线220所界定出的放电路径的持有电压与触发电压分别约为12. 2伏特与14伏特。值得一提的是，在本实施例中，静电放电保护装置100更包括一二极管D3。其中， 二极管D3的阴极端电性连接焊垫20，且二极管D3的阳极端电性连接至接地线101。藉此，
1反接在焊垫20与接地线101之间的二极管D3将有助于提升内部电路10抵抗静电信号的能力。然而，二极管D3的设置并非用以限定本发明，本领域具有通常知识的技术人员可依设计所需而决定是否将二极管D3移除。[第二实施例]图3是根据本发明的第二实施例的静电放电保护装置的结构示意图。请参阅图3 所示，本实施例与第一实施例大致相同，且图3中相同或相似的元件标号代表相同或相似的元件，本实施例中便不再赘述。本实施例与第一实施例主要的不同之处在于在本实施例所述的静电放电保护装置300中，隔离电路121，是由多个二极管D31 D33所构成。其中，二极管D31 D33相互串接以形成一二极管串列。此外，二极管串列的阳极端，也就是二极管D31的阳极端，用以作为隔离电路121’的第一端，且二极管串列的阴极端，也就是二极管D33的阴极端，用以作为隔离电路121’的第二端。藉此，当隔离电路121’的第一端的电压位准大于其第二端的电压位准时，二极管串列将导通，进而致使隔离电路121’的两端相互导通。[第三实施例]图4是根据本发明的第三实施例的静电放电保护装置的结构示意图。请参阅图4 所示，本实施例与第一实施例大致相同，且图4中相同或相似的元件标号代表相同或相似的元件，本实施例中便不再赘述。本实施例与第一实施例主要的不同之处在于在本实施例所述的静电放电保护装置400中，隔离电路121”是由一 N型晶体管N5所构成。其中，N型晶体管N5的栅极端与漏极端电性相连，以形成隔离电路121”的第一端，且N型晶体管N5的源极端用以作为隔离电路121”的第二端。藉此，当隔离电路121”的第一端的电压位准大于其第二端的电压位准时，N型晶体管N5将导通，进而致使隔离电路121”的两端相互导通。[第四实施例]图5是根据本发明的第四实施例的静电放电保护装置的结构示意图。请参阅图5 所示，本实施例与第一实施例大致相同，且图5中相同或相似的元件标号代表相同或相似的元件，本实施例中便不再赘述。本实施例与第一实施例主要的不同之处在于本实施例所述的静电放电保护装置 500更包括N个反相器INV51 INV53，N为大于1的偶数。其中，反相器INV51 INV53配置在焊垫20与接地线101之间，且反相器INV51 INV53相互串接在反相器INVl的输出端与隔离电路121的第一端之间。由于反相器INVl的输出端是串接偶数个反相器INV51 INV53，因此反相器 INV53与反相器INVl两者所输出的信号将相同。如此一来，对连接在反相器INV53之后的隔离电路121来说，其依旧是在内部电路10操作时，导通其两端，以将防护单元110的控制端TMl的电压位准拉升至输入电压，且隔离电路121依旧是在内部电路10不操作时，不导通其两端，以将防护单元110的控制端TMl切换至浮接状态。[第五实施例]图6是根据本发明的第五实施例的静电放电保护装置的结构示意图。请参阅图6 所示，本实施例与第一实施例大致相同，且图6中相同或相似的元件标号代表相同或相似的元件，本实施例中便不再赘述。
本实施例与第一实施例主要的不同之处在于本实施例所述的静电放电保护装置 600更包括M个反相器INV61 INV63，M为大于1的偶数。其中，反相器INV61 INV63配置在焊垫20与接地线101之间，且反相器INV61 INV63相互串接在电容Cl的第二端与反相器INVl的输入端之间。在此，串接的偶数个反相器INV61 INV63的输出信号是与其输入信号相同的，也就是反相器INV61所接收到的信号是与反相器INV63所输出的信号相同。因此，对连接在反相器INV63之后的反相器INVl来说，其依旧是在内部电路10操作时，接收到一接地电压， 且反相器INVl依旧是在内部电路10不操作时，因应静电信号的产生而接收到一高电压。[第六实施例]图7是根据本发明的第六实施例的静电放电保护装置的结构示意图。请参阅图7 所示，本实施例与第一实施例大致相同，且图7中相同或相似的元件标号代表相同或相似的元件，本实施例中便不再赘述。本实施例与第一实施例主要的不同之处在于本实施例所述的静电放电保护装置 700是将隔离电路121移除，因此反相器INVl的输出端将直接电性连接防护单元110的控制端TM1。在本实施例中，当内部电路10操作时，节点A的电压位准会被拉至接地电压，且通过反相器INVl的动作，位于节点B的电压位准被拉至输入电压。藉此，随着控制端TMl 的电压位准的提升，防护单元110将对应地提高放电路径的持有电压与触发电压。另一方面，当内部电路10不操作，且静电放电发生时，静电信号会通过电容Cl耦合至节点A，进而致使节点A的电压位准被拉升至高电压。此外，通过反相器INVl的动作， 节点B的电压位准将降低至接地电压。藉此，防护单元110的控制端TMl的电压位准将被切换至接地状态，进而致使防护单元110相对地降低放电路径的持有电压与触发电压。[第七实施例]图8是根据本发明的第七实施例的静电放电保护装置的结构示意图。请参阅图8 所示，本实施例与第一实施例大致相同，且图8中相同或相似的元件标号代表相同或相似的元件，本实施例中便不再赘述。本实施例与第一实施例主要的不同之处在于本实施例所述的静电放电保护装置 800是利用P型晶体管P2的寄生电容CPl来取代图1中的电容Cl。其中，当内部电路10 不操作，且静电放电发生时，静电信号会通过寄生电容CPl耦合至节点A，进而致使节点A的电压位准被拉升至高电压。此时，通过反相器INVl的动作，节点B的电压位准将降低至接地电压。相对地，隔离电路121将不会导通其第一端与第二端，进而致使防护单元110的控制端TMl维持在浮接状态。如此一来，放电路径的持有电压与触发电压将对应地被降低。[第八实施例]图9是根据本发明的第八实施例的静电放电保护装置的结构示意图。请参阅图9 所示，本实施例与第一实施例大致相同，且图9中相同或相似的元件标号代表相同或相似的元件，本实施例中便不再赘述。本实施例与第一实施例主要的不同之处在于本实施例所述的静电放电保护装置 900是将隔离电路121移除，并利用P型晶体管P2的寄生电容CPl来取代图1中的电容Cl。 换言之，本实施例是第六实施例与第七实施例的结合，故不再赘述。[第九实施例]
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图10是根据本发明的一实施例的静电放电保护方法的流程图，其中所述静电放电保护方法用以防护内部电路，且内部电路操作在电源电压下，并通过焊垫接收输入电压。 请参阅图10所示，所述静电放电保护方法包括下列步骤首先，在步骤S110，通过防护单元提供从焊垫导通至接地线的放电路径，并参照防护单元的控制端的电压位准而调整用以决定放电路径导通与否的持有电压与触发电压；再者，在步骤S120，当电源电压被供应时，将输入电压导通至控制单元的控制端，以提高放电路径导通的持有电压与触发电压；以及，在步骤S130，当电源电压不被供应时，利用静电信号将控制单元的控制端切换至浮接状态或是接地状态，以降低放电路径导通的持有电压与触发电压。综上所述，本发明是利用控制单元来控制防护单元所提供的放电路径的持有电压与触发电压的大小。其中，当电源电压被供应时，防护单元的控制端的电压位准将被控制单元切换至输入电压，进而致使防护单元提高放电路径的持有电压与触发电压。相对地，当电源电压不被供应时，防护单元的控制端将被控制单元切换至浮接状态或是接地状态，进而致使防护单元降低放电路径的持有电压与触发电压。如此一来，本发明的静电放电保护装置不仅可以避免内部电路遭受到静电信号的影响，还可避免内部电路在操作上受到过度电性应力事件的干扰。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种静电放电保护装置，其特征在于其是用以防护一内部电路，其中该内部电路操作在一电源电压下，并通过一焊垫接收一输入电压，且该静电放电保护装置包括一防护单元，提供一放电路径，以将来自该焊垫的一静电信号导通至一接地线，且该防护单元具有一控制端，并依据该控制端的电压位准而调整用以决定该放电路径导通与否的一持有电压与一触发电压；以及一控制单元，在该电源电压被供应时，将该输入电压导通至该控制端，以致使该防护单元提高该持有电压与该触发电压，该控制单元更在该电源电压不被供应时，利用该静电信号将该控制端切换至一浮接状态或是一接地状态，以致使该防护单元降低该持有电压与该触发电压。
2.根据权利要求1所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于其中所述的控制单元包括一第一电容，其第一端电性连接至该焊垫；一第一 N型晶体管，其漏极端电性连接该第一电容的第二端，该第一 N型晶体管的源极端电性连接该接地线，且该第一 N型晶体管的栅极端用以接收该电源电压；一第一反相器，配置在该焊垫与该接地线之间，且该第一反相器的输入端电性连接该第一电容的第二端；以及一第一隔离电路，其第一端电性连接该第一反相器的输出端，该第一隔离电路的第二端电性连接该防护单元的该控制端，且该第一隔离电路在其第一端的电压位准大于其第二端的电压位准时导通其第一端与第二端。
3.根据权利要求2所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于其中所述的控制单元更包括一第一 P型晶体管，其源极端电性连接该焊垫，该第一 P型晶体管的漏极端电性连接该第一电容的第二端，该第一 P型晶体管的栅极端电性连接该第一反相器的输出端。
4.根据权利要求2所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于其中所述的第一反相器包括一第二 P型晶体管，其源极端电性连接该焊垫，该第二 P型晶体管的漏极端用以作为该第一反相器的输出端，且该第二 P型晶体管的栅极端用以作为该第一反相器的输入端；以及一第二 N型晶体管，其漏极端电性连接该第二 P型晶体管的漏极端，该第二 N型晶体管的源极端电性连接该接地线，且该第二 N型晶体管的栅极端电性连接该第二 P型晶体管的栅极端。
5.根据权利要求2所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于其中所述的第一隔离电路由一第一二极管所构成，且该第一二极管的阳极端用以作为该第一隔离电路的第一端，该第一二极管的阴极端用以作为该第一隔离电路的第二端。
6.根据权利要求2所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于其中所述的第一隔离电路由多个第二二极管所构成，且该些第二二极管相互串接以形成一二极管串列，且该二极管串列的阳极端用以作为该第一隔离电路的第一端，该二极管串列的阴极端用以作为该第一隔离电路的第二端。
7.根据权利要求2所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于其中所述的第一隔离电路由一第三N型晶体管所构成，且该第三N型晶体管的栅极端与漏极端电性相连，以形成该第一隔离电路的第一端，该第三N型晶体管的源极端用以作为该第一隔离电路的第二端。
8.根据权利要求2所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于更包括N个第二反相器，该些第二反相器配置在该焊垫与该接地线之间，且该些第二反相器相互串接在该第一反相器的输出端与该第一隔离电路的第一端之间，其中N为大于1的偶数。
9.根据权利要求2所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于更包括M个第三反相器，该些第三反相器配置在该焊垫与该接地线之间，且该些第三反相器相互串接在该第一电容的第二端与该第一反相器的输入端之间，其中M为大于1的偶数。
10.根据权利要求1所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于其中所述的防护单元包括一第三二极管，其阳极端电性连接该焊垫与该内部电路；一第四N型晶体管，其漏极端电性连接该第三二极管的阴极端，且该第四N型晶体管的栅极端用以作为该防护单元的该控制端；以及一第五N型晶体管，其漏极端电性连接该第四N型晶体管的源极端，该第五N型晶体管的源极端电性连接该接地线，且该第五N型晶体管的栅极端耦合至该接地线。
11.根据权利要求1所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于更包括一第四二极管，其阴极端电性连接该焊垫，该第四二极管的阳极端电性连接该接地线。
12.根据权利要求1所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于其中所述的控制单元包括一第三P型晶体管，其源极端电性连接该焊垫；一第六N型晶体管，其漏极端电性连接该第三P型晶体管的漏极端，该第六N型晶体管的源极端电性连接该接地线，且该第六N型晶体管的栅极端用以接收该电源电压；以及一第四反相器，配置在该焊垫与该接地线之间，该第四反相器的输入端电性连接该第六N型晶体管的漏极端，且该第四反相器的输出端电性连接该第三P型晶体管的栅极端以及该防护单元的该控制端。
13.根据权利要求12所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于其中所述的控制单元更包括一第二隔离电路，且该第四反相器的输出端通过该第二隔离电路电性连接至该防护单元的该控制端。
14.根据权利要求12所述的静电放电保护装置与方法，其特征在于其中所述的控制单元更包括一第二电容，其中该第二电容的第一端电性连接该焊垫，该第二电容的第二端电性连接该第六N型晶体管的漏极端。
15.一种静电放电保护方法，其特征在于其是用以防护一内部电路，其中该内部电路操作在一电源电压下，并通过一焊垫接收一输入电压，且该静电放电保护方法包括以下步骤通过一防护单元提供从该焊垫导通至一接地线的一放电路径，并参照该防护单元的一控制端的电压位准而调整用以决定该放电路径导通与否的一持有电压与一触发电压；当该电源电压被供应时，将该输入电压导通至该控制单元的该控制端，以提高该放电路径导通的该持有电压与该触发电压；以及当该电源电压不被供应时，利用该静电信号将该控制单元的该控制端切换至一浮接状态或是一接地状态，以降低该放电路径导通的该持有电压与该触发电压。
全文摘要
本发明是有关于一种静电放电保护装置与方法。该静电放电保护装置，用以防护操作在电源电压下的内部电路，并包括防护单元与控制单元。防护单元用以提供放电路径，以将来自焊垫的静电信号导通至接地线。防护单元依据其控制端的电压位准而调整用以决定放电路径导通与否的持有电压与触发电压。当电源电压被供应时，控制单元将输入电压导通至防护单元的控制端，以致使防护单元提高放电路径的持有电压与触发电压。当电源电压不被供应时，控制单元利用静电信号将防护单元的控制端切换至浮接状态，以致使防护单元降低放电路径的持有电压与触发电压。
文档编号H02H9/04GK102386620SQ201010274348
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者刘玉莲, 王世钰, 陈彦宇 申请人:旺宏电子股份有限公司