[发明专利]接地电路和电源电路以及具有其的IC芯片

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成芯片(IC)，更具体而言，涉及一种消除串扰的IC芯片内部接地电路和电源电路，以及具有该接地电路和电源电路的IC芯片。

背景技术

静电放电(Electro-Static Discharge，缩写为ESD)是造成大规模集成电路损坏的一个重要原因。例如，在空气干燥的季节，人体感觉电击时，静电达到了2000V，当肉眼看到电火花时，静电达到5000V，而当能够听到放电声音时，此时的静电约为8000V。然而，现有大规模集成电路有时碰到几十伏或更低的静电就会遭到损坏或损伤。

为了防止ESD所导致的浪涌电流对IC芯片的损害，通常采用接地的办法来进行保护。例如对IC芯片提供接地引脚，用于当将IC芯片安装于印刷电路板(Printed Circuit Board，缩写为PCB)上时，将IC芯片接地至该PCB。而PCB的接地电路可以通过各种导体例如导线、螺钉等连接到机器外壳等，进而连接到建筑物金属框架或直接接入到预先埋入地中的金属网等大地中。由于接地电阻足够低，例如根据有关标准，接地电阻小于4Ω，所以能够迅速将ESD所导致的浪涌电流泄漏到大地中，从而保护了价值昂贵的IC芯片等。

随着大规模集成电路的发展，在现有的IC芯片中，可以包括多个电路功能模块。图1示出了根据相关技术的IC芯片内部接地电路布局的方框图。

如图1所示，IC芯片100包括多个电路功能模块：模块1、模块2、...、和模块n。每个模块分别具有接地引线G1、G2、...、和Gn，所有接地引线都直接连接到同一接地电路10，然后通过同一接地引脚GND接到芯片外部的地。

这种接地电路结构简单，能够有效地降低接地电阻，提高接地保护效果。然而，该接地电路没有充分考虑IC芯片内部各电路功能模块：模块1、模块2、...、和模块n之间电磁干扰的影响。

电磁干扰现象是由于动态电、磁能量的互换或变化，以波动的形式而存在或表现，随着时间的变化在介质中电磁波相互感应而传播杂散信号的现象，称之为电磁干扰(Electromagnetic Interference，缩写为EMI)。

由干扰源所产生的电磁干扰(EMI)，通常是对电路的低电平点产生感应，在经放大后变成杂散信号输出，其感应的方式通常包括静电感应、电磁感应、电导感应等......。在很多情况下，形成电磁干扰(EMI)的原因不止一种，且可能不止一处，对于属高频电路的集成电路以及包括多个功能模块的大规模集成电路，电磁干扰的情况尤其不可忽略。

近年来随着信息产业的蓬勃发展，IC芯片的运用普及到了大量的应用领域，如移动电话、个人计算机、家用电器等，对集成电路的设计则趋向于微型化、高速度、大回路(Loop)，这导致集成电路的工作频率越来越高，IC芯片集成度越来越高，所以电磁干扰现象引起的问题严重性越来越不容忽视。

因为工作频率提高，导致电磁波的波长更短，所以在电路内很容易造成电磁干扰的不规则反射。另外，IC芯片集成度大幅度提高，导致其内部晶体管数量显著增加，晶体管密度越来越大，晶体管、线路等各种器件越来越小，从而一方面增加了电磁干扰源，一方面晶体管等器件更加脆弱易受损害。

然而，根据图1所示的IC芯片内部布局，所有功能模块通过同一接地电路10连接到一起，所以使各功能模块产生的电磁干扰可以通过接地电路10而更容易地干扰到对方。

图2示出了根据相关技术的IC芯片内部电源电路布局的方框图。

类似地，IC根据图2所示的IC芯片内部布局，IC芯片200包括多个电路功能模块：模块1、模块2、...、和模块n。每个模块分别具有电源引线V1、V2、...、和Vn，所有电源引线都直接连接到同一电源电路20，然后通过同一电源引脚VCC接到芯片外部的电源。

同样，在图2中也存在上述的电磁干扰问题。根据图2所示的IC芯片内部布局，所有功能模块通过同一电源电路20连接到一起，所以使各功能模块产生的电磁干扰可以通过接地电路20而更容易地干扰到对方。

因此，如何有效地解决IC芯片内部接地电路和电源电路所受到的电磁干扰，成为一个有待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种消除串扰的IC芯片内部接地电路以及电源电路，以及具有该接地电路和电源电路的IC芯片。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于IC芯片内部的接地电路，IC芯片包括多个具有接地引线的功能模块，接地引线分别通过单独的接地引脚连接到IC芯片外部。

在上述的接地电路中，IC芯片包括接地环路，接地环路通过接地引脚连接到IC芯片外部。