[发明专利]用于防止静电放电的电路装置

说明书

本发明涉及一种用于防止静电放电的电路装置。

静电放电能够严重损害或者甚至损毁集成电路。静电放电或ESD使得例如在集成电路的端子处生成过电压，其中，所述过电压能够引起高电流流过电路。如果集成电路的各个部件不是针对这样的高电流而设计的，则可能损害相应部件并从而可能损害整个集成电路。

这就是为什么集成电路越来越多地设置有ESD保护装置的原因，当发生静电放电时该ESD保护装置形成单独的电流路径以便对该放电进行分流。这样的保护装置例如通过超过阈值电压或通过脉冲过电压的发生来触发。

为了实现充分防止静电放电，使用具有高灵敏度的相应触发电路。然而，当出现ESD脉冲时，电压增大会在实际的过电压脉冲之前出现，从而削弱该保护装置的可靠性。具体地，在通过其来测试集成电路的ESD稳定性的测试或测试装置中，这样的电压增大也可能会分别出现。这会导致这样的测试的受限的有效性。而且可能的是，传统ESD保护装置的响应特性欠佳，使得以有限的可靠性来防止集成电路静电放电。

要实现的目的包括公开一种用于防止静电放电的更可靠的构思。

利用独立权利要求的主题来实现该目的。实施方式以及改进形成从属权利要求的主题。

例如，除了适于对第一端子和第二端子之间的静电放电进行分流的分流器之外，用于防止静电放电的电路装置的一个实施方式还包括连接在第一端子和第二端子之间的补偿装置。该分流器的特征在于例如具有单独或集成触发的旁路晶体管。补偿装置被设计为例如监测第一端子和第二端子之间的电压增加（progression）并且对例如由于静电放电之前的充电而出现的过电压进行分流。然而，优选地通过分流器对实际静电放电进行分流。具体地，由于被分流的预充电而改进了分流器的响应特性。

根据电路装置的一个实施方式，补偿装置的特征在于第一电阻器和场效应晶体管的串联电路，该串联电路连接在第一端子和第二端子之间。第一电阻器和场效应晶体管之间的接点经由包括第二电阻器和电容器的RC串联电路连接至场效应晶体管的栅极端子。RC串联电路用作在上述接点和场效应晶体管的栅极端子之间的低通滤波器。

当场效应晶体管在该电路装置的操作期间通过栅极端子处的相应电压来激活时，能够经由第一电阻器和场效应晶体管的受控路径以受控方式将例如由于第一端子的预充电而出现的过电压分流至第二端子。特别地，通过特别由第一电阻器的值所限定的漏电流来实现该分流。例如，针对第一电阻器来选择不大于1kΩ的值，以便实现针对场效应晶体管的电流限制并且使得过电压能够充分且可靠地分流。

例如，由第一端子的预充电引起的过电压或预充电电压落在几十伏的量级。在最坏情形下，偏置电压可以增大直至略低于ESD保护电路的击穿电压。

引起针对场效应晶体管的受控路径的电流限制的第一电阻器也防止例如场效应晶体管的电压快回（snap-back）。

RC串联电路的电容器用作米勒电容，在高频信号分别被滤除或滤掉并且从而不能导致场效应晶体管的激活时，该米勒电容引起能够激活场效应晶体管的在第一端子处的低频电压。与ESD脉冲相比，例如由于预充电具有比实际ESD脉冲更长的持续时间，所以就时间而言预充电电压类似于直流电压。

当激活场效应晶体管时，例如第一端子处的电压至少放电至场效应晶体管的阈值电压。

在不同的实施方式中，以针对场效应晶体管的栅极端子滤除或滤掉第一端子处的静电放电的脉冲的方式确定RC串联电路的参数。例如，ESD脉冲的上升时间总计达大约20纳秒。在该情况下，电容器和第二电阻器能够被定尺寸为使得RC串联电路的作为结果的时间常数长于ESD脉冲的常规上升时间。

在其它的实施方式中，以针对场效应晶体管的栅极端子滤除或滤掉第一端子处的特定地具有预先已知的上升率的有用信号的边缘来确定RC串联电路的参数。例如，第一端子是输入/输出端子，借助于该输入/输出端子能够发送脉冲式有用信号。这样的脉冲式有用信号的信号形式通常限定在一定限度内，使得有用信号的信号边缘的上升时间至少是近似地已知。电容器和第二电阻器可以相应地选择为使得脉冲式有用信号由于边缘陡度而不能到达场效应晶体管的栅极端子，并且从而避免了通过有用信号来激活场效应晶体管。

特别就低通滤波器的限制频率而言，对RC串联电路的参数确定可以特别针对ESD脉冲以及针对脉冲式有用信号来进行，以便对两个示例都实现期望的特性。