[发明专利]用于使用高压设备来增强低压ESD箝位的选择性电流泵浦

说明书

背景技术

静电放电（ESD）脉冲是突然的且非预期的电压和/或电流放电，其将能量从外侧体部（举例来说，比如从人类身体）转移到电子设备。ESD脉冲可损坏电子设备，例如通过在高压的情况下“熄灭”晶体管的栅氧化层或通过在高电流的情况下“熔化”设备的有效区面积，引起接点故障。

如将在以下将更详细理解的，本公开涉及改进的ESD保护技术。

附图说明

图1示出了经受一些缺点的ESD保护设备。

图2示出了包括电流控制元件的ESD保护设备的示例实施例。

图3示出了具有被实现为分流器的电流控制元件的ESD保护设备的示例实施例。

图4示出了具有被实现为电流开关元件的电流控制元件的ESD保护设备的示例实施例。

图5A-5C示出了包括电流开关元件的ESD保护电路的示例实施例，由于其防范具有大约150纳秒的脉冲长度的ESD脉冲。

图6A-6C示出了包括分流器的ESD保护电路的示例实施例，由于其防范具有大约150纳秒的脉冲长度的ESD脉冲。

图7示出了包括用于促进衬底泵浦的附加电容器的ESD保护电路的示例实施例。

图8示出了包括电压加法器的ESD保护设备的示例实施例。

图9示出了根据一些实施例的以流程图格式的方法。

图10示出了包括单个触发元件的ESD保护设备的示例实施例。

具体实施方式

现在将参考附图来描述本发明，其中相同的参考数字用于始终指代相同的元件，并且其中所说明的结构和设备不必须是按比例绘制的。

图1示出了使用不够理想的ESD保护技术的电路100。电路100包括易受ESD影响的电路102和ESD保护电路104，两者都电耦合到第一和第二电路节点106A、106B（例如，分别为集成电路的DC电源电压引脚和接地引脚）。ESD保护电路104包括第一和第二电路径108、110，其在第一和第二电路节点106A、106B之间平行延伸。第一电路径108包括布置在其上的触发元件111，并且第二电路径110包括分路器112。衬底泵浦114被布置成对分路器112的衬底进行泵浦，以增强在ESD事件期间其的增益。

在操作期间，触发元件116检测指示ESD脉冲124的电压和/或电流尖峰，并由此增加其输出118处的触发信号的电压。该增加的电压使分路器112和衬底泵浦114进入导电状态。衬底泵浦114因此将ESD脉冲123的一些电流经由路径120转向到分路器112的衬底，这有助于增加分路器112的增益。由于高压触发信号，分路器112现在表示第阻抗（相对于易受ESD影响的电路102）且ESD脉冲124的功率流过分路器112且远离易受ESD影响的电路102，如箭头122所示。

尽管该技术在一些方面是足够的，但ESD保护电路104经受了以下缺点：分路器112可能不能够充分地分路大的ESD脉冲，尤其当低电压设备用于电路102和104时。因此，如果大的ESD脉冲有危害，则ESD电流的快速流入可“淹没”分路器122，使得来自ESD脉冲的一些功率可能达到易受ESD影响的电路102并引起损坏。而且，如果对于每单位面积，有太多的电流通过分路器112被引导，则分路器112本身也可受损坏。

因此，本公开的多个方面涉及ESD保护技术，这些技术仍然提供衬底泵浦以增加分路器的增益，同时相对于传统方式还允许有增加的电流分路。因此，这些技术提供了针对ESD脉冲的可靠保护，由此有助于达成良好的制造产量和可靠的客户性能。

图2示出了示例ESD保护电路200。ESD保护电路200分别包括第一、第二、第三和第四电路径202、204、206、208，其在第一和第二电路节点106A、106B之间平行延伸。第一电路径202包括第一触发元件210、第二电路径204包括第二触发元件212，并且第三电路径206包括主分路器214。第四电路径208包括电流控制元件216。在操作期间，主分路器214的低阻抗状态由来自第一触发元件210的第一触发信号触发。电流控制元件216被布置成基于来自第二触发元件212的第二触发信号而选择性地当作主分路器214的衬底泵浦并且基于第二触发信号而选择性地当作与主分路器214并联的次分路器。第一和二触发信号典型地具有不同的脉冲长度和/或具有偏移的边缘。