[发明专利]静电放电保护装置以及电路设备

说明书

静电放电（ESD）保护装置（10）可耦合到要保护的电路（5）的至少一个高电压供给端子（HV_PAD），特别是可耦合到可编程装置的至少一个高电压供给端子（HV_PAD）。ESD保护装置（10）包括检测电路（30）、控制电路（20）和晶体管（Mesd）。检测电路（30）被布置和配置为在高电压供给端子（HV_PAD）上的正ESD事件和高电压上升焊盘脉冲之间进行区分。控制电路（20）被配置为取决于检测电路（30）的检测输出信号而在其输出上提供控制信号，并且晶体管（Mesd）被耦合到基准电位端子（GND）和高电压供给端子（HV_PAD），并且晶体管（Mesd）的控制输入被耦合到控制电路（20）的输出。

技术领域

本发明涉及静电放电（ESD）保护装置。更进一步地，本发明涉及一种包括ESD保护装置和可编程装置的电路设备。

背景技术

为了防止集成电路（IC）或专用集成电路（ASIC）遭受过电压ESD损害，通常使用ESD过电压保护电路。对于ESD过电压保护而言，主要使用例如具有从焊盘到导轨电源的一个二极管和从地到焊盘的一个二极管的二极管钳位ESD保护电路，其限制高于导轨电源或低于地的任何电压。

新的应用要求将一次性编程（OTP）电路集成到ASIC中。一次性编程电路的编程电压可以在6V—8V伏特水平的范围内。例如，在微机电系统（MEMS）麦克风ASIC中，在校准操作期间，高电压焊盘被用于一次性编程，其也必须被ESD保护。

US 2009/0135532A1公开了一种静电放电（ESD）保护电路。晶体管被耦合在节点和地之间，并且具有耦合到地的栅极。二极管链被耦合在节点和焊盘之间，并且包括串联连接的多个第一二极管，其中第一二极管在正向导通方向上从焊盘耦合到节点。第二二极管耦合在节点和焊盘之间，并且第二二极管在正向导通方向上从节点耦合到焊盘。

发明内容

本发明的目的是提供一种静电放电（ESD）保护装置以及包括ESD保护装置的电路设备，ESD保护装置允许可靠的ESD保护，特别是允许在正常和编程操作模式下的可靠的ESD保护。

该目的是通过独立权利要求的特征来实现的。在从属权利要求中给出本发明的有利实施例。

根据第一方面，通过可耦合到要被保护的电路的至少一个高电压供给端子、特别是可耦合到可编程装置的至少一个高电压供给端子的静电放电（ESD）保护装置来区分出本发明。ESD保护装置包括检测电路、控制电路和晶体管。检测电路被布置和配置为在高电压供给端子上的正ESD事件和高电压上升焊盘脉冲之间进行区分。控制电路被配置为取决于检测电路的检测输出信号而在其输出上提供控制信号，并且晶体管耦合到基准电位端子和高电压供给端子，并且晶体管的控制输入被耦合到控制电路的输出。

有利地，ESD保护装置在芯片面积方面是有成本有效的，并且可以被完全集成在亚微米CMOS IC或ASIC中。不存在对于二极管，特别是集成的二极管的需要。可以达到如下的ESD保护：其具有针对高电压应用的鲁棒的ESD性能并且没有栅极氧化物可靠性顾虑。

优选地，晶体管被布置和配置以使得在晶体管的导通状态下其提供从高电压供给端子到基准电位端子、特别是到地电位的低阻抗路径以用于使ESD放电电流转向而远离于要被保护的电路，即，可编程装置。晶体管的工作区域是良好定义的。晶体管可以仅包括一个低电压晶体管和/或一个中等电压晶体管和/或一个高电压晶体管。

ESD保护装置能够将正的ESD脉冲和负的ESD脉冲这两者引导离开被保护的电路。附加的晶体管或二极管是不必要的。

根据第一方面的实施例，ESD保护装置包括用于将高电压供给端子AC耦合或高通耦合到检测电路的输入的电容器电路。

根据第一方面的进一步的实施例，检测电路包括阈值检测电路，该阈值检测电路被配置成当检测电路的输入信号超过给定的阈值时检测到ESD事件。这允许检测电路的容易的实现以及ESD保护装置的成本有效的生产。