用于级联电压管脚的组合ESD有源钳位电路制造技术

本发明专利技术的各个实施例涉及一种用于级联的电压管脚的、组合的静电放电有源钳位电路，其可以包括电子开关、多个放电路径和多个触发电路。响应于检测到跨任意两个电压管脚的电压事件，触发电路装置可以接通电子开关从而使电压事件引起的电流流过放电路径中的一个或者多个放电路径而不是流过可能潜在地被电压事件引起的电流损坏的功能电路装置。

【技术实现步骤摘要】
用于级联电压管脚的组合ESD有源钳位电路
本公开内容涉及电子装置，并且更具体地涉及静电放电保护电路装置。
技术介绍
在材料的表面内或者表面上的静电的不平衡会引起静电。这类电荷不平衡最常见地被观察到为由称为摩擦起电效应(也称为摩擦充电)的现象所引起。摩擦充电使得，具有弱束缚的电子的材料通过摩擦失去电子并且电子转移至具有被稀疏地填充的电子壳层(shell)的材料，从而造成一种材料变成带正电而另一种材料带负电。静电放电(ESD)是在两个物体之间由接触而引起的骤然的电流。在每天生活中，摩擦充电的一个常见示例，在某人走过地面从而静电累积时出现；而ESD的一个常见示例，在这个人触摸灯开关或者其它导电性材料时出现，有时会导致小火花的产生。在以上示例中产生的火花通常对人无害，并且有时甚至不被人察觉，但是却潜在地可以对电子器件和部件非常有破坏性。人走过地面并触摸导电性材料的以上示例，仅为静电如何累积并造成ESD的许多示例之一。为了防止ESD引起的损坏，电子装置制造商经常在电子器件和部件中，比如集成电路(IC)和印刷电路板(PCB)中，包括ESD保护电路装置。具有接地管脚和级联电压管脚(即具有不同供应电压的管脚)的IC例如可以包括，用于保护在各种管脚组合之间的功能电路免受正和负ESD应力二者的ESD保护电路装置。在电子器件中常用的一个类型的ESD保护电路装置是ESD钳位电路。在检测到由例如ESD事件引起的、跨两个管脚的过电压或者电压尖峰时，ESD钳位电路引导由过电压或者电压尖峰引起的电流离开功能电路，例如引导到接地。ESD保护电路装置增加了整个电路的复杂性，并且需要在电路上的物理空间，但是在一些情况下可能必需的，以便保护电路的功能电路装置。如果没有ESD保护电路装置，会潜在地降低电路的可靠性，并且潜在地增加对于替代地采用耗费时间的和高成本的电路的需要。
技术实现思路
本公开内容介绍一种静电放电(ESD)钳位电路，该ESD钳位电路包括：一个大电子开关，在本公开内容中称为大开关；以及不同的触发电路，其用于针对不同应力组合(即在跨不同管脚组合的不同触发条件)而接通大开关。通过采用不同触发电路而不是多个分离的ESD钳位电路来使用大开关，本公开内容的技术可以允许如下ESD保护电路装置，该ESD保护电路装置在IC或者PCB上被实施时，与现有技术的ESD钳位电路比较，利用更少面积并且可能也更易于实施。在一个示例中，一种电路包括：电子开关；触发电路装置，其被配置用于检测跨多个节点的电压事件；以及路径电路装置，其被配置用于响应于触发电路装置检测到跨多个节点中的两个节点的电压事件，来引导经过电子开关的电流。在另一示例中，一种电路包括：第一管脚，其被配置用于接收第一电压；第二管脚，其被配置用于接收第二电压；第三管脚，其被配置用于接收第三电压；以及电子开关，其连接到第一管脚和第三管脚；触发电路装置，其中触发电路装置被配置用于检测跨第一管脚和第三管脚的第一电压事件，以及响应于检测到第一电压事件而引导经过电子开关的电流，以及检测跨第二管脚和第三管脚的第二电压事件，以及响应于检测到第二电压事件而引导经过电子开关的电流，以及检测跨第一管脚和第二管脚的第三电压事件，并且响应于检测到第三电压事件而引导经过电子开关的电流。在附图和以下说明中阐述一个或者多个示例的细节。其它的特征、目的和优点，将由本说明书和附图以及从权利要求而变得显而易见。附图说明图1A示出使用不同ESD钳位电路以保护不同电路的现有技术的ESD概念的示意图。图1B示出使用堆叠的ESD钳位电路以保护不同电路的现有技术的ESD概念的示意图。图2A示出如下电路，该电路代表可以模拟带电操作者的人体模型(HBM)。图2B示出图2A中的HBM电路产生的放电曲线图的示例。图3示出根据本公开内容的技术的包括ESD保护的电路的示例。图4A-图4C示出可以用来实施本公开内容的技术的路径电路装置的示例部分。图5示出根据本公开内容的技术的包括ESD保护的电路的示例。图6示出根据本公开内容的技术的包括ESD保护的电路的示例。图7示出根据本公开内容的技术的包括ESD保护的电路的示例。图8示出根据本公开内容的技术的包括ESD保护的电路的示例。图9示出根据本公开内容的技术的包括ESD保护的电路的示例。图10示出根据本公开内容的技术的包括ESD保护的电路的示例。图11示出根据本公开内容的技术的包括ESD保护的电路的示例。具体实施方式本公开内容描述一种静电放电(ESD)钳位电路，该ESD钳位电路包括一个大电子开关(在本公开内容中有时称为大开关)以及用于针对不同应力组合而接通大开关的不同触发电路。电子器件目前使用具有不同电压等级的多个ESD钳位电路以保护电路的管脚免受ESD事件。本公开内容描述用于将多个ESD钳位电路组合成包括大开关和不同触发电路的一个ESD钳位电路的技术。通过采用不同触发电路而不是多个分离ESD钳位电路来使用大开关，本公开内容的技术可以允许如下ESD保护电路装置，该ESD保护电路装置在集成电路(IC)或者印刷电路板(PCB)上被实施时，与现有技术的ESD钳位电路比较，利用更少面积并且可能也更易于实施。在本公开内容中介绍的电路设计技术可以被实施到一大系列的高度集成的器件或者IC中，该高度集成器件或IC包括微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、汽车IC、安全IC和功率管理IC，并且也可以被实施到包括PCB的非高度地集成的器件中。实施在本公开内容中介绍的设计技术的电路，可以被包括在消费者电子装置、工业电子装置、汽车电子装置、或者实际上在任何其它类型的电子装置中。用来实施本公开内容的技术的ESD开关是电子开关，该电子开关可以例如是金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)器件、双极型晶体管、氮化镓(GaN)FET、晶闸管或者其它类型的电子开关。本公开内容将呈现ESD保护电路的若干示例，这些ESD保护电路使用MOSFET开关(在本公开内容中也称为大MOS(BigMOS))，但是应当理解的是，其它类型的开关，以及包括以上列举的开关，可以相似地用于实施本公开内容的技术。如在本公开内容中使用的那样，在“大开关”或者“大MOS”中的“大”一般是指为了实施ESD保护而需要的总面积。可以用来实施本公开内容的技术并且以下将更具体描述的特定部件，、比如正向二极管或者触发电路，例如具有大MOS的大小的约10％。根据指定的ESD要求，大MOS可以例而在5000μm2与100000μm2之间。图1A示出器件100A的示意图，该器件利用ESD保护电路装置的示例。器件100A可以例如是IC、PCB或者其它类型的电路。器件100A包括电路102、电路104、电路106、ESD钳位电路108、ESD钳位电路110和ESD钳位电路112。电路102、电路104和电路106代表功能电路，这意味着它们被配置用于执行器件100A的希望的功能。ESD钳位电路108、ESD钳位电路110和ESD钳位电路112代表ESD保护电路装置，这意味着它们被配置用于保护电路102、电路104和电路106免受ESD事件。器件100A具有被配置用于接收不同等级的电压的电压管脚114、电压管脚116和电源管脚118。电压管脚114、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：触发电路装置，被配置用于检测跨多个节点的电压事件；路径电路装置；电子开关，被配置用于响应于所述触发电路装置检测到跨所述多个节点中的两个节点的电压事件，来引导经过所述路径电路装置的电流。

【技术特征摘要】
2013.11.01 US 14/070,2091.一种电路，包括：触发电路装置，被配置用于检测跨三个或更多个的多个节点中的两个节点的第一组合的第一电压事件，并且被配置用于检测跨所述三个或更多个的多个节点中的两个节点的第二组合的第二电压事件；路径电路装置；电子开关，被配置用于响应于所述触发电路装置检测到跨所述多个节点中的两个节点的所述第一组合的所述第一电压事件，来引导经过所述路径电路装置的电流，并且被配置用于响应于所述触发电路装置检测到跨所述多个节点中的两个节点的所述第二组合的所述第二电压事件，来引导经过所述路径电路装置的电流。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述路径电路装置提供从所述多个节点中的任意节点到所述电子开关的第一端子的电流路径、以及从所述电子开关的第二端子到所述多个节点中的任意节点的电流路径。3.根据权利要求1所述的电路，还包括：功能电路装置，以及其中所述路径电路装置被配置用于引导电流经过所述电子开关，以及引导电流离开所述功能电路装置。4.根据权利要求1所述的电路，其中所述多个节点包括：第一管脚，被配置用于接收第一电压；第二管脚，被配置用于接收第二电压；第三管脚，被配置用于接收第三电压；其中所述电子开关连接到所述第一管脚和所述第三管脚，其中所述触发电路装置还被配置用于：检测跨所述第一管脚和所述第三管脚的第一电压事件，并且响应于检测到所述第一电压事件，来引导电流经过所述电子开关；检测跨所述第二管脚和所述第三管脚的第二电压事件，并且响应于检测到所述第二电压事件，来引导电流经过所述电子开关；检测跨所述第一管脚和所述第二管脚的第三电压事件，并且响应于检测到所述第三电压事件，来引导电流经过所述电子开关。5.根据权利要求1所述的电路，其中所述触发电路装置包括齐纳二极管的堆叠，其中所述触发电路装置被配置用于响应于跨所述齐纳二极管的堆叠的电压大于所述齐纳二极管的堆叠的击穿电压，来引导电流经过所述电子开关。6.根据权利要求1所述的电路，其中所述触发电路装置包括RC网络，其中所述触发电路装置被配置用于响应于跨所述RC网络的电压的每单位时间增加速率超过门限值，来引导电流经过所述电子开关。7.根据权利要求1所述的电路，其中所述路径电路装置包括二极管的堆叠，所述二极管的堆叠连接所述多个节点中的所有节点。8.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹轶群，A·鲁普，U·格拉瑟，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE