一种堆叠式静电放电保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种堆叠式静电放电保护电路，包括电源模块、第一偏置模块、第二偏置模块直至第M偏置模块、第一控制模块、第二控制模块直至第M控制模块、第一驱动模块、第二驱动模块直至第M驱动模块，第一大晶体管、第二大晶体管直至第M大晶体管，用于当控制模块检测到有正的ESD事件时，控制模块输出驱动信号，与控制模块同级的驱动模块接收到驱动信号后控制同级的大晶体管导通，以泻放掉ESD电流，电源模块分别为各个驱动模块直接供电。在本发明专利技术中，各个大晶体管启动速度快，保证了堆叠式静电放电保护电路可以迅速相应ESD事件，同时各个大晶体管的栅极驱动电压增大，导通电阻减小，提高了ESD电流泻放能力，进而提高了芯片的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种堆叠式静电放电保护电路
本专利技术涉及电子器件领域，特别是涉及一种堆叠式静电放电保护电路。
技术介绍
ESD(ElectroStaticDischarge，静电放电)事件会给电子器件带来破坏性的后果，是造成芯片失效的主要原因，为了提高芯片的可靠性，技术人员一般还会设计一个静电放电保护电路来防止芯片内部电路被损坏。静电放电保护电路可以分为输入输出保护电路和电源地(VDD-to-VSS)保护电路，其中，电源地保护电路能提供静电泄放通路，对保护芯片内部电路起到重要的作用，为了满足芯片内部器件耐压的需求，通常会结合堆叠技术来进行电源地保护电路的设计。参见图1，传统的电源地静电放电保护电路由两级RC触发电源地保护电路堆叠而成，在电源模块VDD和地VSS之间的每级RC触发电源地保护电路包括偏置模块、控制模块、驱动模块和大晶体管，驱动模块的电源端与电源模块连接，驱动模块的偏置电压端与下一级RC触发电源地保护电路的驱动模块的电源端及偏置模块输出端连接，驱动模块的输入端与控制模块的控制电压端连接，驱动模块的输出端与大晶体管的栅极连接。当电源模块上有正的ESD事件发生时，由控制模块控制同级的驱动模块来驱动同级的大晶体管启动来泻放掉ESD电流，ESD电流从VDD流向VSS，静电泻放通路由第一大晶体管和第二大晶体管构成，此时位于底部的第二大晶体管的开启速度会被较慢启动的、同级的偏置模块输出的偏置电压限制，同时电源模块会将供电电压均分来给两级驱动模块供电，所以第一大晶体管与第二大晶体管的栅极驱动电压会降低，进而导致此时第一大晶体管与第二大晶体管的导通电阻较大，阻碍ESD电流泻放，甚至还可能会造成芯片内部电路损坏。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种堆叠式静电放电保护电路，在发生正的ESD事件时，电源模块分别为M个驱动模块直接供电，各个大晶体管的启动不受驱动模块限制，启动速度更快，保证了堆叠式静电放电保护电路可以迅速相应ESD事件，同时各个大晶体管的栅极驱动电压增大，导通电阻减小，提高了ESD电流泻放能力，进而提高了芯片的可靠性。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种堆叠式静电放电保护电路，包括电源模块、第一偏置模块、第二偏置模块直至第M偏置模块、第一控制模块、第二控制模块直至第M控制模块、第一驱动模块、第二驱动模块直至第M驱动模块，第一大晶体管、第二大晶体管直至第M大晶体管，M为不小于2的整数，其中：所述第一驱动模块的电源端分别与所述电源模块及所述第一大晶体管的漏极连接，每个所述驱动模块的输出端和与其同级的大晶体管的栅极连接，除所述第M驱动模块外的其他每个所述驱动模块的输出端还与下一级的驱动模块的电源端连接，除所述第M大晶体管以外的其他每个所述大晶体管的源极与下一级的大晶体管的漏极连接，所述第M大晶体管的源极分别与地及所述第M控制模块的偏置电压端连接，所述电源模块用于当有正的ESD事件发生时分别为M个驱动模块直接供电；每个所述驱动模块的偏置电压端和与其同级的偏置模块的输出端连接，每个所述驱动模块的输入端和与其同级的控制模块的控制电压端连接，用于当所述控制模块检测到有正的ESD事件时，输出驱动信号，与所述控制模块同级的驱动模块接收到所述驱动信号后控制同级的大晶体管导通，以便泻放掉ESD电流。优选的，每个驱动模块包括依次串联的第一反相器、第二反相器直至第N反相器，每个所述反相器包括第一晶体管和第二晶体管，N为奇数，其中：所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的栅极连接，其公共端作为所述反相器的输入端，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的漏极连接，其公共端作为所述反相器的输出端，除所述第N反相器外的其他每个所述反相器的输出端和与其相邻的反相器的输入端连接，所述第N反相器的输出端作为其所在驱动模块的输出端，N个所述第二晶体管的源极相互连接，其公共端作为其所在驱动模块的偏置电压端，N个所述第一晶体管的源极相互连接，其公共端作为其所在驱动模块的电源端，所述第一反相器的输入端作为其所在驱动模块的输入端。优选的，每个控制模块包括电容，除所述第一控制模块外的其他每个所述控制模块中的电容的第一端与其所在控制模块的上一级的偏置模块的输出端连接，同时作为其所在控制模块的控制电压端，除所述第M控制模块外的其他每个所述控制模块中的电容的第二端与同级的偏置模块的输出端连接，所述第M控制模块的输出端与地连接；所述第一控制模块还包括电阻，所述电阻的第一端与所述第一控制模块中的电容的第一端连接，其公共端作为所述第一控制模块的控制电压端，所述电阻的第二端与所述电源模块连接。优选的，所述第一偏置模块的输入端与电源模块连接，除所述第M偏置模块外的其他每个所述偏置模块的输出端与下一级偏置模块的输入端连接，所述第M偏置模块的输出端与地连接。优选的，所述大晶体管为NMOS晶体管。优选的，所述大晶体管为双极型晶体管。优选的，所述第一晶体管为PMOS晶体管。优选的，所述第二晶体管为NMOS晶体管。本专利技术提供了一种堆叠式静电放电保护电路，用于当控制模块检测到有正的ESD事件时，控制模块输出驱动信号，与控制模块同级的驱动模块接收到驱动信号后控制同级的大晶体管导通，以便泻放掉ESD电流，其中，电源模块分别为各个驱动模块直接供电。在本专利技术中，各个大晶体管启动速度快，保证了堆叠式静电放电保护电路可以迅速相应ESD事件，同时各个大晶体管的栅极驱动电压增大，导通电阻减小，提高了ESD电流泻放能力，进而提高了芯片的可靠性。可见，在实际应用中，应用本专利技术提供的堆叠式静电放电保护电路，在发生正的ESD事件时，电源模块分别为M个驱动模块直接供电，因此，各个大晶体管的启动不受驱动模块限制，启动速度更快，保证了堆叠式静电放电保护电路可以迅速相应ESD事件，同时各个大晶体管的栅极驱动电压增大，导通电阻减小，提高了ESD电流泻放能力，进而提高了芯片的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种传统的两级堆叠式静电放电保护电路的结构示意图；图2为本专利技术所提供的一种堆叠式静电放电保护电路的结构示意图；图3为本专利技术所提供的一种堆叠式静电放电保护电路的另一种结构示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种堆叠式静电放电保护电路，在发生正的ESD事件时，电源模块分别为M个驱动模块直接供电，各个大晶体管的启动不受驱动模块限制，启动速度更快，保证了堆叠式静电放电保护电路可以迅速相应ESD事件，同时各个大晶体管的栅极驱动电压增大，导通电阻减小，提高了ESD电流泻放能力，进而提高了芯片的可靠性。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图2，图2为本专利技术所提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堆叠式静电放电保护电路，其特征在于，包括电源模块、第一偏置模块、第二偏置模块直至第M偏置模块、第一控制模块、第二控制模块直至第M控制模块、第一驱动模块、第二驱动模块直至第M驱动模块，第一大晶体管、第二大晶体管直至第M大晶体管，M为不小于2的整数，其中：所述第一驱动模块的电源端分别与所述电源模块及所述第一大晶体管的漏极连接，每个所述驱动模块的输出端和与其同级的大晶体管的栅极连接，除所述第M驱动模块外的其他每个所述驱动模块的输出端还与下一级的驱动模块的电源端连接，除所述第M大晶体管以外的其他每个所述大晶体管的源极与下一级的大晶体管的漏极连接，所述第M大晶体管的源极分别与地及所述第M控制模块的偏置电压端连接，所述电源模块用于当有正的ESD事件发生时分别为M个驱动模块直接供电；每个所述驱动模块的偏置电压端和与其同级的偏置模块的输出端连接，每个所述驱动模块的输入端和与其同级的控制模块的控制电压端连接，用于当所述控制模块检测到有正的ESD事件时，输出驱动信号，与所述控制模块同级的驱动模块接收到所述驱动信号后控制同级的大晶体管导通，以便泻放掉ESD电流。

【技术特征摘要】
1.一种堆叠式静电放电保护电路，其特征在于，包括电源模块、第一偏置模块、第二偏置模块直至第M偏置模块、第一控制模块、第二控制模块直至第M控制模块、第一驱动模块、第二驱动模块直至第M驱动模块，第一大晶体管、第二大晶体管直至第M大晶体管，M为不小于2的整数，其中：所述第一驱动模块的电源端分别与所述电源模块及所述第一大晶体管的漏极连接，每个所述驱动模块的输出端和与其同级的大晶体管的栅极连接，除所述第M驱动模块外的其他每个所述驱动模块的输出端还与下一级的驱动模块的电源端连接，除所述第M大晶体管以外的其他每个所述大晶体管的源极与下一级的大晶体管的漏极连接，所述第M大晶体管的源极分别与地及所述第M控制模块的偏置电压端连接，所述电源模块用于当有正的ESD事件发生时分别为M个驱动模块直接供电；每个所述驱动模块的偏置电压端和与其同级的偏置模块的输出端连接，每个所述驱动模块的输入端和与其同级的控制模块的控制电压端连接，用于当所述控制模块检测到有正的ESD事件时，输出驱动信号，与所述控制模块同级的驱动模块接收到所述驱动信号后控制同级的大晶体管导通，以便泻放掉ESD电流。2.根据权利要求1所述的堆叠式静电放电保护电路，其特征在于，每个驱动模块包括依次串联的第一反相器、第二反相器直至第N反相器，每个所述反相器包括第一晶体管和第二晶体管，N为奇数，其中：所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的栅极连接，其公共端作为所述反相器的输入端，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的漏极连接，其公共端作为所述反相器的输出端，除所述第N反相器外的其他每个所述反相器的输出端和与其相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：余凯，李思臻，章国豪，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44