一种输出驱动电路和输出驱动器制造技术

本实用新型专利技术提供一种输出驱动电路和输出驱动器，其中输出驱动电路包括两个输出驱动单元，第一输出驱动单元包括N路并联连接的第一输出驱动子单元，第一输出驱动子单元包括串联连接的第一晶体管和第一反相器组，第n路第一输出驱动子单元的第一反相器组包括串联连接的i

【技术实现步骤摘要】
一种输出驱动电路和输出驱动器


[0001]本技术涉及半导体
，特别是涉及一种输出驱动电路和输出驱动器。

技术介绍

[0002]体硅CMOS是以硅衬底和在硅衬底上制作的阱分别作为基底制作NMOS和PMOS，然后组成互补对称结构，在半导体集成电路中应用广泛。然而，由于其互补对称结构，容易导致闩锁效应。如图1和图2所示，CMOS结构中的固有寄生n
‑
p
‑
n
‑
p结构，即寄生NPN晶体管(Q1)和PNP晶体管(Q2)，在空间单粒子的轰击下，衬底/阱中的寄生晶体管内会产生单粒子电流，由于器件内部存在寄生电阻(Rnw和Rsub)，当触发电流在寄生电阻上产生的压降达到寄生晶体管开启的压降时，寄生晶体管的发射结正偏导通，并产生足够大的集电极电流使另一个寄生晶体管也处于正向偏置导通，导致电源(VDD)和地(GND)之间出现大电流，形成正反馈电路，电流持续增大，这种骤然增大的电流会使CMOS器件无法正常工作甚至烧毁。
[0003]已有研究表明，电压瞬变产生的过电应力及光照、辐射作用都是引发闩锁效应的外部原因，尤其在辐射环境中，高能单粒子射线会辐射至CMOS器件的氧化层中，产生电子
‑
空穴对，积累的能量导致CMOS器件中寄生的晶体管正向偏置导通，从而导致单粒子闩锁效应的发生，而一旦单粒子闩锁效应由于正反馈而持续放大，则输出驱动电路将会因过大的电流而烧毁。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本技术提供一种输出驱动电路和输出驱动器，通过将电流分级输出，避免了闩锁效应，提高电路稳定性。
[0005]为达到上述目的，本技术第一个方面提供一种输出驱动电路，包括第一输出驱动单元和第二输出驱动单元，第一输出驱动单元和第二输出驱动单元的第一端分别接入第一输入信号和第二输入信号，第二端分别接入第一电源信号和第二电源信号，第三端相互连接作为输出端，其中，
[0006]第一输出驱动单元包括N路并联连接的第一输出驱动子单元，每路第一输出驱动子单元包括串联连接的第一晶体管和第一反相器组，第n路第一输出驱动子单元中的第一反相器组包括串联连接的i
n
个反相器；以及
[0007]第二输出驱动单元包括N路并联连接的第二输出驱动子单元，每路第二输出驱动子单元包括串联连接的第二晶体管和第二反相器组，第n路第二输出驱动子单元中的第二反相器组包括串联连接的i
n
个反相器，
[0008]其中，N为正整数，N≥2，n∈[1,2,
…
N]，i1～i
N
分别为奇数或者i1～i
N
分别为偶数，i
n
>i
n
‑1。
[0009]在一些可选的实施例中，第一晶体管为PMOS晶体管，第二晶体管为NMOS晶体管，且第一晶体管和第二晶体管的参数互补对称。
[0010]在一些可选的实施例中，第一输出驱动子单元具有第一端、第二端和第三端，第一
端作为第一输出驱动单元的第一端，第二端作为第一输出驱动单元的第二端，第三端作为输出端；第二输出驱动子单元具有第一端、第二端和第三端，第一端作为第二输出驱动单元的第一端，第二端作为第二输出驱动单元的第二端，第三端作为输出端。
[0011]在一些可选的实施例中，第一晶体管和第二晶体管均具有第一端、第二端和控制端，第一反相器组和第二反相器组均具有第一端和第二端，
[0012]在第一输出驱动单元中，第一反相器组的第一端接入第一输入信号，第一反相器组的第二端与第一晶体管的控制端连接，第一晶体管的第一端接入第一电源信号，第一晶体管的第二端作为输出端，
[0013]在第二输出驱动单元中，第二反相器组的第一端接入第二输入信号，第二反相器组的第二端与第二晶体管的控制端连接，第二晶体管的第一端接入第二电源信号，第二晶体管的第二端作为输出端。
[0014]在一些可选的实施例中，第n路第一输出驱动子单元中反相器的数量与第n
‑
1路第一输出驱动子单元中反相器的数量差值为2。
[0015]如前所述的输出驱动电路，进一步地，第一晶体管被分成多组，每组第一晶体管被设置于同一阱中；第二晶体管被分成多组，每组第二晶体管被设置于同一阱中。
[0016]在一些可选的实施例中，每两个第一晶体管被设置在同一阱中；每两个第二晶体管被设置在同一阱中。
[0017]在一些可选的实施例中，相邻的同一掺杂类型的阱之间的距离大于等于第一阈值。
[0018]在一些可选的实施例中，每个阱的内径长度小于等于第二阈值。
[0019]本技术第二个方面提供一种输出驱动器，包括前述第一个方面所述的输出驱动电路。
[0020]本技术的有益效果如下：
[0021]本技术针对目前现有的问题，提供一种输出驱动电路和输出驱动器。该输出驱动电路包括第一输出驱动单元和第二输出驱动单元，通过在第一输出驱动单元和第二输出驱动单元中分别设置并联连接的多个第一输出驱动子单元和并联连接的多个第二输出驱动子单元，在各并联输出驱动子单元中设置不同数目的反相器，使得各个并联支路通过反相器的延迟而将电流分级输出，从而实现电流分流，避免了电流过大导致的闩锁效应，提高电路稳定性，延长输出驱动电路和输出驱动器的使用寿命；此外，通过特别设置版图结构，进一步避免单粒子闩锁效应的发生。
附图说明
[0022]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0023]图1为根据现有技术的输出驱动电路的示意性剖视图。
[0024]图2为根据现有技术的输出驱动电路内的寄生晶体管的等效电路原理图。
[0025]图3为根据现有技术的输出驱动电路的示意性电路原理图。
[0026]图4为根据本申请实施例的输出驱动电路的示意性电路原理图。
[0027]图5和图6为根据本申请实施例的输出驱动电路中晶体管布局的示意性版图。
具体实施方式
[0028]为了更清楚地说明本技术，下面结合优选实施例和附图对本技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本技术的保护范围。
[0029]本技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。
[0030]如图3所示，现有技术中，通常以两个互补对称的PMOS晶体管与NMOS晶体管连接成CMOS电路作为输出驱动电路，在每个MOS晶体管的输入控制端连接一个反相器以对输入波形进行整形，然而上文所述的寄生晶体管使得该输出驱动电路存在由于单粒子效应而烧毁的风险，在辐射环境中尤为明显。
[0031]基于此，本申请的实施例提供一种输出驱动电路，包括第一输出驱动单元和第二输出驱动单元，第一输出驱动单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输出驱动电路，其特征在于，包括第一输出驱动单元和第二输出驱动单元，所述第一输出驱动单元和所述第二输出驱动单元的第一端分别接入第一输入信号和第二输入信号，第二端分别接入第一电源信号和第二电源信号，第三端相互连接作为输出端，其中，所述第一输出驱动单元包括N路并联连接的第一输出驱动子单元，每路第一输出驱动子单元包括串联连接的第一晶体管和第一反相器组，第n路第一输出驱动子单元中的第一反相器组包括串联连接的i
n
个反相器；所述第二输出驱动单元包括N路并联连接的第二输出驱动子单元，每路第二输出驱动子单元包括串联连接的第二晶体管和第二反相器组，第n路第二输出驱动子单元中的第二反相器组包括串联连接的i
n
个反相器，其中，N为正整数，N≥2，n∈[1,2,
…
N]，i1～i
N
分别为奇数或者i1～i
N
分别为偶数，i
n
>i
n
‑1。2.根据权利要求1所述的输出驱动电路，其特征在于，所述第一晶体管为PMOS晶体管，所述第二晶体管为NMOS晶体管，且所述第一晶体管和所述第二晶体管的参数互补对称。3.根据权利要求1所述的输出驱动电路，其特征在于，所述第一输出驱动子单元具有第一端、第二端和第三端，第一端作为所述第一输出驱动单元的第一端，第二端作为第一输出驱动单元的第二端，第三端作为所述输出端；所述第二输出驱动子单元具有第一端、第二端和第三端，第一端作为所述第二输出驱动单元的第一端，第二端作为第二输出驱动单元的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东镁，张薇，邢康伟，朱恒宇，
申请(专利权)人：北京锐达芯集成电路设计有限责任公司，
类型：新型
国别省市：