Brevet FR3080499A1 — publié le 20191025

B16969 - 17-T0-0601 1 CIRCUIT DE PROTECTION CONTRE DES DECHARGES ELECTROSTATIQUES Domaine La présente demande concerne un circuit de protection contre des décharges électrostatiques, et plus particulièrement un circuit de protection contre des décharges électrostatiques adapté à la protection de noeuds d'entrée/sortie d'un circuit électronique. Exposé de l'art antérieur Les problématiques liées aux décharges électrostatiques sont d'autant plus présentes aujourd'hui que les composants dans les circuits électroniques sont de plus en plus petits et de plus en plus proches les uns des autres. La protection des circuits électroniques contre des décharges électrostatiques est un enjeu important pour assurer la fiabilité et la longévité des circuits électroniques. Il existe donc un besoin permanent pour des circuits de protection contre des décharges électrostatiques plus performants. Résumé Un mode de réalisation prévoit un circuit de protection 20 contre des décharges électrostatiques comprenant, en parallèle, un thyristor et une première diode à avalanche. B16969 - 17-T0-0601 2 Selon un mode de réalisation, l'anode et la cathode du thyristor sont connectées directement respectivement à l'anode et à la cathode de la première diode à avalanche. Selon un mode de réalisation, l'anode du thyristor et 5 l'anode de la première diode à avalanche sont connectées à un premier noeud et la cathode du thyristor et la cathode de la première diode à avalanche sont connectées à un deuxième noeud. Selon un mode de réalisation, le thyristor a une gâchette d'anode reliée à une cathode d'une deuxième diode à 10 avalanche. Selon un mode de réalisation, la deuxième diode à avalanche a une anode connectée au deuxième noeud. Selon un mode de réalisation, le circuit comprend en outre un pont de diodes. 15 Selon un mode de réalisation, le pont de diodes comprend au moins deux noeuds d'entrée et deux noeuds de sortie. Selon un mode de réalisation, les noeuds de sortie sont les premier et deuxième noeuds. Selon un mode de réalisation, chaque noeud d'entrée est 20 relié à un noeud d'entrée/sortie d'un circuit électronique à protéger. Selon un mode de réalisation, chaque noeud d'entrée sortie fournit un potentiel alternatif. Brève description des dessins 25 Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est un schéma électrique d'un mode de 30 réalisation d'un circuit de protection contre des décharges électrostatiques ; et la figure 2 illustre le comportement du circuit de la figure 1 face à une décharge électrostatique. B16969 - 17-T0-0601 3 Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de 5 réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. Sauf précision contraire, les expressions "approximativement", "sensiblement", "environ" et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. Dans la présente description, on utilisera le terme 10 "connecté" pour désigner une liaison électrique directe, sans composant électronique intermédiaire, par exemple au moyen d'une piste conductrice, et le terme "couplé" ou le terme "relié", pour désigner soit une liaison électrique directe (signifiant alors "connecté") soit une liaison via un ou plusieurs composants 15 intermédiaires (résistance, condensateur, etc.). La figure 1 est un schéma électrique d'un mode de réalisation d'un circuit de protection contre des décharges électrostatiques 10. Le circuit 10 comprend un thyristor 12, représenté en figure 1 par un transistor bipolaire de type PNP 12A et un transistor bipolaire de type NPN 12B connectés entre eux. Le collecteur du transistor 12A est relié, de préférence connecté, à la base du transistor 12B, et le collecteur du transistor 12B est relié, de préférence connecté, à la base du transistor 12A. Le thyristor 12 connecte un noeud A à un noeud B. Plus particulièrement, la cathode du thyristor 12 est connectée au noeud A et l'anode du thyristor 12 est connectée au noeud B. En d'autres termes, l'émetteur du transistor 12A est connecté au noeud A et l'émetteur du transistor 12B est connecté au noeud B. La gâchette du thyristor 12 est formée par la base du transistor 12A et est reliée au noeud B via une diode à avalanche 13. Plus particulièrement, la cathode de la diode 13 est reliée, de préférence connectée, à la base du transistor 12A et son anode est reliée, de préférence connectée, au noeud B. B16969 - 17-T0-0601 4 Le circuit 10 comprend en outre une diode à avalanche 14, ou diode Zener, en parallèle du thyristor 12. Plus particulièrement, la cathode de la diode 14 est connectée au noeud P4 et son anode est connectée au noeud B. 5 Le circuit 10 comprend en outre un pont de diodes 16 ayant deux noeuds d'entrée 101 et 102 et ayant comme noeuds de sortie les deux noeuds A et B. Le pont de diodes 16 comprend quatre diodes 16A, 16B, 16C et 16D. Les diodes 16A et 16B sont connectées en série entre les noeuds A et B. Plus 10 particulièrement, la cathode de la diode 16A est reliée, de préférence connectée, au noeud P4 et l'anode de la diode 16A est reliée, de préférence connectée, au noeud 101. La cathode de la diode 16B est reliée, de préférence connectée, au noeud 101, et l'anode de la diode 16B est reliée, de préférence connectée, au 15 noeud B. Les diodes 16C et 16B sont connectées en série entre les noeuds A et B. Plus particulièrement, la cathode de la diode 16C est reliée, de préférence connectée, au noeud P4 et l'anode de la diode 16C est reliée, de préférence connectée, au noeud 102. La cathode de la diode 16D est reliée, de préférence connectée, au 20 noeud 102, et l'anode de la diode 16D est reliée, de préférence connectée, au noeud B. Le circuit 10 illustré en figure 1 est un circuit de protection contre des décharges électrostatiques adapté à protéger deux noeuds d'entrée/sortie d'un circuit électronique. Chaque 25 noeud d'entrée 101, 102 est adapté à être connecté à l'un des noeuds d'entrée/sortie du circuit à protéger. Selon une variante de réalisation, le circuit 10 pourrait être adapté à protégé N noeuds d'entrée/sortie. Dans ce cas, le pont de diodes 16 comprendrait 2*N diodes et N noeuds d'entrée, chaque couple de 30 diodes serait disposé autour d'un noeud de la même façon que les diodes 16A et 16B autour du noeud 101. Les noeuds 101 et 102 reçoivent ainsi des potentiels d'alimentation Vol et Vo2 de noeuds d'entrée/sortie d'un circuit électronique. Les potentiels Vol, Vo2 sont par exemple des 35 potentiels alternatifs. Le pont de diodes 16, ayant des faibles B16969 - 17-T0-0601 5 valeurs de capacités de jonction, permet de masquer les capacités de jonction plus importantes du thyristor 12 et des diodes 13 et 14. Le fonctionnement du circuit 10 face à une surtension 5 est expliqué en relation avec la figure 2. La figure 2 est un chronogramme illustrant par exemple l'évolution du potentiel Vol du noeud 101 lorsqu'une décharge électrostatique positive arrive sur le noeud d'entrée/sortie du circuit électronique relié au noeud 101. 10 Entre un instant tO et un instant tl, le potentiel Vol est à un niveau Vhom stable. A l'instant tl, une décharge électrostatique atteint le noeud d'entrée/sortie connectée au noeud 101 du circuit 10. La diode à avalanche 14 se déclenche et dissipe une portion de la 15 décharge. La diode 14 limite ou évite un premier pic de surtension 18 (en pointillé en figure 2). A un instant t2 (par exemple quelques nanosecondes après tl) le thyristor 12 est complètement enclenché et dissipe le reste de la décharge. Le thyristor 12 permet de maintenir un potentiel 20 écrêtée. A un instant t3, le circuit de protection 10 a dissipé la totalité de l'énergie de la décharge électrostatique et le potentiel Vol est revenu au niveau Vnom. Un avantage de ce mode de réalisation est que, sans la 25 diode à avalanche, le thyristor 12 laisserait passer le pic de surtension 18, formé par la décharge électrostatique avant l'instant t2. En effet, la première jonction PN du thyristor se mettrait en conduction et laisserait passer le pic 18 de surtension plutôt que de le dissiper. 30 Dans le circuit de la figure 1, la diode à avalanche 14 se déclenche à l'apparition de la décharge électrostatique (instant t1) et dissipe le pic de surtension 18. A titre d'exemple, l'ajout de la diode 14 peut permettre d'atténuer l'amplitude d'un pic 18 pouvant atteindre plus de 100 V, par exemple d'environ 115 V, à une soixantaine de volt, par exemple environ 64 V. B16969 - 17-T0-0601 6 Un avantage de ce mode de réalisation est que la présence de la diode 14, ayant une tension résiduelle plus basse que la tension résiduelle du thyristor 12 permet de dissiper plus efficacement le pic de tension 18, de la figure 2, qui n'est pas 5 dissipé par le thyristor 12. A titre d'exemple, doubler la surface de la diode 14 en parallèle du thyristor 12 permet de réduire un premier pic d'environ 115 V à un pic d'environ 57 V. Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. On notera que l'homme de l'art pourra combiner divers éléments de 10 ces divers modes de réalisation et variantes sans faire preuve d'activité REVENDICATIONS1. Circuit de protection contre des décharges électrostatiques (10) comprenant, en parallèle, un thyristor (12) et une première diode à avalanche (14). 2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel 5 l'anode et la cathode du thyristor (12) sont connectées directement respectivement à l'anode et à la cathode de la première diode à avalanche (14). 3. Circuit selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'anode du thyristor (12) et l'anode de la première diode à 10 avalanche (14) sont connectées à un premier noeud (A) et la cathode du thyristor (12) et la cathode de la première diode à avalanche (14) sont connectées à un deuxième noeud (B). 4. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le thyristor (12) a une gâchette d'anode reliée 15 à une cathode d'une deuxième diode à avalanche (13). 5. Circuit selon les revendications 3 et 4, dans lequel la deuxième diode à avalanche (13) a une anode connectée au deuxième noeud (B). 6. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 20 à 5, comprenant en outre un pont de diodes (16). 7. Circuit selon la revendication 6, dans lequel le pont de diodes (16) comprend au moins deux noeuds d'entrée (101, 102) et deux noeuds de sortie. 8. Circuit selon la revendication 7 dans son 25 rattachement à la revendication 3, dans lequel les noeuds de sortie sont les premier et deuxième noeuds (A, B). 9. Circuit selon la revendication 7 ou 8, dans lequel chaque noeud d'entrée (101, 102) est relié à un noeud d'entrée/sortie d'un circuit électronique à protéger. 30 10. Circuit selon la revendication 11, dans lequel chaque noeud d'entrée sortie fournit un potentiel alternatif (Vol, Vb2).