(57)【要約】【課題】従来の技術による諸問題を解決するため、スタックカップリングデバイスを利用して静電放電保護能力を向上させる静電放電保護回路を提供する。【解決手段】複数の参考点の間に設けられる静電放電保護回路は、複数の参考点のうち二つの参考点の間にカップリングされるクランプデバイスと、クランプデバイスと一つの参考点との間にカップリングされるスタックカップリングデバイスと、スタックカップリングデバイスと一つの参考点との間にカップリングされる抵抗性デバイスとを含む。【選択図】図３
2005123570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の参考点の間に設けられる静電放電保護回路であって、
複数の参考点のうち二つの参考点の間にカップリングされるクランプデバイスと、
クランプデバイスと一つの参考点との間にカップリングされるスタックカップリングデバイスと、
スタックカップリングデバイスと一つの参考点との間にカップリングされる抵抗性デバイスとを含むことを特徴とする静電放電保護回路。
【請求項２】
前記スタックカップリングデバイスは複数のＭＯＳトランジスターを含み、複数ＭＯＳトランジスターは直列で相互カップリングされることを特徴とする請求項１記載の回路。
【請求項３】
前記クランプデバイスがＭＯＳトランジスターであることを特徴とする請求項１記載の回路。
【請求項４】
前記スタックカップリングデバイスはＭＯＳトランジスターのゲート電圧を制御することによってスナップバック効果を促すことを特徴とする請求項３記載の回路。
【請求項５】
前記スタックカップリングデバイスのパラメーターを調整することによって、当スタックカップリングデバイスのオフ時間を調整することを特徴とする請求項１記載の回路。
【請求項６】
前記スタックカップリングデバイスのパラメーターを調整することによって、当スタックカップリングデバイスの複合放電抵抗を調整することを特徴とする請求項１記載の回路。
【請求項７】
前記複数の参考点は第一電圧源と第二電圧源とを含み、前記クランプデバイスは第一電圧源と第二電圧源との間にカップリングされ、前記スタックカップリングデバイスはクランプデバイスと第二電圧源との間にカップリングされ、前記抵抗性デバイスはスタックカップリングデバイスと第一電圧源との間にカップリングされることを特徴とする請求項３記載の回路。
【請求項８】
前記複数の参考点は入出力端と、第一電圧源と、第二電圧源とを含み、前記クランプデバイスは入出力端と第二電圧源との間にカップリングされ、前記スタックカップリングデバイスはクランプデバイスと第二電圧源との間にカップリングされ、前記抵抗性デバイスはスタックカップリングデバイスと第一電圧源との間にカップリングされることを特徴とする請求項３記載の回路。
【請求項９】
前記複数の参考点は入出力端と、第一電圧源と、第二電圧源とを含み、前記クランプデバイスは入出力端と第一電圧源との間にカップリングされ、前記スタックカップリングデバイスはクランプデバイスと第一電圧源との間にカップリングされ、前記抵抗性デバイスはスタックカップリングデバイスと第二電圧源との間にカップリングされることを特徴とする請求項３記載の回路。
【請求項１０】
前記抵抗性デバイスは抵抗器、浅接合構造、ウェル構造、ポリシリコンデバイスまたはＭＯＳトランジスターのいずれかまたはいずれ二つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１記載の回路。
【請求項１１】
入出力端と、第一電圧源と、第二電圧源との間に設けられる静電放電保護回路は、
入出力端と第一電圧源との間にカップリングされるクランプデバイスと、
クランプデバイスと第一電圧源との間にカップリングされるスタックカップリングデバイスと、
スタックカップリングデバイスと第二電圧源との間にカップリングされる抵抗性デバイスとを含むことを特徴とする回路。
【請求項１２】
前記スタックカップリングデバイスは複数のＭＯＳトランジスターを含み、複数ＭＯＳトランジスターは直列で相互カップリングされることを特徴とする請求項１１記載の回路。
【請求項１３】
前記クランプデバイスがＭＯＳトランジスターであることを特徴とする請求項１１記載の回路。
【請求項１４】
前記スタックカップリングデバイスはＭＯＳトランジスターのゲート電圧を制御することによってスナップバック効果を促すことを特徴とする請求項１３記載の回路。
【請求項１５】
前記スタックカップリングデバイスのパラメーターを調整することによって、当スタックカップリングデバイスのオフ時間を調整することを特徴とする請求項１１記載の回路。
【請求項１６】
前記スタックカップリングデバイスのパラメーターを調整することによって、当スタックカップリングデバイスの複合放電抵抗を調整することを特徴とする請求項１１記載の回路。
【請求項１７】
前記抵抗性デバイスは抵抗器、浅接合構造、ウェル構造、ポリシリコンデバイスまたはＭＯＳトランジスターのいずれかまたはいずれ二つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１１記載の回路。
【請求項１８】
第一電圧源と第二電圧源との間に設けられる静電放電保護回路は、
第一電圧源と第二電圧源との間にカップリングされるクランプデバイスと、
クランプデバイスと第二電圧源との間にカップリングされるスタックカップリングデバイスと、
スタックカップリングデバイスと第一電圧源との間にカップリングされる抵抗性デバイスとを含むことを特徴とする回路。
【請求項１９】
前記スタックカップリングデバイスは複数のＭＯＳトランジスターを含み、複数ＭＯＳトランジスターは直列で相互カップリングされることを特徴とする請求項１８記載の回路。
【請求項２０】
前記クランプデバイスがＭＯＳトランジスターであることを特徴とする請求項１８記載の回路。
【請求項２１】
前記スタックカップリングデバイスはＭＯＳトランジスターのゲート電圧を制御することによってスナップバック効果を促すことを特徴とする請求項２０記載の回路。
【請求項２２】
前記スタックカップリングデバイスのパラメーターを調整することによって、当スタックカップリングデバイスのオフ時間を調整することを特徴とする請求項１８記載の回路。
【請求項２３】
前記スタックカップリングデバイスのパラメーターを調整することによって、当スタックカップリングデバイスの複合放電抵抗を調整することを特徴とする請求項１８記載の回路。
【請求項２４】
前記抵抗性デバイスは抵抗器、浅接合構造、ウェル構造、ポリシリコンデバイスまたはＭＯＳトランジスターのいずれかまたはいずれ二つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１４記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は静電放電保護回路に関し、特にスタックカップリングデバイスを利用してクランプデバイスを制御する静電放電保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電放電（ＥＳＤ）による過量の電荷は集積回路の内部回路を破壊する恐れがある。それを解決するため、入出力端及び電源端（ＶＤＤ/ＶＳＳ）に静電放電保護回路を設けることは一般である。静電放電が起こる場合、低抵抗の放電経路を提供し、静電放電パルスが内部回路に届く前に過度のパルス電圧を消去するほか、常時操作に内部回路の作動に影響を及ぼさないように要求されている。
【０００３】
ＭＯＳトランジスターは静電放電保護回路に常用されているデバイスであり、そのスナップバック効果によって低抵抗の静電放電経路は提供される。図１を参照する。図１は従来の静電放電保護回路１０を表す説明図である。静電放電保護回路１０はＭＯＳトランジスターＭＣからなる。トランジスターＭＣはクランプトランジスターとみなされ、そのドレインが内部回路１４に接続されてトランジスターＭＣに寄生ダイオードを形成する。静電放電パルスが静電放電保護回路１０に入って静電流が生じると、その静電流は寄生ダイオードの導通及びトランジスターＭＣのスナップバック効果によって速やかに導出される。しかし、トランジスターＭＣのスナップバック効果はｐｎ接合部ブレイクダウンによって誘発され、ｐｎ接合部ブレイクダウンを誘発するに相当に高いトリガー電圧が必要である。従来はゲートのカップリング効果を利用してトランジスターＭＣのゲートを抵抗性デバイスまたはその他のトランジスターを通して電圧源（ＶＤＤまたはＶＳＳ）と接続することによって、スナップバック効果に必要なトリガー電圧を低める。なお、スナップバック効果の発生を確保するため、クランプデバイスであるトランジスターＭＣのゲートカップリング電圧を一定期間に維持する。言い換えれば、スナップバック効果が生じる前に、図１におけるトランジスターＭＣのゲート電圧を特定のレベルに維持することである。
【０００４】
図２を参照するに、従来技術のその他の一例は、抵抗容量（ＲＣ）結合とＭＯＳトランジスターを組み合わせることによって、クランプデバイスのゲートカップリング電圧の減衰速度を遅延させる。しかし、図２のＲＣ結合による構造は調整しにくいのみならず、余分の回路面積を要求しているため、解決の余地を残している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は前述の問題を解決するため、スタックカップリングデバイスを利用して静電放電保護能力を向上させる静電放電保護回路を提供することを課題とする。
【０００６】
この発明は更に、スタックカップリングデバイスを利用して静電放電保護能力を向上させる静電放電保護回路を提供して、当スタックカップリングデバイスでカップリングトランジスターのオフ時間及び複合放電抵抗を望まれるように調整する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は複数の参考点の間に設けられる静電放電保護回路を提供する。当回路は、複数の参考点のうち二つの参考点の間にカップリングされるクランプデバイスと、クランプデバイスと一つの参考点との間にカップリングされるスタックカップリングデバイスと、スタックカップリングデバイスと一つの参考点との間にカップリングされる抵抗性デバイスとを含む。
【０００８】
この発明は更に、入出力端と、第一電圧源と、第二電圧源との間に設けられる静電放電保護回路を提供する。当回路は、入出力端と第一電圧源との間にカップリングされるクランプデバイスと、クランプデバイスと第一電圧源との間にカップリングされるスタックカップリングデバイスと、スタックカップリングデバイスと第二電圧源との間にカップリングされる抵抗性デバイスとを含む。
【０００９】
この発明は更に、第一電圧源と第二電圧源との間に設けられる静電放電保護回路を提供する。当回路は、第一電圧源と第二電圧源との間にカップリングされるクランプデバイスと、クランプデバイスと第二電圧源との間にカップリングされるスタックカップリングデバイスと、スタックカップリングデバイスと第一電圧源との間にカップリングされる抵抗性デバイスとを含む。
【発明の効果】
【００１０】
この発明による静電放電保護回路はスタックカップリングデバイスで回路のクランプデバイスのゲート電圧を制御することによって、静電放電保護機能を向上させる。スタックカップリングデバイスは２個または２個以上のカップリングトランジスターをもって、適合のカップリングトランジスターのオフ時間を調整するほか、オンにされた直列カップリングトランジスターの複合放電抵抗をも調整することによって、望ましいカップリング電圧変化曲線を得られる。このようなスタックカップリングデバイスは高い複合放電抵抗を有するため、同じカップリング電圧変化曲線という条件において、従来の技術より回路面積を節約できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。
【実施例１】
【００１２】
この発明が掲げている静電放電保護回路にはいくつかの種類がある。静電放電保護回路は回路システムの入出力端と、高レベル電圧源ＶＤＤと、接地電圧源ＶＳＳとのいずれ二つの間に設けられるが、設置箇所の相違に拘らず同じような内部構造を有している。図３を参照する。図３はこの発明の実施例１による静電放電保護回路３０を表す説明図である。図３における静電放電保護回路３０は入出力端３２と接地電圧源ＶＳＳとの間に設けられる。静電放電保護回路３０はクランプトランジスターＣＴと、第一カップリングトランジスターＳＴ１と、第二カップリングトランジスターＳＴ２と、抵抗性デバイス３６とを含む。この実施例において、クランプトランジスターＣＴと、第一カップリングトランジスターＳＴ１と、第二カップリングトランジスターＳＴ２とは、ＰＭＯＳかＮＭＯＳなどのＭＯＳトランジスターからなる。クランプトランジスターＣＴのソースとドレインは入出力端３２と接地電圧源ＶＳＳとそれぞれ接続され、低抵抗の基本静電放電経路を提供する。第一カップリングトランジスターＳＴ１と第二カップリングトランジスターＳＴ２とは１個のスタックカップリングデバイス３８とみなされ、直列で相互カップリングしている。クランプトランジスターＣＴのゲートは第一カップリングトランジスターＳＴ１とカップリングされ、第二カップリングトランジスターＳＴ２のソースまたはドレインは接地電圧源ＶＳＳに接続される。なお、第一カップリングトランジスターＳＴ１と第二カップリングトランジスターＳＴ２のゲートはいずれも抵抗性デバイス３６とカップリングされ、よって高レベル電圧源ＶＤＤと接続される。実施において、抵抗性デバイス３６は抵抗器、浅接合構造、ウェル構造、ポリシリコンデバイスまたはＭＯＳトランジスターである。
【００１３】
この実施例において、第一カップリングトランジスターＳＴ１と第二カップリングトランジスターＳＴ２は、望ましいカップリングトランジスターのオフ時間及び複合放電抵抗を得られるように設計される。例えば、第一カップリングトランジスターＳＴ１は放電抵抗を調整し、第二カップリングトランジスターＳＴ２は第一カップリングトランジスターＳＴ１と合わせて、そのゲートの容量特性によるＲＣ遅延でカップリングトランジスターのオフ時間を制御して、更にスタックカップリングトランジスターの複合放電抵抗を調整して望ましいカップリング電圧変化曲線を得られるように設計されることは可能である。図４を参照する。図４は数種の静電放電保護回路におけるクランプデバイスのゲート電圧変化曲線図である。そのうち縦軸はクランプトランジスターのゲートカップリング電圧Ｖｇを示し、横軸は時間を示している。図４によれば、スタックカップリングデバイス３８を利用すれば、クランプトランジスターＣＴのゲート電圧Ｖｇを減衰速度が遅れるように保持し、スナップバック効果に必要なトリガー電圧を充分に提供できる。スナップバック効果が誘発されると、第一カップリングトランジスターＳＴ１と第二カップリングトランジスターＳＴ２は導通されてその等価放電抵抗が下がり、クランプトランジスターＣＴのゲートカップリング電圧Ｖｇは速やかに減衰する。よってクランプトランジスターＣＴ作動の信頼性を確保してリーク電流の発生を防ぐことができる。したがって、この発明による静電放電保護回路３０はさまざまな製作工程に応じて、各カップリングトランジスターの横縦（ＷＬ）比と面積を調整することによって、適合なカップリングトランジスターのオフ時間と複合放電抵抗を定めることができる。
【００１４】
注意すべき点は、この実施例に掲げられているスタックカップリングデバイス３８の構成には、カップリングトランジスターの数量は限られない。２個以上のカップリングトランジスターでスタックカップリングデバイス３８を構成することも可能である。
【実施例２】
【００１５】
この発明の実施例２による静電放電保護回路は図５を参照する。その構造及び技術的特徴は図３が示す実施例１と同じである。実施例２によれば、静電放電保護回路は高レベル電圧源ＶＤＤと入出力端４２との間に設けられる。それと同じような構造は図６を参照する。
【実施例３】
【００１６】
図６はこの発明の実施例３による静電放電保護回路５０を表す説明図である。当静電放電保護回路５０は高レベル電圧源ＶＤＤと接地電圧源ＶＳＳとの間に設けられる。
【００１７】
静電放電保護システムは前記の３種類の静電放電保護回路（図３、図５、図６）を、集積回路システムの入出力端と、高レベル電圧源ＶＤＤと、接地電圧源ＶＳＳとのいずれ二つの間に設けることによって、最善の静電放電保護機能を発揮することが可能である。図７を参照する。図７はこの発明による静電放電保護システム６０を表す説明図である。
【００１８】
下記の技術的特徴がいずれか成立すれば、この発明に属する。
【００１９】
１、１個以上の静電放電保護回路にはスタックカップリングデバイスが設けられること。
【００２０】
２、スタックカップリングデバイスでクランプトランジスターのゲート電圧を制御してスナップバック効果を促すこと。
【００２１】
３、スタックカップリングデバイスで適合のカップリングトランジスターのオフ時間と複合放電抵抗を所望されるように定めることによって、望ましいカップリング電圧変化曲線及び静電放電保護効果をもたらすこと。
【００２２】
以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
この発明による静電放電保護回路はスタックカップリングデバイスで回路のクランプデバイスのゲート電圧を制御することによって、静電放電保護機能を向上させる。スタックカップリングデバイスは２個または２個以上のカップリングトランジスターをもって、適合のカップリングトランジスターのオフ時間を調整するほか、オンにされた直列カップリングトランジスターの複合放電抵抗をも調整することによって、望ましいカップリング電圧変化曲線を得られる。このようなスタックカップリングデバイスは高い複合放電抵抗を有するため、同じカップリング電圧変化曲線という条件において、従来の技術より回路面積を節約できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の静電放電保護回路を表す説明図である。
【図２】従来の静電放電保護回路のその他の実施例を表す説明図である。
【図３】この発明の実施例１による静電放電保護回路を表す説明図である。
【図４】数種の静電放電保護回路におけるクランプデバイスのゲート電圧変化曲線図である。
【図５】この発明の実施例２による静電放電保護回路を表す説明図である。
【図６】この発明の実施例３による静電放電保護回路を表す説明図である。
【図７】この発明による静電放電保護システムを表す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０、２０、３０、４０、５０、６０    静電放電保護回路
１２、２２、３２、４２、５２、６２    入出力端
１４                                  内部回路
３６、４６、５６                      抵抗性デバイス
３８、４８、５８                      スタックカップリングデバイス
【図１】
2005123570.tif 000003
【図２】
2005123570.tif 000004
【図３】
2005123570.tif 000005
【図４】
2005123570.tif 000006
【図５】
2005123570.tif 000007
【図６】
2005123570.tif 000008
【図７】
2005123570.tif 000009