【手続補正書】
【提出日】平成29年10月3日(2017.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常動作時の電源電圧よりも高いＥＳＤイベント発生時の過電圧が電源ノードに印加されたことを検出して検出信号を出力する過電圧検出回路と、
前記検出信号に応じて、前記過電圧が前記電源ノードに印加されたことが検出された場合に、前記電源ノードとグランドノードとを接続して前記電源ノードの電圧をクランプするクランプ回路と、
前記電源ノードに印加された電圧をモニタし、前記電源ノードに印加された電圧が一定電圧を超えたことを検出して一定電圧検出信号を出力する電圧モニタ回路と、
前記一定電圧検出信号に応じて、前記電源ノードに印加された電圧が前記一定電圧を超えていることが検出されている間、前記検出信号が、前記過電圧が前記電源ノードに印加されたことを表す状態となるように制御する検出信号制御回路とを備えることを特徴とするＥＳＤ保護回路。
【請求項２】
前記過電圧検出回路は、
前記電源ノードと前記グランドノードとの間に直列に接続された抵抗素子および容量素子を含み、前記抵抗素子と前記容量素子との間から信号を出力するＲＣ時定数回路と、
前記ＲＣ時定数回路の出力信号を奇数回反転して前記検出信号として出力する、直列に接続された奇数個の第１のインバータとを備える請求項１に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項３】
前記過電圧検出回路は、
前記電源ノードと前記グランドノードとの間に直列に接続された容量素子および抵抗素子を含み、前記容量素子と前記抵抗素子との間から前記検出信号を出力するＲＣ時定数回路を備える請求項１に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項４】
前記過電圧検出回路は、さらに、前記ＲＣ時定数回路の出力信号を偶数回反転して前記検出信号として出力する、直列に接続された偶数個の第１のインバータを備える請求項３に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項５】
前記検出信号制御回路は、前記電源ノードに印加された電圧が前記一定電圧を超えていることが検出されている間、前記ＲＣ時定数回路の出力信号をプルダウンするプルダウン回路を含む請求項２に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項６】
前記検出信号制御回路は、前記電源ノードに印加された電圧が前記一定電圧を超えていることが検出されている間、前記ＲＣ時定数回路の出力信号をプルアップするプルアップ回路を備える請求項３または４に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項７】
前記電圧モニタ回路は、
第２の調整電圧に基づいて動作する第１のＮ型ＭＯＳトランジスタと、前記第２の調整電圧に基づいて動作し、前記第１のＮ型ＭＯＳトランジスタに流れる電流に比例したミラー電流を流す第２のＮ型ＭＯＳトランジスタと、前記ミラー電流を電圧に変換する抵抗素子とを含み、前記抵抗素子と前記第２のＮ型ＭＯＳトランジスタとの間の内部ノードから前記一定電圧検出信号を出力するカレントミラー回路と、
前記電源ノードの電圧を降下させて、前記通常動作時の電源電圧が前記電源ノードに供給されている時に前記カレントミラー回路の第１のＮ型ＭＯＳトランジスタが動作せず、かつ、前記一定電圧を超えた電圧が前記電源ノードに印加された時に前記カレントミラー回路の第１のＮ型ＭＯＳトランジスタが動作する前記第２の調整電圧を生成する第２の電圧調整回路とを備える請求項１〜６のいずれか１項に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項８】
前記第２の電圧調整回路は、前記電源ノードから、前記カレントミラー回路の第１のＮ型ＭＯＳトランジスタのドレインに向かって順方向に直列に接続された所定数のダイオードを備える請求項７に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項９】
前記第２の電圧調整回路は、前記電源ノードと前記カレントミラー回路の第１のＮ型ＭＯＳトランジスタのドレインとの間に直列に接続された所定数のダイオード接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタを備える請求項７に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項１０】
前記電圧モニタ回路は、
第２の調整電圧に基づいて動作する第１のＰ型ＭＯＳトランジスタと、前記第２の調整電圧に基づいて動作し、前記第１のＰ型ＭＯＳトランジスタに流れる電流に比例したミラー電流を流す第２のＰ型ＭＯＳトランジスタと、前記ミラー電流を電圧に変換する抵抗素子とを含み、前記抵抗素子と前記第２のＰ型ＭＯＳトランジスタとの間の内部ノードから前記一定電圧検出信号を出力するカレントミラー回路と、
前記グランドノードの電圧を上昇させて、前記通常動作時の電源電圧が前記電源ノードに供給されている時に前記カレントミラー回路の第１のＰ型ＭＯＳトランジスタが動作せず、かつ、前記一定電圧を超えた電圧が前記電源ノードに印加された時に前記カレントミラー回路の第１のＰ型ＭＯＳトランジスタが動作する前記第２の調整電圧を生成する第２の電圧調整回路とを備える請求項１〜６のいずれか１項に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項１１】
前記第２の電圧調整回路は、前記カレントミラー回路の第１のＰ型ＭＯＳトランジスタのドレインから、前記グランドノードに向かって順方向に直列に接続された所定数のダイオードを備える請求項１０に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項１２】
前記第２の電圧調整回路は、前記カレントミラー回路の第１のＰ型ＭＯＳトランジスタのドレインと前記グランドノードとの間に直列に接続された所定数のダイオード接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタを備える請求項１０に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項１３】
さらに、前記電源ノードの電圧を降下させて、前記通常動作時の電源電圧が前記電源ノードに供給された電源投入時に前記過電圧検出回路が動作せず、かつ、前記過電圧が前記電源ノードに印加されたＥＳＤイベント発生時に前記過電圧検出回路が動作する第１の調整電圧を生成し、前記過電圧検出回路の電源電圧として供給する第１の電圧調整回路と、
前記過電圧が前記電源ノードに印加された場合に、前記過電圧検出回路が前記第１の調整電圧で動作するために下降する前記検出信号の電圧が、前記過電圧と等しくなるように補償する電圧補償回路とを備える請求項１〜１２のいずれか１項に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項１４】
前記第１の電圧調整回路は、前記電源ノードから、前記第１のインバータを構成するＰ型ＭＯＳトランジスタの基板およびソースに向かって順方向に直列に接続された所定数のダイオードを備える請求項１３に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項１５】
前記第１の電圧調整回路は、前記電源ノードと前記第１のインバータを構成するＰ型ＭＯＳトランジスタの基板およびソースとの間に直列に接続された所定数のダイオード接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタを備える請求項１３に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項１６】
前記電圧補償回路は、
前記電源ノードと前記グランドノードとの間の電圧で動作し、前記検出信号を反転出力する第２のインバータと、
前記電源ノードと前記第１のインバータを構成するＰ型ＭＯＳトランジスタの基板およびソースとの間に接続され、前記電源ノードが基板に接続され、前記第２のインバータの出力信号がゲートに入力されたＰ型ＭＯＳトランジスタとを備える請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項１７】
前記電圧補償回路は、
前記電源ノードと前記グランドノードとの間の電圧で動作し、前記検出信号を反転出力する第２のインバータと、
前記電源ノードと前記検出信号との間に接続され、前記電源ノードが基板に接続され、前記第２のインバータの出力信号がゲートに入力されたＰ型ＭＯＳトランジスタとを備える請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のＥＳＤ保護回路。
【請求項１８】
前記クランプ回路は、前記電源ノードと前記グランドノードとの間に接続され、前記検出信号がゲートに入力されたＮ型ＭＯＳトランジスタを備える請求項１〜１７のいずれか１項に記載のＥＳＤ保護回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
また、前記第２の電圧調整回路は、前記電源ノードと前記カレントミラー回路の第１のＮ型ＭＯＳトランジスタのドレインとの間に直列に接続された所定数のダイオード接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタを備えることが好ましい。
あるいは、前記電圧モニタ回路は、
第２の調整電圧に基づいて動作する第１のＰ型ＭＯＳトランジスタと、前記第２の調整電圧に基づいて動作し、前記第１のＰ型ＭＯＳトランジスタに流れる電流に比例したミラー電流を流す第２のＰ型ＭＯＳトランジスタと、前記ミラー電流を電圧に変換する抵抗素子とを含み、前記抵抗素子と前記第２のＰ型ＭＯＳトランジスタとの間の内部ノードから前記一定電圧検出信号を出力するカレントミラー回路と、
前記グランドノードの電圧を上昇させて、前記通常動作時の電源電圧が前記電源ノードに供給されている時に前記カレントミラー回路の第１のＰ型ＭＯＳトランジスタが動作せず、かつ、前記一定電圧を超えた電圧が前記電源ノードに印加された時に前記カレントミラー回路の第１のＰ型ＭＯＳトランジスタが動作する前記第２の調整電圧を生成する第２の電圧調整回路とを備えることが好ましい。
また、前記第２の電圧調整回路は、前記カレントミラー回路の第１のＰ型ＭＯＳトランジスタのドレインから、前記グランドノードに向かって順方向に直列に接続された所定数のダイオードを備えることが好ましい。
また、前記第２の電圧調整回路は、前記カレントミラー回路の第１のＰ型ＭＯＳトランジスタのドレインと前記グランドノードとの間に直列に接続された所定数のダイオード接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタを備えることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
また、本発明によれば、電源投入時に、電源電圧が供給されて電源ノードが急峻に立ち上がった場合であっても、過電圧検出回路の電源電圧として、通常動作時の電源電圧が電源ノードに供給された電源投入時に過電圧検出回路が動作しない第１の調整電圧が第１の電圧調整回路から供給されているため、過電圧検出回路が誤動作することはなく、大電流が流れることはない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
カレントミラー回路３０は、第２の電圧調整回路２８によって生成される第２の調整電圧に基づいて動作するＮＭＯＳＭＮ２１と、第２の調整電圧に基づいて動作し、ＮＭＯＳＭＮ２１に流れる電流に比例したミラー電流を流すＮＭＯＳＭＮ２２と、ミラー電流を電圧に変換する抵抗素子Ｒｐｕとによって構成されている。
ＮＭＯＳＭＮ２１，ＭＮ２２のソースはグランドノードに接続され、ゲートはＮＭＯＳＭＮ２１のドレイン（内部ノードＮｃｍ）に接続されている。抵抗素子Ｒｐｕは、電源ノードと、ＮＭＯＳＭＮ２２のドレイン（内部ノードＮｖｄ）との間に接続されている。
抵抗素子ＲｐｕとＮＭＯＳＭＮ２２のドレインとの間の内部ノードＮｖｄから、カレントミラー回路３０の出力信号として一定電圧検出信号Ｎｖｄが出力される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
プルダウン回路２２は、電源ノードに印加された電圧が一定電圧を超えていることが検出されている間、ＲＣ時定数回路２４の出力信号ｎ１をプルダウンするものであり、インバータＩＮＶｐｄと、ＮＭＯＳＭＮ３とによって構成されている。
インバータＩＮＶｐｄには、一定電圧検出信号Ｎｖｄが入力されている。インバータＩＮＶｐｄは、一定電圧検出信号Ｎｖｄを反転出力する。
ＮＭＯＳＭＮ３は、ＲＣ時定数回路２４の出力信号ｎ１と、グランドノードとの間に接続されている。ＮＭＯＳＭＮ３のゲートには、インバータＩＮＶｐｄの出力信号Ｎｐｄが入力されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
また、第２の調整電圧は、第２の電圧調整回路２８によって、電源電圧ＶＤＤから降下されて、カレントミラー回路３０のＮＭＯＳＭＮ２１，ＭＮ２２が動作しない電圧となっている。そのため、カレントミラー回路３０のＮＭＯＳＭＮ２１，ＭＮ２２はオフ、一定電圧検出信号Ｎｖｄは、Ｈである。一定電圧検出信号Ｎｖｄは、検出信号制御回路２２のインバータＩＮＶｐｄによって反転されてインバータＩＮＶｐｄの出力信号ＮｐｄはＬであり、ＮＭＯＳＭＮ３はオフである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
しかし、電源ノードに印加された電圧が一定電圧を超えると、第２の電圧調整回路２８により生成される第２の調整電圧は、カレントミラー回路３０を構成するＮＭＯＳＭＮ２１，ＭＮ２２のしきい値電圧Ｖｔｈも大きい電圧となる。この場合、カレントミラー回路３０が動作し、一定電圧検出信号ＮｖｄはＬ、検出信号制御回路２２のインバータＩＮＶｐｄの出力信号ＮｐｄはＨとなり、ＮＭＯＳＭＮ３がオンする。従って、ＲＣ時定数回路２４の出力信号ｎ１の電位は、ＮＭＯＳＭＮ３によって放電されてＬ、つまり、検出信号ｎ０はＨとなり、ＮＭＯＳＭＮ０はオンする。