本申請要求第16/52712號法國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在法律可允許的最大程度上通過整體引用并入于此。

本公開涉及用于保護電子部件并且特別是集成電路防止靜電放電的裝置。

背景技術(shù)：

圖1示意性地示出了電子裝置，其包括集成電路100和用于保護集成電路100防止靜電放電的裝置110。

集成電路100包括與外部裝置連接的端子。更具體地說，在所示的示例中，集成電路100包括施加高電路電源電勢vdd的端子101、施加低電源電勢或電路的參考電勢gnd的端子102、和電路的輸入/輸出端子103(io)，輸入/輸出端子103能夠提供和/或接收數(shù)據(jù)信號。

保護裝置110耦合到集成電路100的連接端子101、102和103。保護裝置110的功能是當靜電放電出現(xiàn)在集成電路100的連接端子之一上時，使得能夠快速去除放電，以避免后者損壞電路100。

圖1的保護裝置110包括兩個二極管111和112，二極管111和112串聯(lián)設(shè)置在集成電路100的電源端子102和101之間。二極管111和112的連接點被耦合到電路100的輸入/輸出端子103。更具體地說，在本實施例中，二極管111的陽極連接到低電源端子102，而其陰極連接到輸入/輸出端子103，并且二極管112的陽極連接到輸入/輸出端子103，而其陰極連接到高電源端子101。保護裝置110還包括與二極管111和112并聯(lián)設(shè)置在電路100的低電源端子102和高電源端子101之間的齊納二極管113。齊納二極管113的陽極連接到端子102，而其陰極連接到端子101。

保護裝置110操作如下。當相對于參考電勢或地電勢gnd為正的過電壓出現(xiàn)在集成電路100的端子103上時，該過電壓通過隨后正向?qū)ǖ亩O管112并且通過隨后雪崩導(dǎo)通的齊納二極管113去除。當相對于參考電勢gnd為負的過電壓出現(xiàn)在電路100的端子103上時，該過電壓通過隨后正向?qū)ǖ亩O管111去除。當相對于參考電勢gnd為負的過電壓出現(xiàn)在電路100的端子101上時，該過電壓通過隨后雪崩導(dǎo)通的齊納二極管113去除。當相對于參考電勢gnd為負的過電壓出現(xiàn)在電路100的端子101上時，該過電壓通過隨后正向?qū)ǖ凝R納二極管113去除。

對于正的過電壓，觸發(fā)這一保護的閾值通過齊納二極管113的雪崩閾值設(shè)置。觸發(fā)閾值應(yīng)該被選擇為大于集成電路100的電源電壓vdd，并且大于電路100的輸入/輸出端子103上能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的最大電壓電平，但小于在不退化的情況下電路100能夠耐受的最大過電壓電平。

在最近的集成電路制造工藝中，保護裝置的觸發(fā)閾值應(yīng)當在其中被選擇的窗口是相對受限的，這對電子系統(tǒng)的設(shè)計造成問題。特別是，對于待保護的每個部件，應(yīng)當通過考慮部件的額定操作電壓的電平和該部件能承受的最大過電壓電平來選擇特定的保護裝置。

為了簡化電子系統(tǒng)的設(shè)計和降低成本，理想的是使靜電放電保護裝置具有可調(diào)節(jié)的觸發(fā)閾值，以便能夠在具有不同的額定操作電壓的系統(tǒng)中使用相同的保護裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，一個實施例提供了一種靜電放電保護裝置，包括：串聯(lián)設(shè)置在所述裝置的第一和第二連接端子之間的第一和第二二極管；耦合到第一和第二二極管的連接點的第三連接端子；和與第一和第二二極管并聯(lián)設(shè)置在第一和第二端子之間的電容器。

根據(jù)一個實施例，第一二極管被正向連接在第二和第三端子之間，并且第二二極管被正向連接在第三和第一端子之間。

根據(jù)一個實施例，所述電容器具有連接到所述第一端子的第一電極和連接到所述第二端子的第二電極。

根據(jù)一個實施例，所述裝置包括用于封裝所述第一和第二二極管和電容器的封裝體，所述封裝體暴露出所述裝置的第一、第二和第三連接端子。

另一個實施例提供了一種系統(tǒng)，其包括集成電路和如上所述的保護裝置。

根據(jù)一個實施例，所述集成電路包括施加電源電勢的第一端子、施加參考電勢的第二端子、和第三輸入/輸出端子，保護裝置的第二和第三端子分別被耦合到集成電路的第二和第三端子，并且所述保護裝置的第一端子被耦合到施加dc偏置電勢的端子上。

根據(jù)一個實施例，保護裝置的第一端子耦合到所述集成電路的第一端子。

根據(jù)一個實施例，保護裝置的第一端子耦合到施加與電源電勢不同的dc偏置電勢的端子。

前述和其它特征和優(yōu)點將結(jié)合附圖在下面非限制性的具體實施方案的描述中加以詳細討論。

附圖說明

前面所述的圖1示意性地示出了包括集成電路和集成電路保護裝置的示例的電子系統(tǒng)；

圖2示意性地示出了根據(jù)實施例的包括集成電路和集成電路保護裝置的示例的電子系統(tǒng)；和

圖3示意性地示出了根據(jù)實施例的包括集成電路和集成電路保護裝置的另一示例的電子系統(tǒng)。

具體實施方式

在不同的附圖中相同的元件被標注具有相同的標號。為了清楚起見，僅示出和詳細說明那些對所描述的實施例的理解有用的元件。在本說明書中，術(shù)語“連接”被用來指定直接電連接，沒有任何中間的電子部件，例如，通過一個或多個導(dǎo)電跡線或?qū)Ь€，以及術(shù)語“耦合”或術(shù)語“鏈接”用于指定任意的電連接，可以是直接的(此時意為“連接”)或間接的(即，通過一個或多個中間部件)。除非另有說明，表述“大約”、“基本上”以及“在……數(shù)量級”的意思是在10％以內(nèi)，優(yōu)選在5％以內(nèi)。

圖2示意性地示出了一種電子系統(tǒng)，其包括例如與圖1的電路100相同或類似的集成電路100以及保護集成電路100以防止靜電放電的裝置210的實施例。

圖2的保護裝置210包括兩個二極管211和212，二極管211和212串聯(lián)設(shè)置在裝置210的連接端子n1和n2之間。裝置的端子n1和n2分別被耦合到電路100的高電源端子101和低電源端子102。二極管211和212的連接點被耦合到裝置210的連接端子n3，連接端子n3被耦合到電路100的輸入/輸出端子103。更具體地說，在圖示的示例中，二極管211的陽極連接到端子n2，并且其陰極連接到端子n3，而二極管212的陽極連接到端子n3，并且其陰極連接到端子n1。保護裝置210還包括與二極管211和212并聯(lián)設(shè)置在裝置210的連接端子n1和n2之間的電容器213。在所示示例中，電容器213的電極分別連接到端子n1和端子n2。

保護裝置210操作如下。當集成電路100被供電并且沒有過電壓時，保護裝置的電容器210充電到基本上等于電路100的電源電壓vdd。當相對于參考電勢或接地電勢gnd為正的過電壓出現(xiàn)在集成電路100的端子103上時，該過電壓通過隨后正向?qū)ǖ亩O管212和對于瞬態(tài)信號導(dǎo)通的電容器213去除。當相對于參考電勢gnd為負的過電壓出現(xiàn)在電路100的端子103上時，該過電壓通過隨后正向?qū)ǖ亩O管211去除。當相對于參考電勢gnd為正的過電壓出現(xiàn)在電路100的端子101上時，該過電壓通過對于瞬態(tài)信號導(dǎo)通的電容器213去除。當相對于參考電勢gnd為負的過電壓出現(xiàn)在電路100的端子101上時，該過電壓通過隨后正向?qū)ǖ亩O管211和212去除。

因此，在圖2的實施例中，對于正的過電壓，保護的觸發(fā)閾值通過電容器213兩端的直流電壓電平設(shè)置，也就是，通過施加到保護裝置的端子n1上的dc偏置電勢設(shè)置，即是，圖2的示例中的集成電路100的高電源電勢vdd。

圖2的結(jié)構(gòu)的一個優(yōu)點是，保護裝置210的觸發(fā)閾值自動適應(yīng)將要被保護的集成電路100的電源電壓vdd的電平。從而，相同的保護裝置210可以用于以不同的電壓電平供電的系統(tǒng)中。

在實踐中，集成電路100可包括要被保護的多個不同的輸入/輸出端子(io)。那么圖2的保護裝置210可被復(fù)制與電路100包括的要被保護的輸入/輸出端子相同的次數(shù)，不同的裝置210的端子n1和n2被分別連接到電路100的電源端子101與102，電路100的每個要被保護的輸入/輸出端子被連接到保護裝置中的一個的端子n3上。作為變型，不是將電容器213復(fù)制與電路100包括要被保護的輸入/輸出端子相同的次數(shù)，而是同一電容器213可以由保護裝置的多個輸入/輸出端子共享。換句話說，保護裝置可以包括多對二極管211，212，它們串聯(lián)設(shè)置在端子n1和n2之間，每對二極管的連接點之間旨在被連接到要被保護的電路的輸入/輸出端子中的一個，并且通過所述成對二極管共享連接在端子n1和n2之間的單個電容器213。

保護裝置210的二極管211和212和電容器213優(yōu)選是集成電路100的外部部件。這使得能夠?qū)⒈Ｗo裝置210定位成獨立于系統(tǒng)中要被保護的電路100的位置而最接近于瞬態(tài)信號的影響。為了能夠承受高靜電放電，二極管211和212和電容器213優(yōu)選具有低串聯(lián)電阻，并因此具有相對大的表面區(qū)域。作為示例，保護裝置的等效動態(tài)串聯(lián)電阻在10至100mω的范圍內(nèi)，例如，在50mω的數(shù)量級。對于8kv的iec61000-4-2瞬態(tài)波，二極管211和212例如能夠在不退化的情況下承受高達16a的電流。對于iec61000-4-2瞬態(tài)過電壓，電容器213應(yīng)當能夠承受等效于瞬態(tài)波的網(wǎng)絡(luò)的電容(在150pf的數(shù)量級)的放電的電壓。作為示例，電容器213具有在從0.5至5μf的范圍內(nèi)的電容，例如，1μf的數(shù)量級，其對應(yīng)于電容器213兩端的1.2v數(shù)量級的電壓。對于5μf的電容，電容器213兩端的電壓降至約0.24v。被保護的電路的輸入上的殘余過電壓的殘余電壓于是等于vdd+處于導(dǎo)通狀態(tài)的二極管212的壓降+電容器213兩端的電壓的數(shù)量級，也就是說，對于1μf的電容大約為1.2v。相對低的殘余電壓因此可以用電容值在0.5到5μf范圍內(nèi)的電容器獲得。二極管211和212及電容器213例如設(shè)置在保護裝置210的相同封裝體中，該封裝體不包括被保護的電路100并暴露出保護裝置210的連接端子n1，n2和n3。二極管211和212和電容器213可被單片集成在同一個集成電路芯片中。作為一個變型，二極管211和212和電容器213可以是集成在同一封裝體以形成sip型保護裝置(“系統(tǒng)級封裝(systeminpackage)”)的分立部件。

圖3示意性地示出了包括例如與圖1和圖2的電路100相同或類似的集成電路100以及用于保護集成電路100以防止靜電放電的裝置210的電子系統(tǒng)的另一示例。

圖3的系統(tǒng)的保護裝置210例如與圖2的系統(tǒng)的保護裝置210相同。

圖3的系統(tǒng)與圖2的系統(tǒng)的不同之處在于，圖3的系統(tǒng)中，保護裝置210的連接端子n1不連接到要被保護的電路100的高電源端子101，而是連接到施加dc偏置電勢vbias的端子或節(jié)點301，該dc偏置電勢vbias與要被保護的電路的高電源電勢vdd不同。相對于參考電勢gnd為正的偏置電勢vbias可以由要被保護的集成電路100或由系統(tǒng)的外部偏置電路(未示出)提供。

圖3的結(jié)構(gòu)的一個優(yōu)點是，用于觸發(fā)保護的閾值可以被設(shè)置為獨立于要被保護的集成電路100的電源電壓vdd的電平，例如，設(shè)置成低于或高于電源電壓vdd的電平。

應(yīng)當注意，在圖3的結(jié)構(gòu)中，保護裝置210能夠去除出現(xiàn)在電路100的輸入/輸出端子103上的正或負的過電壓，但不會去除出現(xiàn)在電路100的高電源端101上的過電壓。其它保護部件，未示出，可以被提供以解決可能出現(xiàn)在端子101上的靜電放電。

已經(jīng)描述了具體的實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到各種變型、修改和改進。特別是，所描述的實施例不限于本說明書中提到的數(shù)值的示例。還應(yīng)當注意的是，關(guān)于圖2和3所描述的電子系統(tǒng)可以包括集成到電路100的附加保護部件，在圖中未詳細示出，它完成由裝置210提供的保護。特別是，除了保護裝置210的二極管211和212之外，對于電路的每個輸入/輸出端子，集成電路100可以包括兩個集成的保護二極管，其串聯(lián)設(shè)置在電路的低電源端子102和高電源端子101之間，兩個二極管的連接點被耦合到要被保護電路100的輸入/輸出端子。

這樣的變型、修改和改進旨在是本公開的一部分，并意在落入本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。因此，前面的描述僅是通過實施例的方式，并且不意圖是限制性的。本發(fā)明僅如以下權(quán)利要求及其等同形式進行限定。