專利名稱：保護電路的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明是有關一種保護電路，特別是有關一種靜電放電保護電路。
背景技術(shù)：
隨著半導體制程的發(fā)展，集成電路的組件尺寸已縮小至次微米階段來增進集成電 路的性能以及運算速度。但組件尺寸的縮減，卻出現(xiàn)了一些可靠度的問題，尤以集成電路對 靜電放電(electrostaticdischarge, ESD)或雷擊(lightning surge)的防護能力影響最 大，換句話說，組件對于ESD的耐受力大幅降低。圖1表示一公知技術(shù)ESD保護裝置。參閱圖1，單一 ESD保護裝置10耦接在輸出 入埠11與芯片組12之間。當輸出入端口 11遭受到突波電壓時，則會引起過量的電流，稱 為突波電流。此時，為了保護芯片組12不受到突波電流所擊損，保護裝置10則會排放部分 電荷，即由保護電流12來將部分電流IlO導入接地端GND。剩下的殘余電流12則進入至芯 片組12。但是殘余電流111的電荷仍會造成芯片組12遭受到過渡的電性應力(electrical overstress, EOS)，使得芯片組12內(nèi)的組件損壞，而整體系統(tǒng)無法正常地運作。圖2表示另一公知技術(shù)ESD保護裝置。圖2與第圖1的不同的地方在，具有兩個 ESD保護裝置。參閱圖2，兩個ESD保護裝置20a及20b耦接在輸出入埠21與芯片組22之 間。同樣地，當輸出入埠21遭受到突波電壓時，保護裝置20b應會排放部分電荷。但是如 此將形成η型電路，可能無法達到20b的箝位電壓。此外，雖然保護裝置20a與20b則將 部分電流I20a與I20b導入接地端GND，剩下的殘余電流121之電荷會造成芯片組22內(nèi)的 組件損壞，而整體系統(tǒng)無法正常地運作。因此，期望提供一種保護電路，其能執(zhí)行靜電放電操作，并能更降低靜電放電操作 后進入至芯片組的殘余電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種保護電路，耦接在芯片組與輸出入端口之間，此保護電路包括至 少二個保護裝置以及一控制裝置。該些保護裝置彼此并聯(lián)，且耦接在輸出入埠與芯片組之 間。該些保護裝置接收來自輸出入端口的輸入信號。當輸出入埠具有突波電流時，該些保 護裝置對該突波電流執(zhí)行放電操作?？刂蒲b置選擇該些保護裝置之一者以傳送輸入信號至 芯片組。在一些實施例中，控制裝置偵測芯片組是否接收輸入信號，并根據(jù)偵測結(jié)果來選 擇該些保護裝置之一者以傳送輸入信號至芯片組。在另一些實施例中，當控制裝置選擇該些保護裝置之一者且偵測到芯片組沒有接 收輸入信號時，控制裝置選擇另一保護裝置以傳送輸入信號至芯片組。


圖1表示一公知技術(shù)ESD保護裝置。
圖2表示另一公知技術(shù)ESD保護裝置。圖3a_3b表示根據(jù)本發(fā)明實施例的一 ESD保護電路。圖4a_4b表示根據(jù)本發(fā)明實施例的另一 ESD保護裝置。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配 合所附附圖，作詳細說明如下。圖3a是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的保護電路。參閱圖3a，保護電路30耦接在輸出 入埠31與芯片組32。輸出入端口 31用來接收輸入信號IN30。保護電路30包括至少二個 保護裝置310以及一個控制裝置311。在此實施例中，是以三個保護裝置310a-310c為例來 說明。在實際應用上，保護裝置310的數(shù)量根據(jù)系統(tǒng)需求而定。保護裝置310a-310c彼此 并聯(lián)且耦接在輸出入埠31與芯片組32之間。每一保護裝置310a-310c都接收來自輸出入 端口 31的輸入信號IN30。當輸出入端口 31遭受到突波電壓而引起突波電流時，保護裝置 310a-310c則執(zhí)行放電操作以排放部分電荷至接地端GND?？刂蒲b置311則產(chǎn)生控制信號 Sa、Sb、及Sc分別給保護裝置310a-310c，以選擇保護裝置310a-310c之一者使其傳送輸入 信號IN30至芯片組32。因此，當輸出入埠31遭受到突波電壓而引起突波電流時，藉由并 聯(lián)之保護裝置310a-310c來將此突波電流分散成三個較小的電流，從而降低透過保護裝置 310a-310c之一者而被傳送至芯片組32的殘余電流。詳細電路與說明將由下文來敘述。參閱圖3a，每一保護裝置310a-310c都包括保護組件PE3與開關組件SE3 保護裝 置310a包括保護組件PE3_a與開關組件SW3_a ；保護裝置310b包括保護組件PE3_b與開 關組件SW3_b ；以及保護裝置310c包括保護組件PE3_c與開關組件SW3_c。在此實施例中， 保護組件PE3_a-PE3_c是以電容器、二極管、或晶體管來實現(xiàn)。以下將用保護裝置310a為 例來說明，而保護裝置310b及310c具有與保護裝置310a相同的電路架構(gòu)。如圖3a所示， 保護組件PE3_a耦接在輸出入埠31與接地端GND之間。開關組件SW3_a耦接在輸出入埠 31與芯片組32之間，且受控在控制信號Sa0假設控制裝置311選擇保護裝置310a使其傳送輸入信號IN30至芯片組32。此 時，保護裝置310a的開關組件SW3_a則根據(jù)來自控制裝置311的控制信號Sa而導通，保護 裝置310b及310c的開關組件SW3_b及SW3_c則根據(jù)控制信號Sb與Sc而關閉。因此，來 自輸出入端口 31的輸入信號IN30透過保護裝置310a而傳送至芯片組32。當輸出入端口 31遭受到突波電壓而引起突波電流Ispi時，突波電流Ispi分散成三個較小的電流Ia、Ib、 及Ic而分別流入保護裝置310a-310c。保護裝置310a-310c的保護組件PE3_a_PE3_c分別 執(zhí)行放電操作以排放電流la、lb、及Ic的電荷。由于突波電流Ispi已藉由并聯(lián)的保護裝 置310a-310c而分散成三個較小的電流la、lb、及Ic，因此，即使保護裝置310a的保護組件 PE3_a無法完全排放電流Ia的電荷而產(chǎn)生殘余電流Ire_a，此殘余電流Ire_a也相應地減 小，降低了芯片組32被擊損的機率。同時地，控制裝置311會偵測芯片組32是否接收來自保護裝置310a的輸入信號 IN30。若控制裝置311偵測到芯片組32沒有接收輸入信號IN30，則表示保護裝置310a的 開關組件SW3_a被殘余電流擊損?？刂蒲b置311根據(jù)偵測結(jié)果來選擇另一保護 裝置使其傳送輸入信號IN30至芯片組32，例如選擇保護裝置310b。參閱第圖3b，此時，保護裝置310b的開關組件SW3_b則根據(jù)來自控制裝置311的控制信號Sb而導通，保護裝置 310a及310c的開關組件SW3_a及SW3_c則根據(jù)控制信號Sa與Sc而關閉。在上述實施例中，保護裝置310a_310b的開關組件SW3_a、SW3_b、及SW3_c具有相 同的規(guī)格。在其它實施例中，可將其一開關組件設計為具有較低的規(guī)格，例如開關組件SW3_ b。控制裝置311可預設選擇保護裝置310b使其傳送輸入信號IN30至芯片組32。當輸出 入端口 31遭受到突波電壓而引起突波電流Ispi時，保護裝置310b的開關組件SW3_b則 被其殘余電流擊損，得以保護芯片組32而不受到突波電流Ispi侵襲。此時，控制裝置311 偵測到芯片組32沒有接收輸入信號IN30，并選擇具有較高的規(guī)格的開關單元的保護電路 SW3_a及SW3_c來傳送輸入信號IN30至芯片組32。圖4a是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的另一保護電路。參閱圖4a，保護電路40耦接 在輸出入埠41與芯片組42。輸出入端口 41用來接收輸入信號IN40。保護電路40包括 至少二個保護裝置410、控制裝置411、以及開關裝置412。在此實施例中，是用三個保護 裝置410a-410c為例來說明。在實際應用上，保護裝置410的數(shù)量根據(jù)系統(tǒng)需求而定。保 護裝置410a-410c彼此并聯(lián)且耦接在輸出入端口 41與開關裝置412之間。每一保護裝置 410a-410c都接收來自輸出入端口 41的輸入信號IN40。當輸出入端口 41遭受到突波電 壓而引起突波電流時，保護裝置410a-410c則執(zhí)行放電操作以排放部分電荷至接地端GND。 控制裝置411則產(chǎn)生控制信號Sa、Sb、及Sc分別給保護裝置410a-410c，以選擇保護裝置 410a-410c之一者使其透過開關裝置412傳送輸入信號IN40至芯片組42。因此，當輸出入 埠41遭受到突波電壓而引起突波電流時，藉由并聯(lián)的保護裝置410a-410c來將此突波電流 分散成三個較小的電流，從而降低透過保護裝置410a-410c之一者而被傳送至芯片組42的 殘余電流。詳細電路與說明將由下文來敘述。參閱圖4a，每一保護裝置410a-410c都包括保護組件PE4與開關組件SE4 保護裝 置410a包括保護組件PE4_a與開關組件SW4_a ；保護裝置410b包括保護組件PE4_b與開 關組件SW4_b ；以及保護裝置410c包括保護組件PE4_c與開關組件SW4_c。在此實施例中， 保護組件PE4_a-PE4_c是用電容器、二極管、或晶體管來實現(xiàn)。以下將以保護裝置410a為 例來說明，而保護裝置410b及410c具有與保護裝置410a相同的電路架構(gòu)。如圖4a所示， 保護組件PE4_a耦接在輸出入埠41與接地端GND之間。開關組件SW4_a耦接在輸出入端 口 31與開關裝置412之間，且受控在控制信號Sa。參閱圖4a，開關裝置412包括多任務器組件MUX。多任務器組件MUX具有三個輸 入端ITa、ITb、及ITc，分別耦接保護裝置410a-410c的開關組件SW4_a-SW4_c。多任務器 組件MUX具有一輸出端0T，耦接芯片組42。假設控制裝置411選擇保護裝置410a使其傳送輸入信號IN40至芯片組42。此 時，保護裝置410a的開關組件SW4_a則根據(jù)來自控制裝置411的控制信號Sa而導通，保 護裝置410b及410c的開關組件SW4_b及SW4_c則根據(jù)控制信號Sb與Sc而關閉。此時， 開關裝置412的多任務器組件MUX則根據(jù)來自控制裝置411的控制信號Smux而透過對應 的輸入端ITa接收來自保護裝置410a的輸入信號IN40。因此，來自輸出入端口 41的輸入 信號IN40透過保護裝置410a與多任務器組件MUX而傳送至芯片組42。當輸出入端口 41 遭受到突波電壓而引起突波電流Ispi時，突波電流Ispi分散成三個較小的電流Ia、Ib、及Ic而分別流入保護裝置410a-410c。保護裝置410a-410c的保護組件PE4_a_PE4_c分別 執(zhí)行放電操作以排放電流la、lb、及Ic的電荷。由于突波電流Ispi已藉由并聯(lián)的保護裝 置410a-410c而分散成三個較小的電流Ia、Ib、及Ic，因此，即使保護裝置410a的保護組件 PE4_a無法完全排放電流Ia的電荷而產(chǎn)生殘余電流Ire_a，此殘余電流Ire_a也相應地減小，降低了芯片組42被擊損的機率。同時地，控制裝置411會偵測芯片組42是否接收來自保護裝置410a的輸入信號 IN40。若控制裝置411偵測到芯片組42沒有接收輸入信號IN30，則表示保護裝置410a的 開關組件SW4_a被殘余電流Ire_a所擊損?？刂蒲b置411根據(jù)偵測結(jié)果來選擇另一保護裝 置使其傳送輸入信號IN40至芯片組42，例如選擇保護裝置410b。此時，保護裝置410b的 開關組件SW4_b則根據(jù)來自控制裝置311的控制信號Sb而導通，保護裝置410a及410c的 開關組件SW4_a及SW4_c則根據(jù)控制信號Sa與Sc而關閉。開關裝置412的多任務器組件 MUX則根據(jù)來自控制裝置411的控制信號Smux而透過對應的輸入端ITb接收來自保護裝置 410b的輸入信號IN40。因此，自輸出入端口 41的輸入信號IN40是透過保護裝置410b與 多任務器組件MUX而傳送至芯片組42。根據(jù)本發(fā)明之上述實施例，當輸出入埠遭遇到突波電流時，突波電流藉由并聯(lián)的 復數(shù)保護裝置而分散成數(shù)個較小的電流。因此可減少殘余電流量，以降低芯片組被擊損的 機率。此外，保護裝置可作為防護閘。當其中之一的保護裝置被殘余電流擊損而無法傳送 輸入信號時，控制裝置可選擇先未損壞的保護裝置來傳送輸入信號至芯片組，以使系統(tǒng)能 恢復正常運作。本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上，然其并非用來限定本發(fā)明的范圍，任何所屬技 術(shù)領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可做些許的更動與潤飾，因 此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權(quán)利要求范圍所界定為準。
權(quán)利要求
一種保護電路，耦接在一芯片組與一輸出入埠之間，其特征在于包括至少二個彼此并聯(lián)的保護裝置，耦接在所述輸出入埠與該芯片組之間，其中，所述保護裝置接收來自所述輸出入端口的一輸入信號，且當所述輸出入埠具有一突波電流時，用以對所述突波電流執(zhí)行一放電操作；以及一控制裝置，用以選擇所述保護裝置之一者以傳送所述輸入信號至所述芯片組。
2.按照權(quán)利要求1所述的保護電路，其特征在于，所述控制裝置偵測所述芯片組是否 接收所述輸入信號，并根據(jù)所述偵測結(jié)果來選擇所述保護裝置之一者以傳送所述輸入信號 至所述芯片組。
3.按照權(quán)利要求2所述的保護電路，其特征在于，當所述控制裝置選擇所述保護裝置 之一者且偵測到所述芯片組沒有接收所述輸入信號時，所述控制裝置選擇另一所述保護裝 置以傳送所述輸入信號至所述芯片組。
4.按照權(quán)利要求1所述的保護電路，其特征在于，每一所述保護裝置包括一保護組件，耦接在所述輸出入埠與一接地端之間；以及一開關組件，耦接在所述輸出入埠與所述芯片組之間，且受控于一控制信號。
5.按照權(quán)利要求4所述的保護電路，其特征在于，所述控制裝置偵測所述芯片組是否 接收所述輸入信號，并根據(jù)所述偵測結(jié)果來產(chǎn)生所述控制信號以選擇性地導通所述開關組 件之一者。
6.按照權(quán)利要求4所述的保護電路，其特征在于，所述保護組件是以一電容器、一二極 管、或一晶體管來實現(xiàn)。
7.按照權(quán)利要求4所述的保護電路，其特征在于，所述保護裝置之一者的所述開關組 件的規(guī)格低于其它的所述保護裝置的所述開關組件的規(guī)格。
8.按照權(quán)利要求7所述的保護電路，其特征在于，所述控制裝置預設選擇具有低規(guī)格 的所述開關組件的所述保護裝置以傳送所述輸入信號至所述芯片組。
9.按照權(quán)利要求8所述的保護電路，其特征在于，當所述控制裝置選擇具有低規(guī)格的 所述開關組件的所述保護裝置且偵測到所述芯片組沒有接收所述輸入信號時，所述控制裝 置選擇另一所述保護裝置以傳送所述輸入信號至所述芯片組。
10.按照權(quán)利要求1所述的保護電路，其特征在于更包括一開關裝置，耦接在所述保護裝置與所述芯片組之間，其特征在于，當所述控制裝置選 擇所述保護裝置之一者時，所述控制裝置控制所述開關裝置接收來自被選擇的所述保護裝 置的所述輸入信號以傳送至所述芯片組。
11.按照權(quán)利要求10所述的保護電路，其特征在于，所述控制裝置偵測所述芯片組是 否接收所述輸入信號，并根據(jù)所述偵測結(jié)果來選擇所述保護裝置之一者以透過所述開關裝 置傳送所述輸入信號至所述芯片組。
12.按照權(quán)利要求11所述的保護電路，其特征在于，當所述控制裝置選擇所述保護裝 置之一者且偵測到所述芯片組沒有接收所述輸入信號時，所述控制裝置選擇另一所述保護 裝置以透過所述開關裝置傳送所述輸入信號至所述芯片組。
13.按照權(quán)利要求10所述的保護電路，其特征在于，每一所述保護裝置包括一保護組件，耦接在所述輸出入埠與一接地端之間；以及一開關組件，耦接在所述輸出入端口與所述開關裝置之間，且受控在一控制信號。
14.按照權(quán)利要求13所述的保護電路，其特征在于，所述控制裝置偵測所述芯片組是 否接收所述輸入信號，并根據(jù)所述偵測結(jié)果來產(chǎn)生所述控制信號以選擇性地導通所述開關 組件之一者，以透過所述開關裝置傳送所述輸入信號至所述芯片組。
15.按照權(quán)利要求13所述的保護電路，其特征在于，所述保護組件以一電容器、一二極 管、或一晶體管來實現(xiàn)。
16.按照權(quán)利要求10所述的保護電路，其特征在于，所述開關裝置包括一多任務器組 件，具有分別耦接所述開關組件的至少兩輸入端以及耦接所述芯片組的一輸出端。
17.按照權(quán)利要求6所述的保護電路，其特征在于，當所述控制裝置選擇所述保護裝置 之一者時，所述控制裝置控制所述多任務器組件透過對應的所述輸入端接收來自被選擇的 所述保護裝置的所述輸入信號。
全文摘要
一種保護電路，耦接在芯片組與輸出入端口之間，此保護電路包括至少二個保護裝置以及一控制裝置。該些保護裝置彼此并聯(lián)，且耦接在輸出入埠與芯片組之間。該些保護裝置接收來自輸出入端口的輸入信號。當輸出入埠具有突波電流時，該些保護裝置對該突波電流執(zhí)行放電操作?？刂蒲b置選擇該些保護裝置的一者以傳送輸入信號至芯片組。
文檔編號H02H9/00GK101989739SQ200910162480
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者吳惠謀, 岑國綸 申請人:技嘉科技股份有限公司