電流在發(fā)射區(qū)638與深的η型阱622之間垂直流動，當雙極結型晶體管被激活處于導通狀態(tài)時。例如，P型阱624的深度db可以被在約200nm到約600nm的范圍內(nèi)選擇，并且發(fā)射區(qū)638的深度尤可以在約1nm到約10nm的范圍內(nèi)被選擇。在一些實施例中，P型阱624的深度db可以是發(fā)射極區(qū)域638的深度d e的約6至約100倍。
[0101]此外或替代地，雙極結型晶體管406的變體可以包括集電極(例如，第一和第二集電極區(qū)630、632)與發(fā)射極(例如，射極區(qū)638)被并排布置的結構，如圖6B所示。例如，第一和第二集電極區(qū)630、632和圖6B的不出的實施例的發(fā)射區(qū)638被并排布置(可能中間區(qū)域)，當在雙極結型晶體管406的表面向下看時(例如，沿z方向向下)，并且基本上不重疊，以這種方式，雙極結型晶體管406被構造成垂直地穿過基極傳導集電極電流U、IC20
[0102]包括NPN雙極結型晶體管406被如上述配置的一些實施例(例如，集電極與發(fā)射極606、608、614區(qū)域并排)除了其他之外的一個好處是雙極結型晶體管406可以使用CMOS工藝制造。例如，采用CMOS功能特征，CMOS工藝可以至少用于制造摻雜區(qū)域630、632、634、636、638。在一個具體實施例中，CMOS工藝技術可以對應于一個完整的CMOS工藝技術(而不是，例如，BiCMOS工藝)。這樣，在一個實施方案中，集電區(qū)630、632可具有在約1nm至10nm范圍內(nèi)的深度d。并且在約Ιμπι到約10 μ m范圍內(nèi)的寬度w。?；鶚O區(qū)534、636可以具有在約1nm至約10nm范圍內(nèi)選擇的深度db+與在范圍約I μ m到約1ym范圍選擇的寬度I。然而，將通過本領域技術人員，其他合適的半導體工藝技術和其他合適的尺寸，可以選擇在本領域中可以理解的。
[0103]因此，NPN雙極結型晶體管406可對應于CMOS寄生雙極結型晶體管器件。如上所述，CMOS寄生器件可以比使用雙極結型晶體管本土半導體工藝實現(xiàn)的雙極結型晶體管器件表現(xiàn)出更低的電流增益β與更大的集電極電阻。在一個實施例中，NPN雙極結型晶體管406可具有在約I至5范圍內(nèi)的電流增益β。另外地或替代地，NPN雙極結型晶體管406可以具有在約5 Ω至20Ω的范圍內(nèi)的集電極電阻。
[0104]在一個實施例中，圖2中的上部驅動器210和下部驅動器212的一個或多個雙極結型晶體管只由雙極結型晶體管型晶體管組成，相反同樣包括場效應晶體管。另外，在一個實施例中，圖2中的上部驅動器210和下部驅動器212的一個或多個雙極結型晶體管只由雙極結型晶體管組成，這些晶體管對應于結合圖6Α所描述的PNP雙極結型晶體管512a或者是結合圖6b所描述的NPN雙極結型晶體管406。
[0105]圖7是示出了圖2的電子保護電路108與放電級206和偏壓/過電壓保護電路208的示例實施例的示意圖。所示的保護電路108還包括檢測級202、驅動級204、放電級206，如前面所述。驅動級204包括上部和下部驅動器210、212。放電級206的所示實施例包括上部放電元件，例如P通道MOSFET ( “PM0S”)714與下部放電元件,例如η通道MOSFET( “NM0S”)716。過壓保護電路208示出實施例包括分壓電路，例如一個或多個二極管連接晶體管720、722、724。檢測級202與驅動級204可以對應于與圖2— 6所描述的類似的參考要素。
[0106]PM0S714和NM0S716在第一節(jié)點N1和第二節(jié)點\級聯(lián)串聯(lián)使得在PM0S714的源極可操作地連接到第一結點N1, PM0S714的漏極被可操作地耦合到參考節(jié)點NK，NM0S716的漏極被可操作地耦合到參考節(jié)點Νκ，并且NM0S716的源極可操作地連接到第二結點N2。此外，在放電級206被配置為接收第一激活信號Vm,?與PM0S714的柵極，并且被配置為與NM0S716的柵極接收第二激活信號Im。
[0107]在工作時，上部驅動器210可以控制PM0S714的激活(例如，導通或關斷)，并且下部驅動器212可以控制NM0S716的激活。例如，上部驅動器210可以基于檢測信號Idetect拉低激活信號V?#從而激活PM0S714處于導通狀態(tài)。此外，下部驅動器212可以基于檢測信號Idetect拉高第二激活信號V on, 從而激活NM0S716處于導通狀態(tài)。當兩個PM0S714和NM0S716都被激活時，放電級206可以被配置為從第一節(jié)點N1穿過PM0S714的源極與漏極與NM0S716的漏極與源極到第二節(jié)點隊打開傳導通道。當傳導通道是打開的，放電級206可以穿過PM0S714與NM0S716傳導分路電流Ishunt,由此分流電流Ishunt遠離核心電路(例如，核心電路110) —段時間，例如，涵蓋瞬態(tài)電事件的應力時間的一段時間。
[0108]示出的過電壓保護電路208可以被配置為在放電級206的節(jié)點提供或設置參考電壓VK。例如，一個或多個二極管連接的晶體管720、722、724可以在第一節(jié)點N1與第二節(jié)點N2之間串聯(lián)連接以構成配置以在節(jié)點Nk提供電SVk的分壓器。在所示實施例的情況下，一個或多個二極管連接的晶體管720、722、724各自對應于一個金屬一氧化物一半導體場效應晶體管(MOSFET)提供在其源極和漏極端子間的電阻。因此，由過壓保護電路208(相對于第二節(jié)點N2)提供的參考電壓Vk約是第一節(jié)點N i的電壓V i乘以第一與第二二極管連接晶體管720、722的組合電阻與一個或多個二極管連接晶體管720、722、724總電阻的比率。由二極管連接的晶體管720、722、724提供的比較電阻可以被選擇對在第一與第二節(jié)點NpN2之間的電壓，使用在約1.1到約10之間的范圍選擇的因子以分壓。在一個實施例中，二極管連接晶體管720、722、724可以被配置在第一與第二節(jié)點N1' N2，使用約3半部(例如Ve^ 2 (V1-V2)/3)以分壓。這將可以理解，任何合適的阻抗元件，例如，但不限于，電阻器，可以構成的過電壓保護電路208的分壓器的至少一部分。
[0109]過電壓保護電路208可以有效地調(diào)節(jié)放電級206的Nk節(jié)點的電壓V κ從而防止或者抑制M0SFET720、722、724的一個或多個在正常工作期間進入過壓條件。例如，如果沒有過電壓保護電路208，節(jié)點乂的電壓可以在工作期間基于許多因素，例如直流偏壓、溫度、放電級206的動態(tài)電容與類似的影響而變化。因此，在節(jié)點乂的電壓可以達到能夠導致放電級206出現(xiàn)故障或損壞的水平。例如，在一個相對高的電源電壓域(例如，約5伏或更高的功率域)中，節(jié)點乂的電壓可能導致PM0S714或NM0S716的過壓條件。通過偏壓或調(diào)節(jié)電壓VK，過壓保護電路208可以是有效地抑制這種過電壓條件的發(fā)生。
[0110]通過二極管連接的晶體管720、722、724提供的電阻可以被選擇在正常工作期間以抑制或減弱過壓保護電路的站漏電流。例如，在一個實施例中，一個或多個二極管連接的晶體管720、722、724可以對應于長通道MOSFET，每個提供約250kQ或更大的電阻。
[0111]圖8是瞬態(tài)電事件與電子保護電路，例如圖2中的保護電路108與過壓保護電路208的一個例子的SPICE仿真的一組曲線圖800。SPICE仿真模擬工作在5V電源域的電子保護電路。驅動級可以對應于圖4中的驅動級204a。這組曲線圖800示出了在IKV人體模型(HBM)靜電放電(ESD)脈沖，在1μ s的持續(xù)時間保護電路的運作。示出的一組曲線圖800包括鉗位電流與時間比較的圖802對和鉗位電壓與時間比較的圖804。鉗位電流對應于從第一節(jié)點N1流到圖2中第二節(jié)點\的電流。鉗位電壓對應于在圖2的第一節(jié)點\與第二節(jié)點N2間的電壓。圖802、804示出保護電路108可以有效地鉗位瞬態(tài)電事件以維持穿過第一節(jié)點N1與第二節(jié)點N2的電壓在安全電壓(例如，小于約5V)與安全電流(例如，小于約650mA)，在瞬態(tài)電事件期間。
[0112]圖9是顯示電子保護電路的一個例子的直流特性的SPICE仿真的一組曲線圖900，例如圖2中的保護電路與過壓保護電路208。驅動器級可以對應于圖4中驅動級204。一組曲線圖900示出了保護電路108的直流運作，當直流鉗位電壓(例如，在圖2中第一節(jié)點N1的電源)從約OV到約5.5V變化時。示出的一組曲線圖900包括鉗位電壓與電源電壓對比圖902并且包括鉗位電流(例如，漏電流)與電源電壓分別在150°C、25°C、與_55°C的對比圖904、906、908。圖902、904、906、908示出了保護電路可以在寬溫度范圍內(nèi)維持低漏電流(例如。小于約500mA)。
[0113]圖10是顯示電子保護電路的一個例子的直流特性的SPICE仿真的一組曲線圖1000，例如圖1中的保護電路108與過壓保護電路208。驅動器級可以對應于圖4中的驅動器級204a。這組曲線圖1000示出了當直流鉗位電壓(例如，在圖2中的第一節(jié)點&的電源)從OV至5.5V變化時保護電路工作域的一個拐角處的直流運作。工作域內(nèi)的模擬拐角，代表一些“最壞情況”的工作條件之一，包括在150°C的操作溫度和使用CMOS工藝庫在降低閾值電壓Vth的水平操作(例如，V TH?0.7V)。
[0114]示出的一組曲線圖1000包括鉗位電流與電源電壓的圖1002，圖7的PM0S714的柵極到漏極電壓與電源電壓的圖1004，與圖7的NM0S716的漏極到柵極電壓與電壓電壓的圖1006。圖1004、1006示出保護電路108與過壓保護電路208可以維持圖7中的PM0S714的柵極到漏極電壓與NM0S716的漏極到柵極電壓小于約3.5V并且擺脫過壓條件。各種其它的模擬(未示出)的操作域的其它角也提供令人滿意的結果。
[0115]圖11是顯示電子保護電路兩個例子的直流特性的SPICE仿真的一組曲線圖1100，例如圖2中的保護電路108與過壓保護電路208。驅動器級可以對應于圖4中的驅動器級204。曲線圖1100示出了保護電路108在工作域的一個角的直流運作，當直流鉗位電壓從OV至5.5V變化時。示出的曲線圖1100包括圖7中PM0S714的柵極到漏極電壓，沒有過壓保護電路208與電源電壓的圖1104。圖1102、1104示出過壓保護電路208可以維持PM0S714的柵極到漏極電壓小于約3.5V，但是沒有過壓保護電路208，PM0S714的柵極到漏極電壓可以增加到約5V。SPICE仿真示出了兩個示例性電子保護電路的直流特性，如保護電路圖2中的108具有和不具有過電壓保護電路208的驅動器級可對應的驅動器級204a的曲線圖1100圖4的曲線1100示出了保護電路108的直流操作在圖10的操作域的角，如從O伏至
5.5伏的示圖1100包括柵極的曲線1102到直流鉗位電壓變化漏的圖7的PM0S714的電壓沒有過電壓保護電路208與電源電壓，并且其柵極的曲線1104到漏極的圖7中的PM0S714的電壓與過電壓保護電路208與電源電壓。情節(jié)1102，1104示出了過電壓保護電路208可以維持在柵極到漏極與PM0S714的電壓低于約3.5V，而無需過電壓保護電路208，柵極到漏極與PM0S714的電壓可提高到約5V。
[0116]圖12是電子保護電路的一個例子的瞬時斜升特性的SPICE仿真的一組曲線圖1200，例如，圖2中的保護電路108與過壓保護電路208。驅動器級可以對應于圖4中的驅動器級204a。這組曲線圖1200示出當鉗位電壓(例如，圖2中在第一節(jié)點NI的電源)斜升6V在I微秒(微秒)的持續(xù)時間時，保護電路的操作。示出的這組曲線圖1200包括鉗位電壓與時間的圖1202與鉗位電流與時間的圖1204。斜升可以近似地模擬電源開關的行為。在一些實施例中，斜升可以是一個正常的操作狀態(tài)和保護電路不應該鉗位，或至少不應該保持鉗位狀態(tài)。圖1204示出，因為它在斜升期間最初傳導微笑電流(小于300微安(μΑ))并且避免錯誤激活，保護電路108在這種情況下可以是有效的。
[0117]圖13是瞬態(tài)電事件與電子保護電路的一個例子的SPICE仿真的一組曲線圖1300，例如圖2中的保護電路108，沒有過壓保護電路208。SPICE仿真模擬了在3.3V電源域內(nèi)工作的電子保護電路。驅動器級可以對應于圖4中的驅動器級204。這組曲線圖1300示出在IKV人類一身體一模型(HBM)ESD脈沖，超過I μ s的持續(xù)時間，保護電路108的運作。示出的一組曲線圖1300包括鉗位電流與時間的圖1302以及鉗位電壓與時間的圖1304。圖1302、1304示出保護電路108能夠有效地鉗位ESC事件以在瞬態(tài)電事件期間維持穿過第一節(jié)點NI與第二節(jié)點N2的電壓在安全電壓(例如，小于約5V而ESD具有大量的電流)與相對安全的電流(例如，小于1.3A)。額外的模擬(未示出)表明，在正常工作期間，保護電路的直流泄漏電流可為約50皮安(pA的)，在25°C和5.5V偏壓和可為約20毫微安(NA)，在125°C下和5.5V偏壓。
[0118]圖14是提供瞬態(tài)電氣保護的方法1400的流程圖。該方法可以開始于塊1402用于產(chǎn)生對應于第一節(jié)點的瞬態(tài)電應力事件的檢測信號。在一個實施例中，檢測級可以監(jiān)視在第一節(jié)點和第二節(jié)點之間的電壓，并且基于節(jié)點處的電壓生成的檢測信號。例如，檢測信號的生成可以對應于圖2中本文所描述的檢測級202的運作。生成檢測信號后，方法1400可以前進到方框1404分別使用第一與第二驅動電路用于產(chǎn)生第一和第二激活信號。在一個實施例中，第一和第二激活信號可以至少基于在框1402的生成的檢測信號。每個第一和第二驅動器電路可以包括至少基于檢測信號，配置以激活的一個或多個雙極結型晶體管。此夕卜，第一和第二驅動電路可以生成第一激活信號和第二激活信號，