[发明专利]静电放电保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电放电保护装置，特别是涉及一种具有硅控整流器的静电放电保护装置。

背景技术

静电放电(electrostatic discharge，ESD)往往是造成集成电路发生静电过度应力(electrostatic overstress)或是永久性损毁的主要原因,因此集成电路中都会加入静电放电保护装置的设计，以藉此防止静电放电的损害。

近年来，硅控整流器(silicon controlled rectifier，简称SCR)已成为静电放电保护装置在设计上的基础元件。其中，硅控整流器具有PNPN半导体结构，因此可等效成由一PNP晶体管与一NPN晶体管组合而成的电路结构。在实际应用上，当ESD事件发生时，PNPN半导体结构中的N型井区与P型基底之间必须先形成雪崩击穿(avalanche breakdown)，之后硅控整流器才能通过雪崩击穿电流来同时导通PNP晶体管与NPN晶体管，进而形成用以释放静电脉冲的放电路径。

换言之，现有的硅控整流器必须倚靠PNPN半导体结构中的雪崩击穿电流，来同时导通等效上的PNP晶体管与NPN晶体管。然而，此种导通方式往往会降低硅控整流器的导通速度，进而影响静电放电保护装置的防护能力。

由此可见，上述现有的静电放电保护装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的静电放电保护装置,实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的静电放电保护装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的静电放电保护装置，所要解决的技术问题是使其利用路径切换单元来控制硅控整流器的电流路径，并藉此提升硅控整流器的导通速度，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种静电放电保护装置,包括硅控整流器与路径切换单元。硅控整流器包括第一连接端、第二连接端、第一控制端与第二控制端，且第一连接端与第二连接端分别电性连接第一配线与第二配线。路径切换单元电性连接第一配线、第一控制端与第二控制端。当输入信号供应至第一配线时，路径切换单元响应于输入信号而提供由第一配线至第一控制端的第一电流路径。当静电脉冲出现在第一配线时，路径切换单元响应于静电脉冲而提供由第一控制端至第二控制端的第二电流路径。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的静电放电保护装置,其中所述的路径切换单元包括第一开关、第二开关以及控制电路。第一开关电性连接在第一配线与第一控制端之间。第二开关电性连接在第一控制端与第二控制端之间。控制电路电性连接第一配线、第二配线、第一开关与第二开关。控制电路响应于静电脉冲而开启第二开关并关闭第一开关，以通过第二开关提供第二电流路径。此外，控制电路响应于输入信号而开启第一开关并关闭第二开关，以通过第一开关提供第一电流路径。

前述的静电放电保护装置，其中所述的控制电路包括电容与电阻。电容的第一端电性连接第一配线。电阻的第一端电性连接电容的第二端，且电阻的第二端电性连接第二配线。控制电路通过电容的第二端产生第一控制信号。

前述的静电放电保护装置，其中所述的第一开关与第二开关分别由P型晶体管与N型晶体管所构成，且P型晶体管与N型晶体管分别受控于第一控制信号。

前述的静电放电保护装置，其中所述的控制电路更包括一反相器，且该反相器的输入端接收该第一控制信号，该反相器的输出端用以产生一第二控制信号。

前述的静电放电保护装置，其中所述的第一开关与该第二开关分别由一第一P型晶体管与一第二P型晶体管所构成，且该第一P型晶体管受控于该第一控制信号，该第二P型晶体管受控于该第二控制信号。

前述的静电放电保护装置，其中所述的控制电路包括：一电阻，其第一端电性连接该第一配线，该电阻的第二端用以产生一第一控制信号；一电容，其第一端电性连接该电阻的第二端，该电容的第二端电性连接该第二配线；以及一反相器，其输入端接收该第一控制信号，该反相器的输出端用以产生一第二控制信号。