[发明专利]具有加电模式中的ESD保护能力的噪声容忍有源钳位

说明书

本发明涉及具有加电模式中的静电放电保护能力的噪声容忍有源钳位。描述包括静电放电（ESD）保护电路、保持断开电路和ESD检测电路的电路。当ESD检测电路检测到ESD事件时，该ESD检测电路被配置为启用ESD保护电路以及禁用保持断开电路两者。

技术领域

该公开涉及电子器件，并且更具体地涉及利用有源钳位（active clamp）的静电放电保护电路。

背景技术

材料的表面上或内的电荷不平衡创建了静电。这种电荷不平衡最常见地被观察到由被称作摩擦电效应（也被称为摩擦电带电）产生。摩擦电带电经过摩擦引起具有弱束缚的电子的材料失去电子到具有稀疏地填充外壳的材料，从而导致一个材料变为正电性并且另一个材料为负电性。静电放电（ESD）是由接触所引起的两个物体之间的电的突然流动。在日常生活中，当有人走过地板从而创建静电的累积时摩擦电带电的常见示例发生了，并且当那个人触摸灯的开关或其它导电材料时ESD的常见示例发生了，有时候导致小的火花。

在上面示例中所创建的火花对于人类来说典型地是无害的，并且有时候甚至察觉不到，但是能够潜在地对电子器件和部件是非常有破坏性的。一个人走过地板和触摸导电材料的上面的示例只是静电如何能够积累和导致ESD的许多示例中的一个。为了防止由ESD引起的破坏，电子制造者经常在诸如集成电路（IC）和印刷电路板（PCB）的电子器件和部件中包含ESD保护电路。例如，具有接地引脚和级联的电压引脚（即具有不同供给电压的引脚）的IC可以包含ESD保护电路以保护在各种引脚结合之间的功能电路免受正的和负的ESD应力两者的影响。在电子器件中通常使用的一种类型的ESD保护电路是ESD钳位。在检测到例如由ESD事件所引起的跨过两个引脚的电压事件（例如，超过阈值的过电压或电压尖峰）时，该ESD钳位引导由电压事件所引起的电流远离功能电路，例如到地。

ESD保护电路增加整体电路的复杂性并且要求电路上的物理空间，但是在一些情况下对于保护电路的功能电路可能是必要的。在没有ESD保护电路的情况下，电路的可靠性被潜在地减小并且对时间的消耗和昂贵的电路代替物的需要被潜在地增加。ESD保护电路可以影响电磁兼容（EMC）性能。因为ESD保护电路不仅可以响应于ESD事件，而且还响应于连接到所保护的焊盘的线的任何种类的干扰，所以整体EMC性能可能被急剧地减小。

发明内容

大体上，用于保护电路免受静电放电（ESD）事件的影响并且不管该电路是通电还是断电的技术和电路被描述。本文描述的电路可以包含功能电路和有源钳位电路。有源钳位电路可以包括ESD保护电路、保持断开（keep-off）电路、保持断开控制电路和ESD检测电路。当电路在断电或未上电的状态下正在操作时，有源钳位电路的ESD保护电路可以被正常启用以保护电路的功能电路免受ESD事件的影响。

当电路在通电的状态下正在操作时，ESD保护电路可以被正常禁用并且有源钳位电路的保持断开电路可以被正常启用。当电路在通电的状态下正在操作时，ESD检测电路可以被配置来检测在到电路的功能电路的输入处的电压事件（例如，超过阈值的过电压或电压尖峰）并且确定检测的电压事件是否表示ESD事件。例如，ESD检测电路可以基于与电压事件相关联的电压幅度（例如，电压电平）和/或与电压事件相关联的频率来确定电压事件表示ESD事件。当ESD检测电路检测到ESD事件时，ESD检测电路可以禁用保持断开电路并且启用ESD保护电路。在这个方式下，所描述的技术和电路可以在正常操作中向有源钳位电路提供保持断开行为同时也提供ESD保护能力。

在一个示例中，本公开涉及包括静电放电（ESD）保护电路、保持断开电路和ESD检测电路的电路。ESD检测电路被配置来在ESD检测电路检测到ESD事件时启用ESD保护电路并且禁用保持断开电路。