[发明专利]具有瞬态激活和激活释放控制的高电压钳位装置

说明书

本发明提供了具有瞬态激活和激活释放控制的高电压钳位装置。公开了一种集成电路，包括：电连接在第一节点和第二节点之间的钳位装置，其中钳位装置由钳位激活信号选择性地启动；被配置为基于第一节点的电压产生隔离电压的隔离电路；和有源钳位控制电路，包括：被配置为基于隔离电压来检测第一节点处的瞬态过应力事件的存在的触发电路，其中触发电路激活调节电压以响应检测到瞬态过应力事件的存在；和被配置为通过控制钳位激活信号来控制钳位装置的激活和释放的逻辑电路，其中逻辑电路被配置为从调节电压接收功率。

技术领域

本发明的实施方案涉及电子系统，更具体地涉及包括激活和激活释放控制的用于可伸缩高电压过应力钳位的电路架构。

背景技术

某些电子系统可能容易受到瞬态过应力事件或具有快速变化的电压和高功率的短持续时间电信号的影响。瞬态过应力事件可以包括例如从物体或人到电子系统突然释放电荷而产生的电气过应力(EOS)事件和/或静电放电(ESD)事件。

瞬态过应力事件可能通过在集成电路的相对较小区域产生过电压状态和高功耗来损坏或破坏集成电路(ICs)。高功耗可以增加集成电路温度并且可能导致诸如栅极氧化物穿通、结损坏、金属损坏和表面电荷积累等众多问题。

发明内容

本文提供了具有有源激活和激活释放控制的高电压钳位装置。在某些配置中，钳位装置具有可扩展操作的钳位电压电平并且可以用于保护连接到半导体芯片电源的电路免受诸如静电放电(ESD)事件之类的过应力事件的损坏。主动监控电源的引脚以检测何时存在过应力事件并且接通钳位装置以响应检测到的过应力事件。在检测到过应力事件的时间延迟之后使用定时器关闭钳位装置，从而提供错误检测关闭机制以防止保护钳位装置在正常电路操作期间被错误地激活并保持在导通状态。

一方面，集成电路包括电连接在第一节点和第二节点之间的钳位装置以及被配置为基于第一节点的电压产生隔离电压的隔离电路和有源钳位控制电路。钳位装置通过钳位激活信号选择性地激活。此外，有源钳位控制电路包括被配置为基于隔离电压来检测在第一节点处的瞬态过应力事件存在的触发电路，并且触发电路激活调节电压以响应检测到瞬态过应力事件的存在。有源钳位控制电路还包括被配置为通过控制钳位激活信号来控制钳位装置的激活和释放的逻辑电路，并且逻辑电路被配置为从调节电压接收功率。

另一方面，提供一种用于控制电源钳位装置的有源钳位控制电路。有源钳位控制电路包括被配置为在电源的一对节点之间检测瞬态过应力事件存在的触发电路。触发电路包括被配置为激活调节电压以响应检测到的瞬态过应力事件存在的调节器和被配置为在调节电压激活的时间延迟之后激活触发信号的定时器。有源钳位控制电路还包括由调节电压供电的逻辑电路，并且逻辑电路被配置为响应于调节电压的激活而导通钳位装置，并且响应于触发信号的激活而关断钳位装置。

另一方面，一种提供主动控制的过应力保护的方法被提供。该方法包括响应于检测到电源的一对节点之间的瞬态过应力事件的存在而激活调节电压、为使用调节电压而供电逻辑电路、使用逻辑电路电连接在一对节点之间的钳位装置以响应于调节电压的激活、在使用定时器激活调节电压的时间延迟之后激活触发信号以及使用逻辑电路关断钳位装置以响应触发信号的激活。

另一方面，集成电路被提供。集成电路包括电连接在第一节点和第二节点之间的钳位装置，钳位装置包括用于控制钳位装置启动的控制输入。集成电路还包括被配置为响应于检测到第一节点和第二节点之间的瞬态过应力事件来激活检测信号的第一电阻器电容器(RC)电路、被配置为从第一节点到钳位装置控制输入提供反馈以响应检测信号的激活的有源反馈电路、被配置为基于第一节点和第二节点之间的电压差低通滤波来检测瞬态过应力事件的通过之后激活关闭信号的第二电阻器电容器(RC)电路以及被配置为响应于关闭信号的激活经由控制输入端而关断钳位装置的钳位装置关断电路。

附图说明

图1是根据一个实施方案的主动控制的高电压钳位装置的示意图。