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DE4022900A1 - Schutzschaltung fuer einen elektrostatischen entladungsschutz und diese verwendende integrierte schaltung - Google Patents

Schutzschaltung fuer einen elektrostatischen entladungsschutz und diese verwendende integrierte schaltung

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Publication number
DE4022900A1
DE4022900A1 DE4022900A DE4022900A DE4022900A1 DE 4022900 A1 DE4022900 A1 DE 4022900A1 DE 4022900 A DE4022900 A DE 4022900A DE 4022900 A DE4022900 A DE 4022900A DE 4022900 A1 DE4022900 A1 DE 4022900A1
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DE
Germany
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input
protection circuit
voltage
terminal
potential
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Withdrawn
Application number
DE4022900A
Other languages
English (en)
Inventor
Andrew C Graham
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gazelle Microcircuits Inc
Original Assignee
Gazelle Microcircuits Inc
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Publication date
Application filed by Gazelle Microcircuits Inc filed Critical Gazelle Microcircuits Inc
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00—Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/60—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
    • H10D89/601—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs
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  • Logic Circuits (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Schaltungen zum Schutz gegen Beschädigung, die durch elektrostatische Entladung hervorgerufen wird; sie betrifft insbesondere Schaltungs­ anordnungen, die einen auswählbaren Trigger-Schwellwert­ pegel oberhalb eines Speisespannungspegels liefert.
Elektrostatische Entladungsimpulse sind ein gut bekanntes Phänomen; sie können durch eine Anzahl von Gründen hervor­ gerufen werden. Diese Impulse, die mehrere 1000 Volt groß sein können, sind bekannt dafür, integrierte Schaltungen zu zerstören und insbesondere integrierte Schaltungen, in denen Feldeffekttransistoren (FETs) enthalten sind. Demgemäß sind integrierte Schaltungen verschiedentlich mit irgendeiner Art von Schutzschaltung versehen, um einem Eingangsanschluß bzw. -glied zugeführte hohe Spannungen am Erreichen eines Eingangs einer zu schützenden Einrichtung, wie eines Eingangspuffers, zu hindern. Ein Beispiel einer bekannten Schaltungsanordnung zum Schutz gegen elektrostatische Ent­ ladung ist in Fig. 1 gezeigt, in der Dioden D1 und D2 Spannungen daran hindern, einem Eingangspuffer zugeführt zu werden, die nennenswert oberhalb der Speisespannung VDD oder nennenswert unterhalb von Erd- bzw. Massepotential liegen. Wenn bei dem Beispiel gemäß Fig. 1 ein positiver elektro­ statischer Impuls dem Eingangsanschlußglied 10 zugeführt wird, wird diese hohe Spannung über die Diode D1 zur Speise­ spannung hin abgeleitet, so daß die am Schaltungspunkt 1 auftretende maximale Spannung etwa die Speisespannung zu­ züglich des Diodenspannungsabfalls der Diode D1 sein wird. Ein Widerstand R1, der zwischen dem Schaltungspunkt 1 und dem Eingangsanschlußfeld 10 angeschlossen ist, dient dazu, den Strom durch die Diode D1 zu begrenzen. Jegliche dem Eingangsanschlußglied 10 zugeführte negative Spannungen werden über die Diode D2 nach Masse hin abgeleitet.
In einigen Fällen kann beim Hersteller oder Anwender einer integrierten Schaltung der Wunsch vorliegen, einem Eingangs­ anschlußglied eine Spannung zuzuführen, die nennenswert oberhalb der Speisespannung liegt, um verschiedene Test­ funktionen der integrierten Schaltung zu ermöglichen, die ansonsten durch Zuführen normaler Eingangspegel zu den Eingangsanschlüssen unzugänglich sind. In diesem Falle kann die elektrostatische Entladungs-Schutzschaltung gemäß Fig. 1 nicht in der integrierten Schaltung verwendet werden, da jegliche Spannung, die nennenswert oberhalb der Speise­ spannung VDD liegt, die Diode D1 in Durchlaßrichtung vor­ spannen und verhindern würde, daß die Spannung am Schal­ tungspunkt 1 nennenswert oberhalb der Speisespannung VDD ansteigt. Vielmehr ist eine andere Anordnung erforderlich, die die Möglichkeit bietet, Eingangspegel hoch genug oberhalb von VDD steuern bzw. abgeben zu können, um andere Testbetriebsarten zu ermöglichen, jedoch dennoch einen hinreichenden Schutz gegenüber positiven elektrostatischen Entladungsimpulsen bietet, die dem Eingang zugeführt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrostatische Entladungs-Schutzschaltung, die es gestattet, eine Spannung, welche nennenswert oberhalb einer Versorgungsspeisespannung liegt, einer zu schützenden Einrichtung innerhalb einer integrierten Schaltung zuzuführen. Bei einer Ausführungs­ form wird die Schwellwertspannung der elektrostatischen Schutzschaltung selektiv oberhalb der Versorgungsspeise­ spannung dadurch angehoben, daß eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Dioden einbezogen wird, die zwischen der Ver­ sorgungsspannung und einer Entladungs-Referenzschiene ange­ schlossen sind. Die in Reihe geschalteten Dioden werden in Durchlaßrichtung vorgespannt, wenn eine der betreffenden Schiene zugeführte Spannung oberhalb der Versorgungsspeise­ spannung liegt, und zwar durch eine Spannung, die gleich der Summe der verschiedenen Spannungsabfälle an den in Reihe ge­ schalteten Dioden ist.
Die verschiedenen Eingangsanschlüsse bzw. -anschlußglieder der integrierten Schaltung sind mit einer Anode einer zuge­ hörigen Diode verbunden, wobei die Kathode der betreffenden zugehörigen Diode mit der Entladungs-Referenzschiene ver­ bunden ist anstatt direkt mit VDD wie beim Stand der Technik. Die Anoden jeder dieser Dioden sind ferner mit der zu schützenden Einrichtung innerhalb der integrierten Schal­ tung verbunden. Somit wird dann, wenn eine dem Eingangsan­ schluß zugeführte Spannung etwa ein Diodenspannungsabfall oberhalb der Entladungs-Referenzschiene liegt, die Spannung am Eingangsanschluß über die in Reihe geschalteten Dioden zu dem Speisespannungsgenerator hin abgeleitet.
Bei einer Ausführungsform ist ein Widerstand zwischen dem Eingangsanschluß bzw. -anschlußglied und der Anode der zuge­ hörigen Dioden angeschlossen, um den Strom durch die be­ treffende zugehörige Diode zu begrenzen. Ferner ist bei dieser Ausführungsform eine Kathode einer zweiten zuge­ hörigen Diode mit dem Widerstand verbunden, und eine Anode dieser Diode ist mit Masse bzw. Erde verbunden, um jegliche dem Eingangsanschlußglied 10 zugeführte negative Spannung nach Erde bzw. Masse abzuleiten.
Somit gestattet die Anwendung dieser Erfindung einem Ent­ wickler, eine elektrostatische Entladungs-Schutzschaltung in eine integrierte Schaltung einzubeziehen, während die Zuführung von Spannungen, die wesentlich höher sind als die Versorgungsspeisespannung, zu verschiedenen Eingangsan­ schlußgliedern ermöglicht ist.
An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft erläutert.
Fig. 1 zeigt eine einfache bekannte elektrostatische Entladungs-Schutzschaltung.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung, bei der in Reihe gschaltete Dioden eine ausgewählte Schwellwertspannung liefern.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung, bei der in Reihe geschaltete ZENER-Dioden eine ausgewählte Schwellwertspannung liefern.
Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer inte­ grierten Schaltungsanordnung, in der die vorliegen­ de Erfindung einbezogen ist.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung, bei der ein Eingangsanschluß bzw. -anschlußglied 1 über einen Reihenwiderstand R1 mit einem zugehörigen Ein­ gangspuffer 1 verbunden ist. Ferner ist ein Eingangsan­ schlußglied 2 dargestellt, welches über einen Reihen­ widerstand R2 mit einem Eingangspuffer 2 gekoppelt ist. Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Erfindung ist die Spannung am Schaltungspunkt daran gehindert, über mehr als einen Diodenspannungsabfall oberhalb der Spannung an einer Entladungs-Referenzschiene 15 anzusteigen, so daß vermie­ den ist, daß jegliche unerwünschte hohe Spannung dem Eingangspuffer zugeführt wird. Wie in bezug auf die bekannte Schutzschaltung gemäß Fig. 1 beschrieben, wird dann, wenn die Spannung am Schaltungspunkt 1 der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 ausreichend wird, um die Diode D1 in Durchlaßrichtung vorzuspannen, ein Strom von dem Schaltungspunkt 1 durch die Diode D1 fließen und von dem Eingangspuffer 1 abgeleitet werden, um den Eingangspuffer 1 vor der hohen Spannung zu schützen.
Die Schwellwertspannung, die ausreicht, um die Diode D1 in Durchlaßrichtung vorzuspannen, ist selektiv höher gemacht als die Speisespannung VDD, indem zwischen der Speise­ spannung VDD und der Entladungs-Referenzschiene 15 eine Stromsenke-Pegelverschiebeeinrichtung 20 angeschlossen ist. Die Pegelverschiebeeinrichtung 20 arbeitet so, daß die Referenzspannung auf der Entladungs-Referenzschiene 15 se­ lektiv über die Speisespannung VDD effektiv angehoben wird, um selektiv die Schwellwertspannung am Schaltungspunkt 1 gut über die Speisespannung bzw. Versorgungsspeisespannung VDD anzuheben.
Eine Diode D2 ist zwischen dem Schaltungspunkt 1 und Masse- bzw. Erdpotential angeschlossen; sie arbeitet so, daß Strom nach Masse bzw. Erde hin abgeleitet wird, wenn eine dem Ein­ gangsanschluß 1 zugeführte Spannung negativer als etwa 0,7 Volt unerhalb von Masse- bzw. Erdpotential ist.
Dioden D3 und D4, die dem Eingangsanschluß 2 zugehörig sind, wirken in identischer Weise wie die Dioden D1 bzw. D2.
Die Widerstände R1 und R2, die zwischen den Eingangsan­ schlüssen und deren zugehörigen Eingangspuffern angeschlos­ sen sind, sind optional, obwohl sie bevorzugt vorgesehen sind, um den Stromfluß durch die Dioden zu begrenzen.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Stromsenke-Pegelver­ schiebeeinrichtung 20, welche in Reihe geschaltete Dioden Da-Dn umfaßt, wobei eine Anode der Diode Dn mit der Ent­ ladungs-Referenzschiene 15 und eine Kathode der Diode Da mit der Speisespannung VDD verbunden ist. Somit ist die Spannung am Schaltungspunkt 1, die erforderlich ist für die Vor­ spannung der Diode D1 in Durchlaßrichtung, etwa gleich der Speisespannung VDD zuzüglich der Summe der Dioden-Spannungs­ abfälle an den Dioden Da-Dn und D1.
Da der Eingangsanschluß 2 über die Diode D3 mit der Entla­ dungs-Referenzschiene 15 verbunden ist, wird der mit dem Eingangspuffer 2 verbundene Schaltungspunkt 2 eine identi­ sche Schwellwertspannung haben wie der Schaltungspunkt 1.
Die Dioden D2 und D4 verhindern, daß die Spannungen an den Schaltungspunkten 1 bzw. 2 sich nennenswert unterhalb von Masse- bzw. Erdpotential erstrecken.
Gemäß Fig. 3 dient eine Diode D5, deren Anode mit der Speisespannung VDD und deren Kathode mit der Entladungs- Referenzschiene 15 verbunden ist, dazu, die Entladungs- Referenzschiene 15 auf VDD abzüglich eines Dioden-Spannungs­ abfalls während des normalen Betriebs der integrierten Schaltung zu halten, um zu verhindern, daß die Entladungs- Referenzschiene 15 auf einen niedrigen Pegel floatet bzw. gewissermaßen schwimmt und um zu verhindern, daß die Dioden D1 und D3 während der normalen Betriebsweise der Schaltung in Durchlaßrichtung vorgespannt sind (das heißt dann, wenn die Spannung an den Eingangsanschlüssen 1 und 2 zwischen VDD und Masse- bzw. Erdpotential liegt).
Es dürfte für den Fachmann ohne weiteres einzusehen sein, daß andere Formen der Pegelverschiebeeinrichtung für die Pegelverschiebeeinrichtung 20 verwendet werden können. Bei einer alternativen Ausführungsform, wie sie in Fig. 4 ge­ zeigt ist, können eine oder mehrere ZENER-Dioden DZ1-DZn in Reihe geschaltet werden, so daß die ZENER-Dioden DZ1 bis DZn durchbrechen, wenn eine Spannung am Schaltungspunkt 1 oder am Schaltungspunkt 2 gemäß Fig. 2 eine Spannung überschrei­ tet, die gleich der Summe der ZENER-Dioden-Spannungen zuzüg­ lich des Durchlaß-Spannungsabfalls an der Diode D1 oder D3 ist.
Bei einer Ausführungsform der Schutzschaltung gemäß Fig. 2 bis 4 sorgt die Pegelverschiebeeinrichtung 20 für einen Spannungsabfall zwischen etwa 5 Volt bis 15 Volt.
Fig. 5 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform einer integrierten Schaltung, in die die Erfindung einbezogen ist. Gemäß Fig. 5 ist der Eingangsanschluß bzw. das Eingangsan­ schlußfeld 1 über einen Leiter 25 mit den Anoden von paral­ lelen Dioden D1 a bis D1n gekoppelt, wobei die gemeinsamen Kathoden dieser parallelen Dioden mit der Entladungs-Refe­ renzschiene 15 verbunden sind, womit überlagerte Dioden D1 a- D1 n gebildet sind. Die Dioden D1 a bis D1 n erfüllen eine identische Funktion wie die Diode D1 in Fig. 3.
In entsprechender Weise ist der Eingangsanschluß 1 über den Leiter 25 mit den Kathoden von parallelen Dioden D2 a bis D2 n verbunden, die unter der Erdpotentialschiene 30 gebildet sind, wobei die gemeinsamen Anoden der Dioden D2 a-D2 n mit der Massepotentialschiene 30 verbunden sind. Die Dioden D2 a- D2 n erfüllen eine identische Funktion wie die Diode D2 in Fig. 3.
Ein Leiter 32 verläuft von dem Eingangsanschluß 1 weg und verbindet dann den Eingangsanschluß 1 mit einem zugehörigen Eingangspuffer (nicht dargestellt). Eine entsprechende Kon­ figuration wird von jedem der übrigen Eingangsanschlüsse bzw. Anschlußfelder verwendet, um die betreffenden An­ schlußfelder mit den Schienen 15 und 30 über die zugehöri­ gen beiden Dioden und mit ihrem zugehörigen Eingangspuffer zu verbinden.
Wie in Fig. 5 gezeigt, schließen die Entladungs-Referenz­ schiene 15 und die Massepotentialschiene 30, die über den Eingangsanschluß 31 mit Massepotential VSS gekoppelt ist, effektiv den Teil der integrierten Schaltung ein, der durch die elektrostatische Entladungs-Schutzschaltung geschützt wird.
Ferner ist in Fig. 5 die bevorzugte Ausführungsform der Stromsenke-Pegelverschiebeeinrichtung 20, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, als in eine integrierte Schaltung einbezogen dargestellt. Gemäß Fig. 5 ist ein Eingangsanschluß bzw. -an­ schlußfeld 35 mit einer externen Spannungsquelle verbunden, welche die Versorgungsspeisespannung VDD liefert. Der Ein­ gangsanschluß 35 ist über einen Leiter 38 mit den Anoden von parallelen Dioden D5 a-D5 n verbunden, die der Diode D5 gemäß Fig. 3 äquivalent sind. Die gemeinsamen Kathoden der Dioden D5 a bis D5 n sind dann mit der Entladungs-Referenzschiene 15 verbunden, um ein nennenswertes Floaten bzw. Schwimmen der Entladungs-Referenzschiene 15 unterhalb der Versorgungs­ speisespannung VDD zu vermeiden.
In Reihe geschaltete Dioden Da-Dn, die eine identische Funk­ tion ausüben wie die Dioden Da-Dn gemäß Fig. 3, sind ge­ zeigt, wobei die Kathode der Diode Da mit der Speise­ spannungsschiene 42 verbunden ist, während die Anode der Diode Dn mit der Entladungs-Referenzschiene 15 verbunden ist. Die in Reihe geschalteten Dioden Da-Dn sind parallel mit den in Reihe geschalteten Dioden Da-Dn′ verbunden, um die Stromaufnahmefähigkeit der Pegelverschiebeeinrichtung zu steigern.
Die Masseschiene 30 kann mit anderen internen Schaltungen geteilt werden, die eine Masseverbindung erfordern, indem diese Schaltungen mit dem Masseleiter 50 verbunden werden. Ferner wird die Pegelverschiebeeinrichtung, welche VDD mit der Schiene 15 verbindet, von vielen Eingangsanschlüssen her geteilt. Somit ist ein sehr geringer Formbereich erforder­ lich, um einen elektrostatischen Entladungsschutz für jeden Eingangspuffer zu liefern, der einem Eingangsanschluß bzw. -anschlußglied zugehörig ist.
Somit ist, wie gezeigt, eine neue elektrostatische Entla­ dungsschutzschaltung geschaffen, die eine Schwellwert­ spannung liefert, welche selektiv höher ist als die posi­ tive Versorgungsspeisespannung, und die billig und ohne die Forderung nach einer nennenswerten Größe der Formfläche hergestellt werden kann. Sämtliche Dioden können Schottky- Dioden sein oder irgendeine andere Diodeneinrichtung um­ fassen. Ferner kann die Pegelverschiebeeinrichtung 20, die in Fig. 2 gezeigt ist, irgendeine Anzahl von verschiedenen Typen von Einrichtungen umfassen, die vom Durchschnitts­ fachmann verwendet werden, um einen Spannungsabfall hervor­ zurufen.
Bei einer Ausführungsform wird die Schwellwertspannung der elektrostatischen Schutzschaltung selektiv über die Speise­ spannung dadurch angehoben, daß eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Dioden einbezogen wird, die zwischen der Speisespannung und einer Entladungs-Referenzschiene ange­ schlossen sind. Die in Reihe geschalteten Dioden werden in Durchlaßrichtung vorgespannt, wenn der betreffenden Schiene eine Spannung zugeführt wird, die um eine solche Spannung oberhalb der Speisespannung liegt, welche gleich der Summe der verschiedenen Spannungsabfälle an den in Reihe geschal­ teten Dioden ist.
Die verschiedenen Eingangsanschlüsse der integrierten Schal­ tung sind mit einer Anode einer zugehörigen Diode verbunden, wobei die Kathode der betreffenden zugehörigen Diode mit der Entladungs-Referenzschiene verbunden ist anstatt direkt mit VDD, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist. Die Anoden jeder dieser Dioden sind ferner mit der innerhalb der integrierten Schaltung zu schützenden Einrichtung verbunden. Wenn eine dem Eingangsanschluß zugeführte Spannung etwa einen Diodenspannungsabfall über dem Potential der Ent­ ladungs-Referenzschiene liegt, wird somit die Spannung an dem Eingangsanschluß über die in Reihe geschalteten Dioden zu dem Speisespannungsgenerator hin abgeleitet.

Claims (18)

1. Schutzschaltung für den Anschluß zwischen einem Ein­ gangsanschluß und einer ersten Schaltung zum Schutz dieser ersten Schaltung vor gewissen Spannungen, die dem betref­ fenden Eingangsanschluß zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Diodeneinrichtung (D1; D3) vorgesehen ist, die mit einer Anode mit dem Eingangsanschluß und mit einer Kathode mit einer Entladungs-Referenzschiene (15) verbunden ist,
und daß zwischen der Entladungs-Referenzschiene (15) und einem ersten Anschluß (VDD) die ein erstes Potential liefert, eine Stromsenke-Pegelverschiebeeinrichtung (20) angeschlossen ist, welche bewirkt, daß die erste Diode (D1, D3) durch eine Spannung in Durchlaßrichtung vorgespannt wird, die dem betreffenden Eingangsanschluß zugeführt wird und die um eine ausgewählte Größe positiver ist als das ge­ nannte erste Potential.
2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine zweite Diodeneinrich­ tung (D2; D4) vorgesehen ist, die mit einer Kathode an dem genannten Eingangsanschluß angeschlossen ist und die mit einer Anode an einem zweiten Anschluß angeschlossen ist, der ein zweites Potential führt.
3. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pegelverschiebeeinrich­ tung (20) zwischen dem genannten ersten Anschluß (VDD) und der Entladungs-Referenzschiene eine oder mehrere in Reihe geschaltete Dioden (Da-Dn) umfaßt, die in dem Fall in Durchlaßrichtung vorgespannt bzw. beansprucht sind, daß eine dem Eingangsanschluß zugeführte Spannung einen kombinierten Spannungsabfall an der betreffenden einen oder den betref­ fenden mehreren Dioden und der genannten ersten Diode oberhalb des betreffenden ersten Potentials übersteigt.
4. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pegelverschiebeeinrich­ tung (20) zwischen dem genannten ersten Anschluß und der Entladungs-Referenzschiene (15) eine oder mehrere in Reihe geschaltete ZENER-Dioden (DZ1-DZn) umfaßt, wobei eine dem genannten Eingangsanschluß zugeführte Spannung zu dem ersten Anschluß hin abgeleitet wird, wenn die dem betreffenden Ein­ gangsanschluß zugeführte Spannung eine kombinierte Durch­ bruchsspannung der ZENER-Dioden zuzüglich eines Spannungs­ abfalls an der ersten Diode oberhalb des betreffenden ersten Potentials überschreitet.
5. Schutzschaltung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pegelverschiebeeinrich­ tung (20) ferner eine Diodeneinrichtung (D5) umfaßt, die mit einer Anode an dem genannten ersten Anschluß (VDD) und mit einer Kathode an der Entladungs-Referenzschiene (15) ange­ schlossen ist.
6. Schutzschaltung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pegelverschiebeeinrich­ tung (20) ferner eine Diodeneinrichtung (D5) umfaßt, die mit einer Anode an dem genannten ersten Anschluß (VDD) und mit einer Kathode an der Entladungs-Referenzschiene (15) ange­ schlossen ist.
7. Schutzschaltung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Widerstand (R1; R2) den genannten Eingangsanschluß mit der Anode der ersten Dioden­ einrichtung (D1; D3) verbindet.
8. Schutzschaltung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Widerstand (R1; R2) den Eingangsanschluß mit der Anode der ersten Diodeneinrichtung verbindet.
9. Integrierte Schaltung mit einem oder mehreren Eingangs- Verbindungsgliedern, die mit einer in der integrierten Schaltung intern enthaltenen elektronischen Schaltungsan­ ordnung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß eine elektrostatische Entladungs-Schutzschaltung vorgesehen ist, die mit dem betreffenden einen oder mehreren Eingangs-Ver­ bindungsgliedern verbunden ist und die eine erste Dioden­ einrichtung (D1; D3), welche dem jeweiligen Eingangs-Ver­ bindungsglied zugehörig ist, und eine Stromsenke-Pegel­ verschiebeeinrichtung (20) umfaßt,
daß die jeweilige erste Diodeneinrichtung mit einer Anode an deren zugehörigen Eingangs-Verbindungsglied und mit ihrer Kathode an einer Entladungs-Referenzschiene (15) angeschlos­ sen ist
und daß die Stromsenke-Pegelverschiebeeinrichtung (20) zwischen der Entladungs-Referenzschiene (15) und einem ersten Anschluß (VDD) angeschlossen ist, der ein erstes Potential liefert, wobei die betreffende Pegelverschiebe­ einrichtung (20) die einem Eingangs-Verbindungsglied zuge­ hörige erste Diode veranlaßt, durch eine Spannung in Durch­ laßrichtung vorgespannt zu sein, die dem betreffenden zuge­ hörigen Eingangs-Verbindungsglied zugeführt wird und die um einen ausgewählten Betrag positiver ist als das genannte erste Potential.
10. Schutzschaltung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedem der Eingangs-Verbin­ dungsglieder eine zweite Diodeneinrichtung (D2; D4) zuge­ hörig ist, die mit einer Kathode an ihrem zugehörigen Ein­ gangs-Verbindungsglied angeschlossen ist und die mit einer Anode an einem zweiten Anschluß angeschlossen ist, der ein zweites Potential führt.
11. Schutzschaltung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pegelverschiebeein­ richtung (20) eine oder mehrere in Reihe zwischen dem ge­ nannten ersten Anschluß (VDD) und der Entladungs-Referenz­ schiene (15) liegende Dioden (Da-Dn) umfaßt, die in dem Fall in Durchlaßrichtung vorgespannt sind, daß eine einem der Eingangs-Verbindungsglieder zugeführte Spannung einen kom­ binierten Spannungsabfall an der betreffenden einen Diode oder den betreffenden mehreren Dioden und der genannten ersten Dioden oberhalb des genannten ersten Potentials über­ steigt, die dem betreffenden einen Verbindungsglied zuge­ hörig ist.
12. Schutzschaltung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pegelverschiebeeinrich­ tung (20) eine oder mehrere in Reihe geschaltete ZENER- Dioden (DZ1 bis DZn) umfaßt, die zwischen dem genannten ersten Anschluß und der Entladungs-Referenzschiene (15) angeschlossen sind, wobei eine einem der Eingangs-Ver­ bindungsglieder zugeführte Spannung zu dem ersten Anschluß (VDD) hin abgeleitet wird, wenn die dem betreffenden einen Verbindungsglied der Eingangs-Verbindungsglieder zugeführte Spannung eine kombinierte Durchbruchsspannung der ZENER-Dio­ den zuzüglich eines Spannungsabfalls der ersten Dioden, die dem betreffenden einen Verbindungsglied der Verbindungsglie­ der zugehörig ist, oberhalb des betreffenden ersten Potentials überschreitet.
13. Schutzschaltung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pegelverschiebeeinrich­ tung (20) ferner eine Diodeneinrichtung (D5) umfaßt, die mit einer Anode an dem ersten Anschluß (VDD) und mit einer Kathode an der Entladungs-Referenzschiene (15) angeschlossen ist.
14. Schutzschaltung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pegelverschiebeeinrich­ tung (20) ferner eine Diodeneinrichtung (D5) umfaßt, die mit einer Anode an dem ersten Anschluß (VDD) und mit einer Kathode an der Entladungs-Referenzschiene (15) angeschlossen ist.
15. Schutzschaltung nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Widerstand (R1; R2) das jeweilige Eingangs-Verbindungsglied mit der Anode der ersten Diodeneinrichtung verbindet, die dem betreffenden Eingangs- Verbindungsglied zugehörig ist.
16. Schutzschaltung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Widerstand (R1; R2) das jeweilige Eingangs-Verbindungsglied mit der Anode der ersten Diodeneinrichtung verbindet, die dem betreffenden Eingangs- Verbindungsglied zugehörig ist.
17. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das ge­ nannte erste Potential durch eine positive Speisespannung geliefert wird.
18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Potential Masse- bzw. Erdpotential ist.
DE4022900A 1989-07-18 1990-07-18 Schutzschaltung fuer einen elektrostatischen entladungsschutz und diese verwendende integrierte schaltung Withdrawn DE4022900A1 (de)

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