JP2010109165A - Esd protection circuit and semiconductor integrated circuit including the same - Google Patents
Esd protection circuit and semiconductor integrated circuit including the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010109165A JP2010109165A JP2008279910A JP2008279910A JP2010109165A JP 2010109165 A JP2010109165 A JP 2010109165A JP 2008279910 A JP2008279910 A JP 2008279910A JP 2008279910 A JP2008279910 A JP 2008279910A JP 2010109165 A JP2010109165 A JP 2010109165A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- esd protection
- protection circuit
- base
- integrated circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
Abstract
【課題】正・負のどちらのサージ電圧に対してもESD保護回路として対応することができ、かつ素子面積の小さいESD保護回路を提供する。
【解決手段】ESD保護回路は、コレクタ111が第1の端子T1に接続され、エミッタ112が第2の端子T2に接続され、ベース113が抵抗120を介して第2の端子T2に接続されたバイポーラトランジスタ110と、ドレイン101がベース113に接続され、ソース102と、ゲート103と、バックゲート104が第2の端子T2に接続されたnMOSトランジスタ100を有する。
【選択図】図1Provided is an ESD protection circuit that can cope with both positive and negative surge voltages as an ESD protection circuit and has a small element area.
An ESD protection circuit includes a collector 111 connected to a first terminal T1, an emitter 112 connected to a second terminal T2, and a base 113 connected to a second terminal T2 via a resistor 120. The nMOS transistor 100 has a bipolar transistor 110, a drain 101 connected to a base 113, a source 102, a gate 103, and a back gate 104 connected to a second terminal T2.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ESD保護回路及びそのESD保護回路を搭載した半導体集積回路に係り、特にESDによる正・負どちらのサージ電圧に対しても対応できるESD保護回路およびそのESD保護回路を搭載した半導体集積回路に関する。 The present invention relates to an ESD protection circuit and a semiconductor integrated circuit equipped with the ESD protection circuit, and more particularly to an ESD protection circuit capable of dealing with both positive and negative surge voltages due to ESD and a semiconductor integrated circuit equipped with the ESD protection circuit. Regarding the circuit.
半導体集積回路の信頼性を高める上で、ESD(Electrostatic Discharge:静電放電)に対する耐性を高めることは重要である。そのため、半導体集積回路にESD保護回路を組み込むことが行われている。 In order to increase the reliability of a semiconductor integrated circuit, it is important to increase the resistance against ESD (Electrostatic Discharge). Therefore, an ESD protection circuit is incorporated in a semiconductor integrated circuit.
ここで、ESDとは半導体集積回路の外部に存在している機器や人体に高電位で蓄積した電荷が瞬間的に放電する現象であり、この放電された電荷が瞬間的に半導体集積回路に流入すると、半導体集積回路に高い電圧や高い温度が発生して、破壊が引き起こされる。そのため、ESD保護回路は、この高電位の電荷が半導体素子に流入することを防ぐ機能を持つように設計されている。 Here, ESD is a phenomenon in which a charge accumulated at a high potential in a device or human body existing outside a semiconductor integrated circuit is instantaneously discharged, and the discharged charge instantaneously flows into the semiconductor integrated circuit. Then, a high voltage and a high temperature are generated in the semiconductor integrated circuit, causing destruction. Therefore, the ESD protection circuit is designed to have a function of preventing this high potential charge from flowing into the semiconductor element.
ESD保護回路は2端子間に接続され、ESDによって流入してきた電荷が半導体素子を破壊することなく、半導体集積回路の外部に誘導する役割を果たす。このとき2端子間に発生するサージ電圧が正の向きの場合でも、負の向きの場合でも、ESD保護回路として十分に動作しなければならない。この正・負のサージ電圧に対してESD保護回路として十分に動作する回路としては、特許文献1のESD保護回路が挙げられる。
The ESD protection circuit is connected between the two terminals, and plays a role of inducing the charge flowing in by the ESD to the outside of the semiconductor integrated circuit without destroying the semiconductor element. At this time, even if the surge voltage generated between the two terminals is positive or negative, it must operate sufficiently as an ESD protection circuit. As a circuit that sufficiently operates as an ESD protection circuit against the positive and negative surge voltages, the ESD protection circuit of
特許文献1では、サージ電圧が正の向きに発生した場合、ブレークダウン電圧を低下させる役割を担う抵抗Rを備えたトランジスタQ2が動作することにより、低電圧で動作するESD保護回路を実現している。一方、サージ電圧が負の向きに発生した場合、トランジスタQ1が動作することにより、十分なコレクタ電流を流し、素子破壊を防ぐESD保護回路を実現している。しかし、特許文献1のように2つのバイポーラトランジスタにより構成されるESD保護回路では素子面積が大きいという問題がある。
本発明は、正・負のどちらのサージ電圧に対してもESD保護回路として対応することができ、かつ素子面積の小さいESD保護回路を提供することである。 An object of the present invention is to provide an ESD protection circuit that can cope with both positive and negative surge voltages as an ESD protection circuit and has a small element area.
本発明の第1の態様のESD保護回路は、コレクタが第1の端子に接続され、エミッタが第2の端子に接続され、ベースが抵抗を介して前記第2の端子に接続されたバイポーラトランジスタと、ドレインが前記ベースに接続され、ソースと、ゲートと、バックゲートが前記第2の端子に接続されたnMOSトランジスタとを有することを特徴とする。 The ESD protection circuit according to the first aspect of the present invention includes a bipolar transistor having a collector connected to a first terminal, an emitter connected to a second terminal, and a base connected to the second terminal via a resistor. And an nMOS transistor having a drain connected to the base, a source, a gate, and a back gate connected to the second terminal.
また本発明の第2の態様のESD保護回路は、コレクタが第1の端子に接続され、エミッタが第2の端子に接続され、ベースが抵抗を介して前記第2の端子に接続されたバイポーラトランジスタと、ソースと、ゲートと、バックゲートが前記ベースに接続され、ドレインが前記第2の端子に接続されたpMOSトランジスタとを有することを特徴とする。 The ESD protection circuit according to the second aspect of the present invention is a bipolar circuit in which a collector is connected to a first terminal, an emitter is connected to a second terminal, and a base is connected to the second terminal via a resistor. A pMOS transistor having a transistor, a source, a gate, a back gate connected to the base, and a drain connected to the second terminal.
また、本発明の第3の態様のESD保護回路は、コレクタが第1の端子に接続され、エミッタが第2の端子に接続され、ベースが抵抗を介して前記第2の端子に接続されたバイポーラトランジスタと、前記第2の端子と前記ベースとの間に前記第2の端子から順方向に接続されたダイオードとを有することを特徴とする。 In the ESD protection circuit according to the third aspect of the present invention, the collector is connected to the first terminal, the emitter is connected to the second terminal, and the base is connected to the second terminal via a resistor. A bipolar transistor and a diode connected in a forward direction from the second terminal are provided between the second terminal and the base.
また、本発明の一態様の半導体集積回路は、電源端子と、入力端子と、接地端子を備えた半導体集積回路において、電源端子と、入力端子と、接地端子が接続された本体集積回路と、前記電源端子と前記入力端子間、前記入力端子と前記接地端子間、もしくは前記電源端子と前記接地端子間の少なくともいずれか1つの端子間に接続された請求項1、請求項2、又は請求項3のESD保護回路を有することを特徴とする。 The semiconductor integrated circuit of one embodiment of the present invention is a semiconductor integrated circuit including a power supply terminal, an input terminal, and a ground terminal, and a main body integrated circuit to which the power supply terminal, the input terminal, and the ground terminal are connected, The power supply terminal and the input terminal, the input terminal and the ground terminal, or the power supply terminal and the ground terminal are connected between at least one of the terminals. 3 ESD protection circuits.
また、本発明の別の一態様の半導体集積回路は、電源端子と、出力端子と、接地端子を備えた半導体集積回路において、電源端子と、出力端子と、接地端子が接続された本体集積回路と、前記電源端子と前記出力端子間、前記出力端子と前記接地端子間、もしくは前記電源端子と前記接地端子間の少なくともいずれか1つの端子間に接続された請求項1、請求項2、又は請求項3のESD保護回路を有することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit including a power supply terminal, an output terminal, and a ground terminal, and a main body integrated circuit in which the power supply terminal, the output terminal, and the ground terminal are connected. And between the power supply terminal and the output terminal, between the output terminal and the ground terminal, or between at least one terminal between the power supply terminal and the ground terminal. It has the ESD protection circuit of Claim 3.
本発明によれば、正・負のどちらのサージ電圧に対してもESD保護回路として対応することができ、かつ素子面積の小さいESD保護回路を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an ESD protection circuit that can cope with both positive and negative surge voltages as an ESD protection circuit and has a small element area.
以下、本発明の実施形態について図面1乃至8を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るESD保護回路は、図1に示すように、コレクタ111が第1の端子T1に接続され、エミッタ112が第2の端子T2に接続され、ベース113が抵抗120を介して第2の端子T2に接続されたバイポーラトランジスタ110と、ドレイン101がベース113に接続され、ソース102と、ゲート103と、バックゲート104が第2の端子T2に接続されたnMOSトランジスタ100とを有する。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the ESD protection circuit according to the first embodiment of the present invention has a
第1の実施形態に係るESD保護回路は、図7(b)に示すESD保護回路2のバイポーラトランジスタ110のベース113と端子20の間にnMOSトランジスタが接続された構成になっている。ここで、nMOSトランジスタを接続するメリットについて、図7(a)、(b)に示すESD保護回路1、2を用いて説明する。
The ESD protection circuit according to the first embodiment has a configuration in which an nMOS transistor is connected between the
ESD保護回路1、2は、それぞれコレクタ111が端子10に接続され、エミッタ112が端子20に接続されたバイポーラトランジスタにより構成される。また、ESD保護回路1のバイポーラトランジスタ110のベース113は直接端子20に接続されている。また、ESD保護回路2のバイポーラトランジスタ110のベース113は抵抗120を介して端子20に接続されている。
Each of the
端子10の電圧をV、端子20の電圧をV’とすると、ESDにより発生するサージ電圧により端子10端子20間の電圧が、V>V’となる場合と、V<V’となる場合がある。この両方の場合において、ESD保護回路は正常に動作しなければならない。また、ESD保護回路は非保護回路(図示せず)の耐圧より低い電圧で動作しなければならない。
When the voltage at the
まずV>V’となるサージ電圧が発生した場合において、ESD保護回路1、ESD保護回路2の動作を説明する。V>V’の場合、ESD保護回路1、2のバイポーラトランジスタ110のコレクタ・ベース間pn接合に逆バイアスが印加される。この逆バイアスが十分高いとき、コレクタ・ベース接合領域でブレークダウンが発生し、電子正孔対が発生する。この電子正孔対のうち正孔はベース113からエミッタ112に注入され、エミッタ112に注入された正孔のhfe倍(hfeはトランジスタの電流増幅率)のコレクタ電流Icがバイポーラトランジスタ110に流れる。これにより、コレクタ・エミッタ間が導通し、端子10と端子20の間に発生したサージ電圧を低下させる。このとき、ESD保護回路1では、ブレークダウンにより発生した電子正孔対の正孔の一部がリード線109を通して端子20に流出する。これにより、エミッタ112への注入効率が低下し、ブレークダウン電圧が高くなる。一方、ESD保護回路2では、抵抗120が、正孔がリード線109を通して端子20へ流出するのを抑えるため、ブレークダウン電圧を低くできる。
First, the operation of the
次にV<V’となるサージ電圧が発生した場合において、ESD保護回路1、ESD保護回路2の動作を説明する。V<V’の場合、ESD保護回路1、2のバイポーラトランジスタ110コレクタ・ベース間に順バイアスが印加される。この順バイアスにより、端子20からコレクタ・ベースを介して端子10へコレクタ電流Icが流れ、端子10と端子20の間に発生したサージ電圧を低下させる。このとき、バイポーラトランジスタに流せる最大コレクタ電流は、ESD保護回路1に比べESD保護回路2の方が小さいということがわかっている。
Next, operations of the
以上のコレクタ・エミッタ間電圧Vce(=V―V’)とコレクタ電流Icの特性を図8(a)、(b)に示す。図8(a)はV>V’における特性であり、図8(b)はV<V’における特性である。 The characteristics of the collector-emitter voltage Vce (= V−V ′) and the collector current Ic are shown in FIGS. 8A and 8B. FIG. 8A shows the characteristics when V> V ′, and FIG. 8B shows the characteristics when V <V ′.
まず、V>V’の場合においては、図8(a)に示すように、前述した理由によりESD保護回路1に比べ、ESD保護回路2の方が低い電圧でブレークダウンする。また、ESD保護回路2は抵抗120の抵抗値を変化させることによりブレークダウン電圧を可変することができる。このため、V>V’となるようにサージ電圧が発生した場合は、ESD保護回路2がESD保護回路として適している。
First, in the case of V> V ′, as shown in FIG. 8A, the ESD protection circuit 2 breaks down at a lower voltage than the
次に、V<V’の場合においては、図8(b)に示すように、ESDによりコレクタ・エミッタ間に電圧Vceが印加されたときに流れる最大コレクタ電流は、ESD保護回路1に比べESD保護回路2の方が小さい。つまり、ESD保護回路1では、コレクタ・エミッタ間に印加される電圧が上昇してもコレクタ電流が流れるが、ESD保護回路2では最大コレクタ電流以上の電流は流れない。最大コレクタ電流が小さいと、素子破壊を起こす可能性高いため、ESD保護回路として適さない。このため、V<V’となるようにサージ電圧が発生した場合は、大きなコレクタ電流を流すことが可能なESD保護回路1がESD保護回路として適している。
Next, in the case of V <V ′, as shown in FIG. 8B, the maximum collector current that flows when the voltage Vce is applied between the collector and the emitter by ESD is higher than that of the
上記のように、ESD保護回路としては、V>V’の場合においては抵抗120があり、V<V’の場合においては抵抗120がない回路が最適である。第1の実施形態では、バイポーラトランジスタ110のベース113と第2の端子T2の間にnMOSトランジスタ100を接続することにより、V>V’、V<V’の場合において最適な回路を提供することができる。
As described above, as the ESD protection circuit, a circuit having the
図2は図1のESD保護回路のnMOSトランジスタ100の断面図であり、これを用いてESD保護回路の動作を詳細に説明する。図2に示すように、バイポーラトランジスタ110のベース113と第2の端子T2の間は、nMOSトランジスタ100により、n型ドレインとp型基板及びp型バックゲートのpn接合となる。このため、ベース113側が第2の端子T2に対して高電圧となる場合には、pn接合は逆バイアスとなり、ベース113と第2の端子T2の間に電流は流れない。一方、第2の端子T2がベース113側に対して高電圧となる場合には、pn接合は順バイアスとなり、第2の端子T2からベース113に電流が流れ、導通する。したがって、nMOSトランジスタ100は第2の端子T2とベース113の間に第2の端子T2から順方向に接続されたダイオードとして動作する。このように、nMOSトランジスタ100は、順バイアス時に順方向電流を流す働きが要求されるため、通常のnMOSトランジスタより小さいサイズで構成できる。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
以下、ESD保護回路の動作説明で、第1の端子T1の電圧をV、第2の端子T2の電圧をV’とする。 In the following description of the operation of the ESD protection circuit, the voltage at the first terminal T1 is V, and the voltage at the second terminal T2 is V '.
まず、V>V’となるようにサージ電圧が発生した場合のESD保護回路の動作を説明する。V>V’となるようにESDによりサージ電圧が発生した場合、バイポーラトランジスタ110のコレクタ・ベース間に逆バイアスが印加され、ブレークダウンが発生する。これにより、コレクタ・エミッタ間が導通し、第1の端子T1の電圧を低下させる。このとき、抵抗120は前述したように、ブレークダウン電圧を低下させる役割をする。
First, the operation of the ESD protection circuit when a surge voltage is generated so that V> V ′ will be described. When a surge voltage is generated by ESD so that V> V ′, a reverse bias is applied between the collector and base of the
また、このとき、nMOSトランジスタ100は、ベース113が第2の端子T2に対して高電圧となるため、ダイオードの逆方向バイアスとなり、電流は流れない。このため、ESD保護回路は、抵抗120により低いブレークダウン電圧で動作する。
At this time, since the
次に、V<V’となるようにサージ電圧が発生した場合のESD保護回路の動作を説明する。V<V’となるようにESDによりサージ電圧が発生した場合、バイポーラトランジスタ110のコレクタ・ベース間に順バイアスが印加され、コレクタ電流が流れる。このとき、nMOSトランジスタ100は、第2の端子T2がベース113に対して高電圧となるため、順方向バイアスとなり、導通し電流が流れる。nMOSトランジスタは導通時には、十分小さい抵抗値で電流を流すことができる。これによりバイポーラトランジスタ110のベース113と第2の端子T2は低抵抗で接続される。このため、最大コレクタ電流を大きくすることができ、ESD保護回路が破壊するのを防ぐことができる。
Next, the operation of the ESD protection circuit when a surge voltage is generated so that V <V ′ is described. When a surge voltage is generated by ESD so that V <V ′, a forward bias is applied between the collector and base of the
以上のように、本発明の第1の実施形態に係るESD保護回路では、ESDにより、第2の端子T2に対して第1の端子T1が高い電圧となるようにサージ電圧が発生した場合、nMOSトランジスタ100は動作をせず、バイポーラトランジスタ110のベース113に接続された抵抗120により、低電圧に動作するESD保護回路を実現することができる。一方、ESDにより、第1の端子T1に対して第2の端子T2が高い電圧となるようにサージ電圧が発生した場合には、nMOSトランジスタ100が導通し、バイポーラトランジスタ110のベースを第2の端子T2に低抵抗で接続させるため、最大コレクタ電流を大きくすることができ、ESD保護回路が破壊するのを防ぐことができる。
As described above, in the ESD protection circuit according to the first embodiment of the present invention, when a surge voltage is generated by ESD so that the first terminal T1 has a higher voltage than the second terminal T2, The
また、本発明の第1の実施形態に係るESD保護回路は、バイポーラトランジスタ110のベース113と第2の端子T2の間にnMOSトランジスタ100を挿入するだけで構成でき、かつこのnMOSトランジスタ100は実質的に順方向電流を流すダイオードに相当する動作をするため、小さいサイズで構成でき、ESD保護回路の小型化が実現できる。
In addition, the ESD protection circuit according to the first embodiment of the present invention can be configured only by inserting the
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係るESD保護回路は、図3に示すように、コレクタ111が第1の端子T1に接続され、エミッタ112が第2の端子T2に接続され、ベース113が抵抗120を介して第2の端子T2に接続されたバイポーラトランジスタ110と、ソース102と、ゲート103と、バックゲート104がベース113に接続され、ドレイン101が第2の端子T2に接続されたpMOSトランジスタ100’とを有する。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 3, in the ESD protection circuit according to the second embodiment of the present invention, the
第2の実施形態に係るESD保護回路の、第1の実施形態に係るESD保護回路との違いは、第1の実施形態に係るESD保護回路で用いたnMOSトランジスタ100に代わり、pMOSトランジスタ100’を用いている点である。第2の実施形態では、pMOSトランジスタ100’を用いるため、図3に示すように、ソース102と、ゲート103と、バックゲート104が、バイポーラトランジスタ110のベース113に接続され、ドレイン101が第2の端子T2に接続されている。
The difference between the ESD protection circuit according to the second embodiment and the ESD protection circuit according to the first embodiment is that, instead of the
第2の実施形態のESD保護回路のpMOSトランジスタ100’の断面図を図4に示す。図4に示すように、バイポーラトランジスタ110のベース113と第2の端子T2の間は、p型ドレインとn型ウェル及びn型バックゲートのpn接合となる。このため、本発明の第1の実施形態のnMOSトランジスタ100と同様に、pMOSトランジスタ100’は第2の端子T2とベース113の間に第2の端子T2から順方向に接続されたダイオードとして動作する。このため、第2の実施形態に係るESD保護回路の動作は、第1の実施形態に係るESD保護回路の動作と同様である。
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the
以上のように、本発明の第2の実施形態に係るESD保護回路では、ESDにより、第2の端子T2に対して第1の端子T1が高い電圧となるようにサージ電圧が発生した場合、pMOSトランジスタ100’は動作をせず、バイポーラトランジスタ110のベース113に接続された抵抗120により、低電圧に動作するESD保護回路を実現することができる。一方、ESDにより、第1の端子T1に対して第2の端子T2が高い電圧となるようにサージ電圧が発生した場合には、pMOSトランジスタ100’が導通し、バイポーラトランジスタ110のベース113を第2の端子T2に低抵抗で接続させるため、最大コレクタ電流を大きくすることができ、ESD保護回路が破壊するのを防ぐことができる。
As described above, in the ESD protection circuit according to the second embodiment of the present invention, when a surge voltage is generated by ESD so that the first terminal T1 has a higher voltage than the second terminal T2, The
また、本発明の第2の実施形態に係るESD保護回路は、バイポーラトランジスタ110のベース113と第2の端子T2の間にpMOSトランジスタ100’を挿入するだけで構成でき、かつpMOSトランジスタ100’は実質的に順方向電流を流すダイオードに相当する動作をするため、小さいサイズで構成でき、ESD保護回路の素子面積の小型化が実現できる。
Further, the ESD protection circuit according to the second embodiment of the present invention can be configured by simply inserting the
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係るESD保護回路は、図5に示すように、コレクタ111が第1の端子T1に接続され、エミッタ112が第2の端子T2に接続され、ベース113が抵抗120を介して第2の端子T2に接続されたバイポーラトランジスタ110と、第2の端子T2とベース113との間に第2の端子T2から順方向に接続されたダイオード130とを有する。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 5, in the ESD protection circuit according to the third embodiment of the present invention, the
第3の実施形態に係るESD保護回路の、第1及び第2の実施形態に係るESD保護回路との違いは、第1及び第2の実施形態に係るESD保護回路で用いたMOS型トランジスタ100、100’に代わり、第3の実施形態ではダイオード130を用いている点である。図5に示すように、ダイオード130は第2の端子T2とベース113の間に第2の端子T2から順方向に接続されているため、第1及び第2の実施形態に係るESD保護回路のMOS型トランジスタ100、100’と同様に動作する。このため、第3の実施形態に係るESD保護回路の動作は、第1及び第2の実施形態に係るESD保護回路の動作と同様である。
The difference between the ESD protection circuit according to the third embodiment and the ESD protection circuit according to the first and second embodiments is that the
以上のように、本発明の第3の実施形態に係るESD保護回路では、ESDにより、第2の端子T2に対して第1の端子T1が高い電圧となるようにサージ電圧が発生した場合、ダイオード130は動作をせず、バイポーラトランジスタ110のベース113に接続された抵抗120により、低電圧に動作するESD保護回路を実現することができる。一方、ESDにより、第1の端子T1に対して第2の端子T2が高い電圧となるようにサージ電圧が発生した場合には、ダイオード130が導通し、バイポーラトランジスタ110のベースを第2の端子T2に低抵抗で接続させるため、最大コレクタ電流を大きくすることができ、ESD保護回路が破壊するのを防ぐことができる。
As described above, in the ESD protection circuit according to the third embodiment of the present invention, when a surge voltage is generated by ESD so that the first terminal T1 has a higher voltage than the second terminal T2, The
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路300は、図6に示すように、電源端子220と、入力端子210と、接地端子230を備えた半導体集積回路300において、電源端子220と、出力端子210と、接地端子230が接続された本体集積回路240と、電源端子220と入力端子210間、入力端子210と接地端子230間、もしくは電源端子220と接地端子230間のいずれか1つの端子間に接続された第1の実施形態、第2の実施形態又は第3の実施形態のESD保護回路200a、200b、200cを有する。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 6, the semiconductor integrated
以下の説明では、半導体集積回路の電源端子と入力端子と接地端子について説明するが、入力端子が出力端子に代わっても同様である。そのため、出力端子については説明を省略する。 In the following description, the power supply terminal, input terminal, and ground terminal of the semiconductor integrated circuit will be described, but the same applies even if the input terminal replaces the output terminal. Therefore, description of the output terminal is omitted.
図6(a)、(b)、(c)に、電源端子220と入力端子210と接地端子230が接続された本体集積回路240とESD保護回路200a、200b、200cにより構成される半導体集積回路300を示す。ESD保護回路はESDにより各端子間に発生したサージ電圧から本体集積回路を保護するためのものである。
6A, 6 </ b> B, and 6 </ b> C, a semiconductor integrated circuit including a main body integrated
図6に示すESD保護回路200a、200b、200cは第1乃至第3の実施形態で示したESD保護回路のいずれかである。またESD保護回路200a、200b、200cの第1の端子T1と第2の端子T2は第1乃至第3で示したESD保護回路の第1の端子T1と第2の端子T2に対応している。
The
図6(a)に示す半導体集積回路300は、電源端子220と入力端子210と接地端子230が接続された本体集積回路240と、電源端子220に第1の端子T1を接続し、入力端子210に第2の端子T2を接続したESD保護回路200aと、入力端子210に第1の端子T1を接続し、接地端子230に第2の端子T2を接続したESD保護回路200bを備える。
A semiconductor integrated
電源端子220と入力端子210の間にESDによりサージ電圧が発生した場合には、第1乃至第3の実施形態で示したようにESD保護回路200aが動作し、サージ電圧を低減する。同様に、入力端子210と接地端子230の間にESDによりサージ電圧が発生した場合には、ESD保護回路200bが動作し、サージ電圧を低減する。また、電源端子220と接地端子230の間にESDによりサージ電圧が発生した場合には、ESD保護回路200aとESD保護回路200bの2つのESD保護回路が動作することにより、サージ電圧を低減する。
When a surge voltage is generated by ESD between the
図6(b)に示す半導体集積回路300は、電源端子220と入力端子210と接地端子230が接続された本体集積回路240と、図6(a)と同様に接続されたESD保護回路200aとESD保護回路200bを備え、さらに、電源端子220に第1の端子T1を接続し、接地端子230に第2の端子T2を接続したESD保護回路200cを備える。これにより、電源端子220と接地端子230の間にESDによりサージ電圧が発生した場合には、電源端子220接地端子230間に接続された1つのESD保護回路200cが動作することによりサージ電圧を低減させることができる。
A semiconductor integrated
図6(c)に示す半導体集積回路は、電源端子220と入力端子210と接地端子230が接続された本体集積回路240と、入力端子210に第1の端子T1を接続し、接地端子230に第2の端子T2を接続したESD保護回路200bを備える。
The semiconductor integrated circuit shown in FIG. 6C has a main body integrated
第1乃至第3のESD保護回路では第2の端子T2の電圧が第1の端子T1の電圧より高くなった場合、バイポーラトランジスタのベース・コレクタ間に順バイアスが印加されコレクタ電流が流れ動作するため、比較的低い電圧で動作する。このため、入力端子210の電圧が電源電圧220より高くなるように動作する半導体集積回路においては、図6(a)のESD保護回路200aのように電源端子220に第1の端子T1を接続し、入力端子210に第2の端子T2を接続すると、入力端子210に信号として入力した電圧がESD保護回路200を通して電源端子220に抜けてしまうことが起こりえる。このため、そのような半導体集積回路においては、図6(c)に示すように電源端子220と入力端子210にはESD保護回路200aを接続しない形態が最適となる。
In the first to third ESD protection circuits, when the voltage of the second terminal T2 becomes higher than the voltage of the first terminal T1, a forward bias is applied between the base and collector of the bipolar transistor, and the collector current flows and operates. Therefore, it operates at a relatively low voltage. Therefore, in a semiconductor integrated circuit that operates so that the voltage at the
なお、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限
定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更/改
良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。
The above-described embodiments are for facilitating understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed / improved without departing from the spirit thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
1、2 ESD保護回路
10、20 端子
100 nMOSトランジスタ
100’ pMOSトランジスタ
101 ドレイン
102 ソース
103 ゲート
104 バックゲート
105 p型基板
106 n型ウェル
110 バイポーラトランジスタ
111 コレクタ
112 エミッタ
113 ベース
120 抵抗
130 ダイオード
T1 第1の端子
T2 第2の端子
200a、200b、200c ESD保護回路
210 入力端子
220 電源端子
230 接地端子
240 本体集積回路
300 集積回路
1, 2
Claims (5)
ドレインが前記ベースに接続され、ソースと、ゲートと、バックゲートが前記第2の端子に接続されたnMOSトランジスタとを有することを特徴とするESD保護回路。 A bipolar transistor having a collector connected to the first terminal, an emitter connected to the second terminal, and a base connected to the second terminal via a resistor;
An ESD protection circuit comprising: an nMOS transistor having a drain connected to the base, a source, a gate, and a back gate connected to the second terminal.
ソースと、ゲートと、バックゲートが前記ベースに接続され、ドレインが前記第2の端子に接続されたpMOSトランジスタとを有することを特徴とするESD保護回路。 A bipolar transistor having a collector connected to the first terminal, an emitter connected to the second terminal, and a base connected to the second terminal via a resistor;
An ESD protection circuit comprising: a source, a gate, and a pMOS transistor having a back gate connected to the base and a drain connected to the second terminal.
前記第2の端子と前記ベースとの間に前記第2の端子から順方向に接続されたダイオードとを有することを特徴とするESD保護回路。 A bipolar transistor having a collector connected to the first terminal, an emitter connected to the second terminal, and a base connected to the second terminal via a resistor;
An ESD protection circuit comprising: a diode connected in a forward direction from the second terminal between the second terminal and the base.
電源端子と、入力端子と、接地端子が接続された本体集積回路と、
前記電源端子と前記入力端子間、前記入力端子と前記接地端子間、もしくは前記電源端子と前記接地端子間の少なくともいずれか1つの端子間に接続された請求項1、請求項2、又は請求項3のESD保護回路を有することを特徴とする半導体集積回路。 In a semiconductor integrated circuit having a power supply terminal, an input terminal, and a ground terminal,
A main body integrated circuit to which a power supply terminal, an input terminal, and a ground terminal are connected;
The power supply terminal and the input terminal, the input terminal and the ground terminal, or the power supply terminal and the ground terminal are connected between at least one of the terminals. 3. A semiconductor integrated circuit comprising three ESD protection circuits.
電源端子と、出力端子と、接地端子が接続された本体集積回路と、
前記電源端子と前記出力端子間、前記出力端子と前記接地端子間、もしくは前記電源端子と前記接地端子間の少なくともいずれか1つの端子間に接続された請求項1、請求項2、又は請求項3のESD保護回路を有することを特徴とする半導体集積回路。 In a semiconductor integrated circuit having a power supply terminal, an output terminal, and a ground terminal,
A main body integrated circuit to which a power supply terminal, an output terminal, and a ground terminal are connected;
The power supply terminal and the output terminal, the output terminal and the ground terminal, or the power supply terminal and the ground terminal are connected between at least one of the terminals. 3. A semiconductor integrated circuit comprising three ESD protection circuits.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008279910A JP2010109165A (en) | 2008-10-30 | 2008-10-30 | Esd protection circuit and semiconductor integrated circuit including the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008279910A JP2010109165A (en) | 2008-10-30 | 2008-10-30 | Esd protection circuit and semiconductor integrated circuit including the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010109165A true JP2010109165A (en) | 2010-05-13 |
Family
ID=42298308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008279910A Pending JP2010109165A (en) | 2008-10-30 | 2008-10-30 | Esd protection circuit and semiconductor integrated circuit including the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010109165A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9165919B2 (en) | 2012-02-28 | 2015-10-20 | New Japan Radio Co., Ltd. | Semiconductor device |
| CN114242715A (en) * | 2021-12-01 | 2022-03-25 | 杭州傲芯科技有限公司 | Bidirectional electrostatic discharge protection module |
-
2008
- 2008-10-30 JP JP2008279910A patent/JP2010109165A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9165919B2 (en) | 2012-02-28 | 2015-10-20 | New Japan Radio Co., Ltd. | Semiconductor device |
| CN114242715A (en) * | 2021-12-01 | 2022-03-25 | 杭州傲芯科技有限公司 | Bidirectional electrostatic discharge protection module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8194369B2 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
| JP4515822B2 (en) | Electrostatic protection circuit and semiconductor integrated circuit device using the same | |
| US9076654B2 (en) | Semiconductor device | |
| US7394631B2 (en) | Electrostatic protection circuit | |
| KR102462819B1 (en) | Semiconductor device | |
| JP2006303110A (en) | Semiconductor device | |
| JP2006080160A (en) | ESD protection circuit | |
| US8228650B2 (en) | Input-output interface circuit, integrated circuit device and electronic apparatus | |
| WO2010029672A1 (en) | Semiconductor device having electrostatic discharge protection circuit | |
| US7768753B2 (en) | Circuit arrangement for protection against electrostatic discharges and method for diverting electrostatic discharges | |
| US9812437B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device, and electronic appliance using the same | |
| TWI427765B (en) | Electrostatic discharge protection element with longitudinal structure | |
| JP5127496B2 (en) | Semiconductor device | |
| US20130075798A1 (en) | Semiconductor device | |
| TWI840070B (en) | Electrostatic discharge protection device | |
| JP2010225930A (en) | ESD protection circuit | |
| JP2010109165A (en) | Esd protection circuit and semiconductor integrated circuit including the same | |
| JP4723443B2 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
| JP5548284B2 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
| CN103811482A (en) | Electrostatic discharge protection circuit | |
| JP5010158B2 (en) | Semiconductor device | |
| JP2007287919A (en) | Semiconductor device with temperature detection function | |
| JP2010073913A (en) | Protection circuit | |
| JP2015095541A (en) | Surge protector | |
| JP5157242B2 (en) | Semiconductor integrated circuit |