TWI846437B - Fuse circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種熔絲電路,且特別是有關於一種能夠降低因靜電放電而發生誤操作的熔絲電路。 The present invention relates to a fuse circuit, and in particular to a fuse circuit capable of reducing malfunction caused by electrostatic discharge.
請參考圖1,圖1是現行熔絲電路的示意圖。熔絲電路10包括熔絲元件FS、控制開關SW以及靜電放電保護電路11。控制開關SW反應於控制訊號SE而進行開關操作。舉例來說,當控制開關SW反應於控制訊號SE被斷開時,熔絲元件FS並不會被熔斷。因此,對應於熔絲電路10的後端電路會執行第一功能或第一設定。當控制開關SW反應於控制訊號SE被導通時,熔絲元件FS會基於位於第一電源端TV1以及第二電源端TV2的電源而被熔斷。因此,對應於熔絲電路10的後端電路會執行第二功能或第二設定。
Please refer to FIG. 1, which is a schematic diagram of a conventional fuse circuit. The
靜電放電保護電路11耦接於第一電源端TV1與第二電源端TV2之間。靜電放電保護電路11可降低熔絲元件FS直接受到靜電放電(electrostatic discharge,ESD)而被熔斷的風險。然而,控制開關SW具有寄生電容CP。來自於電源端TV1的靜電放電電
能PESD的部分電能會透過寄生電容CP的電容耦合來抬升位於控制開關SW的控制端的電壓值。因此,控制開關SW被異常導通。熔絲元件FS被熔斷。換言之,雖然靜電放電保護電路11可防止熔絲元件FS被靜電放電ESD熔斷,但無法防止控制開關SW受到靜電放電電能PESD而被異常導通。
The electrostatic
本發明提供一種熔絲電路,能夠有效降低因靜電放電而發生誤操作的風險。 The present invention provides a fuse circuit that can effectively reduce the risk of erroneous operation due to electrostatic discharge.
本發明的熔絲電路包括控制開關、熔絲元件、靜電放電保護電路以及靜電放電控制電路。控制開關的第一端耦接至第一電源端。熔絲元件的第一端耦接於控制開關的第二端。熔絲元件的第二端耦接於控制開關的第三端以及第二電源端。靜電放電保護電路耦接於第一電源端與第二電源端之間。靜電放電保護電路將來自於第一電源端以及第二電源端的其中之一的靜電放電電能旁路到第一電源端以及第二電源端的其中另一。靜電放電控制電路耦接於第一電源端、第二電源端以及控制開關的控制端。靜電放電控制電路反應於來自於第一電源端以及第二電源端的其中之一的靜電放電電能來斷開控制開關。 The fuse circuit of the present invention includes a control switch, a fuse element, an electrostatic discharge protection circuit and an electrostatic discharge control circuit. The first end of the control switch is coupled to the first power supply terminal. The first end of the fuse element is coupled to the second end of the control switch. The second end of the fuse element is coupled to the third end of the control switch and the second power supply terminal. The electrostatic discharge protection circuit is coupled between the first power supply terminal and the second power supply terminal. The electrostatic discharge protection circuit bypasses the electrostatic discharge energy from one of the first power supply terminal and the second power supply terminal to the other of the first power supply terminal and the second power supply terminal. The electrostatic discharge control circuit is coupled to the first power supply terminal, the second power supply terminal and the control end of the control switch. The electrostatic discharge control circuit responds to electrostatic discharge energy from one of the first power supply terminal and the second power supply terminal to disconnect the control switch.
基於上述,熔絲元件的第一端耦接於控制開關的第二端。熔絲元件的第二端耦接於控制開關的第三端以及第二電源端。如此一來,當來自於第二電源端的靜電放電電能發生時,靜 電放電電能經由熔絲元件的第二端被旁路到控制開關的第三端。此外,靜電放電控制電路反應於來自於第一電源端以及第二電源端的其中之一的靜電放電電能來斷開控制開關。如此一來,當靜電放電電能發生時,控制開關不會被異常導通。 Based on the above, the first end of the fuse element is coupled to the second end of the control switch. The second end of the fuse element is coupled to the third end of the control switch and the second power supply end. In this way, when electrostatic discharge energy from the second power supply end occurs, the electrostatic discharge energy is bypassed to the third end of the control switch through the second end of the fuse element. In addition, the electrostatic discharge control circuit responds to the electrostatic discharge energy from one of the first power supply end and the second power supply end to disconnect the control switch. In this way, when electrostatic discharge energy occurs, the control switch will not be abnormally turned on.
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。 In order to make the above features and advantages of the present invention more clearly understood, the following is a detailed description of the embodiments with the accompanying drawings.
10、100、200、300、400、500:熔絲電路 10, 100, 200, 300, 400, 500: Fuse circuit
11、110:靜電放電保護電路 11. 110: Electrostatic discharge protection circuit
120、220、320、420、520:靜電放電控制電路 120, 220, 320, 420, 520: Electrostatic discharge control circuit
221、321、421、521:感測電路 221, 321, 421, 521: Sensing circuit
222、422:反相器 222, 422: Inverter
CF:電容器 CF: Capacitor
CP:寄生電容 CP: parasitic capacitance
CV1:靜電放電電能的波形 CV1: Electrostatic discharge energy waveform
CV2、CV3:電壓波形 CV2, CV3: voltage waveform
FS:熔絲元件 FS: Fuse element
M1:P型MOSFET M1: P-type MOSFET
M2:N型MOSFET M2: N-type MOSFET
PESD、PESD1、PESD2:靜電放電電能 PESD, PESD1, PESD2: electrostatic discharge energy
RE、RF:電阻器 RE, RF: Resistors
SE:控制訊號 SE: Control signal
SF:感測訊號 SF: Sensing signal
SFB:反相感測訊號 SFB: reverse sensing signal
SW、SWC:控制開關 SW, SWC: control switch
SWP:保護開關 SWP: protection switch
TV1:第一電源端 TV1: First power supply terminal
TV2:第二電源端 TV2: Second power supply terminal
VH:參考高電壓 VH: Reference high voltage
VL:參考低電壓 VL: Reference low voltage
圖1是現行熔絲電路的示意圖。 Figure 1 is a schematic diagram of the current fuse circuit.
圖2是依據本發明第一實施例所繪示的熔絲電路的示意圖。 FIG2 is a schematic diagram of a fuse circuit according to the first embodiment of the present invention.
圖3是依據本發明第二實施例所繪示的熔絲電路的示意圖。 FIG3 is a schematic diagram of a fuse circuit according to the second embodiment of the present invention.
圖4是依據本發明一實施例所繪示的位於控制開關的控制端的電壓波形圖。 FIG4 is a voltage waveform diagram of the control end of the control switch according to an embodiment of the present invention.
圖5是依據本發明第三實施例所繪示的熔絲電路的示意圖。 FIG5 is a schematic diagram of a fuse circuit according to the third embodiment of the present invention.
圖6是依據本發明第四實施例所繪示的熔絲電路的示意圖。 FIG6 is a schematic diagram of a fuse circuit according to the fourth embodiment of the present invention.
圖7是依據本發明第五實施例所繪示的熔絲電路的示意圖。 FIG7 is a schematic diagram of a fuse circuit according to the fifth embodiment of the present invention.
本發明的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述,以下的描述所引用的元件符號,當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。這些實施例只是本發明的一部份,並 未揭示所有本發明的可實施方式。更確切的說,這些實施例只是本發明的專利申請範圍中的範例。 Some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The component symbols cited in the following description will be regarded as the same or similar components when the same component symbols appear in different drawings. These embodiments are only part of the present invention and do not disclose all possible implementation methods of the present invention. More precisely, these embodiments are only examples within the scope of the patent application of the present invention.
請參考圖2,圖2是依據本發明第一實施例所繪示的熔絲電路的示意圖。在本實施例中,熔絲電路100包括控制開關SWC、熔絲元件FS、靜電放電保護電路110以及靜電放電控制電路120。控制開關SWC的第一端耦接至第一電源端TV1。熔絲元件FS的第一端耦接於控制開關SWC的第二端。熔絲元件FS的第二端耦接於控制開關SWC的第三端以及第二電源端TV2。在本實施例中,第一電源端TV1以及第二電源端TV2分別為接收不同參考電壓的腳墊(pad)、接腳(pin)或連接節點。
Please refer to FIG. 2, which is a schematic diagram of a fuse circuit according to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, the
在正常操作中,當控制開關SWC反應於控制訊號SE被斷開時,熔絲元件FS並不會被熔斷。因此,對應於熔絲電路100的後端電路會基於沒有被熔斷的熔絲元件FS來執行第一功能或第一設定。當控制開關SWC反應於控制訊號SE被導通時,控制開關SWC的第一端與控制開關SWC的第二端之間形成一電連接路徑。熔絲元件FS會基於位於電源端TV1、TV2的不同參考電壓而被熔斷。因此,對應於熔絲電路100的後端電路會基於被熔斷的熔絲元件FS來執行第二功能或第二設定。控制訊號SE可以是由一外部電路(未示出)來提供。在本實施例中,控制開關SWC的第三端不同於控制開關SWC的第一端、第二端以及控制端。控制開關SWC的第三端例如是控制開關SWC的附加電極。
In normal operation, when the control switch SWC is disconnected in response to the control signal SE, the fuse element FS will not be blown. Therefore, the back-end circuit corresponding to the
在本實施例中,靜電放電保護電路110耦接於第一電源
端TV1與第二電源端TV2之間。靜電放電保護電路110將來自於第一電源端TV1以及第二電源端TV2的其中之一的靜電放電電能旁路到第一電源端以及第二電源端的其中另一。舉例來說,靜電放電保護電路110會將來自於第一電源端TV1的靜電放電電能PESD1旁路(bypass)到第二電源端TV2。舉例來說,靜電放電保護電路110會將來自於第二電源端TV2的靜電放電電能PESD2旁路到第一電源端TV1。
In this embodiment, the electrostatic
在本實施例中,靜電放電控制電路120耦接於第一電源端TV1、第二電源端TV2以及控制開關SWC的控制端。靜電放電控制電路120反應於來自於第一電源端TV1以及第二電源端TV2的其中之一的靜電放電電能(靜電放電電能PESD1、PESD2的其中之一)來斷開控制開關SWC。當靜電放電(electrostatic discharge,ESD)事件發生時,靜電放電控制電路120會利用靜電放電電能PESD1以及靜電放電電能PESD2的其中一者來斷開控制開關SWC。換言之,當ESD事件發生時,靜電放電控制電路120不允許控制開關SWC被導通。
In this embodiment, the electrostatic
在此值得一提的是,熔絲元件FS的第二端耦接於控制開關SWC的第三端以及第二電源端TV2。如此一來,ESD事件發生在第二電源端TV2時,靜電放電電能PESD2會經由熔絲元件FS的第二端被旁路到控制開關SWC的第三端,而不會流經熔絲元件FS而熔斷熔絲元件FS。此外,靜電放電控制電路120反應於靜電放電電能PESD1、PESD2的其中之一來斷開控制開關SWC。如此
一來,當靜電放電電能發生時,控制開關不會被異常導通。當ESD事件發生時,控制開關SWC並不會因為靜電放電電能PESD1、PESD2而不會發生異常導通。
It is worth mentioning here that the second end of the fuse element FS is coupled to the third end of the control switch SWC and the second power supply terminal TV2. In this way, when an ESD event occurs at the second power supply terminal TV2, the electrostatic discharge energy PESD2 will be bypassed to the third end of the control switch SWC through the second end of the fuse element FS, and will not flow through the fuse element FS to melt the fuse element FS. In addition, the electrostatic
在本實施例中,當ESD事件發生時,靜電放電保護電路110能夠宣洩靜電放電電能PESD1、PESD2的大部分電能,而不會使靜電放電電能PESD1、PESD2直接流通控制開關SWC。然而,靜電放電電能PESD1、PESD2的少部分電能仍會透過控制開關SWC的寄生電容的電容耦合方式來改變位於控制開關SWC的控制端的電壓準位。因此,靜電放電控制電路120能夠防止位於控制開關SWC的控制端的電壓準位因為靜電放電電能PESD1、PESD2所造成的異常變動。
In this embodiment, when an ESD event occurs, the electrostatic
請參考圖3,圖3是依據本發明第二實施例所繪示的熔絲電路的示意圖。在本實施例中,熔絲電路200包括控制開關SWC、熔絲元件FS、靜電放電保護電路110以及靜電放電控制電路220。控制開關SWC的第一端耦接至第一電源端TV1。熔絲元件FS的第一端耦接於控制開關SWC的第二端。熔絲元件FS的第二端耦接於控制開關SWC的第三端以及第二電源端TV2。在本實施例中,控制開關SWC可以是任意形式的N型電晶體。本實施例的控制開關SWC例如以N型金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)來實施。因此,控制開關SWC的第一端是汲極電極(drain electrode)。控制開關SWC的第二端是源極電極(source
electrode)。控制開關SWC的第三端是基極電極(base electrode)。控制開關SWC的控制端是閘極電極(gate electrode)。
Please refer to FIG. 3, which is a schematic diagram of a fuse circuit according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the
應注意的是,熔絲元件FS的第一端連接於控制開關SWC的源極電極。熔絲元件FS的第二端連接於控制開關SWC的基極電極以及第二電源端TV2。因此,基於上述的連接方式,熔絲電路200防止靜電放電電能PESD1、PESD2透過控制開關SWC的寄生二極體(即,body diode)流經熔絲元件FS,進而避免熔絲元件FS被非預期的燒毀。
It should be noted that the first end of the fuse element FS is connected to the source electrode of the control switch SWC. The second end of the fuse element FS is connected to the base electrode of the control switch SWC and the second power terminal TV2. Therefore, based on the above connection method, the
在一些實施例中,控制開關SWC可以是由NPN型雙極電極性電晶體(bipolar transistor,BJT)或N型薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)來實施。 In some embodiments, the control switch SWC can be implemented by an NPN bipolar transistor (BJT) or an N-type thin film transistor (TFT).
靜電放電保護電路110耦接於第一電源端TV1與第二電源端TV2之間。靜電放電保護電路110的實施方式已經在圖2的實施例中清楚說明,故不在此重述。
The electrostatic
在本實施例中,靜電放電控制電路220包括感測電路221、反相器222以及保護開關SWP。感測電路221耦接於第一電源端TV1與第二電源端TV2之間。感測電路221依據來自於第一電源端TV1的靜電放電電能PESD1以及來自於第二電源端TV2的靜電放電電能PESD2的其中之一來提供感測訊號SF。
In this embodiment, the electrostatic
在本實施例中,反相器222耦接於感測電路221。反相器222依據感測訊號SF來產生反相感測訊號SFB。保護開關SWP耦接於反相器222、第二電源端TV2以及控制開關SWC的控制
端。保護開關SWP依據反相感測訊號SFB來將控制開關的控制端連接至第二電源端TV2,從而斷開控制開關SWC。
In this embodiment, the
在本實施例中,感測電路221包括電阻器RF以及電容器CF。電阻器RF耦接於第一電源端TV1與反相器222的輸入端之間。電容器CF耦接於反相器222的輸入端與第二電源端TV2之間。保護開關SWP的第一端耦接於控制開關SWC的控制端。保護開關SWP的第二端耦接於第二電源端TV2。保護開關SWP的控制端耦接於反相器222的輸出端。保護開關SWP例如以N型MOSFET來實施。第一電源端TV1接收參考高電壓VH。第二電源端TV2接收參考低電壓VL(例如是接地,本發明並不以此為限)。
In this embodiment, the
靜電放電電能PESD1、PESD2是高頻暫態訊號。因此,當ESD事件發生在第一電源端TV1以及第二電源端TV2的其中之一時,電容器CF的阻抗被降低。這使得感測訊號SF具有低電壓準位。反相器222所輸出的反相感測訊號SFB具有高電壓準位。因此,保護開關SWP反應於反相感測訊號SFB的高電壓準位而被導通。被導通的保護開關SWP利用參考低電壓VL來下拉位於控制開關SWC的控制端的電壓值。因此,當ESD事件發生在第一電源端TV1以及第二電源端TV2的其中之一時,靜電放電控制電路220斷開控制開關SWC。
Electrostatic discharge energy PESD1, PESD2 is a high-frequency transient signal. Therefore, when an ESD event occurs at one of the first power terminal TV1 and the second power terminal TV2, the impedance of the capacitor CF is reduced. This causes the sensing signal SF to have a low voltage level. The inverted sensing signal SFB output by the
在另一方面,當沒有發生ESD事件時,電容器CF形成斷路。因此,感測訊號SF具有高電壓準位。反相感測訊號SFB 則具有低電壓準位。因此,保護開關SWP反應於反相感測訊號SFB的低電壓準位而被斷開。控制開關SWC則反應於控制訊號SE來進行操作。 On the other hand, when no ESD event occurs, the capacitor CF forms a short circuit. Therefore, the sensing signal SF has a high voltage level. The reverse sensing signal SFB has a low voltage level. Therefore, the protection switch SWP is disconnected in response to the low voltage level of the reverse sensing signal SFB. The control switch SWC operates in response to the control signal SE.
在本實施例中,為縮小感測電路221的布局面積,電阻器RF以及電容器CF的至少其中之一可以是由電晶體來實施(本發明並不以此為限)。
In this embodiment, in order to reduce the layout area of the
在本實施例中,反相器222可以是由互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)元件來實施(本發明並不以此為限)。反相器222包括P型MOSFET M1以及N型MOSFET M2。P型MOSFET M1的第一端耦接於第一電源端TV1。P型MOSFET M1的第二端耦接於保護開關SWP的控制端。P型MOSFET M1的控制端耦接於感測電路221。N型MOSFET M2的第一端耦接於P型MOSFET M1的第二端。N型MOSFET M2的第二端耦接於第二電源端TV2。N型MOSFET M2的控制端耦接於感測電路221。
In this embodiment, the
在本實施例中,靜電放電控制電路220還包括電阻器RE。電阻器RE耦接於控制開關SWC的控制端與第二電源端TV2之間。電阻器RE用以穩定控制訊號SE的電壓準位。此外,當控制訊號SE不被提供時,控制開關SWC的控制端會透過電阻器RE接收到參考低電壓VL。因此,控制開關SWC被斷開。在一些實施例中,電阻器RE可能被省略。在一些實施例中,電阻器RE可能被設置於用於提供控制訊號SE的外部電路中。
In this embodiment, the electrostatic
請同時參考圖3以及圖4,圖4是依據本發明一實施例所繪示的位於控制開關的控制端的電壓波形圖。圖4示出靜電放電電能的波形CV1、現行技術的位於控制開關(如圖1所示的控制開關SW)的控制端的電壓波形CV2以及本實施例的位於控制開關SWC的控制端的電壓波形CV3。靜電放電電能的波形CV1可以是電壓波形或電流波形。 Please refer to Figure 3 and Figure 4 at the same time. Figure 4 is a voltage waveform diagram at the control end of the control switch according to an embodiment of the present invention. Figure 4 shows the waveform CV1 of electrostatic discharge energy, the voltage waveform CV2 at the control end of the control switch (such as the control switch SW shown in Figure 1) of the prior art, and the voltage waveform CV3 at the control end of the control switch SWC of the present embodiment. The waveform CV1 of electrostatic discharge energy can be a voltage waveform or a current waveform.
在本實施例中,當ESD事件發生時,電壓波形CV2、CV3會追隨靜電放電電能的波形CV1。應注意的是,在本實施例中,在靜電放電電能的波形CV1的峰值的時間點,電壓波形CV3的電壓峰值明顯低於電壓波形CV2的電壓峰值。這是因為被導通的保護開關SWP會下拉位於控制開關SWC的控制端的電壓值。電壓波形CV3的電壓峰值並不足以導通控制開關SWC。 In this embodiment, when an ESD event occurs, voltage waveforms CV2 and CV3 will follow the waveform CV1 of the electrostatic discharge energy. It should be noted that in this embodiment, at the time point of the peak value of the waveform CV1 of the electrostatic discharge energy, the voltage peak value of the voltage waveform CV3 is significantly lower than the voltage peak value of the voltage waveform CV2. This is because the turned-on protection switch SWP will pull down the voltage value at the control end of the control switch SWC. The voltage peak value of the voltage waveform CV3 is not enough to turn on the control switch SWC.
請參考圖5,圖5是依據本發明第三實施例所繪示的熔絲電路的示意圖。在本實施例中,熔絲電路300包括控制開關SWC、熔絲元件FS、靜電放電保護電路110、靜電放電控制電路320以及電阻器RE。控制開關SWC的第一端耦接至第一電源端TV1。熔絲元件FS的第一端耦接於控制開關SWC的第二端。熔絲元件FS的第二端耦接於控制開關SWC的第三端以及第二電源端TV2。在本實施例中,控制開關SWC可以是任意形式的N型電晶體。相似於圖3的實施例,本實施例的控制開關SWC例如以N型MOSFET來實施。
Please refer to FIG. 5, which is a schematic diagram of a fuse circuit according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the
靜電放電保護電路110耦接於第一電源端TV1與第二電
源端TV2之間。電阻器RE耦接於控制開關SWC的控制端與第二電源端TV2之間。靜電放電保護電路110的實施方式已經在圖2的實施例中清楚說明,故不在此重述。電阻器RE的實施方式已經在圖3的實施例中清楚說明,故不在此重述。
The electrostatic
在本實施例中,靜電放電控制電路320包括感測電路321以及保護開關SWP。感測電路321耦接於第一電源端TV1與第二電源端TV2之間。感測電路321依據來自於第一電源端TV1的靜電放電電能PESD1以及來自於第二電源端TV2的靜電放電電能PESD2的其中之一來提供感測訊號SF。
In this embodiment, the electrostatic
在本實施例中,保護開關SWP耦接於感測電路321、第二電源端TV2以及控制開關SWC的控制端。保護開關SWP依據感測訊號SF來將控制開關SWC的控制端連接至第二電源端TV2,從而斷開所述控制開關SWC。
In this embodiment, the protection switch SWP is coupled to the
在本實施例中,感測電路321包括電阻器RF以及電容器CF。電容器CF耦接於第一電源端TV1與保護開關SWP的控制端之間。電阻器RF耦接於保護開關SWP的控制端與第二電源端TV2之間。保護開關SWP的第一端耦接於控制開關SWC的控制端。保護開關SWP的第二端耦接於第二電源端TV2。保護開關SWP的控制端耦接於感測電路321。保護開關SWP例如以N型MOSFET來實施。第一電源端TV1接收參考高電壓VH。第二電源端TV2接收參考低電壓VL。
In this embodiment, the
當ESD事件發生時,電容器CF的阻抗被降低。這使得
感測訊號SF具有高電壓準位。因此,保護開關SWP反應於感測訊號SF的高電壓準位而被導通。被導通的保護開關SWP下拉位於控制開關SWC的控制端的電壓值。因此,當ESD事件發生在第一電源端TV1以及第二電源端TV2的其中之一時,靜電放電控制電路320斷開控制開關SWC。
When an ESD event occurs, the impedance of the capacitor CF is reduced. This causes the sensing signal SF to have a high voltage level. Therefore, the protection switch SWP is turned on in response to the high voltage level of the sensing signal SF. The turned-on protection switch SWP pulls down the voltage value of the control terminal of the control switch SWC. Therefore, when an ESD event occurs at one of the first power terminal TV1 and the second power terminal TV2, the electrostatic
在另一方面,當沒有發生ESD事件時,電容器CF形成斷路。因此,感測訊號SF具有低電壓準位。感測訊號SF則具有低電壓準位。因此,保護開關SWP反應於感測訊號SF的低電壓準位而被斷開。控制開關SWC則反應於控制訊號SE來進行操作。 On the other hand, when no ESD event occurs, the capacitor CF forms a short circuit. Therefore, the sensing signal SF has a low voltage level. Therefore, the protection switch SWP responds to the low voltage level of the sensing signal SF and is disconnected. The control switch SWC responds to the control signal SE to operate.
請參考圖6,圖6是依據本發明第四實施例所繪示的熔絲電路的示意圖。在本實施例中,在本實施例中,熔絲電路400包括控制開關SWC、熔絲元件FS、靜電放電保護電路110、靜電放電控制電路420以及電阻器RE。控制開關SWC的第一端耦接至第一電源端TV1。熔絲元件FS的第一端耦接於控制開關SWC的第二端。熔絲元件FS的第二端耦接於控制開關SWC的第三端以及第二電源端TV2。在本實施例中,控制開關SWC可以是任意形式的P型電晶體。本實施例的控制開關SWC例如以P型MOSFET來實施。因此,控制開關SWC的第一端是汲極電極。控制開關SWC的第二端是源極電極。控制開關SWC的第三端是基極電極。控制開關SWC的控制端是閘極電極。第一電源端TV1接收參考低電壓VL。第二電源端TV2接收參考高電壓VH。
Please refer to FIG. 6, which is a schematic diagram of a fuse circuit according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, in this embodiment, the
應注意的是,熔絲元件FS的第一端連接於控制開關SWC
的源極電極。熔絲元件FS的第二端連接於控制開關SWC的基極電極以及第二電源端TV2。因此,基於上述的連接方式,熔絲電路400防止靜電放電電能PESD1、PESD2透過控制開關SWC的寄生二極體(即,body diode)流經熔絲元件FS,進而避免熔絲元件FS被非預期的燒毀。在一些實施例中,控制開關SWC可以是由PNP型BJT或P型TFT來實施。
It should be noted that the first end of the fuse element FS is connected to the source electrode of the control switch SWC. The second end of the fuse element FS is connected to the base electrode of the control switch SWC and the second power supply terminal TV2. Therefore, based on the above connection method, the
靜電放電保護電路110耦接於第一電源端TV1與第二電源端TV2之間。電阻器RE耦接於控制開關SWC的控制端與第二電源端TV2之間。靜電放電保護電路110的實施方式已經在圖2的實施例中清楚說明,故不在此重述。電阻器RE的實施方式已經在圖3的實施例中清楚說明,故不在此重述。
The electrostatic
在本實施例中,靜電放電控制電路420包括感測電路421、反相器422以及保護開關SWP。感測電路421耦接於第一電源端TV1與第二電源端TV2之間。感測電路421依據來自於第一電源端TV1的靜電放電電能PESD1以及來自於第二電源端TV2的靜電放電電能PESD2的其中之一來提供感測訊號SF。
In this embodiment, the electrostatic
在本實施例中,反相器422耦接於感測電路421。反相器422依據感測訊號SF來產生反相感測訊號SFB。保護開關SWP耦接於反相器422、第二電源端TV2以及控制開關SWC的控制端。保護開關SWP依據反相感測訊號SFB來將控制開關的控制端連接至第二電源端TV2,從而斷開控制開關SWC。
In this embodiment, the
在本實施例中,感測電路421包括電阻器RF以及電容器
CF。電阻器RF耦接於第一電源端TV1與反相器422的輸入端之間。電容器CF耦接於反相器422的輸入端與第二電源端TV2之間。保護開關SWP的第一端耦接於控制開關SWC的控制端。保護開關SWP的第二端耦接於第二電源端TV2。保護開關SWP的控制端耦接於反相器422的輸出端。
In this embodiment, the
當ESD事件發生在第一電源端TV1以及第二電源端TV2的其中之一時,電容器CF的阻抗被降低。這使得感測訊號SF具有高電壓準位。反相感測訊號SFB具有低電壓準位。因此,保護開關SWP反應於反相感測訊號SFB的低電壓準位而被導通。被導通的保護開關SWP利用參考高電壓VH來抬升位於控制開關SWC的控制端的電壓值。因此,當ESD事件發生在第一電源端TV1以及第二電源端TV2的其中之一時,靜電放電控制電路420斷開控制開關SWC。
When an ESD event occurs at one of the first power terminal TV1 and the second power terminal TV2, the impedance of the capacitor CF is reduced. This causes the sensing signal SF to have a high voltage level. The inverted sensing signal SFB has a low voltage level. Therefore, the protection switch SWP is turned on in response to the low voltage level of the inverted sensing signal SFB. The turned-on protection switch SWP uses the reference high voltage VH to raise the voltage value at the control end of the control switch SWC. Therefore, when an ESD event occurs at one of the first power terminal TV1 and the second power terminal TV2, the electrostatic
在另一方面,當沒有發生ESD事件時,電容器CF形成斷路。因此,感測訊號SF具有低電壓準位。反相感測訊號SFB則具有高電壓準位。因此,保護開關SWP反應於感測訊號SF的高電壓準位而被斷開。控制開關SWC則反應於控制訊號SE來進行操作。 On the other hand, when no ESD event occurs, the capacitor CF forms a short circuit. Therefore, the sensing signal SF has a low voltage level. The inverted sensing signal SFB has a high voltage level. Therefore, the protection switch SWP is disconnected in response to the high voltage level of the sensing signal SF. The control switch SWC operates in response to the control signal SE.
在本實施例中,反相器422可以是由CMOS元件來實施(本發明並不以此為限)。反相器422包括P型MOSFET M1以及N型MOSFET M2。P型MOSFET M1的第一端耦接於第二電源端TV2。P型MOSFET M1的第二端耦接於保護開關SWP的控制端。
P型MOSFET M1的控制端耦接於感測電路421。N型MOSFET M2的第一端耦接於P型MOSFET M1的第二端。N型MOSFET M2的第二端耦接於第一電源端TV1。N型MOSFET M2的控制端耦接於感測電路421。
In this embodiment, the
請參考圖7,圖7是依據本發明第五實施例所繪示的熔絲電路的示意圖。在本實施例中,熔絲電路500包括控制開關SWC、熔絲元件FS、靜電放電保護電路110、靜電放電控制電路520以及電阻器RE。控制開關SWC的第一端耦接至第一電源端TV1。熔絲元件FS的第一端耦接於控制開關SWC的第二端。熔絲元件FS的第二端耦接於控制開關SWC的第三端以及第二電源端TV2。在本實施例中,控制開關SWC可以是任意形式的N型電晶體。相似於圖6的實施例,本實施例的控制開關SWC例如以P型MOSFET來實施。第一電源端TV1接收參考高電壓VH。第二電源端TV2接收參考低電壓VL。
Please refer to FIG. 7, which is a schematic diagram of a fuse circuit according to the fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the
靜電放電保護電路110耦接於第一電源端TV1與第二電源端TV2之間。電阻器RE耦接於控制開關SWC的控制端與第二電源端TV2之間。靜電放電保護電路110的實施方式已經在圖2的實施例中清楚說明,故不在此重述。電阻器RE的實施方式已經在圖3的實施例中清楚說明,故不在此重述。
The electrostatic
在本實施例中,靜電放電控制電路520包括感測電路521以及保護開關SWP。感測電路521耦接於第一電源端TV1與第二電源端TV2之間。感測電路521依據來自於第一電源端TV1的靜
電放電電能PESD1以及來自於第二電源端TV2的靜電放電電能PESD2的其中之一來提供感測訊號SF。
In this embodiment, the electrostatic
在本實施例中,保護開關SWP耦接於感測電路521、第二電源端TV2以及控制開關SWC的控制端。保護開關SWP依據感測訊號SF來將控制開關SWC的控制端連接至第二電源端TV2,從而斷開所述控制開關SWC。
In this embodiment, the protection switch SWP is coupled to the
在本實施例中,感測電路521包括電阻器RF以及電容器CF。電容器CF耦接於第一電源端TV1與保護開關SWP的控制端之間。電阻器RF耦接於保護開關SWP的控制端與第二電源端TV2之間。保護開關SWP的第一端耦接於控制開關SWC的控制端。保護開關SWP的第二端耦接於第二電源端TV2。保護開關SWP的控制端耦接於感測電路521。保護開關SWP例如以N型MOSFET來實施。
In this embodiment, the
當ESD事件發生時,電容器CF的阻抗被降低。這使得感測訊號SF具有低電壓準位。因此,保護開關SWP反應於感測訊號SF的低電壓準位而被導通。被導通的保護開關SWP利用參考高電壓VH來抬升位於控制開關SWC的控制端的電壓值。因此,當ESD事件發生在第一電源端TV1以及第二電源端TV2的其中之一時,靜電放電控制電路520斷開控制開關SWC。
When an ESD event occurs, the impedance of the capacitor CF is reduced. This causes the sensing signal SF to have a low voltage level. Therefore, the protection switch SWP is turned on in response to the low voltage level of the sensing signal SF. The turned-on protection switch SWP uses the reference high voltage VH to raise the voltage value at the control end of the control switch SWC. Therefore, when an ESD event occurs at one of the first power terminal TV1 and the second power terminal TV2, the electrostatic
在另一方面,當沒有發生ESD事件時,電容器CF形成斷路。因此,感測訊號SF具有高電壓準位。因此,保護開關SWP反應於感測訊號SF的高電壓準位而被斷開。控制開關SWC則反 應於控制訊號SE來進行操作。 On the other hand, when no ESD event occurs, the capacitor CF forms a short circuit. Therefore, the sensing signal SF has a high voltage level. Therefore, the protection switch SWP is disconnected in response to the high voltage level of the sensing signal SF. The control switch SWC operates in response to the control signal SE.
綜上所述,熔絲元件的第一端耦接於控制開關的第二端。熔絲元件的第二端耦接於控制開關的第三端以及第二電源端。如此一來,當來自於第二電源端的靜電放電電能發生時,靜電放電電能經由熔絲元件的第二端被旁路到控制開關的第三端。此外,靜電放電控制電路反應於來自於第一電源端以及第二電源端的其中之一的靜電放電電能來斷開控制開關。如此一來,當靜電放電電能發生時,控制開關不會被異常導通。 In summary, the first end of the fuse element is coupled to the second end of the control switch. The second end of the fuse element is coupled to the third end of the control switch and the second power supply end. In this way, when electrostatic discharge energy from the second power supply end occurs, the electrostatic discharge energy is bypassed to the third end of the control switch through the second end of the fuse element. In addition, the electrostatic discharge control circuit responds to the electrostatic discharge energy from one of the first power supply end and the second power supply end to disconnect the control switch. In this way, when electrostatic discharge energy occurs, the control switch will not be abnormally turned on.
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。 Although the present invention has been disclosed as above by the embodiments, it is not intended to limit the present invention. Anyone with ordinary knowledge in the relevant technical field can make some changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention shall be subject to the scope defined by the attached patent application.
100:熔絲電路 100: Fuse circuit
110:靜電放電保護電路 110: Electrostatic discharge protection circuit
120:靜電放電控制電路 120: Electrostatic discharge control circuit
FS:熔絲元件 FS: Fuse element
PESD1、PESD2:靜電放電電能 PESD1, PESD2: electrostatic discharge energy
SE:控制訊號 SE: Control signal
SWC:控制開關 SWC: Control switch
TV1:第一電源端 TV1: First power supply terminal
TV2:第二電源端 TV2: Second power supply terminal
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