JPH08222731A - Electrostatic protective circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、特にCMOS集積回路
に対して外部から侵入する静電パルスを効率良く排除し
得る半導体装置の電源の静電回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic circuit for a power source of a semiconductor device, which can efficiently eliminate an electrostatic pulse intruding into a CMOS integrated circuit from the outside.
【0002】[0002]
【従来の技術】CMOS集積回路の電源の静電保護回路
としては、特開昭60−10767号公報に図3のよう
な回路が提案されている。図3において、抵抗R1,R
2は、静電パルスのインパクトは緩和するが、電源電流
供給には支障のない程度の低い値の抵抗であって、多結
晶シリコンのように、基板との間の接合を構成しないも
ので構成される。また、トランジスタQ1,Q2,Q
3,Q4は、外部から侵入する静電パルスを排除するた
めに用いられる、図示しない内部回路のトランジスタの
しきい値より高いしきい値、例えば10V〜20V程度
のしきい値を持つフィールドトランジスタである。2. Description of the Related Art As a static electricity protection circuit for a power supply of a CMOS integrated circuit, a circuit as shown in FIG. 3 has been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-10767. In FIG. 3, resistors R1 and R
No. 2 is a resistor having a low value that alleviates the impact of the electrostatic pulse but does not hinder the power supply current supply and does not form a junction with the substrate like polycrystalline silicon. To be done. Also, the transistors Q1, Q2, Q
Reference numerals 3 and Q4 are field transistors having a threshold value higher than the threshold value of a transistor of an internal circuit (not shown), for example, a threshold value of about 10V to 20V, which is used for eliminating an electrostatic pulse invading from the outside. is there.
【0003】図3に示す従来の電源の静電保護回路で
は、例えばVCCから侵入する正の静電気はその衝撃が先
ずR1で緩和され、Q1,Q3を通じてVSS側へ逃がさ
れ、V CC−VSS間の電位差が抑えられ、内部素子間電位
差を抑えることが可能となり、その結果静電ストレスか
ら内部回路を保護することができる。In the electrostatic protection circuit of the conventional power supply shown in FIG.
Is, for example, VCCThe positive static electricity entering from the
Without being relaxed by R1, V through Q1 and Q3SSEscaped to the side
And V CC-VSSThe potential difference between the internal elements is suppressed.
It is possible to suppress the difference, and as a result, electrostatic stress
The internal circuit can be protected.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の回路では、内部
回路のトランジスタのしきい値より高いしきい値を持つ
フィールドトランジスタをあらかじめ形成しておく必要
がある。例えば、マスターとしてのトランジスタをあら
かじめ形成しておき必要に応じた配線することによって
所望の回路を構成するマスタースライス方式の集積回路
の場合、保護回路用としての機能しか持たないフィール
ドトランジスタを特別に形成しておかなければならない
ことは面積の増大を招き不利である。また、上記公報に
も触れられているが、抵抗R1,R2は、内部回路の安
定動作のためには無いほうがよい。In the above circuit, it is necessary to previously form a field transistor having a threshold value higher than that of the transistor in the internal circuit. For example, in the case of a master slice type integrated circuit in which a desired transistor is formed by forming a transistor as a master in advance and wiring it as needed, a field transistor having only a function as a protection circuit is specially formed. What must be done is disadvantageous because it increases the area. As mentioned in the above publication, the resistors R1 and R2 should not be provided for stable operation of the internal circuit.
【0005】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであって、静電パルスが所定時間継続して侵
入するような場合における静電パルス耐圧に優れると共
に、回路を構成する場合において、マスタースライス方
式の半導体装置を用いるときは、通常の使用に供されな
い余分な素子を用いて構成することもできる柔軟性のあ
る電源の静電保護回路を得ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and is excellent in the electrostatic pulse withstand voltage in the case where the electrostatic pulse continuously invades for a predetermined time, and constitutes a circuit. In this case, when a master slice type semiconductor device is used, it is an object to obtain a flexible electrostatic protection circuit for a power supply which can be configured by using an extra element which is not used for normal use.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の静電保護回路は、互いに直列に接続され電源間に配
置された、P型、N型のうちのいずれか一方の同一の型
の複数のMOSトランジスタを備え、それら複数のMO
Sトランジスタのうち、ゲートに印加することにより非
導通となる第1の電位側に配置された第1のMOSトラ
ンジスタのゲートおよびソースがその第1の電位に接続
されるとともに、それら複数のMOSトランジスタのう
ち、上記第1の電位とは異なる第2の電位側に接続され
た第2のMOSトランジスタのゲートがフローティング
状態にあることを特徴とする。An electrostatic protection circuit of the present invention that achieves the above object is a P-type or N-type identical type connected in series and arranged between power sources. And a plurality of MOS transistors
Of the S transistors, the gate and the source of the first MOS transistor arranged on the first potential side which becomes non-conductive when applied to the gate are connected to the first potential, and the plurality of MOS transistors are connected. Among them, the gate of the second MOS transistor connected to the second potential side different from the first potential is in a floating state.
【0007】[0007]
【作用】本発明では、直列に接続された複数のMOSト
ランジスタのうちの第1のトランジスタのゲートが、そ
の第1のMOSトランジスタが非導通となる電位に接続
された状態にあるので、通常のしきい値電圧のMOSト
ランジスタで保護回路を作製することが可能であり、マ
スタースライス方式の半導体集積回路チップの余分な素
子を利用して構成することができる。In the present invention, since the gate of the first transistor of the plurality of MOS transistors connected in series is in the state of being connected to the potential at which the first MOS transistor becomes non-conducting, It is possible to fabricate a protection circuit with a MOS transistor having a threshold voltage, and it is possible to configure it by using an extra element of a master slice type semiconductor integrated circuit chip.
【0008】[0008]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は本
発明の電源の静電保護回路の第1の実施例の回路図であ
る。本実施例の静電保護回路は、電源ライン11と、接
地ライン12と、それらの間に互いに直列に接続された
p型MOSトランジスタ13,14とから構成されてい
る。p型MOSトランジスタ13のゲートは電源ライン
11に接続され、実動作時にはp型MOSトランジスタ
13は非導通状態となるので電源ライン11からp型M
OSトランジスタ13,14を経由して接地ライン12
に電流が流れることはない。また、MOSトランジスタ
の物性上、p型MOSトランジスタ13のソースと電源
ライン11との間には寄生ダイオード15が、p型MO
Sトランジスタ13のドレイン(これはp型MOSトラ
ンジスタ14のソースでもある)と電源ライン11との
間には寄生ダイオード16が、p型MOSトランジスタ
14のドレインと電源ライン11との間には寄生ダイオ
ード17が接続された状態となる。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of an electrostatic protection circuit for a power supply of the present invention. The electrostatic protection circuit of this embodiment is composed of a power supply line 11, a ground line 12, and p-type MOS transistors 13 and 14 connected in series between them. The gate of the p-type MOS transistor 13 is connected to the power supply line 11, and the p-type MOS transistor 13 is turned off during the actual operation.
Ground line 12 via OS transistors 13 and 14
No current flows through In addition, due to the physical properties of the MOS transistor, a parasitic diode 15 is formed between the source of the p-type MOS transistor 13 and the power supply line 11, and a p-type MO transistor.
A parasitic diode 16 is provided between the drain of the S transistor 13 (which is also the source of the p-type MOS transistor 14) and the power supply line 11, and a parasitic diode 16 is provided between the drain of the p-type MOS transistor 14 and the power supply line 11. 17 is connected.
【0009】先ず、この静電保護回路に、電源ライン1
1から接地ライン12に向かって正の静電気が侵入する
場合について説明する。この場合、三つの電流経路が考
えられる。第1の経路は、電源ライン11から寄生ダイ
オード17を通って接地ライン12に抜ける経路であ
り、第2の経路は、電源ライン11から寄生ダイオード
15、寄生ダイオード17を通って接地ライン12に抜
ける経路であり、第3の経路は、電源ライン11からp
型MOSトランジスタ13のゲート、寄生ダイオード1
6、寄生ダイオード17を通る経路である。First, a power supply line 1 is added to the electrostatic protection circuit.
A case where positive static electricity enters from 1 to the ground line 12 will be described. In this case, three current paths are possible. The first path is a path from the power supply line 11 to the ground line 12 through the parasitic diode 17, and the second path is a power path 11 to the ground line 12 through the parasitic diode 15 and the parasitic diode 17. The third path is a path from the power supply line 11
Type MOS transistor 13 gate, parasitic diode 1
6, a path passing through the parasitic diode 17.
【0010】電荷がいずれの経路を通るかを考察する。
その経路を通るために必要な電源ライン11との接地ラ
イン12との電位差について考える。p型MOSトラン
ジスタ13,14の酸化膜の破壊電圧をVox、寄生ダ
イオード15,16,17の順方向電圧をVd、寄生ダ
イオード15,16,17のブレークダウン電圧をVb
とする。第1の経路を通るために必要な電位差はVbで
ある。第2の経路を通るために必要な電位差はVd+V
bである。第3の経路を通るために必要な電位差はVo
x+Vd+Vbである。したがって、この静電保護回路
に、電源ライン11から接地ライン12に向かって正の
静電気が侵入する場合、電荷が通る経路は、電源ライン
11から寄生ダイオード17を通って接地ライン12に
抜ける第1の経路である。寄生ダイオード17の逆方向
ブレークダウンは可逆的であるので破壊に至ることはな
く、第3の経路を通らないのでp型MOSトランジスタ
13が破壊に至ることもない。Consider which path the charge takes.
Consider the potential difference between the power supply line 11 and the ground line 12 required to pass through the path. The breakdown voltage of the oxide film of the p-type MOS transistors 13 and 14 is Vox, the forward voltage of the parasitic diodes 15, 16 and 17 is Vd, and the breakdown voltage of the parasitic diodes 15, 16 and 17 is Vb.
And The potential difference required to pass the first path is Vb. The potential difference required to pass the second path is Vd + V
b. The potential difference required to pass the third path is Vo
x + Vd + Vb. Therefore, when positive static electricity enters the electrostatic protection circuit from the power supply line 11 toward the ground line 12, the path through which the charge passes is the first path from the power supply line 11 through the parasitic diode 17 to the ground line 12. Is the route. Since the reverse breakdown of the parasitic diode 17 is reversible, it will not be destroyed, and since it does not pass through the third path, the p-type MOS transistor 13 will not be destroyed.
【0011】次に、この静電保護回路に、電源ライン1
1から接地ライン12に向かって負の静電気が侵入する
場合について説明する。この場合は、接地ライン12か
ら電源ライン11に向かって正の静電気が侵入する場合
と等価であり、寄生ダイオード17が順方向に働いて、
外部からの侵入する静電気を排除することができる。以
上のメカニズムにより、この静電保護回路は、図示しな
い内部回路を静電気から守ることができる。Next, the power supply line 1 is connected to the electrostatic protection circuit.
A case where negative static electricity enters from 1 to the ground line 12 will be described. This case is equivalent to the case where positive static electricity enters from the ground line 12 toward the power supply line 11, and the parasitic diode 17 works in the forward direction,
It is possible to eliminate static electricity entering from the outside. With the above mechanism, this electrostatic protection circuit can protect the internal circuit (not shown) from static electricity.
【0012】図2は、本発明の電源の静電保護回路を第
2の実施例の回路図である。本実施例の静電保護回路
は、電源ライン11と、接地ライン12と、それらの間
に互いに直列に接続されたn型MOSトランジスタ2
3,24とから構成されている。n型MOSトランジス
タ24のゲートは接地ライン12に接続され、実動作時
にはn型MOSトランジスタ24は非導通状態となるの
で電源ライン11からn型MOSトランジスタ23,2
4を経由して接地ライン12に電流が流れることはな
い。また、MOSトランジスタの物性上、n型MOSト
ランジスタ24のソースと接地ライン12との間には寄
生ダイオード27が、n型MOSトランジスタ24のド
レイン(これはn型MOSトランジスタ23のソースで
もある)と接地ライン12との間には寄生ダイオード2
6が、n型MOSトランジスタ23のドレインと接地ラ
イン12との間には寄生ダイオード25が接続された状
態となる。FIG. 2 is a circuit diagram of a second embodiment of the electrostatic protection circuit for the power supply of the present invention. The electrostatic protection circuit according to the present embodiment includes a power supply line 11, a ground line 12, and an n-type MOS transistor 2 connected in series between them.
3 and 24. The gate of the n-type MOS transistor 24 is connected to the ground line 12, and the n-type MOS transistor 24 becomes non-conductive during actual operation.
No current flows through the ground line 12 via the line 4. Due to the physical properties of the MOS transistor, a parasitic diode 27 is provided between the source of the n-type MOS transistor 24 and the ground line 12, and a drain of the n-type MOS transistor 24 (which is also a source of the n-type MOS transistor 23). Parasitic diode 2 between ground line 12
6, the parasitic diode 25 is connected between the drain of the n-type MOS transistor 23 and the ground line 12.
【0013】先ず、この静電保護回路に、電源ライン1
1から接地ライン12に向かって正の静電気が侵入する
場合について説明する。この場合、三つの電流経路が考
えられる。第1の経路は、電源ライン11から寄生ダイ
オード25を通って接地ライン12に抜ける経路であ
り、第2の経路は、電源ライン11から寄生ダイオード
25、寄生ダイオード27を通って接地ライン12に抜
ける経路であり、第3の経路は、電源ライン11から寄
生ダイオード25、寄生ダイオード27、n型MOSト
ランジスタ24のゲートを通る経路である。電荷がいず
れの経路を通るかを第1の実施例と同様に考えると、電
荷が通る経路は、第1の経路である電源ライン11から
寄生ダイオード25を通って接地ライン12に抜ける経
路である。寄生ダイオード25の逆方向ブレークダウン
は可逆的であるので破壊に至ることはなく、第3の経路
を通らないのでn型MOSトランジスタ24が破壊に至
ることもない。First, the power supply line 1 is added to the electrostatic protection circuit.
A case where positive static electricity enters from 1 to the ground line 12 will be described. In this case, three current paths are possible. The first path is a path from the power supply line 11 to the ground line 12 through the parasitic diode 25, and the second path is a power path 11 to the ground line 12 through the parasitic diode 25 and the parasitic diode 27. The third path is a path that passes from the power supply line 11 to the parasitic diode 25, the parasitic diode 27, and the gate of the n-type MOS transistor 24. Considering which path the charge passes through in the same manner as in the first embodiment, the path through which the charge passes is the path from the power supply line 11 which is the first path to the ground line 12 through the parasitic diode 25. . Since the reverse breakdown of the parasitic diode 25 is reversible, it will not be destroyed, and since it does not pass through the third path, the n-type MOS transistor 24 will not be destroyed.
【0014】次に、この静電保護回路に、電源ライン1
1から接地ライン12に向かって負の静電気が侵入する
場合について説明する。この場合は、接地ライン12か
ら電源ライン11に向かって正の静電気が侵入する場合
と等価であり、寄生ダイオード25が順方向に働いて、
外部からの侵入する静電気を排除することができる。以
上のメカニズムにより、この静電保護回路は、図示しな
い内部回路を静電気から守ることができる。Next, the power supply line 1 is added to the electrostatic protection circuit.
A case where negative static electricity enters from 1 to the ground line 12 will be described. This case is equivalent to the case where positive static electricity enters from the ground line 12 toward the power supply line 11, and the parasitic diode 25 works in the forward direction,
It is possible to eliminate static electricity entering from the outside. With the above mechanism, this electrostatic protection circuit can protect the internal circuit (not shown) from static electricity.
【0015】尚、上記2つの実施例では、いずれも、M
OSトランジスタが2個直列に接続されている場合のみ
を説明したが、3個以上直列に接続されていてもかまわ
ない。また、直列に接続されているMOSトランジスタ
のいずれかが並列に接続されている複数のMOSトラン
ジスタから構成されていてもよいことはいうまでもな
い。In both of the above two embodiments, M
Although only the case where two OS transistors are connected in series has been described, three or more OS transistors may be connected in series. Further, it goes without saying that any of the MOS transistors connected in series may be composed of a plurality of MOS transistors connected in parallel.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の静電保護
回路によれば、MOSトランジスタに寄生するダイオー
ドを効率よく利用して保護回路を構成したので、保護回
路自体が破壊されることはなく、また回路を構成する場
合においてマスタースライス方式の半導体装置を用いる
ときは、通常の使用に供されない余分な素子を用いて構
成することができる。As described above, according to the electrostatic protection circuit of the present invention, since the diode parasitic on the MOS transistor is efficiently used to form the protection circuit, the protection circuit itself is not destroyed. In addition, when a master slice type semiconductor device is used in the case of forming a circuit, it is possible to use an extra element that is not provided for normal use.
【図1】本発明の第1の実施例の静電保護回路の回路図
である。FIG. 1 is a circuit diagram of an electrostatic protection circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例の静電保護回路の回路図
である。FIG. 2 is a circuit diagram of an electrostatic protection circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図3】従来の保護回路の回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a conventional protection circuit.
11 電源ライン 12 接地ライン 13,14 p型MOSトランジスタ 15,16,17 寄生ダイオード 23,24 n型MOSトランジスタ 25,26,27 寄生ダイオード 11 power line 12 ground line 13,14 p-type MOS transistor 15, 16, 17 parasitic diode 23, 24 n-type MOS transistor 25, 26, 27 parasitic diode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/866 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 29/866
Claims (1)
た、P型およびN型のうちのいずれか一方の同一の型の
複数のMOSトランジスタを備え、 該複数のMOSトランジスタのうち、ゲートに印加する
ことにより非導通となる第1の電位側に配置された第1
のMOSトランジスタのゲートおよびソースが該第1の
電位に接続されるとともに、該複数のMOSトランジス
タのうち、前記第1の電位とは異なる第2の電位側に接
続された第2のMOSトランジスタのゲートがフローテ
ィング状態にあることを特徴とする静電保護回路。1. A plurality of MOS transistors of the same type of P-type and N-type, which are connected in series with each other and arranged between power supplies, are provided, and a gate of the plurality of MOS transistors is provided. The first potential arranged on the first potential side that becomes non-conductive when applied.
Of the second MOS transistor connected to the second potential side different from the first potential among the plurality of MOS transistors while the gate and the source of the MOS transistor are connected to the first potential. An electrostatic protection circuit whose gate is in a floating state.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7025146A JPH08222731A (en) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | Electrostatic protective circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7025146A JPH08222731A (en) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | Electrostatic protective circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08222731A true JPH08222731A (en) | 1996-08-30 |
Family
ID=12157861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7025146A Pending JPH08222731A (en) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | Electrostatic protective circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08222731A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005156703A (en) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Seiko Epson Corp | Electrostatic protection circuit for electronic device, electrostatic protection circuit for electro-optical device, and electronic apparatus |
-
1995
- 1995-02-14 JP JP7025146A patent/JPH08222731A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005156703A (en) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Seiko Epson Corp | Electrostatic protection circuit for electronic device, electrostatic protection circuit for electro-optical device, and electronic apparatus |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021217 |