TWI708366B - 用於啟動電路的靜電放電保護電路 - Google Patents

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Abstract

一種用於啟動電路靜電放電保護電路，耦接於啟動電路的接面場效電晶體的源極與內部類比電路之間。靜電放電保護電路包括電阻、電容以及阻斷電晶體。電阻及電容串聯於接面場效電晶體的源極與參考電壓之間。阻斷電晶體具有耦接接面場效電晶體的源極的第一端、接收偵測電壓的控制端、以及耦接內部類比電路的第二端，其中偵測電壓反應於電阻與電容之間的中間節點的節點電壓。

Description

用於啟動電路的靜電放電保護電路
本發明是有關於一種靜電放電保護電路，且特別是有關於一種用於啟動電路的靜電放電保護電路。
在一個高壓啟動電路中，接面場效電晶體（JFET）的汲極端通常直接與積體電路（IC）的電源端相接，並從源極端連接到內部電路。當積體電路的電源端遭受靜電放電（ESD）事件時，快速的靜電放電可能直接從接面場效電晶體的汲極端穿過源極端，並對源極端的內部電路造成傷害。因此，為了避免此靜電放電傷害的發生，需要一種保護電路來保護積體電路中的內部電路。
本發明提供一種用於啟動電路的靜電放電保護電路，可阻止靜電放電電流進入積體電路中的內部電路，以避免內部電路的損傷。
本發明的靜電放電保護電路，用於啟動電路且耦接於啟動電路的接面場效電晶體的源極與內部類比電路之間。靜電放電保護電路包括電阻、電容以及阻斷電晶體。電阻及電容串聯於接面場效電晶體的源極與參考電壓之間。阻斷電晶體具有耦接接面場效電晶體的源極的第一端、接收偵測電壓的控制端、以及耦接內部類比電路的第二端，其中偵測電壓反應於電阻與電容之間的中間節點的節點電壓。
基於上述，本發明實施例的靜電放電保護電路，當靜電放電發作用於接收輸入電壓的電源端時時，阻斷電晶體截止，以保護內部類比電路免於靜電傷害；當正常操作時，阻斷電晶體導通，不影響內部類比電路運作。
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。
圖1為依據本發明第一實施例的啟動電路的電示意圖。請參照圖1，在本實施例中，啟動電路10至少包括接面場效電晶體JFET1及用於啟動電路10的靜電放電保護電路100，其中接面場效電晶體JFET1的汲極與電源端直接耦接以接收輸入電壓VIN，接面場效電晶體JFET1的閘極與體極耦接接地電壓，並且靜電放電保護電路100耦接於接面場效電晶體JFET1的源極與內部類比電路11之間。
靜電放電保護電路100包括電阻R1、電容、阻斷電晶體TB及反相電路CTN，其中電容在此由金氧半電晶體TC1所構成，並且阻斷電晶體TB是以P型電晶體為例，但本發明實施例不以此為限。
電阻R1與金氧半電晶體TC1所構成的電容串聯於接面場效電晶體JFET1的源極與參考電壓（在此以接地電壓為例）之間，亦即電阻R1耦接於接面場效電晶體JFET1的源極與中間節點NC1之間，金氧半電晶體TC1的控制端耦接中間節點NC1，金氧半電晶體TC1的第一端及第二端耦接參考電壓，並且金氧半電晶體TC1的體極端耦接參考電壓。
反相電路CTN耦接於中間節點NC1與阻斷電晶體TB的控制端之間，以反應於中間節點NC1的節點電壓VC1提供具有反相電壓的偵測電壓VDT。阻斷電晶體TB具有耦接接面場效電晶體JFET1的源極的第一端、接收偵測電壓VDT的控制端、以及耦接內部類比電路11的第二端。
當靜電放電發生於接收輸入電壓VIN的電源端時，暫態電壓傳導至接面場效電晶體JFET1的源極，中間節點NC1的節點電壓VC1因電容耦合效應處於低電位，使反相電路CTN輸出的偵測電壓VDT等同於接面場效電晶體JFET1的源極的電壓，讓阻斷電晶體TB處於關閉狀態，阻擋接面場效電晶體JFET1的源極的靜電放電電壓傳導至內部類比電路11。
當處於一般操作時，中間節點NC1的節點電壓VC1與接面場效電晶體JFET1的源極的電壓相同，反相電路CTN輸出的偵測電壓VDT為低電位，讓阻斷電晶體TB處於導通狀態，內部類比電路11可正常接受輸入電壓VIN而進行操作。
換言之，當靜電放電發作用於接收輸入電壓VIN的電源端時時，阻斷電晶體TB截止，以保護內部類比電路11免於靜電傷害；當正常操作時，阻斷電晶體TB導通，不影響內部類比電路11運作。
在本發明實施例中，反相電路CTN包括P型電晶體TP及N型電晶體TN。P型電晶體TP具有耦接接面場效電晶體JFET1的源極的第一端、耦接收中間節點NC1的控制端、以及耦接阻斷電晶體TB的控制端的第二端。N型電晶體TN具有耦接阻斷電晶體TB的控制端的第一端、耦接收中間節點NC1的控制端、以及耦接參考電壓的第二端。
圖2為依據本發明第二實施例的啟動電路的電示意圖。請參照圖1及圖2，啟動電路20與啟動電路10大致相同，其不同之處在於靜電放電保護電路200，其中相似或相同的元件使用相似或相同標號。在於靜電放電保護電路200中，金氧半電晶體TC2的控制端耦接接面場效電晶體JFET1的源極，金氧半電晶體TC2的第一端及第二端耦接中間節點NC2，並且金氧半電晶體TC2的一體極端耦接參考電壓。電阻R2耦接於中間節點NC2及參考電壓之間，並且阻斷電晶體TB的控制端耦接中間節點NC2。
當靜電放電發生於接收輸入電壓VIN的電源端時，暫態電壓傳導至接面場效電晶體JFET1的源極，中間節點NC2的節點電壓VC2因電容耦合效應與接面場效電晶體JFET1的源極的電壓相同，讓阻斷電晶體TB處於關閉狀態，阻擋接面場效電晶體JFET1的源極的靜電放電電壓傳導至內部類比電路11。
當處於一般操作時，中間節點NC2的節點電壓VC2處於低電位，讓阻斷電晶體TB處於導通狀態，內部類比電路11可正常接受輸入電壓VIN而進行操作。
圖3為依據本發明第三實施例的啟動電路的電示意圖。請參照圖1及圖3，啟動電路30與啟動電路10大致相同，其不同之處在於靜電放電保護電路300，其中相似或相同的元件使用相似或相同標號。在本實施例中，靜電放電保護電路300更包括洩漏電晶體TK，洩漏電晶體TK具有耦接接面場效電晶體JFET1的源極的第一端、接收偵測電壓VDT的控制端、以及耦接參考電壓的第二端。
在本實施例中，阻斷電晶體TB以P型電晶體為例，並且洩漏電晶體TK以N型電晶體為例。在此，當靜電放電發生於接收輸入電壓VIN的電源端時，偵測電壓VDT等同於接面場效電晶體JFET1的源極的電壓。此時，阻斷電晶體TB處於關閉狀態，以阻擋接面場效電晶體JFET1的源極的靜電放電電壓傳導至內部類比電路11，並且洩漏電晶體TK處於導通狀態，以將接面場效電晶體JFET1的源極的靜電放電電壓傳導至參考電壓。
當處於一般操作時，偵測電壓VDT為低電位。此時，阻斷電晶體TB處於導通狀態，使得內部類比電路11可正常接受輸入電壓VIN而進行操作，並且洩漏電晶體TK處於關閉狀態，以避免影響內部類比電路11的操作。
在本發明的實施例中，阻斷電晶體TB以N型電晶體為例，並且洩漏電晶體TK以P型電晶體為例。此時，靜電放電保護電路300可以省略反相電路CTN，亦即阻斷電晶體TB的控制端可以直接耦接至中間節點NC1。
綜上所述，本發明實施例的靜電放電保護電路，當靜電放電發作用於接收輸入電壓的電源端時時，阻斷電晶體截止，以保護內部類比電路免於靜電傷害；當正常操作時，阻斷電晶體導通，不影響內部類比電路運作。
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。
10、20、30:啟動電路 11:內部類比電路 100、200、300:靜電放電保護電路 CTN:反相電路 JFET1:接面場效電晶體 NC1、NC2:中間節點 R1、R2:電阻 TC1、TC2:金氧半電晶體 TK:洩漏電晶體 TN:N型電晶體 TP:P型電晶體 VC1、VC2:節點電壓 VDT:偵測電壓 VIN:輸入電壓
圖1為依據本發明第一實施例的啟動電路的電示意圖。 圖2為依據本發明第二實施例的啟動電路的電示意圖。 圖3為依據本發明第三實施例的啟動電路的電示意圖。
10:啟動電路
11:內部類比電路
100:靜電放電保護電路
CTN:反相電路
JFET1:接面場效電晶體
NC1:中間節點
R1:電阻
TC1:金氧半電晶體
TN:N型電晶體
TP:P型電晶體
VC1:節點電壓
VDT:偵測電壓
VIN:輸入電壓

Claims (10)

  1. 一種用於一啟動電路的靜電放電保護電路，耦接於該啟動電路的一接面場效電晶體的一源極與一內部類比電路之間，包括： 一電阻及一電容，串聯於該接面場效電晶體的該源極與一參考電壓之間；以及 一阻斷電晶體，具有耦接該接面場效電晶體的該源極的一第一端、接收一偵測電壓的一控制端、以及耦接該內部類比電路的一第二端，其中該偵測電壓反應於該電阻與該電容之間的一中間節點的一節點電壓。
  2. 如請求項1所述的靜電放電保護電路，其中該電容由一金氧半電晶體所構成。
  3. 如請求項2所述的靜電放電保護電路，其中該電阻耦接於該接面場效電晶體的該源極與該中間節點之間，並且該金氧半電晶體的一控制端耦接該中間節點，該金氧半電晶體的一第一端及一第二端耦接該參考電壓， 該靜電放電保護電路更也括一反相電路，耦接於該中間節點與該阻斷電晶體的該控制端之間。
  4. 如請求項3所述的靜電放電保護電路，其中該反相電路包括： 一P型電晶體，具有耦接該接面場效電晶體的該源極的一第一端、耦接收該中間節點的一控制端、以及耦接該阻斷電晶體的該控制端的一第二端；以及 一N型電晶體，具有耦接該阻斷電晶體的該控制端的一第一端、耦接收該中間節點的一控制端、以及耦接該參考電壓的一第二端。
  5. 如請求項3所述的靜電放電保護電路，其中該金氧半電晶體的一體極端耦接該參考電壓。
  6. 如請求項2所述的靜電放電保護電路，其中該金氧半電晶體的一控制端耦接該接面場效電晶體的該源極，該金氧半電晶體的一第一端及一第二端耦接該中間節點，該電阻耦接於該中間節點及該參考電壓之間，並且該阻斷電晶體的該控制端耦接該中間節點。
  7. 如請求項6所述的靜電放電保護電路，其中該金氧半電晶體的一體極端耦接該參考電壓。
  8. 如請求項1所述的靜電放電保護電路，更包括一洩漏電晶體，具有耦接該接面場效電晶體的該源極的一第一端、接收該偵測電壓的一控制端、以及耦接該參考電壓的一第二端。
  9. 如請求項8所述的靜電放電保護電路，其中該阻斷電晶體為一P型電晶體及一N型電晶體的其中之一，該洩漏電晶體為該P型電晶體及該N型電晶體的其中另一。
  10. 如請求項8所述的靜電放電保護電路，其中該參考電壓為一接地電壓。
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