包括阻抗控制電路的接收裝置和半導體裝置的製作方法

2023-07-30 00:16:41 3

專利名稱：包括阻抗控制電路的接收裝置和半導體裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括阻抗控制電路的接收裝置和一種包括阻抗控制電 路的半導體裝置。
背景技術：
在通過通信線路傳輸數位訊號的情況下，在信號電平變化時信號能量
的一部分可能會在接收端發生反射。因此，可能會發生振鈴振蕩(ringing), 即諸如過衝和下衝之類的波形失真。已經提出了各種技術來限制振鈴振蕩。 例如，美國專利No.6326803(對應於JP-A-2001-127805)公開了一種用於通 信線路的終端電路。在通信線路的終端電路中信號電壓在低電平和高電平 之間轉換的情況下，在延遲電路提供的延遲時間期間暫時減小端接器的阻 抗。
美國專利No. 6487250(對應於JP-A-2000-353945)公開了一種信號輸出 系統，其中，在輸出信號電平變化時連續改變輸出阻抗。美國專利 No.6218854(對應於JP-A-2000-59444)公開了一種集成電路器件，其中，由
衰減電路衰減過衝和下衝，並由充電/放電電路將衰減電路的輸出端子充電 到電源電壓並放電到地電壓。
然而，在實際的通信網絡中，波形在接收端以各種各樣的方式發生變 化。於是，即使如美國專利No. 6326803所述在預定時間內改變阻抗或如美 國專利No. 6487250所述在發送端改變輸出阻抗，也不能充分限制接收端的 振鈴振蕩。當美國專利No. 6218854中公開的集成電路器件中發生過衝或下 衝時，衰減電路和充電/放電電路均一地處理過衝或下衝。因此不能充分限 制接收端的振鈴振蕩。
JP-A-2007-318734和JP-A-2006-67543分別公開了一種與差分通信線
路耦合的半導體裝置。
圖32為示出了 JP-A-2007-318734中公開的差分通信網絡的示意圖。差分通信網絡設置於車輛中。差分通信網絡包括多個節點210和用於將所 述多個節點210彼此耦合的差分通信線路212。
節點210的每一個都是用於檢測車輛狀態的傳感器或用於基於來自傳 感器的信息控制致動器的電子控制單元(ECU)。提供差分通信線路212是為 了在節點210之間傳輸控制通信信號。差分通信線路212由一對雙絞相導 體形成。通過該對相導體傳輸差分信號。在該對相導體之一中流動的電流 相位與該對相導體中另一個中流動的電流相位相對(opposite)。於是，差 分信號生成了電勢差。
節點210的每一個都包括通信電路。節點210的每一個根據差分通信
線路的通信協議在通信電路處的發送數據和接收數據間變換，並通過差分 通信線路212彼此通信。
差分通信線路212從前向後、從左到右在車身214中延伸。在差分通 信線路212上，設置多個集線器216和直通連接器(through connector) 218。 集線器216中的每一個都包括用於劃分差分通信線路212的兩個匯流排。 提供直通連接器218以便能通過直通連接器218使節點210可自由與差分 通信線路212連接和斷開連接。
在差分通信線路212上，有一部分並行設置了多個線束220。線束220
包括用於車載系統的通信線路和用於驅動致動器的電源線路。在線束220 中，混合了使用主體214作為返回信道的差分線束和單端線束。例如，用 扎帶綑紮差分通信線路212和線束220並行設置的部分，使其變為線束捆 222。線束捆222位於耦合車輛前後部的車門的下部。
在該差分通信網絡中，如果該對相導體被施加了諸如靜電釋放(ESD)之 類的電湧，可能會損壞節點210中的半導體器件。此外，如果在來自該對 相導體的輸入信號的上升沿或下降沿處在半導體器件中發生過衝，該半導 體器件可能會發生故障。

發明內容
鑑於上述問題，本發明的一個目的是提供一種包括阻抗控制電路的接 收裝置。本發明的另一個目的是提供一種包括阻抗控制電路的半導體裝置。 根據本發明的一方面， 一種接收裝置包括接收電路和阻抗控制電路。該接收電路用於接收通過通信線路傳輸的信號。該阻抗控制電路與接收電路耦合併具有檢測部分。該檢測部分檢測信號的物理值，該物理值包括電壓、電流和電功率中的至少一種。該阻抗控制電路用於基於該檢測值改變輸入阻抗，以便減小該信號的振鈴振蕩。
本接收裝置根據通過通信線路接收的信號的電壓、電流和電功率中的至少一種來改變輸入阻抗。於是，本接收裝置能夠有效地限制信號的振鈴振蕩。
根據本發明的另一個方面， 一種半導體裝置包括阻抗控制電路和擊穿元件。該阻抗控制電路耦合於通信線路的一對相導體之間，且該阻抗控制電路用於在該對相導體之間的電勢差大於預定第一 電壓時減小阻抗控制電路的阻抗。該擊穿元件耦合於該對相導體之一和地線與電源線之一之間。該擊穿元件用於在電壓大於預定第二電壓的電湧被施加到該對相導體之一時發生擊穿，使得電湧流入地線和電源線之一。該擊穿元件包括半導體襯底和設置於半導體襯底中的第一接觸區、第二接觸區和第三接觸區。該第一接觸區與該對相導體之一耦合。該第二接觸區與地線和電源線之一耦合。該第三接觸區與阻抗控制電路耦合。該第一接觸區和第三接觸區設置於第二接觸區的相對側。
本半導體裝置能夠限制電湧電流流入阻抗控制電路。此外，本半導體裝置能夠限制通過一對相導體接收的信號的振鈴振蕩。


結合附圖，通過優選實施例的如下詳細說明，本發明的其他目的和優點將變得更加顯而易見。在附圖中
圖1是示出了根據本發明第一實施例的接收裝置的電路圖2是示出了檢測部分檢測到的信號的物理值和阻抗控制電路的阻抗之間的關係的圖示；
圖3A是示出了包括根據本發明第二實施例的接收裝置的通信網絡的圖示，圖3B是示出了根據第二實施例的接收裝置的電路圖4A是示出了包括根據本發明第三實施例的接收裝置的通信網絡的圖示，圖4B是示出了發射裝置發射的信號波形的圖示，圖4C是示出了根據第三實施例的接收裝置的電路圖5A是示出了在不提供阻抗控制電路的情況下的模擬結果的圖示，圖5B是示出了提供阻抗控制電路的情況下的模擬結果的圖示；
圖6A是示出了根據第三實施例的第一變型的接收裝置的電路圖，圖6B是示出了包括根據第三實施例的第一變型的發射裝置和接收裝置的通信網絡的圖示，圖6C是示出了發射裝置的電路圖，圖6D是示出了發射裝置發射的信號波形的圖示；
圖7A和圖7B是示出了在根據第三實施例的第一變型的接收裝置中信號波形和電阻的電阻值之間關係的圖示；
圖8A是示出了根據對比例的接收裝置的阻抗控制電路邊界的截面圖，圖8B是示出了根據對比例的接收裝置的等效電路圖9A是示出了根據第三實施例的第二變型的接收裝置的阻抗控制電路邊界的截面圖，圖9B是示出了根據第三實施例的第二變型的接收裝置的等效電路圖10A是示出了根據第三實施例的第三變型的接收裝置的阻抗控制電路邊界的截面圖，圖10B是示出了根據第三實施例的第三變型的接收裝置的等效電路圖11是示出了根據第三實施例的第四變型的接收裝置的阻抗控制電路邊界的截面圖12是示出了根據本發明第四實施例的接收裝置的電路圖13是示出了根據本發明第五實施例的接收裝置的電路圖14是示出了根據本發明第六實施例的接收裝置的電路圖15是示出了根據本發明第七實施例的接收裝置的電路圖16是示出了根據本發明第八實施例的接收裝置的電路圖17是示出了根據本發明第九實施例的接收裝置的電路圖18是示出了根據本發明第十實施例的半導體裝置的方框圖19是示出了根據第十實施例的半導體裝置的等效電路圖20是示出了根據第十實施例的半導體裝置的截面圖21是示出了根據第十實施例的半導體裝置的頂面圖22A是示出了從差分通信線路的相導體輸入到阻抗控制電路的信號的波形的圖示，圖22B是示出了通過阻抗控制電路傳遞之後信號波形的圖示；
圖23是示出了根據本發明第十一實施例的半導體裝置的等效電路圖24是示出了根據第十一實施例的半導體裝置的截面圖25是示出了根據第十一實施例的半導體裝置的頂面圖26是示出了根據本發明第十二實施例的半導體裝置的等效電路圖27是示出了根據第十二實施例的半導體裝置的截面圖28是示出了根據本發明第十三實施例的半導體裝置的截面圖29是示出了根據本發明第十四實施例的半導體裝置的頂視圖30是示出了根據本發明第十五實施例的半導體裝置的頂視圖31是示出了根據本發明第十六實施例的半導體裝置的截面圖；以及
圖32是示出了根據現有技術範例的差分通信網絡的方框圖。
具體實施例方式
(第一實施例)
將參考圖1和圖2描述根據本發明第一實施例的接收裝置1。接收裝置1包括接收電路2、通信線路3和設置於通信線路3和接收電路2之間的阻抗控制電路4。阻抗控制電路4包括插入通信線路3中的檢測部分5、耦合在通信線路3和地之間的阻抗元件6和開關電路7。檢測部分5、阻抗元件6和開關電路7串聯耦合。開關電路7是常開的。
檢測部分5用於檢測通過通信線路3接收的信號的物理值，該物理值包括電壓、電流和電功率中的至少一種。檢測值大於閾值時，檢測部分5向開關電路7輸出控制信號CS，使得開關電路7閉合。開關電路7斷開時阻抗控制電路4的阻抗Zoff比接收電路2的阻抗ZR大得多(即Zoff〉〉ZR)。設置阻抗元件6的阻抗，使得開關電路7閉合時，接收電路2的阻抗ZR和阻抗控制電路4的阻抗Zon的合成阻抗Zon〃ZR基本等於通信線路3的特徵阻抗Z0。在本申請中，A〃B表示阻抗A和阻抗B的合成阻抗。
檢測物理值，即電壓、電流和電功率的至少一種的斷路狀態閾值Xoff和接通狀態閾值Xon是預定的。如圖2所示，當檢測到的值從斷路狀態閾值Xoff變為接通狀態閾值Xon時，阻抗控制電路4的阻抗連續從阻抗Zoff變為阻抗Zon。
當阻抗控制電路4的阻抗變為阻抗Zon時，接收電路2的阻抗和阻抗控制電路4的阻抗的合成阻抗，即從通信線路3所看到的接收電路2的輸入阻抗從Zoff〃ZR《R變為Zon〃Z^ZO。在接收信號的能量變化時，在轉變期間中改變接收電路2的輸入阻抗，使輸入阻抗與通信線路3的特徵阻抗Z0匹配。由此可以在阻抗控制電路4中消耗掉多餘能量，並能夠限制接收信號的振鈴振蕩。
阻抗控制電路4利用檢測部分5檢測在接收電路2處接收到的信號的電壓、電流和電功率中的至少一種，並根據檢測值的變化改變輸入阻抗，從而限制所接收信號的振鈴振蕩。於是，阻抗控制電路4根據所接收信號的實際變化狀態限制振鈴振蕩。於是，可以有效地限制所接收信號的振鈴振蕩。此外，因為阻抗控制電路4改變接收電路2的輸入阻抗以匹配通信線路3的特徵阻抗Z0，所以阻抗控制電路4能夠更有效地限制接收信號的振鈴振蕩。
(第二實施例)
將參考圖3A和圖3B描述根據本發明第二實施例的接收裝置15。可以在通過通信線路12傳輸差分信號的通信網絡11中提供接收裝置15。通信線路12由一對相導體，即總線加(BP)和總線減(BM)形成。例如，信號線12a為相導體BP，信號線12b為相導體BM。在通信網絡11中，通過通信線路12將多個通信節點彼此耦合。在通信線路12中插入集線器13。
接收裝置15是通信節點之一。接收裝置15用於通過通信線路12從發射裝置14接收差分信號。接收裝置15包括耦合在信號線12a和12b之間的接收電路16和阻抗控制電路17。阻抗控制電路17包括檢測部分18a和18b、阻抗元件19和開關電路20。檢測部分18a插入在信號線12a中，檢測部分18b插入在信號線12b中。阻抗元件19和開關電路20串聯耦合在信號線12a和12b之間。開關電路20是常開的。
檢測部分18a和18b的每一個都檢測通過信號線12a和12b中的對應一個傳輸的差分信號的電壓、電流和電功率中的至少一種。例如，當檢測部分18a和18b之一檢測到的檢測值大於閾值時，檢測部分18a和18b的所述之一向開關電路20輸出控制信號CS，使開關電路20閉合。設置阻抗元件19的阻抗，使得開關電路20閉合時，接收電路16的阻抗ZR和阻抗控制電路17的阻抗Zon的合成阻抗Zon〃ZR基本等於通信線路12的特徵阻抗Z0。
在本實施例中，通過該對信號線12a和12b傳輸差分信號，且檢測部分18a和18b插入於相應信號線12a和12b中。於是，接收裝置15能夠限制在差分信號的上升沿和下降沿處的差分信號振鈴振蕩。第一和第二實施例描述了相應半導體裝置的示意配置，並非始終對應於實際配置。
(第三實施例)
將參考圖4A-圖5B描述根據本發明第三實施例的接收裝置15。可以在通信網絡11中提供該接收裝置15。在圖4A所示的通信網絡11中，發射裝置14和集線器13之間的通信線路12的長度大約為4m，集線器13和接收裝置15之間的通信線路12的長度大約為2m。發射裝置14是具有匹配電路的主幹節點。接收裝置15是沒有匹配電路的分支節點。可以將通信網絡11用於FlexRay (註冊商標)，其是車載區域網(車載LAN)的一個範例。
在該對信號線12a和12b之間，並聯耦合阻抗控制電路21a、阻抗控制電路21b和接收電路16。阻抗控制電路21a包括N溝道金屬氧化物半導體場效應電晶體(N溝道M0SFET)22a。 MOSFET 22a的柵極與信號線12a耦合。MOSFET 22a的漏極通過電阻元件23a與信號線12a耦合。MOSFET 22a的源極與信號線12b耦合。MOSFET 22a的背柵極通過電阻元件24a與信號線12b耦合。電阻元件23a可以耦合到MOSFET 22a的源極側。
阻抗控制電路21b包括N溝道MOSFET 22b。 MOSFET 22b的柵極與信號線12b耦合。M0SFET 22b的漏極通過電阻元件23b與信號線12b耦合。M0SFET22b的源極與信號線12a耦合，MOSFET的背柵極通過電阻元件24b與信號線12a耦合。MOSFET 22a和22b可以充當半導體開關元件。電阻元件23a和23b可以充當用於控制輸入阻抗的阻抗元件。電阻元件24a和24b可以充當用於控制對應MOSFET 22a和22b的閾值的阻抗元件。控制MOSFET 22a和22b的閾值，使得例如在信號線12a和12b之間的電勢差大於大約0. 7V或小於大約-0. 7V時，激活MOSFET 22a和22b。在通信網絡11中，在不傳輸差分信號的空閒狀態下，信號線12a和12b之間的電勢差為0V。於是，MOSFET 22a和22b可以充當檢測部分。
1在根據本實施例的接收裝置15中，阻抗控制電路21a能夠限制差分信號波形上升沿的振鈴振蕩，阻抗控制電路21b能夠限制差分信號波形下降沿的振鈴振蕩。在阻抗控制電路21a中，當信號線12a相對於信號線12b的電壓大於大約0.7V時，亦即，當信號線12a和12b之間的電勢差大於大約0. 7V吋，激活MOSFET 22a，並在信號線12a和12b之間耦合電阻元件23a。由此減小了接收電路16的輸入阻抗。在阻抗控制電路21b中，當信號線12b相對於信號線12a的電壓大於大約0.7V時，亦即，當信號線12a和12b之間的電勢差小於大約-0.7V時，激活MOSFET 22b，並在信號線12a和12b之間耦合電阻元件23b。由此減小了接收電路16的輸入阻抗。
為了驗證阻抗控制電路21a和21b的效果，可以利用HSPICE(Synopsys的註冊商標)進行模擬，如發明人所論證的，將傳輸速度設置為大約2. 5Mbps(比特每秒)，並且假設通信線路12無損耗。發射裝置14發射如圖4B所示的差分信號，其矩形波形中具有電壓變化。在接收裝置15中未提供阻抗控制電路21b和21a的情況下，如圖5A所示，發生所接收信號的振鈴振蕩。不過，在接收裝置15中提供阻抗控制電路21b和21a的情況下，如圖5B所示，可以有效地限制所接收信號的振鈴振蕩。
如上所述，根據本實施例的接收裝置15包括阻抗控制電路21a和21b。阻抗控制電路21a包括串聯耦合在信號線12a和12b之間的MOSFET 22a和電阻元件23a。可以通過MOSFET 22a的背柵極和信號線12b之間耦合的電阻元件24a控制MOSFET 22a的閾值。當所接收信號的電壓大於MOSFET 22a的閾值時，MOSFET 22a被激活，電阻元件23a被耦合在信號線12a和12b之間。於是可以立即改變接收電路16的輸入阻抗。類似地，阻抗控制電路21b包括串聯耦合在信號線12a和12b之間的MOSFET 22b和電阻元件23b。可以通過MOSFET 22b的背柵極和信號線12a之間耦合的電阻元件24b控制MOSFET 22b的閾值。當所接收信號的電壓小於MOSFET 22b的閾值時，MOSFET22b被激活，電阻元件23b被耦合在信號線12a和12b之間。於是可以立即改變接收電路16的輸入阻抗。
在根據第三實施例的第一變型的接收裝置15w中，如圖6A所示，電阻元件24a和24b的每一個都具有大約100k Q的電阻值，電阻元件23a和23b的每一個都具有電阻值Rx。如圖6B所示，接收裝置15w可以用於通信網絡lla，並可以通過通信線路12與發射裝置14w耦合。接收裝置15w和發射 裝置14w之間的通信線路12的長度大約為3m。
如圖6C所示，發射裝置14包括矩形波發生器50a和50b,電阻元件 51a和51b、電容器52和電阻元件53。矩形波發生器50a和電阻元件51a 與信號線12a耦合。矩形波發生器50b和電阻元件51b與信號線12b耦合。 電容器52和電阻元件53耦合於信號線12a和12b之間。電阻元件51a和 51b的每一個都具有大約35 Q的電阻值，電阻元件53具有大約102 Q的電 阻值，電容器52具有大約8pF的電容。發射裝置14w發射具有如圖6D所 示的波形的信號。通信線路12的特徵阻抗大約為102 Q 。
將接收裝置15w的電阻元件23a和23b的每個的電阻值Rx設置為0 Q 、 大約100Q、大約200Q、大約500Q、大約lk Q和大約100k Q 。當電阻值 Rx設置在從0Q到大約500Q的範圍中時，如圖7A和7B所示，可以限制過 衝和下衝的反彈。於是，在圖6B所示的通信網絡中，在電阻元件23a和23b 的電阻值Rx小於或等於通信線路12阻抗的大約5倍時，即大約為510 Q時， 可以有效地減小差分信號波形的振鈴振蕩。
在根據第三實施例的接收裝置15中，可以通過例如用於形成互補金屬 氧化物半導體(CMOS)的工藝形成阻抗控制電路21a和21b的每一個。根據 對比例的接收裝置315包括阻抗控制電路21a和21b以及接收電路16。在 接收裝置315的阻抗控制電路21b的邊界(其對應於圖4C中的區域IV)中， 如圖8A所示，在具有p導電類型的襯底60中形成N溝道MOSFET 70和P 溝道M0SFET 80。 N溝道M0SFET 70對應於圖4C所示的MOSFET 22b。 P溝 道M0SFET 80未在圖4C中示出。N溝道M0SFET 70包括P阱71 。P溝道M0SFET 80包括N阱81。在接收裝置315中，如圖8B所示，應當通過電阻元件24b 與信號線12a耦合的N溝道M0SFET 70(M0SFET 22b)的P阱71可能會通過 襯底60短接到地。
在根據第三實施例的第二變型的接收裝置15x中，如圖9A所示，在襯 底60和P阱71之間設置N阱72。在這種情況下，在N阱72和襯底60之 間提供了PN結，由此，如圖9B所示，可以限制P阱71短接到地。接收裝 置15x包括由P阱71、 N阱72和襯底60配置成的雙極結構。於是，接收 裝置15x存在可能發生寄生行為(parasitic behavior)的問題。然而，通過將N阱72的電勢固定在高電壓，例如電源電壓Vdd，可以減輕寄生行為。在接收裝置15x中，通過襯底60將N阱72與N阱81分開。或者，N阱72和N阱81可以併為一體。
在根據第三實施例的第三變型的接收裝置15y中，如圖IOA所示，在襯底60上設置掩埋絕緣層61，在掩埋絕緣層61上設置P阱71和N阱81。此外，例如通過溝槽62使P阱71與N阱81隔離開。因為N溝道MOSFET 70與其他組件隔離，所以如圖IOB所示可以限制短接到地。襯底60也可以具有n導電類型。襯底60可以不和地耦合。
在根據第三實施例的第四變型的接收裝置15z中，在P阱71和掩埋絕緣層61之間以及N阱81和掩埋絕緣層61之間設置p導電類型的層63。在這種情況下同樣可以限制短接到地。層63也可以具有n導電類型。層63的電勢可以不固定。
(第四實施例)
將參考圖12描述根據本發明第四實施例的接收裝置15a。接收裝置15a包括阻抗控制電路25a和25b。阻抗控制龜路25a包括MOSFET 22a，阻抗控制電路25b包括M0SFET 22b。M0SFET 22a的柵極與信號線12a耦合。M0SFET22a的漏極通過電阻元件23a與信號線12a耦合。MOSFET 22a的源極與信號線12b耦合。阻抗控制電路25a還包括串聯耦合在信號線12a和12b之間的電阻元件26a和27a。 MOSFET 22a的背柵極與電阻元件26a和27a的公共連接點耦合。MOSFET 22b的柵極與信號線12b耦合。MOSFET 22b的漏極通過電阻元件23b與信號線12b耦合。MOSFET 22b的源極與信號線12a耦合。阻抗控制電路25b還包括串聯耦合在信號線12a和12b之間的電阻元件26b和27b。 MOSFET 22b的背柵極與電阻元件26b和27b的公共連接點耦合。電阻元件26a和26b的每一個都具有電阻值Rl。電阻元件27a和27b的每一個都具有電阻值R2。將電阻值Rl和R2設置為高值，使得電阻元件26a、 26b、 27a和27b不影響接收裝置15a的差分阻抗。
在接收裝置15a中，可以利用確定MOSFET 22a背柵極電壓的電阻元件26a和電阻元件27a的部分電壓比來控制MOSFET 22a的閾值。可以利用確定MOSFET 22b背柵極電壓的電阻元件26b和電阻元件27b的部分壓比控制MOSFET 22b的閾值電壓。在接收裝置15a中，阻抗控制電路25a和25b的每一個的邊界可以具 有類似於圖9A、圖IOA或圖ll所示的CMOS結構的結構。 (第五實施例)
將參考圖13描述根據本發明第五實施例的接收裝置15b。接收裝置15b 包括阻抗控制電路28a和28b。阻抗控制電路28a包括MOSFET 22a，阻抗 控制電路28b包括MOSFET 22b。阻抗控制電路28a還包括串聯耦合於信號 線12a和12b之間的電阻元件29a和30a。電阻元件29a和30a可以充當柵 極偏置電路。MOSFET 22a的柵極與電阻元件29a和30a的公共連接點耦合。 MOSFET 22a的漏極通過電阻元件23a與信號線12a耦合。MOSFET 22a的源 極與信號線12b耦合。MOSFET 22a的背柵極通過電阻元件24a與信號線12b 耦合。阻抗控制電路28b還包括串聯耦合於信號線12a和12b之間的電阻 元件29b和30b。電阻元件29b和30b可以充當柵極偏置電路。MOSFET 22b 的柵極與電阻元件29b和30b的公共連接點耦合。MOSFET 22b的漏極通過 電阻元件23b與信號線12b耦合。MOSFET 22b的背柵極通過電阻元件24b 與信號線12a耦合。將電阻元件29a、 29b、 30a和30b的電阻值設置為高 值，使得電阻元件29a、 29b、 30a和30b不影響接收裝置15b的差分阻抗。
在接收裝置15b中，可以利用確定MOSFET 22a柵極電壓的電阻元件29a 和電阻元件30a的部分電壓比來控制MOSFET 22a的閾值。此外，可以利用 確定MOSFET 22b柵極電壓的電阻元件29b和電阻元件30b的部分電壓比來 控制MOSFET 22b的閾值。可以通過相應地設置部分電壓比在線性區域中激 活MOSFET 22a和22b的每一個。由此，可以如圖2所示以一定斜率改變輸 入阻抗。在接收裝置15b中，可以去掉電阻元件24a和24b，可以僅通過電 阻元件29a、 29b、 30a和30b控制閾值。
在接收裝置15b中，阻抗控制電路28a和28b的每一個的邊界可以具 有類似於圖9A、圖10A或圖11所示的CMOS結構的結構。
(第六實施例)
將參考圖14描述根據本發明第六實施例的接收裝置15c。接收裝置15c 包括阻抗控制電路31a和31b。阻抗控制電路31a包括NPN電晶體32a。阻 抗控制電路31b包括NPN電晶體32b。 NPN電晶體32a和32b可以充當半導 體開關元件。電晶體32a的發射極與信號線12b耦合。電晶體32a的集電極通過電阻元件33a與信號線12a耦合。電晶體32a的基極通過電阻元件 34a與信號線12a耦合。電晶體32b的發射極與信號線12a耦合。電晶體 32b的集電極通過電阻元件33b與信號線12b耦合。電晶體32b的基極通過 電阻元件34b與信號線12b耦合。電阻元件33a和33b可以充當阻抗元件。 電阻元件34a和34b可以充當基極偏置電路。
在阻抗控制電路31a中，當信號線12a相對於信號線12b的電壓大於 大約0.7V時，基極電流流動，激活電晶體32a。由此，電阻元件33a被耦 合在信號線12a和12b之間，減小了接收電路16的輸入阻抗。此外，在阻 抗控制電路31b中，當信號線12b相對於信號線12a的電壓大於大約0. 7V 時，激活電晶體32b，電阻元件33b被耦合在信號線12a和12b之間。由此 減小了接收電路16的輸入阻抗。於是，在接收裝置15c中，可以獲得與圖 4C所示的接收裝置15效果類似的效果。
(第七實施例)
將參考圖15描述根據本發明第七實施例的接收裝置15d。接收裝置15d 包括阻抗控制電路35a和35b。阻抗控制電路35a包括串聯耦合的二極體 36a和電阻元件37a。 二極體36a可以充當半導體開關元件。電阻元件37a 可以充當阻抗元件。二極體36a的陽極與信號線12a耦合。二極體36a的 陰極通過電阻元件37a與信號線12b耦合。阻抗控制電路35b包括串聯耦 合的二極體36b和電阻元件37b。 二極體36b可以充當半導體開關元件。電 阻元件37b可以充當阻抗元件。二極體36b的陽極與信號線12b耦合。二 極管36b的陰極通過電阻元件37b與信號線12a耦合。
在阻抗控制電路35a中，當信號線12a相對於信號線12b的電壓大於 正向閾值電壓，例如大約0.7V時，激活二極體36a，電阻元件37a被耦合 在信號線i2a和12b之間。於是，可以由二極體36a的導通電阻和電阻元 件37a的電阻來減小接收電路16的輸入阻抗。此外，在阻抗控制電路35b 中，當信號線12b相對於信號線12a的電壓大於大約0.7V時，激活二極體 36b,電阻元件37b被耦合在信號線12a和12b之間。於是，可以由二極體 36b的導通電阻和電阻元件37b的電阻來減小接收電路16的輸入阻抗。於 是，在接收裝置15d中，可以獲得與圖4C所示的接收裝置15效果類似的 效果。此外，與接收裝置15的電路配置相比可以簡化接收裝置15d的電路配置。
(第八實施例)
將參考圖16描述根據本發明第八實施例的接收裝置15e。接收裝置15e 包括阻抗控制電路38。阻抗控制電路38包括齊納二極體39a和39b以及電 阻元件40。齊納二極體39a和39b可以充當半導體開關元件。電阻元件40 可以充當阻抗元件。在這種情況下，共同的配置對應於傳輸信號的上升沿 和下降沿。
在阻抗控制電路38中，當信號線12a相對於信號線12b的電壓大於齊 納二極體39b的正向閾值電壓Vf和齊納二極體39a的齊納電壓Vz之和時， 激活齊納二極體39a和39b，電阻元件40被耦合在信號線12a和12b之間。 於是，可以由齊納二極體39a的導通電阻、齊納二極體39b的導通電阻和 電阻元件40的電阻來減小接收電路16的輸入阻抗。類似地，當信號線12b 相對於信號線12a的電壓大於電壓Vf和電壓Vz之和時，激活齊納二極體 39a和39b，電阻元件40被耦合在信號線12a和12b之間。於是，在接收 裝置15e中，可以獲得與圖4C所示的接收裝置15的效果類似的效果。此 外，與接收裝置15的電路配置相比，可以簡化接收裝置15e的電路配置。
(第九實施例)
將參考圖17描述根據本發明第九實施例的接收裝置la。接收裝置la 包括接收電路2和阻抗控制電路45。阻抗控制電路45包括串聯耦合的電阻 元件41和N溝道MOSFET 42。電阻元件41可以充當阻抗元件。N溝道MOSFET 可以充當半導體開關元件。MOSFET 42的背柵極通過電阻元件43與地耦合。 MOSFET 42的柵極與設置於通信線路3上的電流傳感器耦合。電流傳感器 44可以充當檢測部分。
在通過通信線路3傳輸信號且電流傳感器44檢測到的電流值大於閾值 時，激活MOSFET 42，並向電阻元件41供應電流。由此可以改變接收電路 2的輸入阻抗以匹配通信線路3的特徵阻抗Z0。結果，可以限制信號的振 鈴振蕩。
(第十實施例)
將參考圖18-圖21描述根據本發明第十實施例的半導體裝置100。 該半導體裝置100可以提供於車輛內並可以與差分通信線路耦合。由一對相導體BP和BM配置出差分通信線路。
半導體裝置100包括輸入電路。輸入電路包括擊穿元件110a和110b 以及阻抗控制電路120。
擊穿元件110a耦合在相導體BP和地線之一之間。擊穿元件110b耦合 在相導體BM和地線之一之間。當相導體BP和BM被施加電壓大於預定電壓 的電湧時，擊穿元件110a和110b被擊穿，使得電湧電流流入地線。擊穿 元件llOa包括串聯對稱耦合的水平MOSFET 130a和130b。擊穿元件110b 包括串聯對稱耦合的水平MOSFET 130c和130d。在圖18和圖19所示的半 導體裝置100中，擊穿元件110a耦合在相導體BP和地線之間，擊穿元件 llOb耦合在相導體BM和地線之間。或者，擊穿元件110a和110b的至少一 個可以耦合在相應的相導體BP和BM和電源線之間。在這種情況下，當相 導體BP和BM被施加電壓大於預定電壓的電湧時，電湧電流流入電源線。
在半導體裝置100正常工作時，擊穿元件110a和110b不影響半導體 裝置100的工作。當相導體BP和BM被施加電湧時，擊穿元件110a和110b
被擊穿，使得電湧電流流入地線或電源線。
阻抗控制電路120耦合在相導體BP和BM之間。當相導體BP和BM之 間的電勢差大於預定電壓時，阻抗控制電路120的阻抗減小。圖19所示的 阻抗控制電路120包括M0SFET 140a和140b。或者，阻抗控制電路120可
以包括雙極電晶體。
在從相導體BP和BM向阻抗控制電路120輸入如圖22A所示的振鈴振 蕩信號時，阻抗控制電路120減小其阻抗，以便如圖22B所示限制信號的
振鈴振蕩。由此，可以限制由于振鈴振蕩導致的半導體裝置ioo的故障。
在阻抗控制電路120中，檢測相導體BP和BM之間的電勢差，並根據 該電勢差控制相導體BP和BM之間的阻抗。當相導體BP和BM之間的電勢 差低時，相導體BP和BM之間的阻抗被增大，開關速度提高。當該電勢差 大於預定電壓時，阻抗被減小，開關速度降低。由此減小了電壓的振鈴振 蕩並減小了噪聲。此外，相導體BP和BM之間的電勢差可以維持在通信所 需的值。
如上所述，擊穿元件110a包括串聯對稱耦合的M0SFET 130a和130b， 擊穿元件110b包括串聯對稱耦合的MOSFET130c和130d。於是，擊穿元件110a和110b能夠對相導體BP和BM的每一個的信號都具有正電壓和負電壓 的情況做出響應。
半導體裝置100包括如圖20所示的具有絕緣體上矽結構(SOI結構)的 半導體襯底101。半導體襯底101包括掩埋氧化物層102。在半導體襯底101 中提供隔離溝槽(isolation trench) 160a，使之延伸到掩埋氧化物層102。 水平MOSFET 130a、 130b、 130c和130d位於被隔離溝槽160a圍繞的相應 SOI區域。在擊穿元件110a的MOSFET 130a所在的SOI區域中，設置第一 接觸區150a、第二接觸區150b和第三接觸區150c。第一接觸區150a是 MOSFET 130a的漏極區。第二區150b是MOSFET 130a的源極區。第一接觸 區150a和第三接觸區150c位於第二接觸區150b的相對側。第一接觸區150a 與相導體BP耦合。第二接觸區150b與地線耦合。第三接觸區150c與線SP 耦合。線SP耦合擊穿元件110a和阻抗控制電路120。在擊穿元件110b的 MOSFET 130c所在的SOI區域中，設置第一接觸區150d、第二接觸區150e 和第三接觸區150f 。第一接觸區150d是MOSFET 130c的漏極區。第二接觸 區150e是MOSFET 130c的源極區。第一接觸區150d和第三接觸區150f位 於第二接觸區150e的相對側。第一接觸區150d與相導體BM耦合。第二接 觸區150e與地線耦合。第三接觸區150f與線SM耦合。線SM耦合擊穿元 件llOb和阻抗控制電路120。
在半導體裝置100中，與相應相導體BP和BM耦合的第一接觸區150a 和150d被施加電湧，電湧電流迅速從第一接觸區150a和150d流到與地線 或電源線耦合的對應第二接觸區150b和150e。於是，限制了電湧電流流到 與阻抗控制電路120耦合的第三接觸區150c和150f。結果，半導體裝置 100限制電湧電流流到內部電路和阻抗控制電路120。因此，防止了阻抗控 制電路120被電湧電流損壞。
如上所述，半導體裝置100與差分通信線路耦合。在差分通信線路的 相導體BP和BM被施加電湧時，可以限制電湧電流流入半導體裝置100。此 夕卜，可以限制來自相導體BP和BM的輸入信號的振鈴振蕩。於是，可以限 制由于振鈴振蕩導致的半導體裝置100的故障。
(第十一實施例) .
將參考圖23-圖25描述根據本發明第十一實施例的半導體裝置lOOa。在圖24所示的半導體裝置100a的截面圖中，為了簡化，未示出阻抗控制 電路120。
半導體裝置100a包括擊穿元件110c和110d以及阻抗控制電路120。 擊穿元件110c包括水平M0SFET 130a。擊穿元件110d包括水平M0SFET 130c。 在相導體BP和BM的每一個的輸入信號僅具有正電壓和負電壓之一的情況 下，擊穿元件110c和llOd的每一個都可以僅利用一個電晶體將電湧電流 引入地線或電源線。
如圖24所示，在擊穿元件110c的MOSFET 130a所在的SOI區域中， 設置第一接觸區150a、第二接觸區150b和第三接觸區150c。第一接觸區 150a和第三接觸區150c位於第二接觸區150b的相對側。第一接觸區150a 與相導體BP耦合。第二接觸區150b與地線耦合。第三接觸區150c與線SP 耦合。線SP耦合擊穿元件110c和阻抗控制電路120。在擊穿元件110d的 MOSFET 150c所在的SOI區域中，設置第一接觸區150d、第二接觸區150e 和第三接觸區150f。第一接觸區150d和第三接觸區150f位於第二接觸區 150e的相對側。第一接觸區150d與相導體BM耦合。第二接觸區150e與地 線耦合。第三接觸區150f與線SM耦合。線SM耦合擊穿元件110d和阻抗 控制電路120。於是，半導體裝置100a以類似於半導體裝置100的方式限 制電湧電流流入內部電路和阻抗控制電路120。因此，防止了阻抗控制電路 120被電湧電流損壞。
與圖18-圖21所示的半導體裝置100相比，圖23-圖25所示的半導體 裝置100a具有簡單結構。於是，將參考圖23-圖25描述半導體裝置100和 100a的示範性效應。在半導體裝置100a中的擊穿元件110c中，當向相導 體BP施加具有正電壓的ESD電湧時，從第一接觸區150a(漏極區n+)通過 漏極區n向半導體襯底101(SOI層n-)施加ESD電湧。然後，在半導體襯底 101和水平MOSFET 130a的主體區p之間發生擊穿，電湧電流經過第二接觸 區(源極區)150b流到以低阻抗耦合的地線或電源。
第三接觸區(擴散層n+) 150c位於電湧電流的上述路徑外部，並通過線 SP與阻抗控制電路120耦合。於是，電湧電流的大部分流到第二接觸區(源 極區)150b，限制了電湧電流流到阻抗控制電路120。第三接觸區150c經過 具有n導電類型的半導體襯底101與第一接觸區(漏極區n+) 150a耦合。第一接觸區150a與相導體BP耦合。於是，相導體BP的電勢基本類似於與阻 抗控制電路120耦合的線SP的電勢。在上述方法中，在半導體裝置100a 中，可以防止阻抗控制電路120被電湧電流損壞。半導體裝置100a的擊穿 元件110d可以以類似於擊穿元件110c的方式工作。
在半導體裝置100a中，通過線SP將相導體BP的電勢引入阻抗控制電 路120，並通過線SM將相導體BM的電勢引入阻抗控制電路120。然後，基 於相導體BP和BM之間的電勢差，即線SP和SM之間的電勢差，控制阻抗 控制電路120的阻抗。
(第十二實施例)
將參考圖26和圖27描述根據本發明第十二實施例的半導體裝置100b。
半導體裝置100b包括擊穿元件110e和110f以及阻抗控制電路120。 擊穿元件110e包括串聯對稱耦合的二極體170a和170b。擊穿元件110f包 括串聯對稱耦合的二極體170c和170d。
在擊穿元件110e的二極體170a所在的SOI區域中，設置第一接觸區 150a、第二接觸區150b和第三接觸區150c。第一接觸區150a是二極體170a 的陰極區。第二接觸區150b是二極體170a的陽極區。第一接觸區150a和 第三接觸區150c位於第二接觸區150b的相對側。第一接觸區150a與相導 體BP耦合。第二接觸區150b與地線耦合。第三接觸區150c與線SP耦合。 線SP耦合擊穿元件110e和阻抗控制電路120。在擊穿元件110f的二極體 170c所在的SOI區域中，設置第一接觸區150d、第二接觸區150e和第三 接觸區150f 。第一接觸區150d是二極體170c的陰極區。第二接觸區150e 是二極體170c的陽極區。第一接觸區150d和第三接觸區150f位於第二接 觸區150e的相對側。第一接觸區150d與相導體BM耦合。第二接觸區150e 與地線耦合。第三接觸區150f與線SM耦合。線SM耦合擊穿元件110f和 阻抗控制電路120。於是，半導體裝置100b以類似於半導體裝置100的方 式限制電湧電流流入內部電路和阻抗控制電路120。因此，防止了阻抗控制 電路120被電湧電流損壞。
如上所述，擊穿元件110e包括串聯對稱耦合的二極體170a和170b， 擊穿元件110f包括串聯對稱耦合的二極體170c和170d。於是，擊穿元件 110e和110f能夠對應於相導體BP和BM的每一個的信號都具有正電壓和負電壓的情況。在相導體BP和BM的每一個的輸入信號僅具有正電壓和負電 壓之一的情況下，擊穿元件llOe和llOf的每一個都可以以類似於半導體 裝置100a的方式僅利用一個二極體將電湧電流引入地線或電源線。 (第十三實施例)
將參考圖28描述根據本發明第十三實施例的半導體裝置100c。 半導體裝置100c包括擊穿元件llOg和UOh以及阻抗控制電路120。 擊穿元件110g包括水平M0SFET 130a。擊穿元件110h包括水平M0SFET 130c。 在擊穿元件110g中，在第二接觸區150b和第三接觸區150c之間提供隔離 溝槽160b，以便切斷第二接觸區150b和第三接觸區150c之間的最短電流 路徑。同樣在擊穿元件110h中，在第二接觸區150e和第三接觸區150f之 間提供隔離溝槽160b，以便切斷第二接觸區150e和第三接觸區150f之間 的最短電流路徑。隔離溝槽160b的每一個都不到達掩埋氧化物層102。由 於隔離溝槽160b的原因，半導體裝置100c可以比半導體裝置100a更有效 地限制電湧電流流入阻抗控制電路120和內部電路。 (第十四實施例)
將參考圖29描述根據本發明第十四實施例的半導體裝置100d。 半導體裝置100d包括擊穿元件110i和110j以及阻抗控制電路120。 擊穿元件110i包括水平M0SFET 130a。擊穿元件110j包括水平M0SFET 130c。 在擊穿元件110i中，在第二接觸區150b和第三接觸區150c之間提供隔離 溝槽160c，以便切斷第二接觸區150b和第三接觸區150c之間的最短電流 路徑。在擊穿元件110i中，在第二接觸區150e和第三接觸區150f之間提 供隔離溝槽160c,以便切斷第二接觸區150e和第三接觸區150f之間的最 短電流路徑。隔離溝槽160c的每一個都從隔離溝槽160c向半導體襯底101 的內部延伸。
由於隔離溝槽160c的原因，半導體裝置100d可以比半導體裝置100a 更有效地限制電湧電流流入阻抗控制電路120和內部電路。可以在提供隔 離溝槽160a的時候提供隔離溝槽160c。於是可以降低半導體裝置100d的 製造成本。可以利用隔離溝槽160c的間距控制第一接觸區150a和第三接 觸區150c之間的阻抗以及第一接觸區150d和第三接觸區150f之間的阻抗。
(第十五實施例)將參考圖30描述根據本發明第十五實施例的半導體裝置lOOe。 半導體裝置lOOe包括擊穿元件110k和110m以及阻抗控制電路120。 擊穿元件110k包括水平MOSFET 130a。擊穿元件110m包括水平M0SFET 130c。 在擊穿元件110k中，在第二接觸區150b和第三接觸區150c之間提供隔離 溝槽160d，以便切斷第二接觸區150b和第三接觸區150c之間的最短電流 路徑。在擊穿元件110m中，在第二接觸區150e和第三接觸區150f之間提 供隔離溝槽160d，以便切斷第二接觸區150e和第三接觸區150f之間的最 短電流路徑。隔離溝槽160d的每一個都從隔離溝槽160c向半導體襯底101 的內部延伸。
由於隔離溝槽160d的原因，半導體裝置100e可以比半導體裝置100a 更有效地限制電湧電流流入阻抗控制電路120和內部電路。可以在提供隔 離溝槽160a的時候提供隔離溝槽160d。於是可以降低半導體裝置100e的 製造成本。可以利用隔離溝槽160d的間距控制第一接觸區150a和第三接 觸區150c之間的阻抗以及第一接觸區150d和第三接觸區150f之間的阻抗。
(第十六實施例)
將參考圖31描述根據本發明第十六實施例的半導體裝置100f 。
半導體裝置100f包括擊穿元件110n和110p以及阻抗控制電路120。 擊穿元件110n包括水平M0SFET 130a。擊穿元件110p包括水平M0SFET 130c。 在擊穿元件110n中，在第二接觸區150b和第三接觸區150c之間設置擴散 層180，以便切斷第二接觸區150b和第三接觸區150c之間的最短電流路徑。 在擊穿元件110p中，在第二接觸區150e和第三接觸區150f之間設置擴散 層180，以便切斷第二接觸區150e和第三接觸區150f之間的最短電流路徑。 擴散層180的每一個都具有與半導體襯底101相對的導電類型。
由於擴散層180的原因，半導體裝置100d可以比半導體裝置100a更 有效地限制電湧電流流入阻抗控制電路120和內部電路。
(其他實施例)
儘管已經參考附圖結合其示範性實施例全面描述了本發明，但要指出 各種更改和變型對於本領域的技術人員而言將是顯然的。
例如，在根據第一到第九實施例的接收裝置中，只要可以限制信號的 振鈴振蕩，輸入阻抗可以不與通信線路的特徵阻抗匹配。可以增大輸入阻抗。在圖4A所示的接收裝置15和圖13所示的接收裝置15b中，如果不需 要在背柵極一側控制閾值電壓，就可以去掉電阻元件24a和24b。 MOSFET 的導通電阻可以是阻抗元件。在接收裝置15d中，可以去掉電阻元件37a 和37b，並可以利用二極體36a和36b的導通電阻改變輸入阻抗。在接收裝 置15e中，可以去掉電阻元件40，並可以利用齊納二極體39a和39b的導 通電阻改變輸入阻抗。可以提供P溝道M0SFET來取代上述的N溝道MOSFET。 可以提供PNP電晶體來取代上述NPN電晶體。
當檢測部分檢測的物理值為電流時，可以在通信線路中插入用於檢測 電流的電阻元件。當檢測部分檢測的物理值為電功率時，可以計算電壓和 電流之積。可以設置電壓、電流和電功率每者的閾值。在這種情況下，可 以基於結果的組合，例如"與"條件或"或"條件，來操作阻抗控制電路。
在圖28-圖31所示的半導體裝置100c-100f中，擊穿元件的每一個包 括一個水平M0SFET。或者，擊穿元件還可以包括兩個串聯對稱耦合的水平 M0SFET。或者，擊穿元件的每一個可以包括至少一個二極體。同樣在這種 情況下，通過提供隔離溝槽160b-160d和擴散層180的至少一種可以獲得 類似於半導體裝置100c-100f的效果的效果。
在半導體裝置100-100f的每一個中，使用了具有S0I結構的半導體襯 底101。或者，半導體襯底101可以由體矽單晶襯底製成，且可以通過PN 結將每個元件彼此絕緣。
上述接收裝置和半導體裝置的應用不限於車載LAN。可以將上述接收裝 置和上述半導體裝置用於使用有線通信線路的通信。
權利要求
1、一種與通信線路(3，12)耦合的接收裝置(1，15)，其包括接收電路(2，16)，用於接收通過所述通信線路(3，12)傳輸的信號；以及與所述接收電路(2，16)耦合的阻抗控制電路(4，17)，所述阻抗控制電路(4，17)具有檢測部分(5，18a，18b)，其中所述檢測部分(5，18a，18b)用於檢測所述信號的物理值；所述物理值包括電壓、電流和電功率中的至少一種；以及所述阻抗控制電路(4，17)用於基於所述檢測值改變輸入阻抗，以便減小所述信號的振鈴振蕩。
2、 根據權利要求l所述的接收裝置(l， 15)，其中 在所述檢測值大於閾值時，所述阻抗控制電路(4， 17)改變所述輸入阻抗。
3、 根據權利要求l所述的接收裝置(l， 15)，其中 所述阻抗控制電路(4， 17)改變所述輸入阻抗，使得所述輸入阻抗匹配所述通信線路(3， 12)的特徵阻抗。
4、 根據權利要求1所述的接收裝置(15)，其中-所述通信線路(12)由用於傳輸差分信號的第一信號線(12a)和第二信號線(12b)形成；所述檢測部分(18a， 18b)包括第一檢測元件(18a)和第二檢測元件 (18b);所述第一檢測元件(18a)插入所述第一信號線(12a)中，用於檢測通過 所述第一信號線傳輸的所述差分信號的物理值；以及所述第二檢測元件(18b)插入所述第二信號線(12b)中，用於檢測通過 所述第二信號線傳輸的所述差分信號的物理值。
5、 根據權利要求4所述的接收裝置(15)，其中所述第一檢測元件(18a)和所述第二檢測元件(18b)檢測的所述物理值 為電壓；在所述第一信號線(12a)和所述第二信號線(12b)之間的電勢差大於第 一閾值或小於第二閾值時，所述阻抗控制電路(17)改變所述輸入阻抗；以 及所述第一閾值為正值，所述第二閾值為所述第一閾值的負值。
6、 根據權利要求1-5的任一項所述的接收裝置(1， 15)，其中 所述阻抗控制電路(4， 17)包括半導體開關元件(7， 20)。
7、 根據權利要求6所述的接收裝置(1， 15)，其中 所述阻抗控制電路(4， 17)還包括阻抗元件(6， 19);以及 所述阻抗元件(6， 9)與所述半導體開關元件(7， 20)串聯耦合。
8、 根據權利要求6所述的接收裝置(15)，其中 所述半導體開關元件包括金屬氧化物半導體場效應電晶體(22a， 22b)。
9、根據權利要求8所述的接收裝置(15b)，其中所述阻抗控制電路(28a， 28b)還包括柵極偏置電路(29a， 29b， 30a， 30b)、用於控制閾值的第一阻抗元件(24a， 24b)和用於控制所述輸入阻抗 的第二阻抗元件(23a， 23b);所述金屬氧化物半導體場效應電晶體(22a， 22b)與所述接收電路(16) 並聯耦合；所述金屬氧化物半導體場效應電晶體(22a, 22b)的背柵極通過所述第 一阻抗元件(24a， 24b)耦合到所述金屬氧化物半導體場效應電晶體(22a， 22b)的源極側；所述金屬氧化物半導體場效應電晶體(22a， 22b)的柵極通過所述柵極 偏置電路(29a， 29b， 30a， 30b)耦合到所述金屬氧化物半導體場效應晶體 管(22a， 22b)的漏極側；以及所述第二阻抗元件(23a， 23b)耦合到所述金屬氧化物半導體場效應晶 體管(22a， 22b)的所述源極側和所述漏極側中的一個。
10、 根據權利要求6所述的接收裝置(15c)，其中 所述半導體開關元件包括雙極電晶體(32a， 32b)。
11、 根據權利要求10所述的接收裝置(15c)，其中 所述阻抗控制電路(31a， 31b)還包括用於控制所述輸入阻抗的阻抗元件(33a， 33b)和基極偏置電路(34a， 34b);所述雙極電晶體(32a， 32b)與所述接收電路(16)並聯耦合； 所述雙極電晶體(32a， 32b)的基極通過所述基極偏置電路(34a, 34b)耦合到所述雙極電晶體(32a， 32b)的集電極側；以及所述阻抗元件(33a， 33b)耦合到所述雙極電晶體(32a， 32b)的集電極側和發射極側中的一個。
12、 根據權利要求1-5的任一項所述的接收裝置(15d)，其中 所述阻抗控制電路(35a， 35b)包括二極體(36a， 36b);以及 所述二極體(36a, 36b)與所述接收電路(16)並聯耦合。
13、 根據權利要求12所述的接收裝置(15d)，其中 所述阻抗控制電路(35a， 35b)還包括阻抗元件(37a， 37b);以及 所述阻抗元件(37a， 37b)與所述二極體(36a， 36b)串聯耦合。
14、 根據權利要求1-5的任一項所述的接收裝置(15e)，其中 所述阻抗控制電路(38)包括兩個齊納二極體(39a， 39b); 所述兩個齊納二極體(39a， 39b)與所述接收電路(16)並聯耦合；以及 所述兩個齊納二極體中的一個(39a)在與所述兩個齊納二極體中的另一個(3%)相對的方向上耦合。
15、 根據權利要求14所述的接收裝置(15e)，其中所述阻抗控制電路(38)還包括阻抗元件(40);以及 所述阻抗元件(40)與所述兩個齊納二極體(39a， 39b)串聯耦合。
16、 一種與一對相導體(BP， BM)形成的差分通信線路耦合的半導體裝 置(IOO)，其包括耦合於所述一對相導體(BP， BM)之間的阻抗控制電路(120)，所述阻抗 控制電路(120)用於在所述一對相導體(BP， BM)之間的電勢差大於預定第一 電壓時減小所述阻抗控制電路(120)的阻抗；以及耦合於所述一對相導體(BP， BM)中的一個和地線與電源線中的一個之 間的擊穿元件(110a， 110b)，所述擊穿元件(110a， 110b)在電壓大於預定 第二電壓的電湧被施加到所述一對相導體(BP， BM)中的所述一個時發生擊 穿，使得所述電湧流入所述地線和所述電源線中的所述一個，所述擊穿元 件(110a， 110b)包括半導體襯底(101)以及設置於所述半導體襯底(101)中 的第一接觸區(150a， 150d)、第二接觸區(150b， 150e)和第三接觸區(150c， 150f)，其中所述第一接觸區(150a， 150d)與所述一對相導體(BP， BM)中的所述一 I稱pi ;所述第二接觸區(150b， 150e)與所述地線和所述電源線中的所述一個 親合；所述第三接觸區(150c， 150f)與所述阻抗控制電路(120)耦合；以及 所述第一接觸區(150a， 150d)和所述第三接觸區(150c， 150f)設置於 所述第二接觸區(150b， 150e)的相對側。
17、 根據權利要求16所述的半導體裝置(100， 100b)，其中 所述擊穿元件(110a， 110b， 110e， 110f)包括串聯對稱耦合的兩個水平金屬氧化物半導體場效應電晶體(130a-130d)或兩個二極體 (170a-170d)。
18、 根據權利要求16所述的半導體裝置(100a， 100b)，其中 所述擊穿元件(110c-110f)包括水平金屬氧化物半導體場效應電晶體(130a， 130c)和二極體(170a-170d)中的一種。
19、 根據權利要求16所述的半導體裝置(100)，其中 所述半導體襯底(101)具有絕緣體上矽結構，並包括掩埋氧化物層(102)和延伸到所述掩埋氧化物層(102)的隔離溝槽(160a);所述擊穿元件(110a， 110b)包括設置於由所述隔離溝槽(160a)圍繞的 絕緣體上矽區域中的水平金屬氧化物半導體場效應電晶體(130a， 130c);所述第一接觸區(150a， 150d)是所述水平金屬氧化物半導體場效應晶 體管(130a， 130c)的漏極區;所述第二接觸區(150b， 150e)是所述水平金屬氧化物半導體場效應晶 體管(130a， 130c)的源極區；以及所述第三接觸區(150c， 150f)設置於所述絕緣體上矽區域中。
20、 根據權利要求16所述的半導體裝置(100b)，其中 所述半導體襯底(101)具有絕緣體上矽結構，並包括掩埋氧化物層(102)和延伸到所述掩埋氧化物層(102)的隔離溝槽(160a);所述擊穿元件(110a， 110f)包括設置於由所述隔離溝槽(160a)圍繞的絕緣體上矽區域中的二極體(170a， 170c);所述第一接觸區(150a， 150d)是所述二極體(170a， 170c)的陰極區； 所述第二接觸區(150b， 150e)是所述二極體(170a， 170c)的陽極區；以及所述第三接觸區(150c， 150f)設置於所述絕緣體上矽區域中。
21、 根據權利要求16-20的任一項所述的半導體裝置(100c)，其中 所述擊穿元件(110g， 100h)還包括設置於所述第二接觸區(150b， 150e)和所述第三接觸區(150c， 150f)之間的溝槽(160b)。
22、 根據權利要求16-20的任一項所述的半導體裝置(100f)，其中 所述擊穿元件(110n， 110p)還包括設置於所述第二接觸區(150b， 150e)和所述第三接觸區之間的擴散層(180);以及所述擴散層(180)具有與所述半導體襯底(101)相對的導電類型。
23、 根據權利要求16-20的任一項所述的半導體裝置(100)，其中 所述阻抗控制電路(120)包括金屬氧化物半導體場效應電晶體(140a，140b)和雙極電晶體中的一種。
24、 根據權利要求16-20的任一項所述的半導體裝置(100)，其中 所述擊穿元件(110a， 110b, 110e， 110f)和所述阻抗控制電路(120)設置於車輛內。
全文摘要
本發明涉及包括阻抗控制電路的接收裝置和半導體裝置。一種接收裝置(1，15)包括接收電路(2，16)和阻抗控制電路(4，17)。接收電路(2，16)接收通過通信線路(3，12)傳輸的信號。阻抗控制電路(4，17)與接收電路(2，16)耦合併具有檢測部分(5，18a，18b)。該檢測部分(5，18a，18b)檢測信號的物理值，該物理值包括電壓、電流和電功率中的至少一種。該阻抗控制電路(4，17)基於該檢測值改變輸入阻抗，以便減小該信號的振鈴振蕩。
文檔編號H04B3/18GK101540627SQ20091012801
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月17日 優先權日2008年3月17日
發明者中野敬志, 前田登, 尾關善彥, 近藤耕治, 鈴木洋一朗, 長瀨和義, 高橋茂樹 申請人:株式會社電裝;株式會社日本自動車部品綜合研究所