提供靜電放電防護的集成電路和靜電放電防護系統的製作方法
2023-12-02 20:13:16 1
專利名稱：提供靜電放電防護的集成電路和靜電放電防護系統的製作方法
技術領域：
概括地說，本文涉及為集成電路IC提供靜電放電ESD防護，具體地說，涉及為具有特定阻抗需求的集成電路IC的輸入和輸出提供靜電放電ESD防護。
背景技術：
集成電路IC可以從片外電子設備接收電信號。靜電放電ESD防護是無法使用大電容電路來吸收來自靜電放電ESD事件的電流的集成電路所關注的。典型地，集成電路IC的輸入和輸出接頭包括用於通過將靜電放電ESD轉接到地來防止靜電放電ESD事件對集成電路IC造成損壞的電路。然而，靜電放電ESD防護可能使得高度靈敏的輸入和輸出接頭的設計變複雜。
實用新型內容本文涉及為集成電路IC提供靜電放電ESD防護，具體地說，涉及為具有特定阻抗需求的集成電路IC的輸入和輸出提供靜電放電ESD防護。一種提供靜電放電ESD防護的集成電路1C，所述集成電路IC具有外部集成電路IC接頭、高阻抗電路、通過該高阻抗電路通信連接到外部集成電路IC接頭的偏置電路，以及連接到該偏置電路以形成從所述外部集成電路IC接頭通過高阻抗電路導向靜電放電ESD防護電路的電路分流路徑的靜電放電ESD防護電路。一種靜電放電ESD防護系統，包括麥克風電路以及如上所述的集成電路1C，其中所述集成電路IC包括外部集成電路IC接頭，其通信連接到所述麥克風電路；高阻抗電路；偏置電路，其通過所述高阻抗電路通信連接到所述外部集成電路IC接頭；以及，靜電放電ESD防護電路，其連接到所述偏置電路，以形成從所述外部集成電路IC接頭通過所述高阻抗電路導向所述靜電放電ESD防護電路的電路分流路徑。在集成電路IC內部提供靜電放電ESD防護可以得到更為穩健的系統設計，並且由於省去用於靜電放電ESD防護的特殊封裝而減小了系統尺寸。該部分旨在提供對本專利申請的主題的概括，並非旨在提供對本實用新型的排他性或窮盡性解釋。包含具體實施方式
是為了提供與本專利申請有關的其它信息。
在附圖(其不一定按比例繪製)中，相似的數字可以描述不同的視圖中的類似部件。具有不同字母後綴的相似數字可以表示類似部件的不同例子。附圖以舉例而非限制的方式大體示出了本文中討論的各個示例。圖I是示例集成電路IC的部分的方框圖。圖2是為電路提供靜電放電ESD防護的示例方法的流程圖。圖3是另一示例集成電路IC的部分的方框圖。圖4是示例系統的部分的方框圖。
具體實施方式
用於麥克風接頭的輸入是具有特定阻抗需求的外部集成電路IC接頭的示例。因為麥克風本質上是容性裝置，接收麥克風信號的集成電路IC輸入需要是高阻抗輸入。任何對這種輸入的靜電放電ESD防護都不應該例如通過增加管腳的電容來改變該輸入的阻抗特性(profile)。這樣做是有問題的，原因在於靜電放電ESD防護電路通常利用增大輸入管腳的電容的電阻-電容(RC)觸發器。因為麥克風的特定輸入需求，集成電路IC製造者經常不在這些靈敏輸入上納入靜電放電ESD電路防護。相反，靜電放電ESD防護是通過封裝來提供的，例如，通過將麥克風和集成電路IC 一起放置在靜電放電ESD防護金屬筒或罐中來提供靜電放電ESD防護。圖I是示例集成電路IC 100的部分的方框圖。該集成電路IC 100包括內部集
成電路IC電路110的外部集成電路IC接頭105、高阻抗電路115和通過高阻抗電路115通信連接到外部集成電路IC接頭105的偏置電路120。集成電路IC還包括靜電放電ESD防護電路125，該靜電放電ESD防護電路125連接到偏置電路120，以形成從集成電路IC外部接頭105通過高阻抗電路115導向靜電放電ESD防護電路125的電路分流路徑。圖2是為集成電路IC外部接頭提供靜電放電ESD防護的示例方法200的流程圖。在方框205，將集成電路IC外部接頭通過高阻抗電路通信連接到偏置電路。該通信連接允許在外部接頭和偏置電路之間傳送信號，即便存在中間電路(例如，在高阻抗電路的情況下)也可以如此。在方框210，將偏置電路通信連接到靜電放電ESD防護電路，以形成從集成電路IC外部接頭通過高阻抗電路到靜電放電ESD防護電路的電路分流路徑(例如到地)。圖3是另一示例集成電路IC 300的部分的方框圖。在該圖中，外部集成電路IC接頭是接收電輸入信號的輸入接頭305，比如從麥克風(例如，MIC輸入)接收輸入信號的輸入接頭。偏置電路320包括被配置成將所接收的電輸入信號偏置到共模電壓的共模偏置電路。因為麥克風是容性裝置(例如，小於I皮法)，該接頭是AC連接的。來自麥克風的信號輸入在由共模電壓提供的基線的周圍變化。可以利用分壓器來設置該共模電壓。偏置電路320包括通過高阻抗電路315連接到外部集成電路IC接頭的輸出。該圖也示出了由RC觸發器構成的靜電放電ESD防護電路325的示例。電路的RC時間常數被布置(size)為反映輸入上的電壓的快速上升(例如，以傳遞具有納秒級的時間常數的電壓增大)。在該圖中可以看出，將RC觸發器直接電連接到輸入接頭305可能會增加輸入的電容，並且改變麥克風的信號。通過將靜電放電ESD防護電路325電連接到偏置電路320並且將偏置電路320通過高阻抗電路315連接到輸入接頭，來避免這種阻抗的改變。高阻抗電路315確保在麥克風的電容上的電荷不僅僅通過偏置電路320和靜電放電ESD防護電路325的一個或兩個而被釋放。另外，因為靜電放電ESD防護電路325未直接連接到輸入接頭，因此靜電放電ESD防護電路325不會由於到電路地的洩漏而促成對輸入的偏置。在一些示例中，高阻抗電路的電阻大於I吉歐(GQ)。在一些示例中，高阻抗電路315包括二極體電路，該二極體電路被配置成將由在集成電路IC外部接頭處的靜電放電ESD事件產生的電流傳導到靜電放電ESD防護電路325。高阻抗電路315中的一個或多個二極體將靜電放電ESD電流傳導到共模電壓節點。靜電放電ESD防護電路325將導通和保護集成電路IC的內部電路310。圖4是示例電子系統400的部分的方框圖。系統400包括麥克風電路430和集成電路1C。集成電路IC包括通信連接到麥克風電路430的外部集成電路IC接頭405、高阻抗電路415、通過高阻抗電路415通信連接到外部集成電路IC接頭405的偏置電路420以及靜電放電ESD防護電路425。靜電放電ESD防護電路425連接到偏置電路420，以形成從集成電路IC外部接頭通過高阻抗電路導向靜電放電ESD防護電路的電路分流路徑。靜電放電ESD防護電路425將導通和保護集成電路IC的內部電路410。 麥克風電路430可以容性連接到外部集成電路IC接頭405，在一些示例中，在外部集成電路IC接頭405處的電容小於I皮法。在一些示例中，偏置電路420包括共模偏置電路，該共模偏置電路具有通過高阻抗電路415連接到外部集成電路IC接頭405的輸出。在一些示例中，系統405被包括在語音記錄裝置中。在一些示例中，系統400被包括在蜂窩電·話中。在集成電路IC內部提供靜電放電ESD防護可以得到更為穩健的系統設計，並且由於省去用於靜電放電ESD防護的特殊封裝而減小了系統尺寸。補充注釋示例I包括如下主題(比如設備或集成電路)，該主題包括外部集成電路IC接頭、高阻抗電路、通過高阻抗電路通信連接到外部集成電路IC接頭的偏置電路，連接到偏置電路以形成電路分流路徑的靜電放電ESD防護電路。電路分流路徑從外部集成電路IC接頭通過高阻抗電路導向靜電放電ESD防護電路。在示例2中，示例I的主題可以可選地包括外部集成電路IC接頭，該外部集成電路IC接頭可以是接收電輸入信號的輸入接頭。該偏置電路可以可選地包括共模偏置電路，該共模偏置電路被配置成將所接收的電輸入信號偏置到共模電壓，並且其中偏置電路包括通過高阻抗電路連接到外部集成電路IC接頭的輸出。在示例3中，示例I和2的一個或任一組合的主題可以可選地包括具有大於I吉歐(IGQ)的電阻的高阻抗電路。在示例4中，示例1-3的一個或任一組合的主題可以可選地包括具有小於I皮法(IpF)的電容的外部集成電路IC接頭。在示例5中，示例1-4的一個或任一組合的主題可以可選地包括高阻抗電路，該高阻抗電路可包括被配置成將由在外部集成電路IC接頭處的靜電放電靜電放電ESD事件產生的電流傳導到靜電放電ESD防護電路的二極體電路。示例6可以包括如下主題，或者可以與示例1-5的一個或任一組合的主題相結合以包括如下主題(比如系統)，該主題包括麥克風電路和集成電路1C。該集成電路IC可以包括通信連接到麥克風電路的外部集成電路IC接頭、高阻抗電路、通過該高阻抗電路通信連接到外部集成電路IC接頭的偏置電路，以及連接到偏置電路以形成從外部集成電路IC接頭通過高阻抗電路導向靜電放電ESD防護電路的電路分流路徑的靜電放電ESD防護電路。在示例7中，示例6的主題可以可選地包括偏置電路,該偏置電路包括具有通過高阻抗電路連接到外部集成電路IC接頭的輸出的共模偏置電路。在示例8中，示例6和7的一個或任一組合的主題可以可選地包括可以容性連接到外部集成電路IC接頭的麥克風電路。在示例9中，示例6-8的一個或任一組合的主題可以可選地包括可以具有小於I皮法的電容的外部集成電路IC接頭。在示例10中，示例6-9的一個或任一組合的主題可以可選地包括可以具有大於I吉歐的電阻的高阻抗電路，。在示例11中，示例6-10的一個或任一組合的主題可以可選地包括高阻抗電路，該高阻抗電路包括二極體電路，該二極體電路被配置成將由在外部集成電路IC接頭處的靜電放電ESD事件產生的電流傳導到靜電放電ESD防護電路。在示例12中，示例6-11的一個或任一組合的主題可以可選地包括被包括在蜂窩電話中的系統。在示例13中，示例6-12的一個或任一組合的主題可以可選地包括被包括在語音 記錄裝置中的系統。示例14可以包括如下主題，或者可以與示例1-13的一個或任一組合的主題相結合以包括如下主題(比如方法，用於執行操作的單元，或者包括當由機器執行時使機器執行操作的指令的機器可讀介質)，該主題包括將集成電路IC外部接頭通過高阻抗電路通信連接到偏置電路，以及將偏置電路通信連接到靜電放電ESD防護電路以形成從集成電路IC外部接頭通過高阻抗電路到靜電放電ESD防護電路的電路分流路徑。該主題可以包括用於比如通過從I/O管腳延伸到集成電路IC內部的偏置電路的集成電路IC金屬互連將集成電路IC外部接頭通信連接到偏置電路的單元。該主題可以包括用於將偏置電路通信連接到靜電放電ESD防護電路以形成電路分流路徑的單元，比如，集成電路IC互連或集成電路IC內部的器件。在示例15中，權利要求14的主題可以可選地包括將集成電路IC外部接頭通信連接到共模偏置電路的輸出。在示例16中，示例14和15的一個或任一組合的主題可以可選地包括將集成電路IC外部接頭容性連接到第二裝置以利用第二裝置傳送電信號。該主題可以包括用於容性連接的單元，比如第二裝置內部的電容器或集成電路IC的容性電路I/O電路。在示例17中，示例14-16的一個或任一組合的主題可以可選地包括為麥克風的外部接頭提供交流電流耦接頭以接收電麥克風信號。在示例18中，示例14-17的一個或任一組合的主題可以包括將集成電路IC外部接頭連接到具有大於I吉歐的電阻的電路。在示例19中，示例14-18的一個或任一組合的主題可以可選地包括將集成電路IC外部接頭連接到高阻抗電路，該高阻抗電路包括將來自靜電放電ESD事件的電流傳導到靜電放電ESD防護電路的二極體。示例20可以包括如下主題,或者與示例1-5的一個或任一組合的主題相結合以包括如下主題(比如設備)，該主題包括用於通過外部接頭向在集成電路IC上接收的電信號施加偏置電壓的單元，用於將集成電路IC外部接頭高阻抗連接到用於施加偏置電壓的單元的單元，以及用於通過用於高阻抗連接的單元來將由靜電放電ESD事件產生的能量從集成電路IC外部接頭分流到靜電放電ESD防護電路的單元。示例21包括如下主題,或者可選地與示例1-20的任一個或多個的任一部分或任意部分的組合相結合以包括如下主題，該主題可以包括用於執行示例1-19的功能中的任一個或多個功能的單元，或者包括機器可讀介質，該機器可讀介質包括當由機器執行時使機器執行示例1-20的功能中的任一個或多個功能的指令。這些非限定性示例可以以任一 排列或組合的方式相結合。上述詳細說明書參照了附圖，附圖也是所述詳細說明書的一部分。附圖以圖解的方式顯示了可應用本實用新型的具體實施例。這些實施例在本文中被稱作「示例」。本文所涉及的所有出版物、專利及專利文件全部作為本文的參考內容，儘管它們是分別加以參考的。如果本文與參考文件之間存在用途差異，則將參考文件的用途視作本文的用途的補充，若兩者之間存在不可調和的差異，則以本文的用途為準。在本文中，與專利文件通常使用的一樣，術語「一」或「某一」表示包括一個或多個，但其他情況或在使用「至少一個」或「一個或多個」時應除外。在本文中，除非另外指明，否則使用術語「或」指無排他性的或者，使得「A或B」包括「A但不是B」、「B但不是A」以及「A和B」。在所附權利要求中，術語「包含」和「在其中」等同於各個術語「包括」和「其中」的通俗英語。同樣，在本文中，術語「包含」和「包括」是開放性的，即，系統、設備、物品或步驟包括除了權利要求中這種術語之後所列出的那些部件以外的部件的，依然視為落在該條權利要求的範圍之內。而且，在下面的權利要求中，術語「第一」、「第二」和「第三」等僅僅用作標籤，並非對對象有數量要求。本文所述的方法示例至少部分可以是機器或計算機執行的。一些示例可包括計算機可讀介質或機器可讀介質，其被編碼有可操作為將電子裝置配置為執行如上述示例中所述的方法的指令。這些方法的實現可包括代碼，例如微代碼，彙編語言代碼，高級語言代碼等。該代碼可包括用於執行各種方法的計算機可讀指令。所述代碼可構成電腦程式產品的部分。此外，在一個示例中，所述代碼可在執行期間或其它時間被有形地存儲在一個或多個易失或非易失性計算機可讀介質上。這些計算機可讀介質可以包括但不限於，硬碟、移動磁碟、移動光碟(例如，壓縮光碟和數字視頻光碟)，磁帶，存儲卡或棒，隨機存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(ROM)等。上述說明的作用在於解說而非限制。例如，上述示例(或示例的一個或多個方面)可結合使用。可以在理解上述說明書的基礎上，利用現有技術的某種常規技術來執行其他實施例。遵照37C.F.R. § 1.72(b)的規定提供摘要，允許讀者快速確定本技術公開的性質。提交本摘要時要理解的是該摘要不用於解釋或限制權利要求的範圍或意義。同樣，在上面的具體實施方式
中，各種特徵可歸類成將本公開合理化。這不應理解成未要求的公開特徵對任何權利要求必不可少。相反，本實用新型的主題可在於的特徵少於特定公開的實施例的所有特徵。因此，下面的權利要求據此併入具體實施方式
中，每個權利要求均作為一個單獨的實施例。應參看所附的權利要求，以及這些權利要求所享有的等同物的所有範圍，來確定本實用新型的範圍。
權利要求1.一種提供靜電放電防護的集成電路，其特徵在於，該集成電路包括 外部集成電路接頭； 聞阻抗電路； 偏置電路，其通過所述高阻抗電路通信連接 到所述外部集成電路接頭；以及靜電放電防護電路，其連接到所述偏置電路，以形成從所述外部集成電路接頭通過所述高阻抗電路導向所述靜電放電防護電路的電路分流路徑。
2.根據權利要求I所述的提供靜電放電防護的集成電路，其中，所述外部集成電路接頭是接收電輸入信號的輸入接頭，並且 其中，所述偏置電路包括 共模偏置電路，其被配置成將所接收的電輸入信號偏置到共模電壓，以及 輸出，其通過所述高阻抗電路連接到所述外部集成電路接頭。
3.根據權利要求I所述的提供靜電放電防護的集成電路，其中，所述高阻抗電路的電阻大於IG Ω。
4.根據權利要求2所述的提供靜電放電防護的集成電路，其中，所述高阻抗電路的電阻大於IG Ω。
5.根據權利要求I所述的提供靜電放電防護的集成電路，其中，所述外部集成電路接頭的電容小於I皮法。
6.根據權利要求2所述的提供靜電放電防護的集成電路，其中，所述外部集成電路接頭的電容小於I皮法。
7.根據權利要求3所述的提供靜電放電防護的集成電路，其中，所述外部集成電路接頭的電容小於I皮法。
8.根據權利要求4所述的提供靜電放電防護的集成電路，其中，所述外部集成電路接頭的電容小於I皮法。
9.根據權利要求I 8中任一項所述的提供靜電放電防護的集成電路，其中，所述高阻抗電路包括二極體電路，所述二極體電路被配置成將由在所述外部集成電路接頭處的靜電放電事件產生的電流傳導到所述靜電放電防護電路。
10.一種靜電放電防護系統，其特徵在於，包括 麥克風電路；以及 集成電路，其中該集成電路包括 外部集成電路接頭，其通信連接到所述麥克風電路； 聞阻抗電路； 偏置電路，其通過所述高阻抗電路通信連接到所述外部集成電路接頭；以及靜電放電防護電路，其連接到所述偏置電路，以形成從所述外部集成電路接頭通過所述高阻抗電路導向所述靜電放電防護電路的電路分流路徑。
11.根據權利要求10所述的靜電放電防護系統，其中，所述偏置電路包括共模偏置電路，所述共模偏置電路具有通過所述高阻抗電路連接到所述外部集成電路接頭的輸出。
12.根據權利要求10所述的靜電放電防護系統，其中，所述麥克風電路容性連接到所述外部集成電路接頭。
13.根據權利要求11所述的靜電放電防護系統，其中，所述麥克風電路容性連接到所述外部集成電路接頭。
14.根據權利要求10所述的靜電放電防護系統，其中，所述外部集成電路接頭的電容小於I皮法。
15.根據權利要求11所述的靜電放電防護系統，其中，所述外部集成電路接頭的電容小於I皮法。
16.根據權利要求12所述的靜電放電防護系統，其中，所述外部集成電路接頭的電容小於I皮法。
17.根據權利要求13所述的靜電放電防護系統，其中，所述外部集成電路接頭的電容小於I皮法。
18.根據權利要求10所述的靜電放電防護系統，其中，所述高阻抗電路的電阻大於IGQ。
19.根據權利要求11所述的靜電放電防護系統，其中，所述高阻抗電路的電阻大於IGQ。
20.根據權利要求12所述的靜電放電防護系統，其中，所述高阻抗電路的電阻大於IGQ。
21.根據權利要求13所述的靜電放電防護系統，其中，所述高阻抗電路的電阻大於IGQ。
22.根據權利要求14所述的靜電放電防護系統，其中，所述高阻抗電路的電阻大於IGQ。
23.根據權利要求15所述的靜電放電防護系統，其中，所述高阻抗電路的電阻大於IGQ。
24.根據權利要求16所述的靜電放電防護系統，其中，所述高阻抗電路的電阻大於IGQ。
25.根據權利要求17所述的靜電放電防護系統，其中，所述高阻抗電路的電阻大於IGQ。
26.根據權利要求10 25中任一項所述的靜電放電防護系統，其中，所述高阻抗電路包括二極體電路，所述二極體電路被配置成將由在所述外部集成電路接頭處的靜電放電事件產生的電流傳導到所述靜電放電防護電路。
27.根據權利要求10 25中任一項所述的靜電放電防護系統,其中,所述系統被包括在蜂窩電話中。
28.根據權利要求26所述的靜電放電防護系統，其中，所述系統被包括在蜂窩電話中。
29.根據權利要求10 25中任一項所述的靜電放電防護系統，其中，所述系統被包括在語音記錄裝置中。
30.根據權利要求26所述的靜電放電防護系統，其中，所述系統被包括在語音記錄裝置中。
31.根據權利要求27所述的靜電放電防護系統，其中，所述系統被包括在語音記錄裝置中。
32.根據權利要求28所述的靜電放電防護系統，其中，所述系統被包括在語音記錄裝置中。
專利摘要本實用新型涉及一種提供靜電放電防護的集成電路和一種靜電放電防護系統。一種裝置包括集成電路IC，該集成電路IC包括外部集成電路IC接頭、高阻抗電路、通過高阻抗電路通信連接到外部集成電路IC接頭的偏置電路以及連接到偏置電路以形成從集成電路IC外部接頭通過高阻抗電路導向靜電放電ESD防護電路的電路分流路徑的靜電放電ESD防護電路。
文檔編號H02H9/02GK202797922SQ20122020623
公開日2013年3月13日 申請日期2012年5月9日 優先權日2011年5月9日
發明者克里斯多福·A·貝內特, 科奈斯·P·斯諾登 申請人:快捷半導體(蘇州)有限公司, 快捷半導體公司