CMOS电路ESD保护结构设计
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静电放电会给电子器件带来破坏性的后果它是造成集成电路失效的主要原 因之一随着集成电路工艺不断发展CMOS电路的特征尺寸不断缩小管子 的栅氧厚度越来越薄芯片的面积规模越来越大MOS管能承受的电流和电压 也越来越小而外围的使用环境并未改变因此要进一步优化电路的抗ESD性 能如何使全芯片有效面积尽可能小ESD性能可靠性满足要求且不需要增 加额外的工艺步骤成为IC设计者主要考虑的问题 ESD保护原理 ESD保护电路的设计目的就是要避免工作电路成为ESD的放电通路而遭到损 害保证在任意两芯片引脚之间发生的ESD都有适合的低阻旁路将ESD电流 引入电源线这个低阻旁路不但要能吸收ESD电流还要能箝位工作电路的 电压防止工作电路由于电压过载而受损在电路正常工作时抗静电结构是 不工作的这使ESD保护电路还需要有很好的工作稳定性能在ESD发生时快 速响应在保护电路的同时抗静电结构自身不能被损坏抗静电结构的负作用 例如输入延迟必须在可以接受的范围内并防止抗静电结构发生闩锁 CMOS电路ESD保护结构的设计 大部分的ESD电流来自电路外部因此ESD保护电路一般设计在PAD旁IO电 路内部典型的IO电路由输出驱......
文档解析
静电放电（ESD）对电子器件具有极大的破坏性，尤其是随着集成电路工艺的发展，CMOS电路的脆弱性增加，使得ESD保护设计变得尤为重要。ESD保护电路旨在避免工作电路因ESD受损，通过设计低阻旁路将ESD电流引导至电源线，并箝位工作电路电压以防止过载。在CMOS工艺中，利用NMOS管的横向寄生n-p-n晶体管吸收ESD电流，设计出高耐压值的保护电路。此外，还需考虑电路的稳定性、响应速度、自身不被损坏以及防止闩锁等因素。在设计时，还需平衡ESD性能、芯片面积和电路特性的影响，采用全芯片防护结构，并遵循一定的设计原则，如宽走线、电压箝位结构等，以优化电路设计。对于深亚微米超大规模CMOS IC，通常采用Foundry生产线提供的标准ESD结构。随着CMOS工艺的提升，ESD保护设计变得更加复杂，需要全芯片的静电防护策略。
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