【技术实现步骤摘要】
静电放电保护器件
[0001]本公开的各方面涉及静电放电(ESD)保护器件。本公开的其它方面涉及多通道ESD保护器件和封装的ESD保护器件。本公开的其他方面涉及封装中系统以及电子器件,其中封装中系统以及电子器件二者都包括ESD保护器件。
技术介绍
[0002]为了承受ESD事件,电子器件通常包括专用ESD保护器件或者连接到专用ESD保护器件。专用ESD保护器件被配置成在电子器件(更具体地,其ESD敏感节点)与地之间提供电路径,以确保在ESD事件期间可以防止在ESD敏感节点处出现过高的电流和/或电压。根据电子器件的应用,ESD保护器件应当满足不同的需求。
[0003]以下三个ESD要求通常对片上以及系统级上的有效ESD保护提出了非常大的设计挑战。首先,在汽车应用中,规范值(specification value)在8kV到25kV范围内的超高ESD性能规范(例如系统级IEC41000
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2)是常见的。这种规范导致高达大于100As的电流的快速纳秒峰值,而“高能(energetic)”人体模型状脉冲的峰值可以高达几乎50As。
[0004]其次,高压汽车应用经常要求ESD保护器件的高截止状态电平以避免在正常操作条件期间的错误触发。这导致需要高ESD触发和取决于特定的产品应用而范围在15V到200V的保持电压。结合上述典型系统级ESD规范所固有的高ESD峰值电流,在ESD应力期间,几千瓦的功率可以在保护器件中耗散。此外,应用基于具有深度快速回跳(deep snapback)的NPN双极 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种静电放电(ESD)保护器件(1),包括:节点端子(1A),其被配置为连接到要保护的电路的节点(N);参考端子(1B),其被配置为连接到诸如接地的参考电压;以及第一单元(2;U1;U1A,U1B)和第二单元(3;U2)的串联连接,所述第一单元(2;U1;U1A,U1B)和所述第二单元(3;U2)布置在所述节点端子(1A)和所述参考端子(1B)之间;其中,所述第一单元(2;U1;U1A、U1B)包括连接到所述节点端子(1A)的第一端子(2A)、和第二端子(2B),其中所述第二单元(3;U2)包括连接到所述第一单元(2;U1;U1A、U1B)的所述第二端子(2B)的第一端子(3A)和连接到所述参考端子(1B)的第二端子(3B);或者其中,所述第一单元(2;U1;U1A、U1B)包括连接到所述参考端子(1B)的第一端子(2A)、和第二端子(2B),其中,所述第二单元(3;U2)包括连接到所述第一单元(2;U1;U1A、U1B)的所述第二端子(2B)的第一端子(3A)和连接到所述节点端子(1A)的第二端子(3B),其中,所述第一单元(2;U1;U1A、U1B)包括横向半导体器件,并且其中所述第二单元(3;U2)包括垂直半导体器件,其中,所述ESD保护器件(1)被配置为:在要保护的所述节点(N)上发生ESD事件的情况下,在所述节点端子(1A)与所述参考端子(1B)之间并且通过所述串联连接来提供导电路径;其中,对于从所述节点端子(1A)和所述参考端子(1B)中的一个端子到所述节点端子(1A)和所述参考端子(1B)中的另一个端子的第一电流流动:所述第一单元(2;U1;U1A、U1B)的第一端子(2A)和第二端子(2B)之间具有I
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V特性,所述I
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V特性显示由第一触发电压(Vt1)和第一保持电压(Vh1)描述的第一快速回跳;所述第二单元(3;U2)的第一端子(3A)和第二端子(3B)之间具有由第二触发电压(Vt2)描述的I
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V特性,并且如果这些I
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V特性显示第二快速回跳,则这些I
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V特性也由第二保持电压来描述;其中,所述第一单元(2;U1;U1A、U1B)包括硅控整流器(SCR1),其中,所述第二单元(3;U2)包括:多个第二二极管(D3),其相对于所述第一电流流动反向布置;或基极开路的第一PNP双极晶体管(Q3),其中,所述第一电流流动对应于从所述基极开路的第一PNP双极晶体管(Q3)的发射极到集电极的电流流动;或者第二PNP双极晶体管(Q3),其发射极和基极互连,其中,所述第一电流流动对应于从所述第二PNP双极晶体管(Q3)的基极和/或发射极到集电极的电流流动;或者第二NPN双极晶体管(Q3),其发射极和基极互连,其中,所述第一电流流动对应于从所述第二NPN双极晶体管(Q3)的集电极到基极和/或发射极的电流流动,其中,所述第一单元(2;U1;U1A,U1B)的第一端子(2A)和第二端子(2B)之间具有第一串联电容(C1),并且所述第二单元(3;U2)的第一端子(3A)和第二端子(3B)之间具有第二串联电容(C2),其中,所述第一串联电容(C1)小于所述第二串联电容(C2);以及其中,所述第二触发电压(Vt2)的大小,或者如果所述第二单元(3;U2)的I
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V特性显示所述第二快速回跳时所述第二保持电压的大小,比所述第一保持电压(Vh1)的大小大至少3倍。
2.根据权利要求1所述的ESD保护器件(1),其中,如果所述第二单元(3;U2)的I
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V特性显示所述第二快速回跳,则所述第二触发电压(Vt2)与所述第二保持电压之间的比率小于2,优选地小于1.5。3.根据前述权利要求中任一项所述的ESD保护器件(1),其中,所述第一单元(2;U1;U1A,U1B)包括基极开路的第一NPN双极晶体管(Q1)和相对于所述第一电流流动正向布置的第一二极管(D2),其中,所述第一电流流动对应于从所述基极开路的第一NPN双极晶体管(Q1)的集电极到发射极并且经由所述第一二极管(D2)的电流流动。4.根据前述权利要求1所述的ESD保护器件(1),还包括与串联连接并联布置的旁路二极管(D1),其中所述旁路二极管(D1)相对于所述第一电流流动反向布置。5.根据前述权利要求1所述的ESD保护器件,其中,对于从所述节点端子(1A)和所述参考端子(1B)中的所述另一个端子到所述节点端子(1A)和所述参考端子(1B)中的所述一个端子的第二电流流动:所述第一单元(U1;U1A,U1B)具有I
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V特性,其显示由第三触发电压和第三保持电压描述的第三快速回跳;所述第二单元(U2)具有由第四触发电压描述的I
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V特性,并且如果这些I
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V特性显示第四快速回跳,则这些I
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V特性也由第四保持电压来描述;其中,所述第四触发电压的大小,或者如果所述第二单元(U2)的所述I
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V特性显示所述第四快速回跳时所述第四保持电压的大小,比所述第三保持电压的大小大至少3倍。6.根据权利要求5所述的ESD保护器件,其中,所述第一单元(U1;U1A、U1B)包括双向可控硅整流器(SCR1)。7.根据权利要求5或6中任一项所述的ESD保护器件,其中,所述第一单元(U1;U1A,U1B)包括基极开路的第三NPN双极晶体管(Q1)以及相对于所述第二电...
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