本发明专利技术提供了一种复合电源电路以及双向晶闸管，其中所述复合电源电路包括至少两个独立供电的功能单元，所述功能单元包括电源线以及地线，其特征在于：所述任意两个功能单元的电源线之间耦接有双向晶闸管电路；所述任意两个功能单元的地线之间耦接有双向晶闸管电路或者背靠背双向二极管组；本发明专利技术提高了复合电源电路的ESD静电保护能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及静电放电(ESD)保护领域，特别涉及一种具有ESD保护能力的复合电源电路以及双向晶闸管。
技术介绍
集成电路在制造、装配、测试或最终的应用中，很容易遭受到制造或者使用过程中的破坏性静电放电(ESD)，从而使得集成电路受到静电的损伤。因此通常在集成电路中，通常会形成ESD保护电路，从而使得输入/输出焊垫(I/O pad)耦接有可以将I/O pad上的静电释放的放电单元，从而可以将I/O pad上的静电释放掉，减小静电对集成电路带来的损伤。上述ESD保护模式仅适于具有单个供电电源的简单功能单元，而对于复合电源电路，尤其是SOC芯片中，各个功能单元由于存在工作电压的差异，其供电电源较为复杂，上述ESD保护模式则无法满足要求。图1为一个复合电源电路的电路示意图，所述复合电源电路包括两个功能单元， 各功能单元均独立供电。其中第一功能单元I中包括第一电源线VDD1、第一地线GNDl ；耦接于第一电源线VDD1、第一地线GNDl间的电源钳位电路10以及功能电路20。所述功能电路20的输入输出焊垫(I/O PAD)耦接有可以释放功能电路上的静电的ESD保护单元21。 第二功能单元II的基本结构与第一功能单元II相同，区别仅在于供电部分，包括第二电源线VDD2、第二地线GND2。由于第一底线GNDl以及第二地线GND2在生产制造时，均基于半导体衬底，故两者之间可以等效视为通过一个衬底电阻Rsub相连接。上述各功能单元中，功能电路20的输入输出焊垫(I/O PAD)上可能发生的破坏性静电放电现象，均会通过ESD保护单元21被释放至各自供电的电源线或者地线上。但如果破坏性静电放电现象发生在电源钳位电路10上时，由于各功能单元的供电相互独立，则各功能单元之间的ESD保护就难以实现。以下以一个ESD测试情况为例。假设在第一功能单元I中与第一电源线VDDl连接的焊垫(VDD1PAD)上通过测试探针加入正向的ESD静电脉冲，而在第二功能单元II中与第二电源线VDD2连接的焊垫(VDD2PAD)上设置接地的探针。 如果要将上述ESD静电脉冲导出仅仅存在如下路径将经由第一功能单元I的电源钳位电路10，流入第一地线GND1，通过衬底电阻Rsub流入第二功能单元II的第二地线GND2，进而触发第二功能单元II的电源钳位电路10最终从第二电源VDD2上的焊垫(VDD2PAD)导出。 上述路径中需要两次触发电源钳位电路10，同时还得考虑衬底电阻Rsub上的压降；因此常常出现的情况是，ESD静电脉冲尚未能够从接地探针导出，就直接流入功能电路20内，烧坏芯片。为了避免上述ESD静电破坏现象的发生，图2提供了一种具有ESD保护能力的复合电源电路。其基本结构与图1所示电路相类似，所述复合电源电路也包括两个功能单元， 各功能单元均独立供电。其中第一功能单元I中包括第一电源线VDD1、第一地线GNDl ；耦接于第一电源线VDD1、第一地线GNDl间的电源钳位电路10以及功能电路20。所述功能电路20的输入输出焊垫(I/O PAD)耦接有可以释放功能电路上的静电的ESD保护单元21。 第二功能单元II的基本结构与第一功能单元II相同，区别仅在于供电部分，包括第二电源线VDD2、第二地线GND2。所述第一电源线VDDl与第二电源线VDD2之间、第一地线GNDl与第二地线GND2之间均耦接有背靠背的双向二极管组。所述背靠背的双向二极管组包括两条并联且导通方向相反的二极管串联通路，一般为了简化结构，在一个双向二极管组内，各二极管的规格均相同，且两条通路上的二极管数量也相同。假设第一电源线VDDl与第二电源线VDD2之间耦接的背靠背双向二极管组，每条通路均串联有η个二极管(即二极管的级数为η)。由于二极管导通压降是一个固定值Vt， 即只有当第一电源线VDDl与第二电源线VDD2之间的电势差超过nVt时，上述背靠背双向二极管组中的一条二极管串联通路才会导通，具体哪条通路导通取决于两端电源线电势差高低。反之，如果两条电源线之间的电势差小于nVt时，则上述背靠背双向二极管组不导通。 因此，在选取二极管的规格以及级数时，只需使得背靠背双向二极管组的单条通路上导通电势差大于复合电源电路正常工作时第一电源线VDDl与第二电源线VDD2之间的电势差而小于ESD静电破坏产生时上述电源线之间的电势差即可。对于第一地线GNDl以及第二地线GND2之间的背靠背双向二极管组也采用上述同样的配置原则。在复合电源电路正常工作时，由于上述背靠背双向二极管组的任意通路的导通电压nVt均大于电源线或者地线之间的电势差，因此上述双向二极管组均不导通，即第一功能单元I与第二功能单元II在正常工作时供电独立，互不干扰。以下同样以一个ESD测试情况为例，假设在第一功能单元I中与第一电源线VDDl 连接的焊垫(VDD1PAD)上通过测试探针加入正向的ESD静电脉冲，而在第二功能单元II中与第二电源线VDD2连接的焊垫(VDD2PAD)上设置接地的探针。则将上述ESD静电脉冲导出的最短路径也即阻抗最小路径为经由第一电源线VDD1，通过背靠背双向二极管组流向第二电源线VDD2，最终从第二电源VDD2上的焊垫(VDD2PAD)导出。由于ESD静电脉冲的电压较高很容易超过所述背靠背双向二极管组的导通电压，故所述复合电源电路在上述测试时，ESD静电脉冲将被即时导出，实现对功能电路20的ESD保护。现有的具有电源ESD保护能力的复合电源电路存在如下问题由于需要在电源线 /地线之间增加背靠背二极管组，所述各通路串联的二极管将占用大量的芯片面积，单个二极管的压降能力有限，当复合电源电路中功能单元之间的工作电压相差较大时，上述背靠背二极管组就要采用大PN结面积的二极管，造成芯片面积的增长；或者采用更多的二极管级数，进一步导致复合电源电路在布线上的困难。另外，当有大的ESD静电脉冲流过时，二极管级数越多，其导通电阻越大，不利于及时释放。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种复合电源电路，结构简单易于布线，且具有较强的ESD静电保护能力。本专利技术提供的一种复合电源电路，包括至少两个独立供电的功能单元，所述功能单元包括电源线以及地线，其特征在于所述任意两个功能单元的电源线之间耦接有双向晶闸管电路；所述任意两个功能单元的地线之间耦接有双向晶闸管电路或者背靠背双向二极管组；可选的，所述双向晶闸管电路包括两个规格相同的单向晶闸管；其中一个单向晶闸管的输入端与另一个单向晶闸管的输出端连接构成双向晶闸管电路的第一端，而其输出端与另一个单向晶闸管的输入端连接构成双向晶闸管电路的第二端；所述第一端以及第二端作为双向晶闸管电路耦接时的连接端。可选的，所述背靠背双向二极管组中，每条通路的二极管数量相等且规格相同。作为另一种可选方案，所述双向晶闸管电路仅包括单个双向晶闸管，其连接端即作为所述双向晶闸管电路耦接时的连接端。本专利技术还提供了一种复合电源电路，包括至少两个独立供电的功能单元，所述功能单元包括电源线以及地线，其特征在于，还包括电源总线以及地线总线；所述每个功能单元的电源线与电源总线之间耦接有双向晶闸管电路；所述每个功能单元的地线与地线总线之间耦接有双向晶闸管电路；可选的，所述双向晶闸管电路包括两个规格相同的单向晶闸管本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种复合电源电路，包括至少两个独立供电的功能单元，所述功能单元包括电源线以及地线，其特征在于：所述任意两个功能单元的电源线之间耦接有双向晶闸管电路；所述任意两个功能单元的地线之间耦接有双向晶闸管电路或者背靠背双向二极管组；
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：单毅，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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