保护供电节点不受静电放电影响的设备、系统和处理器技术方案

这里描述了一种保护供电节点不受静电放电影响的设备、系统和处理器。该设备包括：计时器单元，所述计时器单元具有带有第一供电信号的节点并用于基于所述第一供电信号产生第一计时器信号；以及钳位单元，所述钳位单元耦合到所述计时器单元并具有带有第二供电信号的节点，用于响应于静电放电对所述第二供电信号进行钳位，并且钳位持续基于所述第一计时器信号的信号电平的时间。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例总体涉及处理器领域。更具体而言，本专利技术的实施例涉及保护电源和/或地电源节点不受静电放电(ESD)影响的方法、设备和系统，以实现这些节点上供电信号的快速斜变(ramp)。技术背景 在制造集成电路(IC)期间或操纵这种IC期间，通往IC的电源或地电源节点/管脚可能会经受高的供电电压和电流(例如，几千伏和几安培的电流，相对于局部地为正的和/或负的)。这些高供电电压和电流意味着节点上的静电放电事件，可能会损坏耦合到IC的电源和/或地节点/管脚的电路。在耦合到电源和/或地电源节点/管脚的其它电路经受到静电放电事件时，电源和/或地电源节点/管脚也可能间接受到静电放电事件影响。在这种情况下，其它电路上的静电放电通过指向电源和/或地电源节点/管脚的导电路径流动，从而导致那些节点/管脚以及耦合到那些节点/管脚的损坏。为了保护这些电路，在IC中包括静电放电保护电路，在这种供电节点上有静电放电事件时，使IC的电源和地电源节点彼此短接。这样的静电放电保护电路通过对供电节点(电源和地节点)上的高或低电压信号进行钳位来保护1C。因此，IC供电节点上迅速变化的电压(例如IOmV/μ S或更快)可能表现为施加到静电放电保护电路的静电放电事件，该保护电路通过将具有电源(电源和地)的节点彼此短接对静电放电事件做出响应，以释放与静电放电事件相关联的大电流(几个安培)。通过释放与静电放电事件相关的大电流，防止了在IC的电路节点上建立起高电压。图I示出了传统的静电放电保护电路100，其具有耦合到钳位单元102的计时器单元101。选择计时器单元101的时间常数，使其短于供电信号Vdd的斜变时间并长于静电放电事件的持续时间。这样的时间常数允许钳位单元102在静电放电事件在具有供电信号Vdd的节点上开始时打开，在静电放电事件在具有供电信号Vdd的节点上完成之后关闭。供电信号Vdd —般是由母板上的外部调压器(IC外部)产生的，因此对于暴露于IC外部的这种信号而言，需要静电放电保护。这种外部调压器一般产生斜变速度慢的供电信号Vdd，例如 ImV/ μ S。不过，为了有效率地管理IC功率，使用了高级功率发生器，其以快速斜变速度(例如，I-IOKmV/μ s)产生供电信号。这些快速斜变供电信号允许IC进出功率状态以节省功耗并改善IC性能。这些快速斜变供电信号在静电放电保护电路(例如图I的静电放电保护电路100)看来就是静电放电事件，因为像静电放电事件一样，快速斜变的供电信号以类似于或等于IC供电节点上突发高压尖峰(静电放电事件)的速度斜变增大或减小。因此，静电放电保护电路(例如图I的静电放电保护电路100)不能在快速斜变供电信号和具有供电信号的节点上的静电放电事件之间进行区分。因此，这样的静电放电保护电路对例如用于IC功率管理的快速斜变供电信号进行钳位，从而破坏了 IC的功率管理。
技术实现思路
以下所述是对实施例的简要总结，以提供对实施例一些方面的基本理解。所述总结不是对实施例的全面概述。其既不是确定实施例的关键因素或主要因素，也不是描述实施例的范围，其目的仅是以简要的形式呈现实施例的一些概念作为随后更具体说明的前序。这里描述了一种保护供电节点不受静电放电影响的设备。所述设备包括计时器单元，所述计时器单元具有带有第一供电信号的节点并用于基于所述第一供电信号产生第一计时器信号；以及钳位单元，所述钳位单元耦合到所述计时器单元并具有带有第二供电信号的节点，用于响应于静电放电对所述第二供电信号进行钳位，并且箝位持续基于所述第一计时器信号的信号电平的时间。·这里描述了一种保护供电节点不受静电放电影响的系统，所述系统包括用于产生第一供电信号的第一电压发生器；以及耦合到所述第一电压发生器的处理器，所述处理器包括用于产生所述第二供电信号的第二电压发生器；以及静电放电单元，用于通过所述第一供电信号产生第一计时器信号；以及响应于静电放电对所述第二供电信号进行钳位，所述钳位的持续时间基于所述第一计时器信号。这里描述了一种保护供电节点不受静电放电影响的处理器，所述处理器包括电压发生器，用于接收第一供电信号并基于所述第一供电信号来产生第二供电信号；以及这里讨论的静电放电单元。以下的说明和附图更具体地阐述了本专利技术实施例的某些示例方面。然而，这些方面仅是表示可以采用本专利技术实施例的原理的各种变型的一部分。本专利技术实施例旨在包括落入所附权利要求的宽泛范围之内的替代、变型和变化形式的所有等同物。当结合附图考虑本专利技术实施例的以下具体描述时，本专利技术的其它优点和新颖性特征将变得显而易见。附图说明从下面给出的详细描述，并从本专利技术各实施例的附图，将能够更充分地理解本专利技术的实施例，不过，不应认为其将本专利技术限制到具体实施例，而是仅仅为了解释和理解。图I示出了传统的静电放电保护电路，通过具有单个电源的节点工作，保护该电源免受静电放电事件。图2示出了根据本专利技术一个实施例用于快速斜变电源的静电放电保护电路高级方框图。图3A示出了根据本专利技术一个实施例的静电放电保护电路的高级方框图，其具有耦合到静电放电保护电路计时器单元的反馈单元。图3B示出了根据本专利技术一个实施例，图3A的静电放电保护电路的电路级示图。图3C示出了根据本专利技术一个实施例，图3B的静电放电保护电路的时序图。图4A示出了根据本专利技术一个实施例的静电放电保护电路的高级方框图，其具有耦合到静电放电保护电路钳位单元的反馈单元。图4B示出了根据本专利技术一个实施例，图4A的静电放电保护电路的电路级示图。图4C示出了根据本专利技术一个实施例，图4B的静电放电保护电路的时序图。图5示出了根据本专利技术一个实施例，保护集成电路(IC)不受具有供电信号的节点上静电放电事件影响，同时允许供电信号快速斜变的方法。图6示出了根据本专利技术一个实施例用于具有快速斜变电源的节点的静电放电保护的系统级图示。图7A示出了根据本专利技术一个实施例，具有电平移位器的替代静电放电保护电路。图7B示出了曲线图，示出了根据本专利技术一个实施例，图7A的替代静电放电保护电路的电平移位器信号的工作。图8示出了根据本专利技术一个实施例的另一替代静电放电保护电路。具体实施方式本专利技术的实施例涉及保护电源和/或地电源节点不受静电放电影响的方法和设·备，以实现这些节点上供电信号的快速斜变。在一个实施例中，配置集成电路(IC)的静电放电保护电路，使其计时器单元与静电放电电路的钳位单元解耦。下面参考图2-8论述实施例的细节。在一个实施例中，静电放电保护电路的计时器单元可用于通过第一供电信号产生第一计时器信号，其中第一供电信号是慢斜变供电信号(例如ImV/μ S)。术语斜变这里是指供电信号向上和/或向下沿斜坡变化。在一个实施例中，静电放电保护电路的钳位单元可用于在具有第二供电信号的节点上出现静电放电事件时对第二供电信号进行钳位。在这样的实施例中，钳位单元可用于在第一计时器信号的持续期间对第二供电信号钳位。在这里，术语解耦是指使计时器单元和钳位单元的地和/或供电信号的源彼此电隔离。例如，为钳位单元提供的供电信号可以由内部(例如管芯上)电压发生器产生，其可以使用第一供电信号，其中第一供电信号是由外部(例如管芯外)电压发生器产生的。以上实施例允许与第一供电信号的斜变速度(例如，ImV/ μ s)相比，使第二供电信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护供电节点不受静电放电影响的设备，所述设备包括：计时器单元，所述计时器单元具有带有第一供电信号的节点并用于基于所述第一供电信号来产生第一计时器信号；以及钳位单元，所述钳位单元耦合到所述计时器单元并具有带有第二供电信号的节点，所述钳位单元用于响应于静电放电对所述第二供电信号进行钳位，并且所述钳位单元进行钳位的持续时间基于所述第一计时器信号的信号电平。

【技术特征摘要】
2010.06.24 US 12/822,9011.一种保护供电节点不受静电放电影响的设备，所述设备包括 计时器单元，所述计时器单元具有带有第一供电信号的节点并用于基于所述第一供电信号来产生第一计时器信号；以及 钳位单元，所述钳位单元耦合到所述计时器单元并具有带有第二供电信号的节点，所述钳位单元用于响应于静电放电对所述第二供电信号进行钳位，并且所述钳位单元进行钳位的持续时间基于所述第一计时器信号的信号电平。2.根据权利要求I所述的设备，其中所述计时器单元用于产生所述第一计时器信号，所述第一计时器信号的时间常数比带有所述第二供电信号的节点上的静电放电事件持续时间长。3.根据权利要求I所述的设备，其中所述第一供电信号和所述第二供电信号分别对应于第一电源信号和第二电源信号。4.根据权利要求I所述的设备，其中所述第一供电信号和所述第二供电信号分别对应于第一地电源信号和第二地电源信号。5.根据权利要求I所述的设备，还包括 用于产生所述第一供电信号的第一供电发生器；以及 用于产生所述第二供电信号的第二供电发生器，其中所述第一供电发生器用于以慢于所述第二供电信号的斜变速度的斜变速度使所述第一供电信号斜变。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一供电发生器用于在所述第二供电发生器产生所述第二供电信号之前产生所述第一供电信号，且其中所述第二供电发生器用于在所述第一供电发生器关闭所述第一供电发生器之前关闭自己。7.根据权利要求I所述的设备，还包括耦合到所述计时器单元和所述钳位单元的电平移位器，其中所述钳位单元用于接收供电电平高于所述第一供电信号的供电电平的第二供电信号，且其中所述电平移位器用于从所述第一计时器信号产生用于所述钳位单元的第二计时器信号，所述第二计时器信号具有信号电平以保护所述钳位单元的可靠性。8.根据权利要求I所述的设备，还包括反馈单元，所述反馈单元耦合到所述钳位单元或所述计时器单元，并用于响应于斜升或斜降的所述第一供电信号或所述第二供电信号来调节所述第一计时器信号。9.根据权利要求I所述的设备，其中所述钳位单元包括在带有所述第二供电信号的节点和带有地电源信号的节点之间的PMOS晶体管，其中所述第二供电信号是第二电源信号。10.根据权利要求I所述的设备，其中所述钳位单元包括在带有所述第二供电信号的节点和带有电源信号的节点之间的NMOS晶体管，其中所述第二供电信号是地电源信号。11.一种保护供电节点不受静电放电影响的系统，所述系统包括 用于产生第一供电信号的第一电压发生器；以及 耦合到所述第一电压发生器的处理器，所述处理器包括 用于产生所述第二供电信号的第二电压发生器；以及 静电放电单元，用于 通过所述第一供电信号产生第一计时器信号；以及 响应于静电放电对所述第二供电信号进行钳位，所述钳位的持续时间基于所述第一计时器信号。12.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一供电发生器用于以慢于所述第二供电信号的斜变速度的斜变速度使所述第一供电信号斜变。13.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一供电发生器用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·莫扎克，V·齐亚，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：实用新型
国别省市：