HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Diese Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung
und insbesondere eine Schutzschaltung zum Bereitstellen eines Schutzes gegenüber
Rauschen, wie beispielsweise einer statischen Elektrizität oder von ähnlichem,
das an einen Eingangsanschluss oder einen Ausgangsanschluss einer integrierten Schaltungsvorrichtung
angelegt ist.
Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik:
Bei einer herkömmlichen Schutzschaltung zum Bereitstellen eines
Schutzes gegenüber der Eingabe eines Rauschens, wie beispielsweise einer statischen
Elektrizität oder von ähnlichem, ist der Sourceanschluss eines Schutz-N-Kanal-MOS-Transistors
(der hierin nachfolgend lediglich als "NMOS-Transistor" abgekürzt wird) elektrisch
mit einem Eingangsanschluss verbunden, ist sein Drainanschluss elektrisch mit einem
Energieversorgungsanschluss verbunden und ist sein Gateanschluss elektrisch mit
einem Erdungsanschluss verbunden. Die herkömmliche Schutzschaltung schützt
eine innere Schaltung gegen das Rauschen unter Verwendung eines Durchbruchs im NMOS-Transistor.
Beispielsweise ist eine solche Schutzschaltung in US-A-4,987,464 offenbart.
Wenn Rauschen einer positiven pulsförmigen Spannung (z.B. 1000
V) aufgrund der statischen Elektrizität oder von ähnlichem über einen
externen Anschlussflecken an den Eingangsanschluss angelegt wird, bricht der Schutz-NMOS-Transistor
durch. Somit fließt ein Strom von seinem Sourceanschluss, der elektrisch mit
dem Eingangsanschluss verbunden ist, zu seinem Drainanschluss, der elektrisch mit
dem Energieversorgungsanschluss verbunden ist. Das bedeutet, dass deshalb, weil
das Rauschen vom Eingangsanschluss zum Energieversorgungsanschluss entladen wird,
die innere Schaltung gegenüber dem Rauschen geschützt ist.
Andererseits wird dann, wenn ein Rauschen negativer Spannung (z.B.
–1000 V) aufgrund der statischen Elektrizität oder von ähnlichem
an den Eingangsanschluss angelegt wird, der Schutz-NMOS-Transistor EIN-geschaltet.
Als Ergebnis wird ein Strom erzeugt und fließt von seinem Drainanschluss, der
elektrisch mit dem Energieversorgungsanschluss des Schutz-NMOS-Transistors verbunden
ist, zu seinem Sourceanschluss, der elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbunden
ist. Daher wird deshalb, weil das Rauschen im Wesentlichen vom Eingangsanschluss
zum Energieversorgungsanschluss entladen wird, die innere Schaltung vor dem Rauschen
geschützt.
Wenn eine negative Spannung, die den Schwellenwert des Schutz-NMOS-Transistors
übersteigt, an den Eingangsanschluss bei der herkömmlichen Schutzschaltung
angelegt wird, fließt ein Strom vom Energieversorgungsanschluss der entsprechenden
integrierten Schaltungsvorrichtung zu ihrem Eingangsanschluss. Zu dieser Zeit wird
die nahe Umgebung des Drainanschlusses des Schutz-NMOS-Transistors zu einem hohen
elektrischen Feld gebracht. Heiße Elektronen, die aufgrund des hohen elektrischen
Felds erzeugt werden, werden eine Stoßionisierung verursachen, um dadurch zuzulassen,
dass ein Substratstrom zwischen seinem Drainanschluss und einem Substrat fließt.
Als Ergebnis wird das an das Substrat der integrierten Schaltungsvorrichtung angelegte
Potential höher. Dies wird eine Interferenz mit einem stabilen Betrieb der
integrierten Schaltungsvorrichtung verursachen. Daher sind Verbesserungen bezüglich
dieses Punkts erwünscht gewesen.
Weiterhin sind herkömmliche Schutzschaltungen z.B. in den folgenden
Dokumenten nach dem Stand der Technik offenbart: US-A-4,930,036; EP-A2-0 280 236
und WO-A-95/19657. Jedoch verwenden die in diesen Dokumenten beschriebenen Schutzschaltungen
nicht den oben beschriebenen Durchbrucheffekt in den Schutz-Feldeffekttransistoren,
die in den Schutzschaltungen umfasst sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Mit dem Vorangehenden im Blick, ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Schutzschaltung zur Verfügung zu stellen, die einen stabileren
Betrieb einer integrierten Schaltungsvorrichtung erhalten kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zum Erreichen der
obigen Aufgabe eine Schutzschaltung zum Schützen einer inneren Schaltung zur
Verfügung gestellt, wobei die Schutzschaltung einen Anschlussflecken als Eingangsanschluss
aufweist, der mit der inneren Schaltung verbunden ist. Die Schutzschaltung weist
weiterhin einen ersten Feldeffekttransistor mit einer ersten Elektrode, die elektrisch
an eine erste Potentialquelle angeschlossen ist, einer zweiten Elektrode, die elektrisch
an den Anschlussflecken angeschlossen ist, und einem Gate, das elektrisch an einen
Knoten angeschlossen ist; ein Element, wie vorzugsweise eine Diode oder einen dritten
Feldeffekttransistor, das zwischen dem Knoten und dem Anschlussflecken zum Ausbilden
eines Strompfads angeschlossen ist, der sich von dem Knoten zu dem Anschlussflecken
erstreckt, wenn ein negatives Potential an den Anschlussflecken angelegt wird, das
niedriger als eine vorbestimmte Spannung ist; und eine Widerstandseinrichtung, wie
vorzugsweise einen Widerstand oder einen vierten Feldeffekttransistor,
die zwischen dem Knoten und einer zweiten Potentialquelle angeschlossen ist, auf.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung
weist die Schutzschaltung weiterhin einen zweiten Feldeffekttransistor mit einer
ersten Elektrode, die elektrisch an den Anschlussflecken angeschlossen ist, einer
zweiten Elektrode, die elektrisch an die zweite Potentialquelle angeschlossen ist,
und einem Gate, das elektrisch an die zweite Potentialquelle oder den Knoten angeschlossen
ist, auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Während die Beschreibung mit Ansprüchen schließt, die
den Gegenstand besonders herausstellen und unterscheidend beanspruchen, der als
die Erfindung angesehen wird, wird geglaubt, dass die Erfindung, ihre Aufgaben und
Vorteile aus der folgenden Beschreibung, genommen in Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen, besser verstanden werden, wobei:
1 ein Schaltungsdiagramm ist, das ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Schaltungsdiagramm ist, das ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ein Schaltungsdiagramm ist, das ein viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
4 ein Schaltungsdiagramm ist, das ein fünftes
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Hierin nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden.
1 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie es in 1 gezeigt
ist, ist der Sourceanschluss eines ersten NMOS-Transistors 5 elektrisch
an einen Eingangsanschluss 3 angeschlossen, wohingegen sein Drainanschluss
elektrisch an einen Energieversorgungsanschluss 1 als erstes Potentialquelle
angeschlossen ist. Dem Energieversorgungsanschluss 1 wird ein Energieversorgungspotential
von 5 V zugeführt. Der Sourceanschluss eines zweiten NMOS-Transistors
6 ist elektrisch an einen Erdungsanschluss 2 als zweite Potentialquelle
angeschlossen, wohingegen sein Drainanschluss elektrisch an den Eingangsanschluss
3 angeschlossen ist. Dem Erdungsanschluss 2 wird ein Potential
von 0 V zugeführt. Weiterhin ist der Eingangsanschluss 3 elektrisch
an einen nicht dargestellten externen Anschlussflecken angeschlossen. Diese NMOS-Transistoren
5 und 6 dienen als Schutz-NMOS-Transistoren zum Schützen
einer inneren Schaltung 4 vor Rauschen, wie beispielsweise einer statischen
Elektrizität oder von ähnlichem. Der Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors
5 ist elektrisch an einen Knoten 8 angeschlossen. Eine Diode
7 (als erstes Beispiel eines Elements) ist zwischen dem Knoten
8 und dem Eingangsanschluss 3 vorgesehen. Weiterhin ist ein Widerstand
9 (als erstes Beispiel einer Widerstandseinrichtung) zwischen dem Knoten
8 und dem Erdungsanschluss 2 vorgesehen.
Wenn während des normalen Betriebs ein Signal hohen Pegels (z.B.
5 V) zum Eingangsanschluss 3 der vorliegenden Schaltung eingegeben wird,
brechen die NMOS-Transistoren 5 und 6 nicht durch. Demgemäß
wird das Signal hohen Pegels wie es zur inneren Schaltung 4 ist transferiert.
Andererseits werden dann, wenn dem Eingangsanschluss 3 ein Signal niedrigen
Pegels (z.B. 0 v) zugeführt wird, die NMOS-Transistoren 5 und
6 nicht EIN-geschaltet. Demgemäß wird das Signal niedrigen Pegels
auch wie es ist zur inneren Schaltung 4 transferiert.
Somit tragen dann, wenn das an den Eingangsanschluss 3 angelegte
Signal etwa 0 bis 5 V zum Aktivieren der inneren Schaltung 4 ist, die Schutztransistoren
5 und 6 nicht zum normalen Betrieb bei.
Wenn ein Rauschen einer pulsförmigen positiven Spannung (z.B.
1000 V) augrund der statischen Elektrizität oder von ähnlichem an den
Eingangsanschluss 3 angelegt wird, führt die vorliegende Schaltung
einen Schutzbetrieb durch. Das bedeutet, dass dann, wenn eine Spannung, die größer
als die Spannung zum Bringen der NMOS-Transistoren 5 und 6 zum
elektrischen Durchbruch ist, an den Eingangsanschluss 3 angelegt wird,
die NMOS-Transistoren 5 und 6 durchbrechen, so dass ein Strom
von ihren Sourceanschlüssen zu ihren Drainanschlüssen fließt. Daher
fließen jeweils Ströme vom Eingangsanschluss 3 zum Energieversorgungsanschluss
1 und vom Eingangsanschluss 3 zum Erdungsanschluss 2.
Das Rauschen positiver Spannung wird aufgrund der Ströme in den Energieversorgungsanschluss
1 und den Erdungsanschluss 2 entladen, so dass die innere Schaltung
4 davor geschützt wird.
Als Nächstes werden dann, wenn ein Rauschen negativer Spannung
(z.B. –1000 V) an den Eingangsanschluss 3 der vorliegenden Schaltung
angelegt wird, die NMOS-Transistoren 5 und 6 EIN-geschaltet. Zu
dieser Zeit fließt ein Strom vom Energieversorgungsanschluss
1 über den ersten NMOS-Transistor 5 zum Eingangsanschluss
3, vom Erdungsanschluss 2 über den zweiten NMOS-Transistor
6 zum Eingangsanschluss 3 und vom Erdungsanschluss 2
über den Widerstand 9 und die Diode 7 zum Eingangsanschluss
3.
Da der Strom von jeweils dem Energieversorgungsanschluss und den Erdungsanschlüssen
2 zum Eingangsanschluss 3 fließt, wird das Rauschen im Wesentlichen
in den Energieversorgungsanschluss 1 und die Erdungsanschlüsse
2 entladen. Als Ergebnis wird die innere Schaltung 4 gegenüber
dem Rauschen geschützt.
Zu dieser Zeit wird der Strom, der vom Erdungsanschluss
2 zum Knoten 8 fließt, weniger reduziert oder durch den Widerstand
9 auf niedrig begrenzt. Da das an den Gateanschluss des ersten NMOS-Transistors
5 angelegte Potential identisch zum Potential am Knoten 8 ist,
wird das an seinen Gateanschluss angelegte Potential aufgrund eines über dem
Widerstand 9 entwickelten Spannungsabfalls erniedrigt. Der Strom, der zwischen
dem Sourceanschluss und dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors
5 fließt, wird aufgrund der geringeren Reduzierung bezüglich
des Gatepotentials auch auf niedrig begrenzt. Demgemäß kann die Auswahl
des geeigneten Werts des Widerstands 9 eine geringere Reduzierung bezüglich
des Potentials des Gateanschlusses des ersten NMOS-Transistors 5 und eine
Reduzierung bezüglich eines vom ersten NMOS-Transistor 5 aufgrund
einer Stoßionisierung erzeugten Substratstroms zur Verfügung stellen.
Es ist somit möglich, einen stabilen Betrieb einer integrierten Schaltungsvorrichtung
zu erhalten.
2 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine integrierte
Halbleiterschaltungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Übrigens sind Teile, die denjenigen gemeinsam
sind, die beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet sind, durch dieselben Bezugszeichen
identifiziert.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass ein dritter NMOS-Transistor 21 (als zweites Beispiel eines Elements)
zwischen einem Knoten 8 und einem Eingangsanschluss 3 vorgesehen
ist und der Gateanschluss des dritten NMOS-Transistors 21 elektrisch an
den ersten Knoten 8 angeschlossen ist.
Der normale Betrieb der vorliegenden Schaltung und das Anlegen eines
Rauschens einer positiven pulsförmigen Spannung (z.B. 1000 V) aufgrund einer
statischen Elektrizität oder von ähnlichem an einen Eingangsanschluss
3 sind gleich dem ersten Ausführungsbeispiel.
Als Nächstes werden dann, wenn ein Rauschen negativer Spannung
(z.B. –1000 V) aufgrund der statischen Elektrizität oder von ähnlichem
an den Eingangsanschluss 3 der vorliegenden Schaltung angelegt wird, der
erste und der zweite NMOS-Transistor 5 und 6 und der dritte NMOS-Transistor
21 EIN-geschaltet. Zu dieser Zeit fließt ein Strom von einem Energieversorgungsanschluss
1 über den ersten NMOS-Transistor 5 zum Eingangsanschluss
3. Weiterhin fließt ein Strom von einem Erdungsanschluss
2 über den zweiten NMOS-Transistor 6 zum Eingangsanschluss
3. Darüber hinaus fließt ein Strom von einem weiteren Erdungsanschluss
2 über einen Widerstand 9 und den dritten NMOS-Transistor
21 zum Eingangsanschluss 3.
Da der Strom von jeweils dem Energieversorgungsanschluss
1 und den Erdungsanschlüssen 2 zum Eingangsanschluss
3 fließt, wird das Rauschen negativer Spannung im Wesentlichen in
den Energieversorgungsanschluss 1 und die Erdungsanschlüsse
2 entladen. Demgemäß wird eine innere Schaltung 4 vor
dem Rauschen negativer Spannung geschützt.
Übrigens ist die Funktion eines Begrenzens des Potentials auf
Niedrig, das beim obigen Betrieb an den Gateanschluss des NMOS-Transistors angelegt
wird, gleich dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Diode 7 und der dritte NMOS-Transistor 21 müssen
normalerweise in einem anderen Prozess als einem Prozess zum Herstellen eines IC
hergestellt werden. Jedoch kann das Ersetzen der Diode durch den NMOS-Transistor
21 auf die oben beschriebene Weise einen Diodenherstellungsprozessschritt
beim Herstellungsprozess eliminieren. Das bedeutet, dass drei NMOS-Transistoren
im selben Prozess hergestellt werden können. Als Ergebnis wird der Herstellungsprozess
vereinfacht und kann somit die Schutzschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung mit niedrigeren Kosten hergestellt werden.
Als drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird
der Schwellenwert des dritten NMOS-Transistors 21, der beim zweiten Ausführungsbeispiel
verwendet wird, auf einen Schwellenwert eingestellt, der niedriger als derjenige
des ersten NMOS-Transistors 5 ist.
Der normale Betrieb der vorliegenden Schaltung und das Anlegen eines
Rauschens einer positiven pulsförmigen Spannung (z.B. 1000 V) aufgrund einer
statischen Elektrizität oder von ähnlichem an einen Eingangsanschluss
3 sind gleich dem ersten Ausführungsbeispiel.
Als Nächstes werden dann, wenn ein Rauschen negativer Spannung
(z.B. –1000 V) aufgrund der statischen Elektrizität oder von ähnlichem
an den Eingangsanschluss 3 bei der vorliegenden Schaltung
angelegt wird, die NMOS-Transistoren 5, 6 und 21 EIN-geschaltet.
Zu dieser Zeit fließt ein Strom von einem Energieversorgungsanschluss
1 über den ersten NMOS-Transistor 5 zum Eingangsanschluss
3. Weiterhin fließt ein Strom von einem Erdungsanschluss
2 über den zweiten NMOS-Transistor 6 zum Eingangsanschluss
3. Darüber hinaus fließt ein Strom von einem weiteren Erdungsanschluss
2 über einen Widerstand 9 und den dritten NMOS-Transistor
21 zum Eingangsanschluss 3.
Da der Strom von jeweils dem Energieversorgungsanschluss
1 und den Erdungsanschlüssen 2 zum Eingangsanschluss
3 fließt, wird das Rauschen negativer Spannung im Wesentlichen in
den Energieversorgungsanschluss 1 und die Erdungsanschlüsse
2 entladen. Als Ergebnis wird eine innere Schaltung 4 vor dem
Rauschen, wie beispielsweise der statischen Elektrizität oder von ähnlichem,
geschützt.
Wenn die Differenz bezüglich eines Potentials zwischen dem Knoten
8 und dem Eingangsanschluss 3 gleich dem Schwellenwert des dritten
NMOS-Transistors 21 zu dieser Zeit wird, dann wird der dritte NMOS-Transistor
21 in einen EIN-Zustand gebracht. Somit erreicht das Potential am Knoten
8, d.h. das an die Gateelektrode des ersten NMOS-Transistors
5 angelegte Potential, einen Wert nahe dem Schwellenwert des dritten NMOS-Transistors
21. Als Ergebnis wird das an die Gateelektrode des schützenden ersten
NMOS-Transistors 5 angelegte Potential auf ein Potential nahe dem Schwellenwert
des dritten NMOS-Transistors 21 fixiert. Daher kann das Gatepotential des
ersten NMOS-Transistors 5 auf das Potential begrenzt werden, das niedriger
als das Gatepotential des ersten NMOS-Transistors 5 ist, der beim zweiten
Ausführungsbeispiel verwendet wird. Das bedeutet, dass der Strom, der zwischen
dem Sourceanschluss und dem Drainanschluss des ersten NMOS-Transistors
5 fließt, im Vergleich mit dem zweiten Ausführungsbeispiel weniger
reduziert oder auf niedrig begrenzt werden kann. Somit kann deshalb, weil ein vom
ersten NMOS-Transistor 5 aufgrund einer Stoßionisierung erzeugter
Substratstrom weiter begrenzt werden kann, eine exzellentere Schutzschaltung hergestellt
werden.
3 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt. Teile, die denjenigen gemeinsam sind, die
bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet sind, sind durch
dieselben Bezugszeichen identifiziert. Das vorliegende Ausführungsbeispiel
ist dadurch charakterisiert, dass der beim ersten Ausführungsbeispiel verwendete
Widerstand 9 durch einen vierten NMOS-Transistor 31 ersetzt ist.
Die Gateelektrode des vierten NMOS-Transistors 31 ist elektrisch an einen
Energieversorgungsanschluss 1 angeschlossen. Demgemäß wird der
vierte NMOS-Transistor 31 immer auf EIN gehalten. Ein EIN-Widerstand des
vierten NMOS-Transistors 31 wird als Widerstandseinrichtung verwendet.
Der normale Betrieb der vorliegenden Schaltung und das Anlegen eines
Rauschens einer positiven pulsförmigen Spannung (z.B. 1000 V) aufgrund einer
statischen Elektrizität oder von ähnlichem an einen Eingangsanschluss
3 sind gleich dem ersten Ausführungsbeispiel.
Als Nächstes werden dann, wenn ein Rauschen negativer Spannung
(z.B. –1000 V) an den Eingangsanschluss 3 bei der vorliegenden Schaltung
angelegt wird, die NMOS-Transistoren 5, 6 und 21 jeweils
zu einem EIN-Zustand gebracht. Zu dieser Zeit wird ein Strom erzeugt, der von einem
Erdungsanschluss 2 über den zweiten NMOS-Transistor 6 zum
Eingangsanschluss 3 fließt. Weiterhin fließt ein Strom von einem
weiteren Erdungsanschluss 3 über den vierten NMOS-Transistor
31 und den dritten NMOS-Transistor 21 zum Eingangsanschluss
3. Darüber hinaus fließt ein Strom vom Energieversorgungsanschluss
1 über den ersten NMOS-Transistor 5 zum Eingangsanschluss
3.
Da der Strom von jeweils dem Energieversorgungsanschluss
1 und den Erdungsanschlüssen 2 zum Eingangsanschluss
3 fließt, wird das Rauschen negativer Spannung im Wesentlichen in
den Energieversorgungsanschluss 1 und die Erdungsanschlüsse
2 entladen. Als Ergebnis wird eine innere Schaltung 4 vor dem
Rauschen negativer Spannung geschützt.
Da der Feldeffekt-NMOS-Transistor normalerweise einen Widerstandswert
von etwa einigen Kiloohm hat, wenn er in einem EIN-Zustand ist, dient der vierte
NMOS-Transistor 31 als Widerstandseinrichtung, und somit wird der Strom,
der vom Erdungsanschluss 2 zu einem Knoten 8 fließt, durch
den vierten NMOS-Transistor 31 auf niedrig begrenzt. Weiterhin wird deshalb,
weil das an die Gateelektrode des ersten NMOS-Transistors 5 angelegte Potential
durch einen im vierten NMOS-Transistor 31 entwickelten Spannungsabfall
reduziert wird, ein Strom, der zwischen dem Source und dem Drain des ersten NMOS-Transistors
5 fließt, auch auf niedrig begrenzt.
Da das Widerstandselement 9 in einem Prozess hergestellt
wird, der unterschiedlich von demjenigen für den NMOS-Transistor ist, lässt
das Ersetzen des Widerstandselements 9 durch den NMOS-Transistor ein Löschen
eines Widerstandselement-Herstellungsprozesses beim Herstellen einer integrierten
Schaltungsvorrichtung zu. Als Ergebnis kann ein derartiger Vorteil hervorgebracht
werden, dass der Herstellungsprozess vereinfacht werden kann und
die integrierte Schaltungsvorrichtung mit niedrigeren Kosten hergestellt werden
kann.
Die Herstellung eines Widerstandselements von einigen Kiloohm unter
Verwendung einer Polysiliziumverbindung oder von ähnlichem benötigt eine
Verbindung von einigen mm. Da jedoch der vierte NMOS-Transistor als ein Ein-Widerstand
dient und normalerweise einen Widerstandswert von einigen Kiloohm hat, kann ein
größerer Widerstandswert durch einen kleineren Bereich erhalten werden.
Daher wird auch ein derartiger vorteilhafter Effekt erhalten, dass der Bereich des
Widerstandselements reduziert werden kann.
4 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein fünftes
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Teile, die denjenigen
gemeinsam sind, die bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet
sind, sind durch gleiche Bezugszeichen identifiziert. Das vorliegende Ausführungsbeispiel
ist dadurch charakterisiert, dass der Gateanschluss des zweiten NMOS-Transistors
6 elektrisch an den Knoten 8 angeschlossen ist.
Der normale Betrieb der vorliegenden Schaltung und das Anlegen eines
Rauschens einer positiven pulsförmigen Spannung (z.B. 1000 V) aufgrund einer
statischen Elektrizität oder von ähnlichem an einen Eingangsanschluss
3 sind gleich dem ersten Ausführungsbeispiel.
Als Nächstes werden dann, wenn ein Rauschen negativer Spannung
(z.B. –1000 V) an den Eingangsanschluss 3 der vorliegenden Schaltung
angelegt wird, der erste und der zweite NMOS-Transistor 5 und
6 EIN-geschaltet. Zu dieser Zeit fließt ein Strom von einem Energieversorgungsanschluss
1 über den ersten NMOS-Transistor 5 zum Eingangsanschluss
3. Weiterhin fließt ein Strom von einem Erdungsanschluss
2 über den zweiten NMOS-Transistor 6 zum Eingangsanschluss
3. Darüber hinaus fließt ein Strom von einem weiteren Erdungsanschluss
2 über einen Widerstand 9 und den dritten NMOS-Transistor
21 zum Eingangsanschluss 3.
Da die Ströme von dem Energieversorgungsanschluss 1
und den Erdungsanschlüssen 2 zum Eingangsanschluss 3 fließen,
wird das Rauschen negativer Spannung im Wesentlichen in den Energieversorgungsanschluss
1 und die Erdungsanschlüsse 2 entladen. Als Ergebnis wird
eine innere Schaltung 4 vor der statischen Elektrizität geschützt.
Zu dieser Zeit wird der Strom, der vom Erdungsanschluss
2 zum Knoten 8 fließt, durch den Widerstand 9 auf
niedrig begrenzt. Da die an die Gateanschlüsse des ersten und des zweiten NMOS-Transistors
5 und 6 angelegten Potentiale identisch zu dem Potential am Knoten
8 sind, werden die Gatepotentiale der NMOS-Transistoren 5 und
6 durch einen über dem Widerstand entwickelten Spannungsabfall auf
niedrig begrenzt. Als Ergebnis wird auch der Strom, der zwischen dem Sourceanschluss
und dem Drainanschluss von jedem der NMOS-Transistoren 5 und
6 fließt, auf niedrig begrenzt.
Solche Verbindungen können den Fluss eines Substratstroms begrenzen,
der vom zweiten NMOS-Transistor 6 erzeugt wird, der elektrisch zwischen
dem Erdungsanschluss 2 und dem Eingangsanschluss 3 angeschlossen
ist, sowie den Fluss eines Substratstroms, der vom ersten NMOS-Transistor
5 erzeugt wird. Da der Effekt eines Begrenzens des Flusses der Substratströme,
die von beiden Schutztransistoren erzeugt werden, auf der Erdungs- und der Quellenseite
erhalten werden kann, kann ein stabiler Betrieb einer integrierten Schaltungsvorrichtung
erreicht werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
als die Schutzschaltung beschrieben worden ist, die zum Eingangsanschluss gehört,
ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf die Verwendung des Eingangsanschlusses
begrenzt. Die vorliegende Erfindung kann auch als die Schutzschaltung in Bezug auf
einen Ausgangsanschluss verwendet werden.
Gemäß einer typischen der integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtungen
der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben worden ist, ist ein Element
zum Ausbilden eines Strompfads, der sich von einem Knoten zu einem Anschlussflecken
erstreckt, zwischen dem Knoten und dem Anschlussflecken vorgesehen und ist ein Widerstandselement
zwischen dem Knoten und einer zweiten Energiequelle vorgesehen. Aufgrund des Vorsehens
dieser Komponenten kann das Anlegen der Spannung an die Gateanschlüsse der
Schutztransistoren und der Fluss der Ströme in die Schutztransistoren begrenzt
werden. Das bedeutet, dass deshalb, weil der Fluss der in den Transistoren erzeugten
Substratströme beschränkt werden kann, eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung
zur Verfügung gestellt wird, die einen stabileren Betrieb von ihr erhalten
kann, während die Funktion eines Bereitstellens eines Schutzes gegenüber
einer inneren Schaltung auf dieselbe Weise wie beim Stand der Technik beibehalten
wird.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die illustrativen
Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, soll diese Beschreibung nicht
in einem beschränkenden Sinn gedacht sein. Verschiedene Modifikationen der
illustrativen Ausführungsbeispiele sowie andere Ausführungsbeispiele der
Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet bei Bezugnahme auf diese Beschreibung
offensichtlich werden. Es ist daher beabsichtigt, dass die beigefügten
Ansprüche irgendwelche solche Modifikationen oder Ausführungsbeispiele
abdecken werden, wie sie in den Schutzumfang der Erfindung fallen.