CMOS芯片的ESD保护电路设计

数字芯片要采用CSMC2P2M 0.6μm标准的COMS工艺，在设计中采用了如图4所示的ESD保护电路，用一个栅接地的NMOS管和一个栅接VDD的PMOS管共同构成输入ESD保护电路。

　　另外，由于设计的ESD保护电路的MOS官尺寸大，所以在版图上画成多个插指，同时由于保护电路的MOS管尺寸较大，其漏源区pn结又可以起到二极管保护作用。图4所示为设计采用的ESD保护电路的原理图和版图。

图5所示为一款多功能数字芯片的版图照片和封装示意图，表1为管脚对应图

　　在多功能数字芯片的设计中，在输入端使用了设计的ESD保护电路，另外，由于所设计的多功能数字芯片，在输出端设计了尺寸较大的MOS管构成的反相器来提高芯片的驱动能力，这些MOS管的漏区和衬底形成的pn结就相当于一个大面积的二极管，可以起到ESD保护作用。

　　因此，一般可不用增加ESD保护器件，但由于需要在芯片流片后首先进行在片测试，所以在芯片的输出端加上了与输入端同样的ESD保护电路。

　　3 ESD保护电路在流片后的测试情况

　　图6所示为流片后的多功能数字芯片的在片测试波形，由测试波形可以看出，ESD保护电路对多功能数字芯片起到保护作用。

    流片后的多功能数字芯片的在片测试波形

　　4 结束语

　　系统介绍了ESD保护电路;分析了不同的传统ESD保护电路的设计原理和优缺点。在此基础上，基于CSMC 2P2M 0.6μm标准的COMS工艺，进行ESD保护电路的版图设计和验证，并在一款多功能数字芯片上应用，该芯片参与了MPW计划进行流片。测试结果显示该ESD保护电路能直接应用到各种集成电路芯片中。