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汽车电子芯片对防静电放电(ESD)可靠性要求极高,通常需要通过人体模型(HBM)8 kVESD测试。芯片抗ESD能力与ESD保护电路、芯片内部电路结构、以及工艺密切相关。CAN总线收发器的总线I/O端口需要承受±12 V的共模电压,而这两个端口在内部电路里直接通过防倒灌二极管和高压驱动管与电源或者地端口相连。因此,这二个端口的ESD设计既要考虑±12 V的共模电压通过时芯片能正常工作,同时还要保障高于±12 V的ESD脉冲不影响内部电路。本文针对CAN总线收发器芯片上述特点,结合ASMC0.35μm BCD工艺特征,开展CAN ESD保护电路设计,主要如下: 电源对地的ESD保护采用栅极耦合GCNMOS结构,电源对地通过8kVHBM ESD测试。 数字I/O端口与地之间采用两级ESD结构,前一级采用GCNMOS结构,后一级采用GGNMOS,中间加隔离电阻分压,降低输出NMOS管的漏极电压和输入接收管的栅极电压,减缓第二级保护电路的ESD脉冲。数字I/O引脚与电源之间采用一级GCPMOS结构。所有数字端口通过8 kV HBM ESD测试。 CAN总线二端口加载±12V共模电压时,需要芯片仍然能正常工作。因此,这两个端口采用双向箝位高压二极管阴极相连的ESD保护结构,并结合版级TVS二极管泄流,芯片通过8 kV HBM ESD测试。 另外,充分考虑栅耦合GCNMOS ESD电路的优势以及面临寄生电容难以定量评估等问题,设计一种用PNP双极晶体管驱动NMOS的ESD保护电路结构GDNMOS。相比GCNMOS ESD结构,GDNMOS ESD结构的触发电压为9.65V,二次击穿电流为25.7A,卸载ESD电流能力得到增强。 针对CAN芯片的过温保护电路进行了改进,利用双极晶体管发射结VBE的温度特性同时产生PTAT电压和CTAT电压作为比较器两端输入,提高了热转换速度,减小了输出过温判定信号的跳转温区。