静電気放電保護回路のリーク電流低減手法の検討

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: ECT16023

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 電子回路研究会

発行日: 2016/03/07

タイトル(英語): Leakage current reduction technique for electrostatic discharge protection circuit

著者名: 陳 広謙(東京都市大学),北島 敦(新日本無線),新井 義明(新日本無線),山下 順(新日本無線),伊藤 壽(新日本無線),傘 昊(東京都市大学)

著者名(英語): Koken Chin(Tokyo City University),Atsushi Kitajima(New Japan Radio Co., Ltd.),Yoshiaki Arai(New Japan Radio Co., Ltd.),Jun Yamashita(New Japan Radio Co., Ltd.),Hisashi Ito(New Japan Radio Co., Ltd.),Hao San(Tokyo City University)

キーワード: 入力バイアス電流補償|静電気放電|ＥＳＤ保護回路|Input bias current compensation|Electrostatic Discharge|ESD protection circuit

要約(日本語): 静電気放電(ESD: Electrostatic Discharge)による集積回路の破壊を防ぐためには，ESD保護ダイオードを用いるESD保護回路が，LSIチップには必要不可欠である．近年，センサーデバイスが増加しており，センサーアンプとして入力バイアス電流の少ないCMOS演算増幅器を用いるアプリケーションが多用される．アナログ入力信号はMOSゲートに入力されるため，入力バイアス電流は流れない(Ibias = 0A)と想定されることが多いが，ESD保護回路の構造により，ESD保護ダイオードにリーク電流が流れてしまう．特に，車載用途では，回路動作環境の高温化となり，従来型のESD保護回路では，リーク電流が大幅に増加し，入力バイアス電流として無視できなくなってきている．そこで，ESD保護回路のリーク電流を低減する回路構成を提案し，0.7umスタンダードCMOSプロセスを用いる回路設計を行なった．SPICEによるシミュレーションで，提案手法によるESD保護回路リーク電流低減の有効性を確認したので，ここで報告する．

要約(英語): This paper proposes a leakage current reduction technique for electrostatic discharge (ESD) protection circuit. In the application of high impedance sensors for automotive electronics, the sharp increase of leakage current of ESD at high temperature cause large input bias current. This bias current flows in external impedances and produces voltages, which add to system errors. Proposed bias current cancellation technique uses operational amplifiers and replicas of ESD protection diodes to compensate leakage current of ESD. SPICE simulation results show that the leakage current is degreased less than 1pA at 150℃ in 0.7um standard CMOS without any extra options.

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,408 Kバイト