根據(jù)ESD防護(hù)器件的TLP I-V特性我們可將ESD器件分為回滯類(lèi)和非回滯類(lèi)兩種；
回滯類(lèi)的ESD器件包括NPN三極管、柵極接地 NMOS ( GGNMOS, Gate-grounded NMOS )、可控硅(SCR, siliconcontrolled rectifier)等。
非回滯類(lèi)的ESD器件包括二極管、二極管串、溝道工作的MOS管、PNP三極管、柵極接電源的PMOS(GDPMOS)等，與回滯類(lèi)ESD器件相比，其TLP曲線(xiàn)沒(méi)有負(fù)阻區(qū)的存在。
常用于ESD防護(hù)的器件包括PN結(jié)二極管、GGNMOS結(jié)構(gòu)和 SCR 結(jié)構(gòu)等。
常用ESD保護(hù)電路優(yōu)缺點(diǎn)
二極管
二極管是最簡(jiǎn)單的ESD防護(hù)器件，寄生效應(yīng)少，版圖布局容易在傳統(tǒng)的集成電路中，二極管結(jié)構(gòu)是使用最多的ESD防護(hù)結(jié)構(gòu)，能夠滿(mǎn)足常規(guī)的ESD防護(hù)需求。
主要劣勢(shì)：
正向二極管開(kāi)啟電壓較低。二極管正向?qū)妷杭s為0.7V,而芯片的工作電壓可以低至IV,當(dāng)使用正向?qū)ǖ亩O管對(duì)芯片進(jìn)行ESD防護(hù)時(shí)，為了在芯片上電時(shí)不產(chǎn)生漏電流，往往需要串聯(lián)多個(gè)二極管才能使用，導(dǎo)致導(dǎo)通電阻和版圖面積相應(yīng)成倍增大，并且二極管串高溫下漏電流較大。
反向工作的二極管電流耐受能力較低。反向擊穿后的二極管雖然開(kāi)啟電壓較高，與PN結(jié)摻雜濃度有關(guān)，但反向擊穿的二極管其電流泄放能力很弱，導(dǎo)通電阻也較大。
主要優(yōu)勢(shì)：
寄生電容較小。二極管的主要寄生電容為PN結(jié)電容和金屬布線(xiàn)電容，相比MOS結(jié)構(gòu)電容更小，常常使用在高速、射頻電路中。
開(kāi)啟速度快。PN結(jié)二極管只存在一個(gè)PN結(jié)的勢(shì)查區(qū)，相比三極管結(jié)構(gòu)，沒(méi)有基區(qū)渡越時(shí)間。因此其響應(yīng)速度快，對(duì)CDM類(lèi)ESD應(yīng)力有很好的防護(hù)效果。
GGNMOS
ESD防護(hù)中最常用的方式是將NMOS柵、源、體端一起接陰極，漏極接至陽(yáng)極，這種接法的NMOS稱(chēng)為GGNMOS。因?yàn)镚GNMOS結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有現(xiàn)成的spice模型，寄生參數(shù)可以帶入電路仿真，因此電路工程師常用作ESD防護(hù)器件。
GGNMOS主要利用漏襯反向PN結(jié)雪崩擊穿后，MOS管內(nèi)部的寄生NPN三極管導(dǎo)通，來(lái)泄放大量的ESD電流。
主要劣勢(shì)：
觸發(fā)電壓過(guò)高。由于依靠NMOS漏襯結(jié)雪崩擊穿來(lái)開(kāi)啟寄生三極管工作，在某些工藝下其雪崩擊穿電壓過(guò)高，可能導(dǎo)致內(nèi)部電路先被擊穿的情況。
導(dǎo)通電阻過(guò)高。由于GGNMOS通常需要較長(zhǎng)的漏極到柵極距離來(lái)增強(qiáng)其魯棒性，在泄放ESD電流時(shí)導(dǎo)通電阻過(guò)高。
單位面積魯棒性較差。GGNMOS依靠寄生NPNBJT進(jìn)行ESD電流泄放，相比二極管和可控硅而言，電流泄放能力較差。
主要優(yōu)勢(shì)：
與CMOS工藝結(jié)構(gòu)兼容，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要額外設(shè)計(jì)器件結(jié)構(gòu)。
有現(xiàn)成的準(zhǔn)確的spice模型，可以同功能電路一起進(jìn)行功能仿真驗(yàn)證。
可控硅整流器（Silicon Controlled Rectifier, SCR )
最早是功率器件的一種。應(yīng)用于ESD防護(hù)的SCR結(jié)構(gòu)利用了集成電路工藝中的各種濃度的N型和P型阱以及注入?yún)^(qū)形成PNPN結(jié)構(gòu)。SCR導(dǎo)通的正反饋屬性決定了其更大的電流放大能力，開(kāi)啟后的深回滯特性也帶來(lái)了更低的箝位電壓。
主要劣勢(shì)：
觸發(fā)電壓過(guò)高。CMOS工藝上的SCR主要依靠反向PN結(jié)雪崩擊穿來(lái)開(kāi)啟SCR，其雪崩電壓很高（通常為P阱/N胖結(jié)反向擊穿電壓）。
回滯后的維持電壓非常低（可以低于2V)。過(guò)低的維持電壓不符合ESD設(shè)計(jì)窗口電壓下限要求，容易引起電路的栓鎖效應(yīng)。
開(kāi)啟速度慢。由于SCR雪崩擊穿后，NPN和PNP BJT導(dǎo)通并形成正反饋所需時(shí)間較長(zhǎng)，降低了 SCR的開(kāi)啟速度。
主要優(yōu)勢(shì)：
SCR的電流泄放能力較強(qiáng)，遠(yuǎn)高于GGNMOS和三極管，單位面積魯棒性強(qiáng)。
寄生電容較小。SCR的寄生電容主要來(lái)自于其多個(gè)PN結(jié)的結(jié)電容，相對(duì)GGNMOS電容更小。可以減小ESD器件寄生效應(yīng)對(duì)高速、射頻信號(hào)的影響。
SCR的深回滯特性，使得SCR箱位電壓較低，同時(shí)由于SCR工作時(shí)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，SCR導(dǎo)通電阻較低。
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