pdp驱动芯片中esd保护网络的设计

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1、东南大学硕士学位论文彩色PDP是在一定的电场作用下，利用惰性潘宁气体放电产生的真空紫夕卜光(vtw)激发三基色荧光粉实现彩色显示的一种平板显示器件。图1．2就是所使用的三电极表面放电式彩色AC—PDP的单元结构示意图。上、下是两块绝缘的玻璃基板，中间充满放电气体，平行的X电极(又称为维持电极)和Y电极(又称为扫描电极)间隔排列在上玻璃板，与它们正交的A电极(又称为寻址电极、选址电极)制作在下玻璃板上，其交点构成了发光单元。寻址电极上覆盖着荧光粉，X电极和Y电极上覆盖了一层介质以及氧化镁保护层。利用～定数量的X、Y电极和与之垂直的一定数量的A

2、电极正交，形成几百万个显示单元，然后利用驱动电路控制每个单元的放电，从而实现高清晰度彩色图像显示。图1．2表面放电式彩色PDP单元结构示意图PDP驱动芯片的作用就是分别给PDP显示屏的x电极和Y电极提供扫描信号，图1．3是彩色PDP的电路框图。它主要由接口电路、控制电路、驱动电路等几部分构成。接口电路主要是对电视信号、计算机显示信号等模拟图像信号进行解码和数字化，并作必要的预处理，对图像进行缩放和刷新频率变换，使其满足PDP的显示分辨率，同时为PDP的驱动控制电路提供同步、消隐和时钟等控制信号。控制电路主要由逻辑电路构成，包括显示数据处理电

3、路、帧存储器电路和驱动控制信号产生电路等。其中，显示数据处理电路及帧存储器电路把接口电路传输过来的数字图像信号按权重进行归类和暂存，并按照子场方式在寻址时送到寻址驱动电路。图1．3107em(42in)彩色PDP电路框图2第一章绪论驱动控制信号产生电路主要是产生驱动电路所需要的所有控剑信号。高压驱动电路包括寻址驱动电路、扫描驱动电路和维持驱动电路等。高压驱动电路在控制电路送来的低压驱动控制信号的控制下，产生PDP的准备、寻址和维持发光所需要的引火高压和维持脉冲，最终在PDP上显示图像。1．2芯片中的ESD现象【41-【91集成电路在制造、封

4、装、运输以及使用过程中都会受到ESD的影响。ESD即“静电释放”(Electro·Staticdischarge)，它是指本身带静电的物体在接触到导体时，会在很短的时间内(几纳秒一几百纳秒)将本身所带的静电通过导体泄放的现象。静电是一种客观的自然现象，它会通过摩擦、碰撞、剥离等多种方式产生。当带有静电的物体与芯片某个管脚接触时，所带的电荷就会通过该管脚进入芯片内部；如果芯片本身就带有静电，当芯片的某个管脚与地接触时芯片本身所带的静电就会通过该管脚泄放掉。它会在瞬间产生几百伏、几千伏、甚至上万伏的高压，产生的瞬间电流达到几安培、甚至几十安培。

5、如此高的电压、电流，会损坏电路内部的元器件，直接烧毁芯片。ESD对芯片的损害主要分为两种情况：1．ESD产生的高电压击穿金属．氧化物．半导体晶体管的栅氧化层，使氧化层发生断裂，氧化层上的金属(一般是铝)与下面的体硅直接接触造成短路现象，从而使得器件失效；或者氧化层在高电场作用下质量(致密度、氧化层中的电荷等)下降，影响芯片的可靠性。这种失效通常称为电失效。2．ESD产生的大电流流入芯片内部，流经金属走线，产生非常大的功率(热)从而使得金属线熔断，造成断路现象，引起器件失效：或者使得金属线的尺寸发生变化，改变电阻的数值，影响芯片的性能。这种失

6、效通常称为热失效。PDP驱动芯片中最易受到ESD损坏的部分主要是：输入电路、输出电路、电源和地之间以及各种接口电路。因为芯片的输入部分为CMOS结构的栅极直接与输入Pin脚相连，因此CMOS结构的栅氧化层很容易受到电失效的影响。而输出部分以及电源和地部分(包括低压和高压两部分)，它们的Pin脚直接与MOS(包括普通CMOS、LDMOS和VDMOS)晶体管的源或漏相连，所以ESD脉冲会通过这些Pin脚进入芯片内部引起热失效。另外，由于PDP驱动芯片是高低压兼容电路，在同一块芯片上集成了两种不同的电源：低压电源(一般为5V)和高压电源(数十伏特

7、到100V以上)，在高压和低压电路之间存在一个高低压接口电路(或高低压转换电路等)，这种接口电路也非常容易受到ESD的影响。为了避免PDP驱动芯片受到ESD的损坏，因此需要在芯片中加入各种ESD保护电路。1．3课题的研究背景及研究内容近年来，人们已经研究出多种ESD保护电路。在芯片中加入这些保护电路，当ESD发生时，能够在芯片中形成一条低阻通路，让ESD电流沿着低阻通路流出芯片，而不流过芯片内部电路，从而保护了内部电路免受ESD电流的损坏。目前，芯片中ESD保护的主要方法是在芯片的各个PAD旁，以及电源线和地线之间加上各种3东南大学硕士学位

8、论文保护电路。当ESD发生时，ESD电流被导入电源线或地线，并最终通过接地的管脚流出芯片，从而使得芯片内部电路免遭ESD电流的损坏。通过在芯片中加入ESD保护电路，当ESD发生时