为了防止静电的危害,一般CMOS器件的输入电路都装有吸收静电的保护电路。(Cmos电路具有高输入阻抗,这使得器件容易受到外部干扰、冲击和静电击穿,因此,为了保护CMOS管的氧化层不被击穿,通常在其内部输入端连接一个二极管保护电路,如图所示,以防止激励电流过大而击穿gs电极,这是一个泄漏电阻,由于MOS管的输入阻抗极高,输入电压会在G电极处积累,一直导通,信号无法控制。
与背栅接触孔结合的保护环可以吸收大部分空穴和少数载流子,从而使寄生双极晶体管无法导通(BJT管导通时会形成正反馈电路,对电路影响很大)。根据所用MOS晶体管的不同,MOS门电路可分为三种类型:第一种是由PMOS晶体管组成的PMOS门电路,工作速度较低;第二种是由NMOS管组成的NMOS门电路,其工作速度比PMOS电路快,但不如TTL电路快。
ESD保护电路的仿真只能模拟二极管导通的值,而ESD器件的尺寸可以通过仿真来确定。如果输入端的静电能量积累到一定程度,二氧化硅层就会被击穿或损坏,导致所谓的“栅极穿透”或“栅极泄漏”现象,集成电路就会失效,反向击穿是无法模仿的,而我们在集成电路中应用的主流ESD结构既可以正放电也可以负放电,所以模拟的意义不大,需要经验。