《系统与芯片ESD防护的协同设计》 —1.2.3　多电压域

1.2.3　多电压域

当模拟电路具有不同的电压域时，ESD防护网络可以使用几种取决于电路具体规格的方法来构造。多电压域电路最典型的例子是数字、模拟和功率域的组合。由于芯片的ESD防护需要面对每个引脚到引脚（pin-to-pin）组合，所以所有的域都应该连接到网络上。

考虑模拟和电源域的一个例子。网络中的域间连接通常是在电源地和模拟地之间实现的。这样安排的简单理由是电源电压不能被共享。为避免接地总线上的电势降引起的串扰，地之间可以用背靠背的二极管钳位相连。这一钳位解除了正偏二极管压降对地总线的干扰，同时，将在ESD电流水平下提供较低的压降（图1.18）。在这种情形下，不同域的引脚上的应力将包括二极管上的附加压降。类似的方法可用在具有分布式有源钳位网络的两个电压域的情形中。

有时带有二极管钳位的轨基ESD防护网络是不可行的，后驱动兼容引脚的情况就是一个例子。引脚必须独立于电源，从而二极管到ESD+轨是不适合的。

图1.19展示了应用于LCD显示的具有电平移位的多电压域的一个例子。此应用设计可工作在衬底电压-8 V下，其中电源引脚为-8 V、-6 V、0 V、6 V和12 V下。

模拟电路采用3.3 V和6 V隔离的CMOS器件完成。ESD防护网络组合了5个分离的ESD钳位模块：分布式有源钳位（AC）模块，其钳位器宽度W约500μm，Lg=0.8μm；RC定时器的RC=4μs；6 V NMOS回滞钳位；用于3.6 V输入的双向ESD器件以及用于20 V输入的双向ESD器件（电平移位器）。

±6 V耐压的I/O引脚VO由双向DIAC ESD钳位（图1.19）或者由衬底隔离的堆叠背靠背回滞NMOS钳位进行防护。内部电路的寄生电阻和寄生二极管（图1.19中虚线）分别提供附加压降和可选的电流通路。对防护网络的这些寄生元器件也应加以考虑。