CMOS的维护电路

输入维护电路

当器件加有过大的电压或电流时，器件会遭到损伤而导致性能劣化，严重时会被击穿。这时芯片上的布线或器件的分离局部将会被毁坏，或者与上下／左右相邻的布线或器件短路，以至于信号线开路或短路。

CMOS器件的输入连接在n沟晶体管或者p沟晶体管的栅极上。图10. 29示出MOS晶体管的剖面，栅区有一层十分薄的绝缘氧化膜（Si02）。Si02膜具有109V/m(103 V/μm)的绝缘强度。不过由于CMOS器件的栅氧化膜厚度在0.1μm以下，十分薄，一切几十伏至几百伏的电压就会惹起绝缘击穿。

人身体产生的静电会高达几千伏至几万伏，冬天用手触摸CMOS器件时，很容易损坏器件。为了免受静电对栅氧化膜形成损伤，在CMOS器件的输入局部都配置有维护电路。

图10. 30示出典型的输入维护电路。在原来的等效电路中的输入信号线上附加二极管，起到维护电路的作用。当输入端由于静电等缘由加有过大的电压／电流时，它能够使正电荷沿电源线，负电荷沿GND线逃逸。

mos管

图10. 30(a)的维护电路设置有扩散电阻，关于二极管短时间内吸收不了的能量，它起到延迟电路的作用，延缓这些能量向栅极传送。它的弊端是在高速CMOSIC中会招致信号传输时间的滞后。

图10. 30(b)的维护电路运用了等效构成二极管的MOS晶体管。用这个电路，能够使MOS晶体管ON时电荷经过沟道逃逸。依照普通的二极管方式，作为维护电路有良好的响应性，不过从芯片面积以及幅员设计角度看，有不利影响。

输出的维护

图10. 31示比CMOS IC的输出局部。输出n沟晶体管／p沟晶体管的漏极相互衔接构成输出端。在漏极局部各自构成寄生的pn二极管／np二极管。由于这些二极管，能够维护输出局部的过大电压。另外，在某些情况下也能使输出晶体管内身瞬态ON，免受异常电荷的损害。
mos管

电源／GND浮动时的维护

当CMOS器件没有装置在印制电路板上，而是处于单个焊接状态时，假如呈现异常的外加电压，该如何处置呢？VDD或GND会有浮动的状况，怎样维护呢？图10.32示出CMOS器件的最小电路构造反相器电路以及输入维护电路的例子。
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CMOS IC由于插入输入维护电路，一切的端子都用二极管与电源VDD或者GND衔接。当输入端与VDD GND之间有异常电压时，如图10. 33所示，必然形成正向或者反向流入二极管的电流通道，维护内部电路。这就是说，假如二极管的反向耐压比MOS晶体管的栅氧化膜的绝缘击穿电压低，那么关于装置前的异常电压就具有维护电路的作用。
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