專利名稱：檢波電路、包含它的rf電路以及內(nèi)置它們的便攜式設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢波電路、包含該檢波電^各的RF電路以及內(nèi)置上述 電路的便攜式設(shè)備，特別是涉及有益于提供輸入信號在低振幅電平 的狀態(tài)下降低直流耗電的檢波電路的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在以下的非專利文獻(xiàn)1中記載有為了降低片上系統(tǒng)(SoC)或系 統(tǒng)級封裝(SiP)中嵌入的RF電路的制造測試時(shí)間和成本而在RF 混頻器的輸出上連接RF檢波電路的輸入端子的例子。
為了檢測RF混頻器的輸出，該RF檢波電路包含2個(gè)N溝道 MOS晶體管的偽差動對。在各N溝道MOS晶體管的漏極和柵極之 間連接有用于向晶體管施加?xùn)艠O偏壓的電阻。
2個(gè)N溝道MOS晶體管的源極:故共用連接在接地電位上，2個(gè) N溝道MOS晶體管的漏極被共用連接在基于P溝道MOS晶體管的 電流反射鏡偏置(bias current mirror)上。連接在2個(gè)N溝道MOS 晶體管的柵極上的2個(gè)電容阻隔影響檢波工作的直流電流。在2個(gè)N 溝道MOS晶體管的漏極上連接有用于保持輸出電壓的輸出電容。
此外，在以下的專利文獻(xiàn)1中記載有用于一企測在進(jìn)行從非接觸 IC卡的讀出和向非接觸IC卡的寫入的讀/寫裝置中有無非接觸IC卡 的副載波檢波電路。
在該副載波檢波電路中，對提供將電源電壓分壓后的固定偏壓 的檢波晶體管的基極施加來自非接觸IC卡的線圏狀天線的副載波信 號，由此從檢波晶體管的發(fā)射極的電阻和電容的并聯(lián)連接而形成半 波整流輸出信號。[非專利文獻(xiàn)l]Chaoming. Zhang et al, "Built-in Test of RF Mixers Using RF Amplitude Detectors" , 2007 IEEE Proceedings of the 8th International Symposium on Quality Electronic Design, 26-28 March 2007， PP.404~409。日本特開2006-099810號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
近年，被稱為短距離無線通信技術(shù)(NFC)的、簡化并擴(kuò)展家電 產(chǎn)品、數(shù)字媒體、面向消費(fèi)者的無線通信連接、內(nèi)容、商業(yè)上的交 易的通信技術(shù)正在普及。該NFC技術(shù)與已經(jīng)存在的各種通信技術(shù)具 有兼容性，能夠使用13.56MHz的RF頻率來進(jìn)行10cm左右、最大 通信速度847Kbps的短距離通信。尤其是，在內(nèi)置具有電子結(jié)算功 能的IC卡微型計(jì)算機(jī)(安全芯片)的便攜電話終端上搭載NFC技 術(shù)，通過活用于基于非接觸的店鋪中商品購買的支付、車站中交通 費(fèi)的支付等各種非接觸電子結(jié)算，來尋求提高終端用戶的方便性。 另外，NFC是Near Field Communication (近距離通信)的縮寫。
本發(fā)明人等在本發(fā)明之前，從事搭載于便攜電話終端中的NFC 通信用RF電路(RF芯片)的開發(fā)，該便攜電話終端利用與非接觸 電子結(jié)算用的非接觸讀寫裝置的NFC通信。在該便攜電話終端中內(nèi) 置有天線、RF收發(fā)信號處理集成電路、RF功率放大器、基帶處理 器、應(yīng)用處理器、SIM卡、IC卡微型計(jì)算機(jī)、NFC通信用RF電路、 NFC通信用線圏狀天線、電池、液晶顯示裝置、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、 操作鍵。
RF收發(fā)信號處理集成電路、RF功率放大器、基帶處理器、應(yīng)用 處理器、SIM卡將便攜電話終端和基站之間的RF通信變?yōu)榭赡?。SIM 卡是在內(nèi)部非易失性存儲器中存儲與基站的電話公司簽約的用戶的 特定信息的用戶特定信息模塊。另夕卜，SIM是Subscriber Identification Module的縮寫。
當(dāng)用操作鍵開始RF通信時(shí)，麥克風(fēng)的發(fā)送聲音信號就通過基帶處理器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號處理器(DSP)的軟件調(diào)制處
理，而被轉(zhuǎn)換為發(fā)送數(shù)字基帶信號。發(fā)送數(shù)字基帶信號由RF接收信 號處理集成電路(RFIC)的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為發(fā)送模擬基帶信號。 發(fā)送模擬基帶信號由RFIC的發(fā)送信號處理單元轉(zhuǎn)換為RF發(fā)送信 號，RF發(fā)送信號通過RF功率放大器和天線發(fā)送給基站。
來自基站的RF接收信號由RFIC的接收信號處理單元轉(zhuǎn)換為接 收模擬基帶信號，接收模擬基帶信號由RFIC的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為 接收數(shù)字基帶信號。接收數(shù)字基帶信號由基帶處理器內(nèi)部的DSP的 軟件解調(diào)處理和D/A轉(zhuǎn)換器而被轉(zhuǎn)換為接收聲音信號，接收聲音信 號被提供給揚(yáng)聲器。
當(dāng)便攜電話終端接近與非接觸讀寫裝置的NFC短距離通信的范 圍內(nèi)時(shí)，由NFC通信用線圈狀天線接收來自非接觸讀寫裝置的載波 信號。NFC通信用RF電路響應(yīng)來自NFC通信用線圏狀天線的接收 載波信號，生成NFC接近檢測信號，NFC接近檢測信號被提供給基 帶處理器。
基帶處理器響應(yīng)NFC接近檢測信號，生成非接觸電子結(jié)算起動 信號，非接觸電子結(jié)算起動信號被提供給NFC通信用RF電路。NFC 通信用RF電路響應(yīng)該起動信號，為了開始非接觸電子結(jié)算，開始與 IC卡微型計(jì)算機(jī)(安全芯片、安全微型計(jì)算機(jī))的收發(fā)數(shù)據(jù)通信， 并且開始向IC卡微型計(jì)算機(jī)供給工作時(shí)鐘信號。據(jù)此，開始基于IC 卡微型計(jì)算機(jī)的電子結(jié)算工作。
另一方面，從電子結(jié)算工作開始以前，來自便攜電話終端的電 池的電源電壓被提供給基帶處理器、NFC通信用RF電路和IC卡微 型計(jì)算機(jī)。在電子結(jié)算工作開始以前，被供給電源電壓的IC卡微型 計(jì)算機(jī)整體變?yōu)闇?zhǔn)備狀態(tài)(休眠狀態(tài))，被供給電源電壓的基帶處 理器也把與電子結(jié)算工作有關(guān)的功能塊變?yōu)闇?zhǔn)備狀態(tài)。此外，在電 子結(jié)算工作開始前，被供給電源電壓的NFC通信用RF電路也將檢 測來自NFC通信用線圏狀天線的4妄收載波信號的信號電平的載波枱r 波電路以外的電路變?yōu)闇?zhǔn)備狀態(tài)。因此，NFC通信用RF電路的載
12波檢波電路在電子結(jié)算工作的開始前也變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，載波檢波電路監(jiān)視來自NFC通信用線圏狀天線的接收載波信號的信號電平。當(dāng)接收載波信號的信號電平變?yōu)檩d波檢波電路的檢波晶體管的輸入閱值電壓以上時(shí)，就成為便攜電話終端接近與非接觸讀寫裝置的NFC 短距離通信的范圍內(nèi)的狀態(tài)。于是，NFC通信用RF電路響應(yīng)由載 波檢波電路檢測到的接收載波信號，生成NFC接近檢測信號，NFC 接近檢測信號被提供給基帶處理器。作為監(jiān)視來自NF C通信用線圈狀天線的接收載波信號的信號電 平的載波檢波電路，能使用上述專利文獻(xiàn)1中記載的射極跟隨器型 檢波電路。但是，通過本發(fā)明人等的研究明確了 在這種情況下， 在電子結(jié)算工作開始前的接收載波信號電平監(jiān)視工作中，被提供固 定偏壓的檢波晶體管的直流耗電大。此外，作為監(jiān)視來自NFC通信用線圏狀天線的接收載波信號的 信號電平的載波檢波電路，能使用上述非專利文獻(xiàn)1中記載的RF檢 波電路。但是，在這種情況下，也在電子結(jié)算工作開始前的接收載 波信號電平監(jiān)視工作中，通過連接在N溝道MOS晶體管的漏極和柵 極之間的電阻，來對MOS晶體管的柵極供給直流偏壓。因此，通過 本發(fā)明人等的研究明確了 接收載波信號電平監(jiān)視工作中的上述非 專利文獻(xiàn)1中記載的RF檢波電路的直流耗電大。本發(fā)明是作為以上本發(fā)明之前的本發(fā)明人等的研究結(jié)果而作出的。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在輸入信號為低振幅電平的 狀態(tài)下能降低直流耗電的檢波電路。此外，本發(fā)明的其他目的在于，通過利用與非接觸電子結(jié)算用的非接觸讀寫裝置的結(jié)算通信的、便攜式設(shè)備終端中搭載的通信用RF電路來降低監(jiān)視來自天線的接收載波信號的信號電平的載波檢波電^各的直流身毛電。扭i&太；々'日3 4 J法3《口附閎.太古日S "卜；未'-o it^;,日M《口4/f M特征將得以明確。如下筒單說明本申請中描述的發(fā)明中代表性內(nèi)容。即本發(fā)明的代表性檢波電路具有第 一 和第二輸入端子(IN 1 、IN2)、第一和第二晶體管(Ml、 M2)、負(fù)載元件(M3)。對上述 第一輸入端子和上述第二輸入端子供給彼此反相的互補(bǔ)輸入信號。 在上述第一輸入端子上連接有上述第一晶體管的第一輸入電極和上 述第二晶體管的第二輸入電極，在上述第二輸入端子上連接有上述第 一 晶體管的第二輸入電極和上述第二晶體管的第 一輸入電極。在 上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極和工作電位點(diǎn) (Vdd)之間連接有上述負(fù)載元件。從連接有上述第 一 晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極和 上述負(fù)載元件的電路節(jié)點(diǎn)生成基于全波整流的檢波電壓(VINI)(參 照圖1 )。如下筒單說明由本申請中描述的發(fā)明中代表性內(nèi)容取得的效果。即能提供一種在輸入信號為低振幅電平的狀態(tài)下能降低直流耗 電的檢波電路。


圖1是表示在利用與非接觸電子結(jié)算用的非接觸讀寫裝置的 NFC通信的便攜電話終端中搭載的本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施方式的NFC通信 用RF電路的監(jiān)視來自NFC通信用線圏狀天線的接收載波信號的信 號電平的載波檢波電路的圖。圖2是說明基于圖1所示的載波檢波電路的監(jiān)視來自NFC通信 用線圈狀天線的接收載波信號的信號電平的檢波電路的電路工作的 圖。圖3與圖2同樣是說明基于圖1所示的載波檢波電路的監(jiān)視來 自N F C通信用線圏狀天線的接收載波信號的信號電平的檢波電路的 電路工作的圖。圖4也與圖2和圖3同樣是說明基于圖1所示的載波檢波電路 的監(jiān)視來自NF C通信用線圏狀天線的接收載波信號的信號電平的檢波電路的電路工作的圖。圖5是說明基于圖1所示的載波檢波電路的監(jiān)視來自NFC通信 用線圈狀天線的接收載波信號的信號電平的另 一 檢波電路的圖。圖6是說明基于圖1所示的載波檢波電路的監(jiān)視來自NFC通信 用線圈狀天線的接收載波信號的信號電平的另 一 檢波電路的圖。圖7是說明基于圖1所示的載波檢波電路的監(jiān)視來自NFC通信 用線圏狀天線的接收載波信號的信號電平的其他檢波電路的圖。圖8是說明基于圖1所示的載波檢波電路的監(jiān)視來自NFC通信 用線圏狀天線的接收載波信號的信號電平的其他檢波電路的圖。圖9是說明基于圖1所示的載波檢波電路的監(jiān)視來自NFC通信 用線圏狀天線的接收載波信號的信號電平的其他檢波電路的圖。圖IO是表示內(nèi)部具有內(nèi)置以上說明的各種載波檢波電路中的任 意一個(gè)的本發(fā)明實(shí)施方式的NFC通信用RF電路的便攜電話終端的 圖。圖ll是說明圖IO所示的便攜電話終端中內(nèi)置的NFC通信用RF 電路和IC卡微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。圖12是說明圖11所示的便攜電話終端MoPh中內(nèi)置的NFC通 信用RF電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖13是說明圖11所示的便攜電話終端內(nèi)部的NFC通信用RF 電路的多個(gè)工作模式之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的圖。圖14是說明圖12所示的NFC通信用RF電路的內(nèi)部各部的工 作波形的圖。圖15是說明圖IO所示的便攜電話終端中內(nèi)置的NFC通信用RF 電路和IC卡微型計(jì)算機(jī)的另 一結(jié)構(gòu)的圖。圖16是說明圖ll所示的便攜電話終端中內(nèi)置的NFC通信用RF 電路的另一詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。^縣^'曰曰Det—Unit—檢測單元；Hold—Unit—保持單元；L一NFC通信用線圏狀天線；IN1、 IN2—輸入端子；Ml、 M2—檢波晶體管；M3—負(fù) 載晶體管；M4 —放大晶體管；Cl一保持電容；M7 —放電時(shí)間常數(shù) 形成用晶體管；OB —輸出緩沖器；OUT—檢波輸出信號；Vdd—電 池的電源電壓；MoPh—便攜電話終端；ANT—天線；IOO—基帶處 理器；101—RFIC; 102—RF功率放大器；103—應(yīng)用處理器；104— 液晶顯示裝置；105 —SIM卡；106 — IC卡微型計(jì)算機(jī)；107—NFC 通信用線圈狀天線；108—NFC通信用RF電^各；109—電池；1081 — RF模擬電路；1081A—載波檢波電路；1081B—內(nèi)部功率管理器； 1081C—時(shí)鐘抽出電路；1082—時(shí)鐘振蕩器；1083 —時(shí)鐘供給管理器； 1084—RF邏輯；1085—接觸通信接口； 1086—NFC通信接口 ； 110— 阻抗匹配電路；RX—接收單元；TX—發(fā)送單元。
具體實(shí)施方式
《代表性實(shí)施方式》首先，說明本申請所公開的發(fā)明的代表性實(shí)施方式的概要。在 關(guān)于代表性實(shí)施方式的概要說明中，付加括號而參照的附圖的參照 符號不過是例示包含在標(biāo)記該符號的構(gòu)成要素的概念中的部件。[l]本發(fā)明的代表性實(shí)施方式的檢波電路具有第 一輸入端子 (IN1)、第二輸入端子(IN2)、第一晶體管(Ml)、第二晶體管 (M2)、負(fù)載元件(M3)。對上述第一輸入端子和上述第二輸入端子能供給彼此反相的互 補(bǔ)輸入信號。上述第一晶體管和上述第二晶體管的各晶體管包含第一輸入電 極、第二輸入電極和輸出電極，響應(yīng)對上述第一輸入電極和上述第 二輸入電極之間供給具有預(yù)定極性和預(yù)定電壓電平的輸入電壓，在上述輸出電才及上llr出輸出電流。在上述第一輸入端子上連接有上述第一晶體管的上述第一輸入 電極和上述第二晶體管的上述第二輸入電極，在上述第二輸入端子 上連接有上述第一晶體管的上述第二輸入電極和上述第二晶體管的上述第一輸入電極。在上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極與工作電位點(diǎn)(Vdd)之間連接有上述負(fù)載元件。相對于上述第一輸入端子的電壓，上述第二輸入端子的電壓為 正極性和負(fù)極性中的一種極性的第 一周期中，上述第 一晶體管的導(dǎo) 通度比上述第二晶體管的導(dǎo)通度大。相對于上述第一輸入端子的電壓，上述第二輸入端子的電壓為 正極性和負(fù)極性中的另 一種極性的第二周期中，上述第二晶體管的 導(dǎo)通度比上述第一晶體管的導(dǎo)通度大。從連接上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極與上 述負(fù)載元件的電路節(jié)點(diǎn)生成基于全波整流的檢波電壓(VIN1)(參照 圖1 )。根據(jù)上述的實(shí)施方式，在上述第一輸入端子和上述第二輸入端態(tài)下，上述第一晶體管和上述第二晶體管的兩者變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)。 因此，根據(jù)上述實(shí)施方式，能提供在輸入信號為低振幅電平的狀態(tài) 下降低直流耗電的4企波電路。在基于優(yōu)選實(shí)施方式的檢波電路中，在上述電路節(jié)點(diǎn)和上述第 一晶體管的上述輸出電極之間連接有第一逆流防止元件(M5)，在 上述電路節(jié)點(diǎn)和上述第二晶體管的上述輸出電極之間連接有第二逆 流防止元件(M6)(參照圖l)。根據(jù)上述優(yōu)選的實(shí)施方式，上述第一逆流防止元件和第二逆流 防止元件，在響應(yīng)施加在第一輸入端子和第二輸入端子上的過大輸 入信號而上述第一晶體管和上述第二晶體管的一方的元件變?yōu)閷?dǎo)通 狀態(tài)時(shí)，阻止另一方的元件擊穿引起的逆流電流。在基于更優(yōu)選的實(shí)施方式的檢波電路中，在上述第一輸入端子 和上述第 一 晶體管的上述第 一 輸入電極之間連接有第 一 靜電破壞防 止電阻(Rl),在上述第二輸入端子和上述第二晶體管的上述第一 輸入電極之間連接有第二靜電破壞防止電阻(R2)(參照圖1)。17根據(jù)上述更優(yōu)選的實(shí)施方式，上述第一和上述第二靜電破壞防 止電阻吸收施加在上述第一和第二輸入端子上的外部浪涌電壓的能 量，防止上述第一和上述第二晶體管的靜電破壞。
基于更優(yōu)選的實(shí)施方式的檢波電路，還具有其第一輸入電極連
接在上述電路節(jié)點(diǎn)上、其第二輸入電極連接在上述工作電位點(diǎn)(Vdd) 上的放大晶體管(M4)。從上述放大晶體管的輸出電極生成倒相放 大檢波電壓(VIN2)(參照圖1)。
基于具體的一個(gè)實(shí)施方式的檢波電路，還具有連接在上述放大 晶體管的上述輸出電極和其他工作電位點(diǎn)(GND)之間的保持電容 (Cl)與》丈電時(shí)間常數(shù)形成元件(M7)的并聯(lián)連接、以及其輸入端 子連接在上述放大晶體管的上述輸出電極上的輸出電路(OB)。上 述輸出電路具有預(yù)定的輸入閾值電壓，由此上述輸出電路辨別上述 倒相放大檢波電壓的電壓電平(參照圖1)。
根據(jù)上述具體的一個(gè)實(shí)施方式，即使上述互補(bǔ)輸入信號變?yōu)閿?續(xù)的低電平振幅，通過依存于基于上述并聯(lián)連接的放電時(shí)間常數(shù)的 保持時(shí)間和上述輸出電路的輸入閾值電壓，上述輸出電路的檢波輸 出信號也能維持在正常的電平。
在最具體的一個(gè)實(shí)施方式的檢波電路中，上述第一晶體管、上 述第二晶體管、上述第一逆流防止元件、上述第二逆流防止元件是N 溝道MOS晶體管，上述負(fù)載元件和上述》丈大晶體管是P溝道MOS 晶體管(參照圖1)。本發(fā)明其他觀點(diǎn)的代表性實(shí)施方式的RF電路(108)能電連 接在具有數(shù)據(jù)處理功能的處理器(100、 103)和具有加密電子結(jié)算 功能的微型計(jì)算機(jī)(106)上。
上述RF電路包含對由天線(107)接收的來自非接觸讀寫裝置 的接收信號進(jìn)行檢波的檢波電路(1081A)。
上述檢波電路監(jiān)視由上述天線接收的來自非接觸讀寫裝置的上 述^妻收信號的信號電平，響應(yīng)上述信號電平變?yōu)轭A(yù)定的闊il以上i左 一情況，將所生成的檢測信號(NFC_ApDet)提供給上述處理器。上述處理器將響應(yīng)上述檢測信號而生成的起動信號(NFC一Start) 提供給上述RF電路。
上述RF電路響應(yīng)上述起動信號，開始向上述微型計(jì)算機(jī)供給工 作時(shí)鐘(CLK)，由此開始上述微型計(jì)算機(jī)的加密電子結(jié)算工作。
上述RF電路具有將通過與上述微型計(jì)算機(jī)的電連接(1064、 1086 )而供給的基于上述加密電子結(jié)算工作的結(jié)算發(fā)送數(shù)據(jù)從上述 天線向上述非接觸讀寫裝置發(fā)送的RF發(fā)送單元(TX)(參照圖11、 圖12)。
上述^r波電^各具有第一輸入端子(IN1 )、第二輸入端子(IN2 )、 第一晶體管(Ml)、第二晶體管(M2)、以及負(fù)載元件(M3)。
對上述第一輸入端子和上述第二輸入端子能供給彼此反相的互 補(bǔ)輸入信號。
上述第一晶體管和上述第二晶體管的各晶體管包含第一輸入電 極、第二輸入電極和輸出電極，響應(yīng)對上述第一輸入電極和上述第 二輸入電極之間供給具有預(yù)定極性和預(yù)定電壓電平的輸入電壓，在 上述輸出電極上輸出輸出電流。
在上述第一輸入端子上連接有上述第一晶體管的上述第一輸入 電極和上述第二晶體管的第二輸入電極，在上述第二輸入端子上連 接有上述第 一 晶體管的第二輸入電極和上述第二晶體管的第 一輸入 電極。
在上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極和工作電 位點(diǎn)(Vdd)之間連接有上述負(fù)載元件。
相對于上述第一輸入端子的電壓，上述第二輸入端子的電壓為 正極性和負(fù)極性中的 一種極性的第一周期中，上述第一 晶體管的導(dǎo) 通度比上述第二晶體管的導(dǎo)通度大。
相對于上述第一輸入端子的電壓，上述第二輸入端子的電壓為 正極性和負(fù)極性中的另 一種極性的第二周期中，上述第二晶體管的 A ;條A. ! 第 一 且乂太答I ;系士
從連接上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極與上述負(fù)載元件的電路節(jié)點(diǎn)生成基于全波整流的檢波電壓(VIN1)(參照 圖1 )。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述處理器包含便攜電話終端和基站的
收發(fā)用的基帶處理器(100)和應(yīng)用處理器(103)中的至少任意一個(gè)。本發(fā)明的其他觀點(diǎn)的代表性實(shí)施方式的便攜式設(shè)備(MoPh ) 能內(nèi)置電池(109)、處理器(100、 103)、微型計(jì)算機(jī)(106)、 天線(107) 、 RF電路(108)。
上述電池對上述處理器、上述微型計(jì)算機(jī)、上述RF電路供給電 源電壓(Vdd)。
上述處理器具有數(shù)據(jù)處理功能，上述微型計(jì)算機(jī)(106)具有加 密電子結(jié)算功能，上述天線接收來自非接觸讀寫裝置的接收信號， 向該裝置發(fā)送發(fā)送信號，上述RF電路被供給上述接收信號，生成上 述發(fā)送信號。
上述RF電路能與上述處理器和上述微型計(jì)算機(jī)電連接而構(gòu)成。
上述RF電路包含對由上述天線接收的來自上述非接觸讀寫裝 置的上述接收信號進(jìn)行檢波的檢波電路(1081A)。
上述檢波電路監(jiān)視由上述天線接收的來自非接觸讀寫裝置的上 述接收信號的信號電平，響應(yīng)上述信號電平變?yōu)轭A(yù)定的閾值以上這 一情況，將所生成的檢測信號(NFC—ApDet)提供給上述處理器。
上述處理器將響應(yīng)上述檢測信號而生成的起動信號(NFC—Start) 提供給上述RF電路。
上述RF電路響應(yīng)上述起動信號，開始向上述微型計(jì)算機(jī)供給工 作時(shí)鐘(CLK),由此開始上述微型計(jì)算機(jī)的加密電子結(jié)算工作。
上述RF電路具有將通過與上述微型計(jì)算機(jī)的電連接(1064、 1086 )而供給的基于上述加密電子結(jié)算工作的結(jié)算發(fā)送數(shù)據(jù)從上述 天線向上述非接觸讀寫裝置發(fā)送的RF發(fā)送單元(TX)(參照圖11、
閎1 7 、
上述檢波電路具有第一輸入端子(IN1 )、第二輸入端子(IN2 )、第一晶體管(Ml)、第二晶體管(M2)、以及負(fù)載元件(M3)。
對上述第一輸入端子和上述第二輸入端子能供給彼此反相的互
補(bǔ)輸入信號。
上述第一晶體管和上述第二晶體管的各晶體管包含第一輸入電
極、第二輸入電極和輸出電極，響應(yīng)對上述第一輸入電極和上述第 二輸入電極之間供給具有預(yù)定極性和預(yù)定電壓電平的輸入電壓，在 上述輸出電才及上|#出車#出電流。
在上述第一輸入端子上連接有上述第一晶體管的上述第一輸入 電極和上述第二晶體管的上述第二輸入電極，在上述第二輸入端子 上連接有上述第一晶體管的上述第二輸入電極和上述第二晶體管的 上述第一輸入電極。
在上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極與工作電
位點(diǎn)(Vdd)之間連接有上述負(fù)載元件。
相對于上述第一輸入端子的電壓，上述第二輸入端子的電壓為 正極性和負(fù)極性中的 一種極性的第一周期中，上述第一 晶體管的導(dǎo) 通度比上述第二晶體管的導(dǎo)通度大。
相對于上述第一輸入端子的電壓，上述第二輸入端子的電壓為 正極性和負(fù)極性中的另一種極性的第二周期中，上述第二晶體管的 導(dǎo)通度比上述第一晶體管的導(dǎo)通度大。
從連接上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極與上 述負(fù)載元件的電路節(jié)點(diǎn)生成基于全波整流的檢波電壓(VIN1 )(參照 圖1 )。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述處理器包含便攜電話終端和基站的 收發(fā)用的基帶處理器(100)和應(yīng)用處理器(103)中的至少任意一個(gè)。本發(fā)明的其他觀點(diǎn)的代表性實(shí)施方式的檢波電路，至少具有 第一輸入端子(IN1)、第二輸入端子(IN2)、晶體管(Ml)、以 及負(fù)載元件(M3 )。
上述第一輸入端子(IN1)和上述第二輸入端子(IN2)能分別連接在天線(L)的一端和另一端上，對上述第一輸入端子(INI)
和上述第二輸入端子(IN2)能供給上述天線(L)的上述一端和上
述另 一端的彼此反相的互補(bǔ)輸入信號。
上述晶體管包含第一輸入電極、第二輸入電極和輸出電極，響 應(yīng)對上述第一輸入電極和上述第二輸入電極之間供給具有預(yù)定極性 和預(yù)定電壓電平的輸入電壓，在上述輸出電才及上輸出輸出電流。
在上述第一輸入端子上連接有上述晶體管的上述第一輸入電 極，在上述第二輸入端子上連接有上述晶體管的上述第二輸入電極。
在上述晶體管的上述輸出電極和工作電位點(diǎn)(Vdd)之間連接有 上述負(fù)載元件。
相對于上述第一輸入端子的電壓，上述第二輸入端子的電壓為 正極性和負(fù)極性中的一種極性的第 一周期中，上述晶體管的導(dǎo)通度 增加，而相對于上述第一輸入端子的電壓，上述第二輸入端子的電 壓為正極性和負(fù)極性中的另 一種極性的第二周期中，上述晶體管的
導(dǎo)通度降低。
從連接上述晶體管的上述輸出電極和上述負(fù)載元件的電路節(jié)點(diǎn) 生成基于整流的檢波電壓(VIN1)(參照圖l)。 《實(shí)施方式的說明》 下面，更詳細(xì);也描述實(shí)施方式。 《載波檢波電路的結(jié)構(gòu)》
圖1是表示在利用與非接觸電子結(jié)算用的非接觸讀寫裝置的 NFC通信的便攜電話終端中搭載的本發(fā)明 一 個(gè)實(shí)施方式的NFC通信 用RF電路(RF芯片)的監(jiān)視來自NFC通信用線圏狀天線的接收載 波信號的信號電平的載波檢波電路的圖。NFC通信用RF電路(RF 芯片)例如是在單晶硅那樣的1塊半導(dǎo)體襯底上用互補(bǔ)MOS集成電 路制造技術(shù)制造的半導(dǎo)體集成電路。
作為圖1所示的NFC通信用RF電路的RF芯片的載波檢波電路， 包含檢測單元DetJJnit和保持單元Hold一Ur」t。 RF芯片包含分別連 接在芯片外部的NFC通信用線圏狀天線L的一端和另 一端上的第一輸入端子IN1和第二輸入端子IN2。第一輸入端子IN1和第二輸入 端子IN2也與圖12中描述的解調(diào)器Dmd連接，由NFC通信用線圈 狀天線L所接收的接收載波信號，通過解調(diào)器Dmd而接受振幅解調(diào)， 生成接收數(shù)據(jù)(ASK解調(diào)數(shù)據(jù))的矩形波。
檢測單元Det—Unit包含檢波用的第一 N溝道MOS晶體管Ml 和第二 N溝道MOS晶體管M2、負(fù)載P溝道MOS晶體管M3、 P溝 道放大MOS晶體管M4。第一 NMOS晶體管Ml的柵極和源極分別 連接在第一輸入端子INI和第二輸入端子IN2上，第二NMOS晶體 管M2的柵極和源極分別連接在第二輸入端子IN2和第一輸入端子 INI上。另夕卜，在第一 NMOS晶體管Ml的柵極和第一輸入端子INI 之間連接有第一電阻Rl,在第二NMOS晶體管M2的柵極和第二輸 入端子IN2之間連接有第二電阻R2。第一NMOS晶體管Ml的漏極 和第二NMOS晶體管M2的漏極通過把柵極連接在接地電壓GND上 的負(fù)載P溝道MOS晶體管M3的漏極和源極電流路線而連接在電池 的電源電壓Vdd上。另外，在第一 NMOS晶體管Ml和第二 NMOS 晶體管M2的漏極上連接有防止逆流用的二極管接法的N溝道MOS 晶體管M5、 M6。
在圖1所示的載波檢波電路中，第一電阻Rl和第二電阻R2具 有吸收施加在第一輸入端子INI和第二輸入端子IN2上的外部浪涌 電壓的能量，防止第一 NMOS晶體管Ml和第二 NMOS晶體管M2 的靜電破壞的功能。此外，逆流防止晶體管M5、 M6在響應(yīng)施加在 第一輸入端子INI和第二輸入端子IN2上的過大輸入信號而第一 NMOS晶體管Ml和第二 NMOS晶體管M2的一方元件變?yōu)閷?dǎo)通狀 態(tài)時(shí)，阻止另一方的元件的P阱和N型漏極之間的寄生PN結(jié)擊穿 引起的逆流電流。
因此，當(dāng)便攜電話終端接近與非接觸讀寫裝置的NFC短距離通 信的范圍內(nèi)時(shí)，就將NFC通信用線圏狀天線L的一端和另 一端之間 的反相的接收載波信號提供給第一輸入端子INI和第二輸入端子 IN2。相對于第二輸入端子IN2的電壓，第一輸入端子INI的電壓為
23正的周期中，第一NMOS晶體管Ml的導(dǎo)通度提高，負(fù)載PMOS晶 體管M3的電壓降增大。相對于第一輸入端子IN1的電壓，第二輸 入端子IN2的電壓為正的周期中，第二 NMOS晶體管M2的導(dǎo)通度 提高，負(fù)載PMOS晶體管M3的電壓降增大。因此，在第一NMOS 晶體管Ml和第二 NMOS晶體管M2的漏極生成基于全波整流的檢 波電壓VIN1。放大PMOS晶體管M4對檢波電壓VIN1進(jìn)行電壓》文大， 所以放大PMOS晶體管M4的漏極上生成的倒相放大檢波電壓VIN2 被提供給保持單元Hold—Unit的輸入端子。
而當(dāng)便攜電話終端在與非接觸讀寫裝置的NFC短距離通信的范 圍外時(shí)，第一輸入端子INI和第二輸入端子IN2之間的接收載波信 號就變?yōu)榈碗娖?，第?NMOS晶體管Ml和第二 NMOS晶體管M2 的兩者變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)。這樣，檢測單元Det—Unit能降低接收載波 信號電平監(jiān)視工作中的耗電。
將檢測單元DetJJnit的放大PMOS晶體管M4的漏極上生成的 倒相放大檢波電壓V吣提供給輸入的保持單元Hold—Unit包含保持 電容CI 、作為放電時(shí)間常數(shù)形成用高電阻的N溝道MOS晶體管M7、 輸出緩沖器OB。該輸出緩沖器OB由把倒相放大檢波電壓V脆倒相 來生成檢波輸出信號OUT的CMOS倒相器構(gòu)成。根據(jù)作為輸出緩沖 器OB的CMOS倒相器的邏輯閾值電壓VLth，辨別輸出緩沖器OB 的輸入的倒相放大檢波電壓VIN2的高電平和低電平。
另外，從輸出緩沖器OB生成的檢測輸出信號OUT能作為后面 說明的圖11中說明的NFC接近檢測信號NFC—ApDet而使用。此外， 在輸出緩沖器OB的輸入和生成檢測輸出信號OUT的輸出之間能連 接其他延遲元件或其他邏輯元件。 《載波檢波電路的檢波工作》
圖2是說明基于圖1所示的載波檢波電路的監(jiān)視來自NFC通信
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在圖2中表示分別連接在NFC通信用線圏狀天線L的一端和另一端上的第一輸入端子IN1和第二輸入端子IN2的反相的接收載波 互補(bǔ)信號的波形。
在圖2的中央上和中央下表示檢測單元Det—Unit的第一 NMOS 晶體管Ml和第二NMOS晶體管M2的漏極的全波整流檢波電壓VIN1 的波形和放大PMOS晶體管M4的漏極的倒相放大檢波電壓V脆的波形。
在圖2之下表示保持單元Hold—Unit的檢波輸出信號OUT的波 形。檢測輸出信號OUT作為圖11中描述的NFC接近檢測信號 NFC—ApDet而提供給基帶處理器100。
在圖2中，NFC通信用線圈狀天線L的兩端的反相的接收載波 互補(bǔ)信號的振幅按低電平—高電平—低電平變化。如圖2的左和右 那樣，接收載波互補(bǔ)信號為低電平時(shí)，第一 NMOS晶體管Ml和第 二NMOS晶體管M2是非導(dǎo)通，負(fù)載PMOS晶體管M3的電壓降較 小，全波整流纟全波電壓VIN1變?yōu)楦唠娖?，倒相》文大一全波電壓Vn^變 為低電平，檢測輸出信號OUT變?yōu)楦唠娖?。這時(shí)，圖2的載波檢波 電路的接收載波信號電平監(jiān)視用的第一 NMOS晶體管Ml和第二 NMOS晶體管M2的直流偏壓是0，所以能大幅度削減監(jiān)—見工作中的 直流庫毛電。
當(dāng)如圖2的中央那樣，接收載波互補(bǔ)信號變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，第一 NMOS晶體管Ml和第二 NMOS晶體管M2開始變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。因 此，負(fù)載PMOS晶體管M3的電壓降增大，全波整流檢波電壓VIN1 變?yōu)榈碗娖剑瓜喾糯髾z波電壓VIN2變?yōu)楦唠娖?，檢測輸出信號OUT 變?yōu)?氐電平。
可是，作為功率放大器的輸出放大階段，眾所周知用低耗電來 驅(qū)動負(fù)載的B級推挽放大電路。在該B級推挽放大電路中，執(zhí)行在
輸入信號為正的半周期中電源電壓側(cè)晶體管對負(fù)載供給充電電流的 推動、和輸入信號為負(fù)的半周期中接地電壓側(cè)晶體管在負(fù)載中流過
放電電流的挽(拉)動。此外，在B級推挽放大電路中，在無輸入 信號的準(zhǔn)備狀態(tài)下，通過把電源電壓側(cè)晶體管和接地電壓側(cè)晶體管低耗電工作。
與上述的B級推挽放大電路對比時(shí)，圖2的載波檢波電路的檢
測單元Det—Unit的第一 NMOS晶體管Ml和第二 NMOS晶體管M2 在檢波輸入信號的正和負(fù)的半周期執(zhí)行基于第 一和第二挽檢波的低 耗電的B級挽-挽全波整流檢波工作。
圖3，與圖2同樣是說明是說明基于圖1所示的載波檢波電路 的監(jiān)視來自NFC通信用線圏狀天線L的接收載波信號的信號電平的 檢波電路的電路工作的圖。圖3表示接收載波信號的直流電平變動、 接收載波信號的振幅也變動時(shí)的檢測輸出信號OUT的波形。
在檢測單元DetJQnit, NFC通信用線圈狀天線L的一端和另 一端之間的反相的接收載波互補(bǔ)信號通過第一輸入端子INI和第二 輸入端子IN2直流地提供給第一 NMOS晶體管Ml的柵極源極之間 和第二 NMOS晶體管M2的源極柵極之間。當(dāng)然，在該直流的供給 時(shí)，不通過圖1所示的載波檢波電路(NFC通信用RF芯片)的集 成電路芯片的內(nèi)置電容，反相的接收載波互補(bǔ)信號直流地提供給第 一 NMOS晶體管Ml的柵極源極之間和第二 NMOS晶體管2的源極 柵極之間。因此，即偵j妄收載波互補(bǔ)信號的電流電平變動，第一 NMOS晶體管Ml和第二 NMOS晶體管M2雙方的柵極源極間電壓 也為一定，因此，第一 NMOS晶體管Ml和第二 NMOS晶體管M2 雙方的漏極電流不發(fā)生變動。其結(jié)果是，如圖3的大致中央所示， 即使接收載波互補(bǔ)信號的直流電平變動，當(dāng)接收載波互補(bǔ)信號的振 幅是高電平時(shí)，就能取得正常的低電平的檢波輸出信號OUT。
這時(shí)，在圖1所示的載波檢波電路的集成電路芯片或集成電路 芯片外部的印刷電路板上不需要上述非專利文獻(xiàn)1中記載的直流電 流塊用的2個(gè)電容，所以能降低集成電路芯片或印刷電路板的原價(jià) 和占有面積。
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監(jiān)視來自NFC通信用線圏狀天線的接收載波信號的信號電平的檢波 電路的電路工作的圖。圖4表示接收載波信號的振幅斷續(xù)地變動時(shí)的檢測輸出信號OUT的波形。在圖1所示的載波檢波電路的保持單
元HoldJUnit中，由保持電容Cl和N溝道MOS晶體管M7的高電 阻形成放電時(shí)間常數(shù)。
因此，接收載波信號的斷續(xù)的低電平振幅期間比依存于放電時(shí) 間常數(shù)的保持時(shí)間Hold短時(shí)，放大PMOS晶體管M4的漏極的倒相 放大檢波電壓V脆不會下降到作為輸出緩沖器OB的CMOS倒相器 的邏輯閾值電壓VLth以下。因此，在這種情況下，檢測輸出信號OUT 維持在正常的低電平。
但是，當(dāng)接收載波信號的斷續(xù)的低電平振幅期間變得比保持時(shí) 間Hold長時(shí)，放大PMOS晶體管M4的漏極的倒相放大檢波電壓 Vw2就下降到作為輸出緩沖器OB的CMOS倒相器的邏輯閾值電壓 Vtth以下。因此，在這種情況下， 一全測輸出信號OUT從正常的低電 平開始變?yōu)楫惓５母唠娖健?br> 例如，接收載波信號的振幅的斷續(xù)的變動在NFC的通信標(biāo)準(zhǔn) 的一個(gè)種類即Type-A中發(fā)生。即Type-A的NFC通信中，振幅調(diào)制 (ASK解調(diào))的AM調(diào)制度為100%,所以產(chǎn)生載波信號斷續(xù)地消失 的期間。該載波消失期間最長為1/13.56MHzx 40=2.95微秒。將基于 圖1所示的載波檢測電路的保持單元Hold—Unit的保持電容C1的電 容值和N溝道MOS晶體管M7的電阻值的放電時(shí)間常數(shù)設(shè)定為比該 最長的載波消失期間2.95微秒長的時(shí)間。據(jù)此，能避免在100%ASK 調(diào)制的Type-A的NFC通信的載波消失期間中，從輸出緩沖器OB 取得的檢測輸出信號OUT從正常的低電平變?yōu)楫惓５母唠娖?。其結(jié) 果是，搭載圖1所示的NFC通信用RF電路的便攜電話終端移動到 與非接觸讀寫裝置的NFC短距離通信的范圍外，由此接收載波信號 的振幅完全且長期間地中斷時(shí)，檢測輸出信號OUT開始變?yōu)檎５?高電平。另外，圖1所示的本發(fā)明實(shí)施方式的NFC通信用RF電路 的NFC通信并限定于100%ASK調(diào)制的Type-A的NFC通信，當(dāng)然 也能應(yīng)用于NFC的其它標(biāo)準(zhǔn)的10%ASK調(diào)制的Type-B、 Felica (Type-C)。
27《其它載波檢波電路》
圖5是說明基于圖1所示的載波檢波電路的監(jiān)視來自NFC通信 用線圈狀天線L的接收載波信號的信號電平的其他檢波電路的圖。
圖5所示的檢波電路與圖1所示的檢波電路不同點(diǎn)在于，圖1 的負(fù)載PMOS晶體管M3在圖5中被置換為負(fù)載電阻R3，其他相同。
圖6是說明基于圖1所示的載波檢波電路的監(jiān)視來自NFC通 信用線圏狀天線L的接收載波信號的信號電平的其他檢波電路的 圖。
圖6所示的檢波電路與圖1所示的檢波電路的不同點(diǎn)在于，圖 1的保持單元Hold一Unit的用于形成放電時(shí)間常數(shù)的NMOS晶體管 M7在圖6中被置換為電阻R4，其他則相同。
圖7也是說明基于圖1所示的栽波檢波電路的監(jiān)視來自NFC 通信用線圈狀天線L的接收載波信號的信號電平的其他檢波電路的 圖。
圖7所示的檢波電路與圖1所示的檢波電路的不同點(diǎn)在于，圖 1的負(fù)載PMOS晶體管M3在圖7中置換為3個(gè)串聯(lián)的PMOS晶體 管M3，圖1的保持單元Hold—Unit的用于形成放電時(shí)間常數(shù)的N溝 道MOS晶體管7在圖7中置換為為3個(gè)串聯(lián)的NMOS晶體管M7。 通過對負(fù)載PMOS M3中使用3個(gè)串聯(lián)的共柵共陰(cascode)連接 的MOS晶體管，能提高負(fù)載PMOS的負(fù)載電阻。通過對用于形成放 電時(shí)間常數(shù)的NMOS M7使用3個(gè)串聯(lián)的共柵共陰連接的MOS晶體 管，能增大保持單元Hold—Unit的放電時(shí)間常數(shù)。
圖8也是說明基于圖1所示的栽波檢波電路的監(jiān)視來自NFC 通信用線圏狀天線的接收載波信號的信號電平的其他檢波電路的 圖。
圖8所示的檢波電路與圖1所示的檢波電路的不同點(diǎn)在于，第 一 NMOS晶體管Ml和第二 NMOS晶體管M2的漏極通過逆流防止 用MOS晶體管M5、 M6而連接在二極管接法的PMOS晶體管M32 和柵極接地PMOS晶體管M31的串聯(lián)連接的上。因此，在圖8所示的檢波電路中，通過二極管接法的PMOS晶體管M32和柵極接地 PMOS晶體管M31的串聯(lián)連接的電壓降，驅(qū)動放大PMOS晶體管 M4的柵極。
圖9也是說明基于圖1所示的載波檢波電路的監(jiān)視來自NFC 通信用線圏狀天線L的接收載波信號的信號電平的其他檢波電路的圖。
圖9所示的檢波電路與圖1所示的檢波電路的不同點(diǎn)在于，圖 1的保持單元Hold一Unit的輸出緩沖器OB由CMOS倒相器置換為 CMOS、 NAND電路。在CMOS、 NAND電路的一個(gè)輸入端子和另 一個(gè)輸入端子上分別供給放大PMOS晶體管M4的漏—及的倒相放大 檢波電壓V,和控制信號Cnt—Sig。
因此，在圖9所示的檢波電路中，只在控制信號Cnt一Sig是高 電平"1"的時(shí)候，能響應(yīng)高電平"1"的倒相放大檢波電壓VIN2， 從作為輸出緩沖器OB的CMOS、 NAND電路的輸出取得低電平"0" 的正常的檢波輸出信號OUT。除此之外，作為輸出緩沖器OB的 CMOS、 NAND電路的輸出成為高電平"1"的檢波輸出信號OUT。 因此，高電平"1"的控制信號Cnt—Sig作為能進(jìn)行載波檢波的使能 信號而起作用。相反，低電平"0"的控制信號Cnt—Sig作為不能進(jìn) 行載波檢波的失效信號而起作用。
《利用NFC通信的便攜電話終端》 圖10是表示內(nèi)部具有內(nèi)置以上說明的各種載波檢波電路中的任 意一個(gè)的本發(fā)明實(shí)施方式的NFC通信用RF電路(RF芯片)的便攜 電話終端的圖。
圖10 ( A)是主要用于說明便攜電話終端MoPh內(nèi)部的信號流 的圖，圖10 ( B)是主要用于說明便攜電話終端MoPh內(nèi)部的電池的 電源電壓的內(nèi)部電路的供給的圖。
如圖10 (A)所示，^_攜電話終端MoPh內(nèi)置有天線ANT、 RFIC101、 RF功率放大器102、基帶處理器100、應(yīng)用處理器103、 液晶顯示裝置104、 SIM卡105、 IC卡微型計(jì)算機(jī)106。按照本發(fā)明的實(shí)施方式，圖10 ( A)所示的便攜電話終端MoPh尤其內(nèi)置NFC 通信用線圏狀天線107、 NFC通信用RF電路108。如圖10(B)所 示，便攜電話終端MoPh內(nèi)置有電池109，雖然未圖示，但是還內(nèi)置 揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、操作鍵。
《基于便攜電話終端的與基站的收發(fā)》
當(dāng)用操作鍵開始RF通信時(shí)，麥克風(fēng)的發(fā)送聲音信號通過基帶處 理器100內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號處理器(DSP)的軟件調(diào)制 處理，轉(zhuǎn)換為發(fā)送數(shù)字基帶信號。發(fā)送數(shù)字基帶信號由RF收發(fā)信號 處理集成電路(RFIC) 101的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為發(fā)送模擬基帶信號。 發(fā)送模擬基帶信號由RFIC101的發(fā)送信號處理單元轉(zhuǎn)換為RF發(fā)送 信號，RF發(fā)送信號通過RF功率放大器102和天線ANT發(fā)送給基站。 由天線ANT接收的來自基站的RF接收信號由RFIC101的接 收信號處理單元轉(zhuǎn)換為接收模擬基帶信號，接收模擬基帶信號由 RFIC101的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為接收數(shù)字基帶信號。接收數(shù)字基帶信 號通過基帶處理器100內(nèi)部的DSP的軟件解調(diào)處理和D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn) 換為接收聲音信號，將接收聲音信號提供給揚(yáng)聲器。 《基于便攜電話終端的NFC短距離通信》
當(dāng)圖IO所示的便攜屯話終端MoPh接近非接觸讀寫裝置的NFC 短距離通信的范圍內(nèi)時(shí)，由NFC通信用線圏狀天線107接收來自非 接觸讀寫裝置的載波信號。NFC通信用RF電路108響應(yīng)來自NFC 通信用線圏狀天線107的接收載波信號，生成NFC接近檢測信號 NFC—ApDet, NFC接近檢測信號NFC—ApDet被提供給基帶處理器 100。
基帶處理器100響應(yīng)NFC接近檢測信號NFC—ApDet,開始非 接觸電子結(jié)算。此外，便攜電話終端MoPh的應(yīng)用處理器103根據(jù) 操作鍵等的工作模式設(shè)定，生成非接觸電子結(jié)算起動信號 NFC—Start，非接觸電子結(jié)算起動信號NFC—Start被提供給NFC通信 用RF電路108，由此能開始接觸電子結(jié)算和基于非接觸讀寫裝置工 作的非接觸電子結(jié)算。NFC通信用RF電路108響應(yīng)NFC接近片全測信號NFC—ApDet或者該起動信號NFC—Start,為了開始非接觸電子 結(jié)算，所以開始與IC卡微型計(jì)算機(jī)(安全芯片)106的收發(fā)數(shù)據(jù)的 通信，并且開始向IC卡微型計(jì)算機(jī)106的供給工作時(shí)鐘信號和供給 電源電壓。據(jù)此，開始基于IC卡微型計(jì)算機(jī)106的電子結(jié)算工作。 而從電子結(jié)算工作開始以前，如圖10(B)所示，來自便攜電 話終端MoPh的電池109的電源電壓Vdd被提供給基帶處理器100、 NFC通信用RF電路108和IC卡微型計(jì)算機(jī)106。在電子結(jié)算工作 開始以前，被供給電源電壓Vdd的IC卡微型計(jì)算才幾106整體變?yōu)闇?zhǔn) 備狀態(tài)(休眠狀態(tài))，被供給電源電壓Vdd的基帶處理器100也將 與電子結(jié)算工作有關(guān)的功能塊變?yōu)闇?zhǔn)備狀態(tài)。此外，在電子結(jié)算工 作開始以前，被供給電源電壓Vdd的NFC通信用RF電路108也將 檢測來自NFC通信用線圏狀天線107的接收載波信號的信號電平的 載波檢波電路以外的電路變?yōu)闇?zhǔn)備狀態(tài)。因此，NFC通信用RF電 路108的載波檢波電路在電子結(jié)算工作開始之前變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，載 波檢波電路監(jiān)視來自NFC通信用線圈狀天線107的接收載波信號的 信號電平。當(dāng)接收載波信號的信號電平變?yōu)檩d波檢波電路的檢波晶 體管的輸入閾值電壓以上時(shí)，就成為便攜電話終端MoPh接近與非 接觸讀寫裝置的NFC短距離通信的范圍內(nèi)的情況。這樣，NFC通信 用RF電路108響應(yīng)由載波檢波電路檢測到的接收載波信號，生成 NFC接近檢測信號NFC_ApDet, NFC接近檢測信號NFC—ApDet被 提供給基帶處理器100。這樣，在準(zhǔn)備狀態(tài)下，盡可能減少向IC卡 微型計(jì)算機(jī)106和NFC通信用RF電路108的電源供給。即在準(zhǔn)備 狀態(tài)下，由NFC通信用RF電路108的載波檢波電路停止向IC卡微 型計(jì)算機(jī)106整體的電源供給和向NFC通信用RF電路108的載波 檢波電路以外的電路的電源供給。
《NFC通信用RF電路和IC卡微型計(jì)算機(jī)》 圖ll是說明圖IO所示的便攜電話終端MoPh中內(nèi)置的NFC通 信用RF電路(RF芯片)108和IC卡微型計(jì)算機(jī)(安全芯片)106 的結(jié)構(gòu)的圖。如圖11所示，NFC通信用RF電路108包含RF模擬電路1081、 時(shí)鐘振蕩器1082、時(shí)鐘供給管理器(時(shí)鐘供給控制部)1083、 RF邏 輯1084、接觸通信接口 1085、 NFC通信接口 1086。
載波檢波電路1081A由包含圖1所示的檢測單元Det一Unit和 保持單元Hold—Unit等的電路構(gòu)成。
NFC接近檢測信號NFC_ApDet能從圖1的檢測輸出信號OUT 生成。當(dāng)來自非接觸讀寫裝置的接收載波信號的信號電平變?yōu)檩d波 檢波電路1081A的輸入閾值電壓以上時(shí)，NFC接近一全測信號 NFC—ApDet就從高電平倒相為低電平(檢測狀態(tài))，是表示與非接 觸讀寫裝置接近的信號。
RF模擬電路1081通過與NFC通信用線圏狀天線107連接， 來接收來自非接觸讀寫裝置的載波信號和N F C接收數(shù)據(jù)信號。另一 方面，還包含通過NFC通信用線圏狀天線107向非接觸讀寫裝置發(fā) 送NFC發(fā)送數(shù)據(jù)的功能。尤其是，RF模擬電路1081包含監(jiān)視由NFC 通信用線圈狀天線107接收的來自非接觸讀寫裝置接收載波信號的 信號電平的載波檢波電路1081A。當(dāng)接收載波信號的信號電平變?yōu)?載波檢波電路1081A的輸入閾值電壓以上時(shí)，RF模擬電路1081就 生成NFC接近檢測信號NFC—ApDet,該NFC接近檢測信號 NFC—ApDet被提供給基帶處理器100。此外，RF模擬電路1081還 包含時(shí)鐘抽出電^各1081C,該時(shí)鐘抽出電路1081C^人由NFC通信用 線圏狀天線107接收的來自非接觸讀寫裝置的接收載波信號中抽出 時(shí)鐘。響應(yīng)NFC接近才企測信號NFC—ApDet，時(shí)鐘抽出電^各1081C 開始載波抽出時(shí)鐘Clki的輸出。
基帶處理器100響應(yīng)NFC接近檢測信號NFC—ApDet，通過NFC 通信用RF電路108的接觸通信接口 1085對IC卡微型計(jì)算機(jī)(安全 芯片)106的接口 1064指示開始基于電子結(jié)算工作。此外，響應(yīng)NFC 接近檢測信號NFC—ApDet, RF模擬電路1081將來自非接觸讀寫裝 置的NFC接收數(shù)據(jù)信號通過RF邏輯1084和NFC通信接口 1086供 給IC卡微型計(jì)算機(jī)(安全芯片)106。這里，在RF邏輯1084中，進(jìn)行解調(diào)來自RF模擬電路1081的NFC接收數(shù)據(jù)信號的數(shù)字處理，
生成接收數(shù)據(jù)。
此外，NFC通信用RF電路108響應(yīng)NFC接近檢測信號 NFC—ApDet,開始來自時(shí)鐘抽出電路1081的載波抽出時(shí)鐘Clki的輸 出。進(jìn)而，NFC通信用RF電路108的時(shí)鐘供給管理器1083開始向 IC卡微型計(jì)算機(jī)(安全芯片)106的供給響應(yīng)載波抽出時(shí)鐘Clki的 時(shí)鐘CLK。
此外，NFC通信用RF電路108響應(yīng)起動信號NFC—Start,開 始來自時(shí)鐘振蕩器1082的內(nèi)部時(shí)鐘Clk的振蕩。進(jìn)而，NFC通信用 RF電路108的時(shí)鐘供給管理器1083響應(yīng)起動信號NFC—Start,開始 向IC卡微型計(jì)算機(jī)(安全芯片H06的供給響應(yīng)來自時(shí)鐘振蕩器1082 的內(nèi)部時(shí)鐘Clk的時(shí)鐘CLK。
IC卡微型計(jì)算機(jī)(安全芯片)106包含安全中央處理單元1061、 內(nèi)置非易失性存儲器(例如EEPROM) 1062、編解碼器1063、接口 1064。響應(yīng)接口 1064的來自基帶處理器100的NFC通信電子結(jié)算 工作的開始以及來自NFC通信用RF電路108的NFC接收數(shù)據(jù)信號 和來自時(shí)鐘供給管理器1083的時(shí)鐘CLK的供給，開始IC卡微型計(jì) 算機(jī)106內(nèi)部的電子結(jié)算工作。安全中央處理單元1061、內(nèi)置非易 失性存儲器1062、編解碼器1063的加密電子結(jié)算的結(jié)算結(jié)果數(shù)據(jù)從 IC卡微型計(jì)算機(jī)106的接口 1064提供給NFC通信用RF電路108 的NFC通信接口 1086。與此同時(shí)，該加密電子結(jié)算的結(jié)算結(jié)果數(shù)據(jù) 從接觸通信接口 1085被提供給基帶處理器100。
基于IC卡微型計(jì)算機(jī)106的結(jié)算結(jié)果的從NFC通信用RF電 路108向非接觸讀寫裝置的發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送是由連接在NFC通信用 RF電路108的NFC通信接口 1086上的RF模擬電路1081的RF發(fā) 送單元TX執(zhí)行的。響應(yīng)向非接觸讀寫裝置的發(fā)送數(shù)據(jù)，RF模擬電 路1081的RF發(fā)送單元執(zhí)行改變NFC通信用線圈狀天線107的有效 負(fù)載阻抗的發(fā)送工作。其結(jié)果是，非接觸電子結(jié)算用的非接觸讀寫 裝置能從NFC通信用線圏狀天線107的負(fù)載變動讀出便攜電話終端
33MoPh所內(nèi)置的IC卡微型計(jì)算機(jī)106的結(jié)算結(jié)果的發(fā)送數(shù)據(jù)。 《NFC通信用RF電路的細(xì)節(jié)》 圖12是說明圖ll所示的便攜電話終端MoPh中內(nèi)置的NFC通 信用RF電路(RF芯片)108的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。
如圖12所示，NFC通信用RF電路108的RF模擬電路1081 包含接收單元RX、發(fā)送單元TX、內(nèi)部功率管理器1081B。此外， 在NFC通信用線圏狀天線107和RF模擬電3各1081的接收單元RX、 發(fā)送單元TX之間連接有阻抗匹配電路110。
進(jìn)而，在^^攜電話終端MoPh中內(nèi)置的電池109與NFC通信 用RF電路108的RF模擬電路1081的接收單元RX、發(fā)送單元TX 之間，串聯(lián)連接有內(nèi)部功率管理器1081B的第一開關(guān)SW1和第二開 關(guān)SW2。當(dāng)利用通過可與基帶處理器100連接的端子而供給的芯片 控制信號Chip—CS，第一開關(guān)SW1變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，利用通過可與基 帶處理器100連接的端子供給的NFC接近檢測信號NFC_ApDet或 非接觸電子結(jié)算起動信號NFC—Start,第二開關(guān)SW2變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài) 時(shí)，接收單元RX的數(shù)據(jù)接收工作和發(fā)送單元TX的數(shù)據(jù)發(fā)送工作成 為可能。在串聯(lián)連接的第一開關(guān)SW1和第二開關(guān)SW2導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)， 來自便攜電話終端MoPh的電池109的電源電壓Vdd作為"t妾收工作 電源電壓RX—Power和發(fā)送工作電源電壓TX—Power而被提供給接收 單元RX和發(fā)送單元TX。
此外，串聯(lián)連接的第一開關(guān)SWl和第二開關(guān)SW2為斷開狀態(tài) 時(shí)，來自便攜電話終端MoPh的電池109的電源電壓Vdd總通過電 源端子而被提供給NFC通信用RF電路108的RF模擬電路1081的 載波檢波電路1081A。因此，載波檢波電路1081A能監(jiān)視由NFC通 信用線圏狀天線107接收的來自非接觸讀寫裝置的接收載波信號的 信號電平。這時(shí)，在NFC通信用RF電路108的RF模擬電路1081 中，對載波檢波電路1081A以外的接收單元RX和發(fā)送單元TX不 供給來自便攜電話終端MoPh的電池109的電源電壓Vdd,所以能 實(shí)現(xiàn)低耗電工作。發(fā)送單元TX的一個(gè)端子TP和另一個(gè)端子TN通過阻抗匹配 電^各110而連4妾在NFC通信用線圈狀天線107上。響應(yīng)向非4妾觸讀 寫裝置的發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送單元TX的一端TP和另一端TN之間的阻 抗變化，所以執(zhí)行向非接觸讀寫裝置的發(fā)送工作。
由NFC通信用線圏狀天線107接收的來自非接觸讀寫裝置的 接收信號，通過阻抗匹配電路110的接收互補(bǔ)輸入端子IN1、 IN2而 被提供給RF模擬電路1081的接收單元RX。接收單元RX的載波檢 波電路1081A監(jiān)視由NFC通信用線圏狀天線107接收的來自非接觸 讀寫裝置的接收載波信號的信號電平，而接收單元RX的解調(diào)器Dmd 例如執(zhí)行來自非接觸讀寫裝置的接收數(shù)據(jù)的ASK解調(diào)。解調(diào)器Dmd 從通過互補(bǔ)輸入端子IN1、 IN2而輸入的接收載波信號中除去載波成 分、即13.56MHz的載波信號，進(jìn)行振幅調(diào)制(ASK解調(diào))，由此 生成接收數(shù)據(jù)(ASK解調(diào)數(shù)據(jù))的矩形波。來自解調(diào)器Dmd的ASK 解調(diào)數(shù)據(jù)通過RF邏輯1084而與各種通信標(biāo)準(zhǔn)、例如Type-A、 Type-B、 Felica ( Type-C )的通信協(xié)議對應(yīng)地生成數(shù)字信號即數(shù)據(jù)信 號。進(jìn)而，所生成的數(shù)據(jù)信號通過非接觸通信接口 (NFC—I/F) 1086 而被提供給IC卡微型計(jì)算機(jī)106,在電子結(jié)算工作的計(jì)算處理中使 用。另外，ASK是Amplitude Shift Keying的簡稱。 《便攜電話終端的狀態(tài)轉(zhuǎn)變》 圖13是說明圖11所示的便攜電話終端MoPh內(nèi)部的NFC通信 用RF電路108的多個(gè)工作模式之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的圖。
多個(gè)工作模式具有傳感器工作模式(Sen—Mode) 130、 NFC近 距離通信電子結(jié)算工作模式(NFC—Model ) 131、接觸通信型電子結(jié) 算工作模式(Cont—Mode) 132、非接觸讀寫裝置模式(R/W—Mode ) 133、第二非接觸讀寫裝置模式(NFC—Mode2) 134。
在傳感器工作模式130中，由NFC通信用RF電路108的載波 檢波電路1081A監(jiān)視來自非接觸讀寫裝置的接收載波信號的信號電 平，但是是不對NFC通信用RF電路108的其他內(nèi)部供給電源的工 作模式。NFC近距離通信電子結(jié)算工作模式131是便攜電話終端MoPh 進(jìn)入與非接觸讀寫裝置的NFC近距離通信的范圍內(nèi)之后的工作模 式。因此，是如下的工作沖莫式，即對NFC通信用RF電路108內(nèi)部 供給電源，接收單元RX接收來自非接觸讀寫裝置的載波信號和NFC 數(shù)據(jù)信號，發(fā)送單元TX通過改變有效負(fù)載阻抗的發(fā)送工作，通過 NFC通信用線圏狀天線107向非接觸讀寫裝置發(fā)送NFC數(shù)據(jù)信號。 此外，所接收到的NFC數(shù)據(jù)信號例如由IC卡微型計(jì)算機(jī)106中內(nèi) 置的安全中央處理單元1061或基帶處理器100中內(nèi)置的計(jì)算處理部 進(jìn)行運(yùn)算處理。此外，根據(jù)該運(yùn)算處理結(jié)果生成由發(fā)送單元TX向非 接觸讀寫裝置發(fā)送的NFC數(shù)據(jù)信號。
接觸通信型電子結(jié)算工作模式132是通過便攜電話終端MoPh 的應(yīng)用處理器103或操作鍵等的工作模式設(shè)定而能在起動后設(shè)定的 工作模式。在該接觸通信型電子結(jié)算工作模式132中，向NFC通信 用RF電路108內(nèi)部供給電源，通過接觸通信接口 1085與基帶處理 器100進(jìn)行接觸通信型電子結(jié)算工作。
非接觸讀寫裝置模式133是根據(jù)應(yīng)用處理器103的指示，從接 觸通信型電子結(jié)算工作模式132轉(zhuǎn)變之后的作為非接觸讀寫裝置的 工作模式。該轉(zhuǎn)變之后，還繼續(xù)向NFC通信用RF電路108內(nèi)部供 給電源，通過NFC通信用線圏狀天線107能將載波信號和NFC數(shù)據(jù) 信號發(fā)送至外部準(zhǔn)備的非接觸IC卡。而在非接觸讀寫裝置模式133 中，從非接觸IC卡發(fā)送的NFC數(shù)據(jù)信號能作為NFC通信用線圏狀 天線107的負(fù)載變動而被接收。
第二非接觸讀寫裝置模式134是根據(jù)向接觸通信型電子結(jié)算 工作模式132轉(zhuǎn)變之后的來自非接觸讀寫裝置的載波信號的檢測而 轉(zhuǎn)變的工作模式。該轉(zhuǎn)變之后，還繼續(xù)向NFC通信用RF電路108 內(nèi)部供給電源，接收來自非接觸讀寫裝置的載波信號和NFC數(shù)據(jù)信 號，而通過改變有效負(fù)載阻抗的發(fā)送工作，經(jīng)由NFC通信用線圏狀 天線107能向非接觸讀寫裝置發(fā)送NFC數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的實(shí)施方式尤其能在NFC近距離通信電子結(jié)算工作模式131和第二非接觸讀寫裝置模式134下的NFC通信用RF電路108 和IC卡微型計(jì)算機(jī)(安全芯片)106的數(shù)據(jù)傳送的工作中應(yīng)用。
在圖11所示的便攜電話終端MoPh中，最初的工作模式被設(shè) 定為傳感器工作模式130。在該傳感器工作模式130，在圖11所示 的便攜電話終端MoPh中內(nèi)置的NFC通信用電路108的RF模擬電 路1081的載波;險(xiǎn)波電^各1081A監(jiān)視由NFC通信用線圈狀天線107 接收的來自非接觸讀寫裝置的接收載波信號的信號電平。
當(dāng)便攜電話終端MoPh移動到與非接觸讀寫裝置的NFC近距 離通信的范圍內(nèi)時(shí)，來自非接觸讀寫裝置的接收載波信號的振幅就 變?yōu)楦唠娖?。如圖2所示，在來自非接觸讀寫裝置的接收載波信號 的振幅就為高電平時(shí)，載波檢波電路1081A的檢測輸出信號OUT變 為低電平。因此，在圖11或圖12中，低電平的NFC接近檢測信號 NFC—ApDet被提供給基帶處理器100。因此，為了能進(jìn)行基于NFC 近距離通信的電子結(jié)算，便攜電話終端MoPh的狀態(tài)從傳感器工作 模式130轉(zhuǎn)變到NFC近距離通信電子結(jié)算工作模式131。
當(dāng)電子結(jié)算處理結(jié)束，便攜電話終端MoPh移動到與非接觸讀 寫裝置的NFC近距離通信的范圍外時(shí)，來自非接觸讀寫裝置的接收 載波信號的振幅就變?yōu)榈碗娖?。其結(jié)果是，NFC接近檢測信號 NFC—ApDet變?yōu)楦唠娖?，^^攜電話終端MoPh的狀態(tài)從NFC近距離 通信電子結(jié)算工作模式131恢復(fù)轉(zhuǎn)變到傳感器工作模式130。
而當(dāng)通過應(yīng)用處理器103或操作鍵等的工作模式設(shè)定，設(shè)定高 電平"1"的控制信號NFC—Start時(shí)，高電平"1"的控制信號NFC—Start 就作為不能進(jìn)行非接觸電子結(jié)算的失效信號發(fā)揮作用。這時(shí)，便攜 電話終端MoPh的狀態(tài)從傳感器工作模式130轉(zhuǎn)變到接觸通信型電 子結(jié)算工作模式132。通過將便攜電話終端MoPh通過例如USB連 接電纜等標(biāo)準(zhǔn)外部連接布線而與個(gè)人電腦(PC)連接，從而使接觸 通信型電子結(jié)算工作模式132下的接觸通信型電子結(jié)算成為可能。 另外，USB是Universal Serial Bus的簡稱。
這時(shí)，當(dāng)發(fā)生向便攜電話終端MoPh的非接觸讀寫裝置模式的寫入要求或讀出要求時(shí)，就輸出從基帶處理器100供給的載波信號
NFC_Carrier,便攜電話終端MoPh的狀態(tài)就從接觸通信型電子結(jié)算 工作模式132轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙佑|讀寫裝置模式133。
但是，有時(shí)在轉(zhuǎn)變?yōu)榻佑|通信型電子結(jié)算工作模式132之后， 不發(fā)生上述寫入要求或讀出要求，而從在個(gè)人電腦(PC)中內(nèi)置的 用于NFC近距離通信結(jié)算的非接觸讀寫裝置發(fā)送載波信號和發(fā)送數(shù) 據(jù)。這時(shí)，NFC接近檢測信號NFC_ApDet變?yōu)榈碗娖?0"，便攜 電話終端MoPh的狀態(tài)從接觸通信型電子結(jié)算工作模式132轉(zhuǎn)變?yōu)?第二 NFC近距離通信電子結(jié)算工作模式134。 《NFC通信用RF電路的工作波形》 圖14是說明圖12所示的NFC通信用RF電路(RF芯片)108 的內(nèi)部各部的工作波形的圖。
在圖14中表示RF模擬電路1081的接收單元RX的接收互補(bǔ) 輸入端子IN1、 IN2的接收載波信號，當(dāng)該接收載波信號的振幅變?yōu)?高電平時(shí)，就如其下所示，載波檢波電路1081A的檢測輸出信號OUT 變?yōu)閖氐電平。
而來自便攜電話終端MoPh的電池109的電源電壓Vdd維持在 大致一定的電平，但只在檢測輸出信號OUT為低電平的期間，將預(yù) 定的電壓電平的接收工作電源電壓RX—Power和發(fā)送工作電源電壓 TX一Power提供給接收單元RX和發(fā)送單元TX。此外，工作電源電 壓RX—Power、 TX—Power從低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，生成高電平的加 電復(fù)位Power—OnReset。另外，如圖13所描述的那樣，利用NFC—Start 信號也能開始該電源的供給。
高電平的加電復(fù)位Power—OnReset被提供給NFC通信用RF電 路108的RF邏輯1084、接觸通信接口 1085、 NFC通信接口 1086， 執(zhí)行這些電路的初始化處理。
此外，只在接收載波信號的振幅為高電平的期間，載波檢波電 路1081A的2個(gè)檢波MOS晶體管變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，在載波信號的振幅 為低電平的期間，2個(gè)檢波MOS晶體管的雙方變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)，所以能降低接收載波信號電平監(jiān)視工作中的耗電。 《其他實(shí)施方式》
圖15是說明圖IO所示的便攜電話終端MoPh中內(nèi)置的NFC通 信用RF電路(RF芯片)108和IC卡微型計(jì)算機(jī)(安全芯片)106 的其他結(jié)構(gòu)的圖。
圖15所示的實(shí)施方式與圖11所示的實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于， 從電池109提供給IC卡微型計(jì)算機(jī)106的電源電壓Vdd通過NFC 通信用RF電路108,關(guān)于其他點(diǎn)與圖ll相同。
圖16是說明圖11所示的^_攜電話終端MoPh中內(nèi)置的NFC 通信用RF電路(RF芯片)108的其他詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。
圖16所示的實(shí)施方式與圖12所示的實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于， 在圖16的NFC通信用RF電路108的右邊部分配置安全塊1087， 在該安全塊1087中包含圖11的IC卡微型計(jì)算機(jī)106的安全中央處 理單元1061和內(nèi)部非易失性存儲器1062。在該安全塊1087的外部 還能通過外部總線和多個(gè)端子連接其他安全芯片110。在安全塊1087 的內(nèi)部包含時(shí)鐘供給管理器1083、RF邏輯1084、接觸通信接口 1085、 NFC通信接口 1086、安全處理單元1088。另外，安全處理單元1088 包含在外部能連接其他安全芯片IIO的安全接口。
是，本發(fā)明并不限定于此，當(dāng)然在不脫離其宗旨的范圍中能進(jìn)行各 種變更。
例如在圖1的載波檢波電路的檢測單元Det—Unit,將第一檢波 晶體管Ml和第二檢波晶體管M2從N溝道MOS晶體管置換為P 溝道MOS晶體管，負(fù)載晶體管M3和放大晶體管M4從P溝道MOS 晶體管置換為N溝道MOS晶體管。其結(jié)果是，該載波檢波電路的P 溝道的第一檢波晶體管Ml和第二檢波晶體管M2作為低耗電的B 級推挽全波整流檢波電路工作。
進(jìn)而，在圖1的載波檢波電路的檢測單元DetJJnit,也可以使 第一和第二才全波晶體管Ml、 M2成為NPN雙極性晶體管，而使負(fù)載
39晶體管M3和放大晶體管M4成為PNP雙極性晶體管。
另外，雖然檢波效率下降，但能將圖1的載波檢波電路的檢測 單元DetJJnit變更為半波整流檢波電路的方式。在將圖1的載波檢 波電路的檢測單元Det一Unit變更為半波整流檢波電路的方式時(shí)，例 如省略檢測單元DetJJnit的第二 MOS晶體管M2。此外，通過省略 第二 MOS晶體管M2,就不需要防止逆流用的二極管接法的MOS 晶體管M6，所以也省略該晶體管M6。這樣通過削減MOS晶體管， 能降低芯片面積。
此外，作為內(nèi)置天線ANT、 RFIC101、 RF功率放大器102、基 帶處理器100、應(yīng)用處理器103、 NFC通信用線圏狀天線107、 NFC 通信用RF電路108的系統(tǒng)，并不限定于便攜電話終端。即本發(fā)明能 應(yīng)用于內(nèi)置它們的PDA裝置中。
此外，基帶處理器IOO和應(yīng)用處理器103能集成到不同的半導(dǎo) 體芯片(半導(dǎo)體集成電路)上，也能集成到合并的一塊芯片(一塊 芯片LSI)上。進(jìn)而，RFICIOI、 RF功率放大器102、 IC卡微型計(jì) 算機(jī)106也能集成到該合并的一塊芯片上。
而且，本發(fā)明并不限定于基于NFC近距離通信的電子結(jié)算， 也能在基于PICC等其他近距離通信方式的電子結(jié)算中應(yīng)用。另外， PICC意味著非接觸卡(Proximity IC Card )。
權(quán)利要求
1. 一種檢波電路，具有第一輸入端子、第二輸入端子、第一晶體管、第二晶體管和負(fù)載元件，其中上述第一輸入端子和上述第二輸入端子能被供給彼此反相的互補(bǔ)輸入信號，上述第一晶體管和上述第二晶體管的各晶體管包括第一輸入電極、第二輸入電極以及輸出電極，響應(yīng)向上述第一輸入電極和上述第二輸入電極之間供給具有預(yù)定極性和預(yù)定電壓電平的輸入電壓而使輸出電流流向上述輸出電極，在上述第一輸入端子上連接有上述第一晶體管的上述第一輸入電極和上述第二晶體管的上述第二輸入電極，在上述第二輸入端子上連接有上述第一晶體管的上述第二輸入電極和上述第二晶體管的上述第一輸入電極，在上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極和工作電位點(diǎn)之間連接有上述負(fù)載元件，在上述第二輸入端子的電壓相對于上述第一輸入端子的電壓為正極性和負(fù)極性中的一種極性的第一周期中，上述第一晶體管的導(dǎo)通度比上述第二晶體管的導(dǎo)通度大，在上述第二輸入端子的電壓相對于上述第一輸入端子的電壓為正極性和負(fù)極性中的另一種極性的第二周期中，上述第二晶體管的導(dǎo)通度比上述第一晶體管的導(dǎo)通度大，從連接著上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極與上述負(fù)載元件的電路節(jié)點(diǎn)生成基于全波整流的檢波電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢波電路，其中 在上述電路節(jié)點(diǎn)和上述第一晶體管的上述輸出電極之間連接有第一逆流防止元件，在上述電路節(jié)點(diǎn)和上述第二晶體管的上述輸出 電極之間連接有第二逆流防止元件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢波電路，其中在上述第一輸入端子和上述第一晶體管的上述第一輸入電極之 間連接有第 一靜電破壞防止電阻，在上述第二輸入端子和上述第二 晶體管的上述第 一輸入電極之間連接有第二靜電破壞防止電阻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢波電路，其中還包括其第一輸入電極連接在上述電路節(jié)點(diǎn)上、第二輸入電 極連接在上述工作電位點(diǎn)上的放大晶體管，從上述放大晶體管的輸出電極生成倒相放大檢波電壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢波電路，其中還包括連接在上述放大晶體管的上述輸出電極和其他工作電位 點(diǎn)之間的保持電容與放電時(shí)間常數(shù)形成元件的并聯(lián)連接、以及其輸 入端子連接在上述放大晶體管的上述輸出電極上的輸出電路，上述輸出電路具有預(yù)定的輸入閾值電壓，由此上述輸出電路辨 別上述倒相放大檢波電壓的電壓電平。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢波電路，其中 上述第一晶體管、上述第二晶體管、上述第一逆流防止元件以及上述第二逆流防止元件是N溝道MOS晶體管，上述負(fù)載元件和上 述放大晶體管是P溝道MOS晶體管。
7. —種RF電路，能電連接具有數(shù)據(jù)處理功能的處理器和具有 加密電子結(jié)算功能的微型計(jì)算機(jī)，其中上述RF電路包括對由天線接收的來自非接觸讀寫裝置的接收 信號進(jìn)行檢波的檢波電路，上述檢波電路監(jiān)視由上述天線接收的來自上述非接觸讀寫裝置 的上述接收信號的信號電平，將響應(yīng)上述信號電平達(dá)到預(yù)定的閾值 以上而生成的檢測信號提供給上述處理器，上述處理器將響應(yīng)上述檢測信號而生成的起動信號提供給上述 RF電路，上述RF電路響應(yīng)上述起動信號而開始向上述微型計(jì)算機(jī)提供 給工作時(shí)鐘，由此開始上述微型計(jì)算機(jī)的加密電子結(jié)算工作，上述RF電路包括RF發(fā)送單元，該RF發(fā)送單元將通過與上述微型計(jì)算機(jī)的電連接而被供給的基于上述加密電子結(jié)算工作的結(jié)算 發(fā)送數(shù)據(jù)從上述天線發(fā)送給上述非接觸讀寫裝置，上述檢波電路包括第一輸入端子、第二輸入端子、第一晶體管、 第二晶體管和負(fù)載元件，上述第一輸入端子和上述第二輸入端子能被供給彼此反相的互 補(bǔ)輸入信號，上述第一晶體管和上述第二晶體管的各晶體管包括第一輸入電 極、第二輸入電極和輸出電極，響應(yīng)向上述第一輸入電極和上述第專lr出電流流向上述專餘出電才及，在上述第一輸入端子上連接有上述第一晶體管的上述第一輸入 電極和上述第二晶體管的上述第二輸入電極，在上述第二輸入端子 上連接有上述第一晶體管的上述第二輸入電極和上述第二晶體管的上述第一輸入電^L，在上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極與工作電 位點(diǎn)之間連接有上述負(fù)載元件，在上述第二輸入端子的電壓相對于上述第一輸入端子的電壓為 正極性和負(fù)極性中的 一種極性的第 一周期中，上述第 一 晶體管的導(dǎo) 通度比上述第二晶體管的導(dǎo)通度大，在上述第二輸入端子的電壓相對于上述第一輸入端子的電壓為 正極性和負(fù)極性中的另 一種極性的第二周期中，上述第二晶體管的 導(dǎo)通度比上述第一晶體管的導(dǎo)通度大，從連接著上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極與 上述負(fù)載元件的電路節(jié)點(diǎn)生成基于全波整流的檢波電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的RF電路，其中上述處理器包含用于便攜電話終端和基站的收發(fā)的基帶處理器 和應(yīng)用處理器中的至少任意一個(gè)。
9，根據(jù)權(quán)利要求8所述的RF電-各，其中在上述電路節(jié)點(diǎn)和上述第一晶體管的上述輸出電極之間連接有第一逆流防止元件，在上述電路節(jié)點(diǎn)和上述第二晶體管的上述輸出 電極之間連接有第二逆流防止元件，在上述第一輸入端子和上述第一晶體管的上述第一輸入電極之 間連接有第 一靜電破壞防止電阻，在上述第二輸入端子和上述第二 晶體管的上述第 一 輸入電極之間連接有第二靜電破壞防止電阻。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的RF電路，其中還包括其第一輸入電極連接在上述電路節(jié)點(diǎn)上、第二輸入電 極連接在上述工作電位點(diǎn)上的放大晶體管，從上述放大晶體管的輸出電極生成倒相放大檢波電壓。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的RF電路，其中 還包括連接在上述放大晶體管的上述輸出電極和其他工作電位入端子連接在上述放大晶體管的上述輸出電極上的輸出電路，上述輸出電路具有預(yù)定的輸入閾值電壓，由此上述輸出電路辨 別上述倒相放大檢波電壓的電壓電平。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的RF電路，其中 上述第一晶體管、上述第二晶體管、上述第一逆流防止元件以及上述第二逆流防止元件是N溝道MOS晶體管，上述負(fù)載元件和上 述放大晶體管是P溝道MOS晶體管。
13. —種便攜式設(shè)備，可內(nèi)置電池、處理器、微型計(jì)算機(jī)、天 線、RF電路，其中上述電池向上述處理器、上述微型計(jì)算機(jī)、上述RF電路供給電 源電壓，上述處理器具有數(shù)據(jù)處理功能，上述微型計(jì)算機(jī)具有加密電子 結(jié)算功能，上述天線接收來自非接觸讀寫裝置的接收信號，并向該裝置發(fā) 送發(fā)送信號，上述RF電路被供給上述接收信號，并生成上述發(fā)送信上述RF電路能與上述處理器和上述微型計(jì)算機(jī)電連接，置的上述接收信號進(jìn)行檢波的檢波電路，上述檢波電路監(jiān)視由上述天線接收的來自非接觸讀寫裝置的上 述接收信號的信號電平，將響應(yīng)上述信號電平達(dá)到預(yù)定的閾值以上 而生成的檢測信號提供給上述處理器，上述RF電^各，上述RF電路通過響應(yīng)上述起動信號而開始向上述微型計(jì)算機(jī) 提供工作時(shí)鐘，來開始上述微型計(jì)算機(jī)的加密電子結(jié)算工作，上述RF電路包括RF發(fā)送單元，該RF發(fā)送單元將通過與上述 微型計(jì)算機(jī)的電連接而供給的基于上述加密電子結(jié)算工作的上述結(jié) 算發(fā)送數(shù)據(jù)從上述天線發(fā)送給上述非接觸讀寫裝置，上述檢波電路具有第一輸入端子、第二輸入端子、第一晶體管、 第二晶體管和負(fù)載元件，上述第一輸入端子和上述第二輸入端子能被供給彼此反相的互 補(bǔ)輸入信號，上述第一晶體管和上述第二晶體管的各晶體管包含第一輸入電 極、第二輸入電極和輸出電極，響應(yīng)向上述第一輸入電極和上述第 二輸入電極之間供給具有預(yù)定極性和預(yù)定電壓電平的輸入電壓而使 輸出電流流向上述車俞出電才及，在上述第一輸入端子上連接有上述第一晶體管的上述第一輸入 電極和上述第二晶體管的第二輸入電極，在上述第二輸入端子上連 接有上述第一晶體管的上述第二輸入電極和上述第二晶體管的上述 第一輸入電極，在上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極與工作電 位點(diǎn)之間連接有上述負(fù)栽元件，在上述第二輸入端子的電壓相對于上述第一輸入端子的電壓為正極性和負(fù)極性中的一種極性的第一周期中；上述第一晶體管的導(dǎo) 通度比上述第二晶體管的導(dǎo)通度大，在上述第二輸入端子的電壓相對于上述第一輸入端子的電壓為 正極性和負(fù)極性中的另 一種極性的第二周期中，上述第二晶體管的 導(dǎo)通度比上述第一晶體管的導(dǎo)通度大，從連接著上述第一晶體管和上述第二晶體管的上述輸出電極與 上述負(fù)載元件的電路節(jié)點(diǎn)生成基于全波整流的檢波電壓。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的便攜式設(shè)備，其中 上述處理器包括用于便攜電話終端和基站的收發(fā)的基帶處理器和應(yīng)用處理器中的至少任意一個(gè)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的便攜式設(shè)備，其中在上述電路節(jié)點(diǎn)和上述第 一 晶體管的上述輸出電極之間連接有 第一逆流防止元件，在上述電路節(jié)點(diǎn)和上述第二晶體管的上述輸出 電極之間連接有第二逆流防止元件，在上述第一輸入端子和上述第一晶體管的上述第一輸入電極之 間連接有第一靜電破壞防止電阻，在上述第二輸入端子和上述第二 晶體管的上述第 一輸入電極之間連接有第二靜電破壞防止電阻。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的便攜式設(shè)備，其中還包括其第一輸入電極連接在上述電路節(jié)點(diǎn)上、第二輸入電 極連接在上述工作電位點(diǎn)上的放大晶體管，從上述放大晶體管的輸出電極生成倒相放大檢波電壓。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的便攜式設(shè)備，其中 還包括連接在上述放大晶體管的上述輸出電極和其他工作電位點(diǎn)之間的保持電容與放電時(shí)間常數(shù)形成元件的并聯(lián)連接、以及其輸 入端子連接在上述放大晶體管的上述輸出電極上的輸出電路，上述輸出電路具有預(yù)定的輸入閾值電壓，由此上述輸出電路辨 別上述倒相;故大4企波電壓的電壓電平。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的便攜式設(shè)備，其中 上述第一晶體管、上述第二晶體管、上述第一逆流防止元件以及上述第二逆流防止元件是N溝道MOS晶體管，上述負(fù)載元件和上 述放大晶體管是P溝道MOS晶體管。
19. 一種檢波電路，至少具有第一輸入端子、第二輸入端子、晶體管和負(fù)載元件，其中上述第一輸入端子和上述第二輸入端子能分別連接在天線的一 端和另一端上，上述第一輸入端子和上述第二輸入端子能被供給上 述天線的上述一端和上述另 一端的彼此反相的互補(bǔ)輸入信號，上述晶體管包括第一輸入電極、第二輸入電極和輸出電極，響 應(yīng)向上述第一輸入電極和上述第二輸入電極之間供給具有預(yù)定極性 和預(yù)定電壓電平的輸入電壓而使輸出電流流向上述輸出電極，在上述第一輸入端子上連接有上述晶體管的上述第一輸入電 極，在上述第二輸入端子上連接有上述晶體管的上述第二輸入電極，在上述晶體管的上述輸出電極和工作電位點(diǎn)之間連接有上述負(fù) 載元件，在上述第二輸入端子的電壓相對于上述第一輸入端子的電壓為 正極性和負(fù)極性中的 一種極性的第 一周期中，上述晶體管的導(dǎo)通度 增加，而在上述第二輸入端子的電壓相對于上述第一輸入端子的電 壓為正極性和負(fù)極性中的另 一種極性的第二周期中，上述晶體管的 導(dǎo)通度降低，從連接著上述晶體管的上述輸出電極和上述負(fù)載元件的電路節(jié) 點(diǎn)生成基于整流的檢波電壓。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的檢波電路，其中 在上述第一輸入端子和上述晶體管的上述第一輸入電極之間連接有靜電破壞防止電阻。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的檢波電路，其中還包括其第一輸入電極連接在上述電路節(jié)點(diǎn)上、第二輸入電 極連接在上述工作電位點(diǎn)上的放大晶體管，從上述放大晶體管的輸出電極生成倒相放大檢波電壓。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的檢波電路，其中還具有連接在上述放大晶體管的上述輸出電極和其他工作電位點(diǎn)之間的保持電容與放電時(shí)間常數(shù)形成元件的并聯(lián)連接、以及其輸體管的上述輸出電極上的輸出電路，上述輸出電路具有預(yù)定的輸入閾值電壓，由此上述輸出電路辨別上述倒相力t大^r波電壓的電壓電平。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的檢波電路，其中上述晶體管是N溝道MOS晶體管，上述負(fù)載元件和上述》欠大晶 體管是P溝道MOS晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在輸入信號為低振幅電平的狀態(tài)下能降低直流耗電的檢波電路。檢波電路具有第一和第二輸入端子(IN1、IN2)、第一和第二晶體管(M1、M2)、負(fù)載元件(M3)。對第一和第二輸入端子供給彼此反相的互補(bǔ)輸入信號。在第一輸入端子(IN1)上連接有第一晶體管(M1)的第一輸入電極和第二晶體管(M2)的第二輸入電極，在第二輸入端子(IN2)上連接有第一晶體管的第二輸入電極和第二晶體管的第一輸入電極。在第一和第二晶體管的輸出電極和工作電位點(diǎn)(Vdd)之間連接有負(fù)載元件(M3)，從電路節(jié)點(diǎn)生成基于全波整流的檢波電壓(V_IN1)。輸入端子(IN1、IN2)的輸入信號電平為低振幅電平的狀態(tài)下，第一和第二晶體管雙方變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，能降低直流耗電。
文檔編號G07G1/12GK101505137SQ20091000434
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月8日
發(fā)明者山本師久, 川端壽美 申請人:株式會社瑞薩科技