本申請享受以日本專利申請2015-166573號(申請日:2015年8月26日)為基礎(chǔ)申請的優(yōu)先權(quán)。本申請是通過參照此基礎(chǔ)申請而包含基礎(chǔ)申請的全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種負(fù)載調(diào)制電路、半導(dǎo)體裝置及無線供電系統(tǒng)。
背景技術(shù):
近年來,利用線圈間的電磁耦合以非接觸的方式進(jìn)行電力輸送的所謂無線供電技術(shù)得到普及。作為以無線的方式輸送電力的方法,先前以來提出多種方法,但近年來所謂“電磁感應(yīng)方式”的無線供電技術(shù)受到關(guān)注,且搭載著電磁感應(yīng)式無線供電系統(tǒng)的產(chǎn)品也開始實(shí)用化,所述“電磁感應(yīng)方式”中運(yùn)用了將電流流過兩個鄰接線圈中的一個線圈時產(chǎn)生的磁束作為媒介,使鄰接線圈中的另一個線圈產(chǎn)生電動勢的電磁感應(yīng)原理。
電磁感應(yīng)方式的無線供電系統(tǒng)中,是從受電側(cè)向送電側(cè)進(jìn)行單向通信。通過將負(fù)載調(diào)制電路連接于受電側(cè)的天線線圈,改變此電路的負(fù)載,而使受電側(cè)的負(fù)載電容變化。由此,使送電側(cè)的線圈電壓的振幅變化,實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制ASK(Amplitude shift keying,幅移鍵控)。一般而言,在使用電容器的負(fù)載調(diào)制電路中,將晶體管用作開關(guān)元件,控制此電容器中的電荷的儲存與釋放,由此使受電側(cè)的總的負(fù)載電容變化。
作為用作開關(guān)元件的晶體管,通常使用C-DMOS(Complementary and Doublediffused MOS,互補(bǔ)雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)制程而與周邊電路併入至同一芯片,所以是由高耐壓的LDMOS(Laterally Diffused MOS,橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)構(gòu)成。在這種構(gòu)成中,當(dāng)用于負(fù)載調(diào)制的電容器處于蓄電狀態(tài)且此晶體管處于非導(dǎo)通狀態(tài)、漏極電壓從標(biāo)準(zhǔn)電壓(GND)下降至順向電壓以上時,形成于襯底與該晶體管的阱擴(kuò)散區(qū)域之間的寄生二極管成為電容器的放電路徑。
然而,當(dāng)使用C-DMOS(Complementary and Doublediffused MOS)制程形成晶體管時,該晶體管與周邊電路未完全電分離,所以,根據(jù)寄生二極管的放電電流,使將與襯底相 接的近旁的擴(kuò)散區(qū)域(于阱擴(kuò)散區(qū)域?yàn)橄嗤瑢?dǎo)電型的擴(kuò)散區(qū)域)作為集電極的寄生雙極性晶體管動作。因此,存在使用作為集電極電流的供給源的近旁的擴(kuò)散區(qū)域的周邊電路進(jìn)行誤動作的可能性高的問題。而且,當(dāng)對該擴(kuò)散區(qū)域施加高電位時,存在寄生雙極性晶體管的集電極電流下的消耗電力變得極大,而令發(fā)熱量增加的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種能抑制周邊電路產(chǎn)生誤動作的負(fù)載調(diào)制電路、半導(dǎo)體裝置及無線供電系統(tǒng)。
實(shí)施方式的負(fù)載調(diào)制電路具有電容器、將所述電容器連接于接收以無線方式供給的電力的線圈的端部的開關(guān)、控制所述開關(guān)的動作的第一控制部、及控制所述電容器內(nèi)儲存的電荷量的第二控制部,所述第二控制部是當(dāng)所述開關(guān)切換為斷開時使所述電容器內(nèi)儲存的電荷放電。
附圖說明
圖1是說明使用本實(shí)施方式的負(fù)載調(diào)制電路的無線供電天線裝置的構(gòu)成的概略框圖。
圖2是表示圖1所示的無線供電天線裝置的各點(diǎn)處的信號波形的圖。
圖3是說明負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5及周邊電路的構(gòu)造的截面圖。
圖4是說明使用本實(shí)施方式的負(fù)載調(diào)制電路的無線供電天線裝置的另一構(gòu)成的概略框圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照圖式說明實(shí)施方式。
圖1是說明使用本發(fā)明的實(shí)施方式的負(fù)載調(diào)制電路的無線供電天線裝置的構(gòu)成的概略框圖。無線供電天線裝置主要包括受電天線線圈L1、串聯(lián)共振電容C1、并聯(lián)負(fù)載電容C2、同步整流電路2、負(fù)載調(diào)制電路1及全波整流平滑電容C3。同步整流電路2是使由受電天線線圈L1接收的交流電壓的負(fù)側(cè)的電壓反轉(zhuǎn),且輸出輸入電壓的絕對值的電路。負(fù)載調(diào)制電路1是改變受電天線線圈L1的阻抗的電路,其改變由受電天線線圈L1接收的交流電壓的振幅。全波整流平滑電容C3是用于減少利用同步整流電路2進(jìn)行全波整流后的脈流電壓的脈動成分且取出直流電壓的電容。
受電天線線圈L1的一端連接于同步整流電路2的一輸入端子LX1。而且,受電天線線圈L1的另一端經(jīng)由串聯(lián)共振電容C1而連接于同步整流電路2的另一輸入端子LX2。而且,并聯(lián)負(fù)載電容C2并聯(lián)連接于彼此串聯(lián)連接的受電天線線圈L1與串聯(lián)共振電容C1。也就是說,并聯(lián)負(fù)載電容C2的一端連接于同步整流電路2的一輸入端子LX1,另一端連接于整流電路2的另一輸入端子LX2。
同步整流電路2是包括四個同步整流用晶體管M1、M2、M3、M4、四個比較器21、22、31、32、兩個反相器INV1、INV2、及兩個電平移位電路11、12的全橋同步整流電路。高側(cè)開關(guān)即同步整流用晶體管M1、M3是由P型MOS晶體管構(gòu)成,低側(cè)開關(guān)即同步整流用晶體管M2、M4是由N型MOS晶體管構(gòu)成。
同步整流用晶體管M1、M2各自的漏極連接于輸入端子LX1。同步整流用晶體管M3、M4各自的漏極連接于輸入端子LX2。而且,同步整流用晶體管M1、M3各自的源極連接于全波整流平滑電容C3的一端。同步整流用晶體管M2、M4各自的源極連接于GND(接地)。
比較器21的反轉(zhuǎn)輸入連接于同步整流電路2的一輸入端子LX1,而非反轉(zhuǎn)輸入連接于GND。而且,比較器21的輸出是經(jīng)由電平移位電路12、反相器INV2而被輸入至同步整流用晶體管M3的柵極。也就是說,同步整流用晶體管M3是以當(dāng)輸入端子LX1的電位低于GND時成為導(dǎo)通的方式受比較器21控制。
比較器22的反轉(zhuǎn)輸入連接于同步整流電路2的一輸入端子LX2,而非反轉(zhuǎn)輸入連接于GND。而且,比較器22的輸出經(jīng)由電平移位電路11、反相器INV1而輸入至同步整流用晶體管M1的柵極。也就是說,同步整流用晶體管M1是以當(dāng)輸入端子LX2的電位低于GND時成為導(dǎo)通的方式受比較器22控制。
比較器31的反轉(zhuǎn)輸入連接于同步整流電路2的一輸入端子LX1,而反轉(zhuǎn)輸入連接于GND。而且,比較器31的輸出被輸入至同步整流用晶體管M2的柵極。也就是說,同步整流用晶體管M2是以當(dāng)輸入端子LX1的電位低于GND時成為導(dǎo)通的方式受比較器31控制。
比較器32的反轉(zhuǎn)輸入連接于同步整流電路2的另一輸入端子LX2,而非反轉(zhuǎn)輸入連接于GND。而且,比較器32的輸出被輸入至同步整流用晶體管M4的柵極。也就是說,同步整流用晶體管M4是以當(dāng)輸入端子LX2的電位低于GND時成為導(dǎo)通的方式受比較器32控制。
如此,比較器21、22、31、32將輸入端子LX1與LX2的電位進(jìn)行比較,以在從GND經(jīng)過受電天線線圈L1到達(dá)全波整流平滑電容C3的路徑中的、沿由受電天線線圈 L1接收的交流電流的流動方向的路徑上的阻抗成為最小的方式,控制同步整流用晶體管M1、M2、M3、M4的導(dǎo)通、非導(dǎo)通的定時。
也就是說,當(dāng)輸入端子LX1的電位高于輸入端子LX2的電位時,通過將同步整流用晶體管M1、M4控制為導(dǎo)通、將同步整流用晶體管M2、M3控制為非導(dǎo)通,而從連接于同步整流用晶體管M4的源極的GND,經(jīng)由同步整流用晶體管M4、串聯(lián)共振電容C1、受電天線線圈L1、同步整流用晶體管M1將電荷儲存于全波整流平滑電容C3。而且,當(dāng)輸入端子LX2的電位高于輸入端子LX1的電位時,通過將同步整流用晶體管M2、M3控制為導(dǎo)通、將同步整流用晶體管M1、M4控制為非導(dǎo)通,而從連接于同步整流用晶體管M2的源極的GND,經(jīng)由同步整流用晶體管M2、受電天線線圈L1、串聯(lián)共振電容C1、同步整流用晶體管M3將電荷儲存于全波整流平滑電容C3。
另外,比較器21、22、31、32的各個輸入設(shè)定有偏移電壓,調(diào)整同步整流用晶體管M1、M2、M3、M4的導(dǎo)通、非導(dǎo)通的定時。
全波整流平滑電容C3的一端連接有同步整流用晶體管M1、M3的源極,另一端連接有GND。受電天線線圈L1上感應(yīng)的交流電流由同步整流電路2進(jìn)行全波整流,且蓄積于全波整流平滑電容C3。
負(fù)載調(diào)制電路1包含作為改變受電天線線圈L1的阻抗的電容器的兩個負(fù)載調(diào)整用電容C4、C5、與負(fù)載調(diào)制控制電路。負(fù)載調(diào)制控制電路包含兩個負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5、M6、與兩個或電路OR1、OR2。作為將負(fù)載調(diào)整用電容C4、C5與受電天線線圈L1連接的開關(guān)的負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5、M6,是由N型MOS晶體管構(gòu)成。
負(fù)載調(diào)整用電容C4的一端連接于同步整流電路2的一輸入端子LX1。而且,負(fù)載調(diào)整用電容C4的另一端連接于負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的漏極。
負(fù)載調(diào)整用電容C5的一端連接于同步整流電路2的另一輸入端子LX2。而且,負(fù)載調(diào)整用電容C5的另一端連接于負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M6的漏極。
負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5、M6的源極連接于GND。另外,也可在負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5、M6的源極與GND之間插入下拉電阻。
作為第一及第二控制部的或電路OR1輸入有比較器31的輸出及負(fù)載調(diào)制控制信號COM?;螂娐稯R1的輸出被輸入至負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的柵極。另外,負(fù)載調(diào)制控制信號COM是對于負(fù)載調(diào)制電路的受電天線線圈L1的并聯(lián)負(fù)載電容值的控制的導(dǎo)通、非導(dǎo)通進(jìn)行切換的信號。當(dāng)負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“H”時進(jìn)行負(fù)載調(diào)制,當(dāng)負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“L”不進(jìn)行負(fù)載調(diào)制。
同樣,作為第一及第二控制部的或電路OR2輸入有比較器32的輸出及負(fù)載調(diào)制控 制信號COM?;螂娐稯R2的輸出被輸入至負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M6的柵極。
當(dāng)負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“H”時,或電路OR1、OR2的輸出成為“H”,因此負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5、M6導(dǎo)通。于是,負(fù)載調(diào)整用電容C4、C5與并聯(lián)負(fù)載電容C2并聯(lián)連接,所以受電天線線圈L1的并聯(lián)負(fù)載電容值變化。也就是說,當(dāng)負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5、M6非導(dǎo)通時,受電天線線圈L1的并聯(lián)負(fù)載電容值為C2。另一方面,當(dāng)負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5、M6導(dǎo)通時,受電天線線圈L1的并聯(lián)負(fù)載電容值成為C2+(C4+C5)/(C4×C5),電容值按(C4+C5)/(C4×C5)發(fā)生變化。如此,因受電天線線圈L1的并聯(lián)負(fù)載電容值變化,使得受電天線線圈L1接收的交流信號的振幅變化,因此,能向電磁耦合的送電天線線圈側(cè)進(jìn)行ASK通信。
另一方面,當(dāng)負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“L”時,或電路OR1、OR2的輸出與比較器31、32的輸出同步。也就是說,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5是與連接于輸入端子LX1側(cè)的同步整流用晶體管M2同步地導(dǎo)通、非導(dǎo)通,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M6是與連接于輸入端子LX2側(cè)的同步整流用晶體管M4同步地導(dǎo)通、非導(dǎo)通。
接著,對負(fù)載調(diào)制時負(fù)載調(diào)整用電容C4、C5的充放電動作進(jìn)行說明。另外,負(fù)載調(diào)整用電容C5及負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M6的動作與負(fù)載調(diào)整用電容C4及負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的動作相同,因此,此處對于負(fù)載調(diào)整用電容C4的充放電動作進(jìn)行說明。圖2是表示圖1所示的無線供電天線裝置的各點(diǎn)處的信號波形的圖。圖2中表示輸入端子LX1的電位、負(fù)載調(diào)制控制信號COM、比較器31的輸出信號、或電路OR1的輸出信號、負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的漏極電位的各波形。
1)當(dāng)負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“L”時(進(jìn)行負(fù)載調(diào)制前的狀態(tài))
a)當(dāng)從輸入端子LX1流出電流時
輸入端子LX1的電位VLX1(L)是由以下所示的(1)式表示。
VLX1(L)=GND-Ichg×Ron(M2) (1)式
(1)式中,Ichg表示充電電流,Ron(M2)表示同步整流用晶體管M2的導(dǎo)通電阻。因負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“L”,所以控制負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的導(dǎo)通、非導(dǎo)通的或電路OR1的輸出值、及、輸出值切換為“H”→“L”、“L”→“H”的定時相當(dāng)于比較器31的輸出值、及、輸出值切換為“H”→“L”、“L”→“H”的定時。也就是說,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5是與同步整流用晶體管M2同步地導(dǎo)通、非導(dǎo)通。
當(dāng)從輸入端子LX1流出電流時,比較器31的輸出成為“H”,同步整流用晶體管M2成為導(dǎo)通狀態(tài)?;螂娐稯R1的輸出也成為“H”,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5成為導(dǎo)通狀態(tài),因此,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的漏極電位VD(M5)降為0V。因此,負(fù)載調(diào) 整用電容C4的充電電壓VC4由以下所示的(2)式表示。
VC4=GND-VLX1(L)=Ichg×Ron(M2) (2)式
b)當(dāng)電流流入至輸入端子LX1時
輸入端子LX1的電位VLX1(H)由以下所示的(3)式表示。
VLX1(H)=VC3+Ichg×Ron(M1) (3)式
(3)式中,VC3表示全波整流平滑電容C3內(nèi)充入的電壓,Ron(M1)表示同步整流用晶體管M1的導(dǎo)通電阻。當(dāng)電流流入至輸入端子LX1時,比較器31的輸出成為“L”,同步整流用晶體管M2成為非導(dǎo)通的狀態(tài)?;螂娐稯R1的輸出也成為“L”,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5成為非導(dǎo)通的狀態(tài),因此負(fù)載調(diào)整用電容C4不放電而維持(2)式所示的充電電壓VC4。也就是說,在負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“L”期間,一旦充電達(dá)到Ichg×Ron(M2),負(fù)載調(diào)整用電容C4繼續(xù)維持該充電電壓。
另外,此時,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的漏極電位VD(M5)為VLX1(H)+VC4,因此,維持比VLX1(H)高Ichg×Ron(M2)的電位。
2)當(dāng)負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“L”→“H”時(切換為有負(fù)載調(diào)制的狀態(tài))
若負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“H”,則控制負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的導(dǎo)通、非導(dǎo)通的或電路OR1的輸出不論比較器31的輸出如何均始終為“H”,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5始終為導(dǎo)通的狀態(tài),因此,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的漏極電位VD(M5)降為0V。
a)當(dāng)電流流入至輸入端子LX1時
此時,輸入端子LX1的電位為VLX1(H),因此負(fù)載調(diào)整用電容C4開始充電,其充電電壓VC4降為由以下所示的(4)式表示的值。
VC4=VLX1(H)-VD(M5)=VLX1(H) (4)式
b)當(dāng)從輸入端子LX1流出電流時
此時,輸入端子LX1的電位為VLX1(L),因此負(fù)載調(diào)整用電容C4開始放電,其充電電壓VC4降為由以下所示的(5)式表示的值。
VC4=VD(M5))-VLX1(L)=-VLX1(L) (5)式
如此,根據(jù)輸入端子LX1的電流方向,使負(fù)載調(diào)整用電容C4反復(fù)充放電。此時,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5始終為導(dǎo)通的狀態(tài),因此,負(fù)載調(diào)整用電容C4的充放電電流IC4受負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的導(dǎo)通電阻限制。
3)當(dāng)負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“H”→“L”時(切換為無負(fù)載調(diào)制的狀態(tài))
若負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“L”,則控制負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的導(dǎo)通、非導(dǎo) 通的或電路OR1的輸出相當(dāng)于比較器31的輸出。也就是說,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5與同步整流用晶體管M2同步地導(dǎo)通、非導(dǎo)通。當(dāng)負(fù)載調(diào)制控制信號COM從“H”切換為“L”時,在電流流入至輸入端子LX1的情況下,比較器31的輸出成為“L”,同步整流用晶體管M2成為非導(dǎo)通的狀態(tài)。因此,或電路OR1的輸出也成為“L”,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5成為非導(dǎo)通的狀態(tài)。
此時,輸入端子LX1的電位為VLX1(H),因此負(fù)載調(diào)整用電容C4的充電電壓VC4如(4)式所示,為VLX1(H)。
之后,若從輸入端子LX1流出電流,則輸入端子LX1的電位變?yōu)閂LX1(L),因此負(fù)載調(diào)整用電容C4開始放電。
現(xiàn)有的負(fù)載調(diào)制電路中,在負(fù)載調(diào)制控制信號COM=“L”期間,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5為非導(dǎo)通。因此,負(fù)載調(diào)整用電容C4無法放電,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的漏極電位VD(M5)下降至VLX1(L)-VLX1(H)。
此處,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5通常使用C-DMOS制程而與周邊電路併入至至同一芯片,因此,由高耐壓的LDMOS構(gòu)成。圖3是對負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5及周邊電路的構(gòu)造進(jìn)行說明的截面圖。如圖3所示,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5形成于注入至p型半導(dǎo)體襯底(Psub)100的n型阱(Deep Nwell)101。
在n型阱(Deep Nwell)101的上部,p型主擴(kuò)散區(qū)域(Pwell)102與n型擴(kuò)散區(qū)域(Nwell)103形成于相隔規(guī)定距離的位置。在p型主擴(kuò)散區(qū)域(Pwell)102的上部,高濃度的p型后柵極擴(kuò)散區(qū)域(P+)104與高濃度的n型源極擴(kuò)散區(qū)域(N+)105彼此相接地形成。p型后柵極擴(kuò)散區(qū)域(P+)104連接于后柵極電極(BG)106,n型源極擴(kuò)散區(qū)域(N+)105連接于源極電極107。在n型擴(kuò)散區(qū)域(Nwell)103的上部形成有高濃度的n型漏極擴(kuò)散區(qū)域(N+)108,在n型漏極擴(kuò)散區(qū)域(N+)108連接有漏極電極(D)109。在半導(dǎo)體襯底100的表面,以覆蓋p型主擴(kuò)散區(qū)域(Pwell)102的一部分與n型阱(Deep Nwell)101、及n型擴(kuò)散區(qū)域(Nwell)103的一部分的方式,經(jīng)由未圖示的柵極氧化膜形成有柵極電極(G)110。
源極電極107與后柵極電極106連接于GND。漏極電極109連接于負(fù)載調(diào)整用電容C4的一端。負(fù)載調(diào)整用電容C4的另一端連接于輸入端子LX1。柵極電極110連接于或電路OR1,且輸入有來自或電路OR1的輸出信號。
在這種構(gòu)成中,在從n型漏極擴(kuò)散區(qū)域(N+)108連至n型擴(kuò)散區(qū)域(Nwell)103、n型阱(Deep Nwell)101的n型擴(kuò)散區(qū)域、與半導(dǎo)體襯底100之間形成有寄生二極管,且在用于負(fù)載調(diào)制的負(fù)載調(diào)整用電容C4為已蓄電的狀態(tài)、且負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5為非導(dǎo)通狀態(tài)、漏極電壓從標(biāo)準(zhǔn)電壓(GND)下降至順向電壓以上時,該寄生二極管成為負(fù)載 調(diào)整用電容C4的放電路徑。
此時的負(fù)載調(diào)整用電容C4的放電電流IC4由以下所示的(6)式表示。
(6)式中,VF表示形成于半導(dǎo)體襯底100與n型漏極擴(kuò)散區(qū)域(N+)108之間的寄生二極管的順向電壓,Rp表示從GND至負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的漏極電位VD(M5)之間的寄生電阻。
此時的放電電流IC4僅受寄生電阻限制,可能達(dá)到形成于從n型漏極擴(kuò)散區(qū)域(N+)108連至n型擴(kuò)散區(qū)域(Nwell)103、n型阱(Deep Nwell)101的n型擴(kuò)散區(qū)域、與半導(dǎo)體襯底100之間的寄生二極管的電流能力臨界值。
若根據(jù)負(fù)載調(diào)整用電容C4的放電而令負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的漏極電位VD(M5)達(dá)到GND-VF,則放電路徑消失,所以負(fù)載調(diào)整用電容C4的充電電壓VC4固定為以下所示的(7)式的值。
VC4=VLX1(L)-VD(M5)
=GND-Ichg×Ron(M2)-(GND-VF)
=VF-Ichg×Ron(M2) (7)式
如圖3所示,通常,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5是使用C-DMOS制程而由高耐壓的LDMOS構(gòu)成。因此,未與高電位電源Pa或周邊晶體管Ma等周邊電路完全電分離,在半導(dǎo)體襯底100的深部區(qū)域可能導(dǎo)通。
如上所述,當(dāng)負(fù)載調(diào)制控制信號COM從“H”切換為”L”時,根據(jù)形成于從n型漏極擴(kuò)散區(qū)域(N+)108連至n型擴(kuò)散區(qū)域(Nwell)103、n型阱(Deep Nwell)101的n型擴(kuò)散區(qū)域、與半導(dǎo)體襯底100之間的寄生二極管的放電電流,而使將n型阱(Deep Nwell)101作為發(fā)射極、將半導(dǎo)體襯底100作為基極、將與半導(dǎo)體襯底100相接且位于負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5近旁的周邊電路的n型擴(kuò)散區(qū)域(Deep Nwell)111、112作為集電極的寄生雙極性晶體管動作。因此,就高電位電源Pa而言,當(dāng)向n型擴(kuò)散區(qū)域(Deep Nwell)111施加高電位時,寄生雙極性晶體管的集電極電流Ic1下的消耗電力可能變得極大,且令發(fā)熱量增大。而且,供給寄生雙極性晶體管的集電極電流Ic2的周邊晶體管Ma也可能誤動作。
另一方面,本實(shí)施方式的負(fù)載調(diào)制電路中,若從輸入端子LX1流出電流,則輸入端子LX1的電位變化為VLX1(L),所以負(fù)載調(diào)整用電容C4開始放電。此時,同步整流用晶體管M2導(dǎo)通,因此負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5也與其同步地導(dǎo)通。因此,負(fù)載調(diào)整 用電容C4的放電電流IC4受負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的導(dǎo)通電阻的限制,且由以下所示的(8)表示。
最終,負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的漏極電位VD(M5)降為0V,之后反復(fù)呈現(xiàn)1)~3)各狀態(tài)。
如此,根據(jù)本實(shí)施方式,負(fù)載調(diào)整用電容C4的放電電流IC4成為受負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5的導(dǎo)通電阻限制的電流值。也就是說,負(fù)載調(diào)整用電容C4開始放電,并且負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5與同步整流用晶體管M2同步地導(dǎo)通,因此,能經(jīng)由負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5確保向GND的放電路徑。同樣,負(fù)載調(diào)整用電容C5開始放電,并且負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M6與同步整流用晶體管M4同步地導(dǎo)通,因此,能經(jīng)由負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M6確保向GND的放電路徑。
因此,能避免形成于從n型漏極擴(kuò)散區(qū)域(N+)108連至n型擴(kuò)散區(qū)域(Nwell)103、n型阱(Deep Nwell)101的n型擴(kuò)散區(qū)域、與半導(dǎo)體襯底100之間的寄生二極管的放電。由此,將n型阱(Deep Nwell)101作為發(fā)射極、將半導(dǎo)體襯底100作為基極、將位于負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5近旁的周邊電路的n型擴(kuò)散區(qū)域(Deep Nwell)111、112作為集電極的寄生雙極性晶體管并不動作,所以,能防止使用作為集電極電流的供給源的近旁的擴(kuò)散區(qū)域的周邊電路進(jìn)行誤動作,而令發(fā)熱量增加。
另外,同步整流電路2可包含四個二極管D1、D2、D3、D4來代替四個同步整流用晶體管M1、M2、M3、M4。圖4是對使用本發(fā)明的實(shí)施方式的負(fù)載調(diào)制電路的無線供電天線裝置的另一構(gòu)成進(jìn)行說明的概略框圖。如圖4所示,同步整流電路2'是包含四個二極管D1、D2、D3、D4的全橋同步整流電路。在圖1所示的同步整流電路2中,為了切換四個同步整流用晶體管M1、M2、M3、M4的導(dǎo)通、非導(dǎo)通,具有包含四個比較器21、22、31、32、兩個反相器INV1、INV2、兩個電平移位電路11、12的柵極電壓調(diào)整電路,但在圖4所示的二極管型同步整流電路2'中則無需該電路。
同步整流用二極管D1的陽極與同步整流用二極管D2的陰極連接于輸入端子LX1。同步整流用二極管D3的陽極與同步整流用二極管D4的陰極連接于輸入端子LX2。而且,同步整流用二極管D1、D3各自的陰極連接于全波整流平滑電容C3的一端。同步整流用二極管D2、D4各自的陽極連接于GND(接地)。
也就是說,當(dāng)輸入端子LX1的電位高于輸入端子LX2的電位時,電荷從連接于二極管D4的陽極的GND,經(jīng)由二極管D4、串聯(lián)共振電容C1、受電天線線圈L1、二極管 D1而儲存至全波整流平滑電容C3。而且,當(dāng)輸入端子LX2的電位高于輸入端子LX1的電位時,電荷從連接于二極管D2的陽極的GND,經(jīng)由二極管D2、受電天線線圈L1、串聯(lián)共振電容C1、二極管D3而儲存至全波整流平滑電容C3。
或電路OR1輸入有負(fù)載調(diào)制控制信號COM與控制信號COM2。作為控制信號COM2,當(dāng)從輸入端子LX1流出電流時輸出“H”,當(dāng)電流流入至輸入端子LX1時輸出“L”?;螂娐稯R2輸入有負(fù)載調(diào)制控制信號COM與控制信號COM3。作為控制信號COM2,當(dāng)從輸入端子LX2流出電流時輸出“H”,當(dāng)電流流入至輸入端子LX2時輸出“L”。
也就是說,當(dāng)為無負(fù)載調(diào)制的狀態(tài)、且從輸入端子LX1流出電流時,為了確保負(fù)載調(diào)整用電容C4的放電路徑,將使負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5導(dǎo)通的控制信號COM2輸入至或電路OR1。同樣,當(dāng)為無負(fù)載調(diào)制的狀態(tài)、且從輸入端子LX2流出電流時,為了確保負(fù)載調(diào)整用電容C5的放電路徑,將使負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M6導(dǎo)通的控制信號COM3輸入至或電路OR2。
就負(fù)載調(diào)制時的負(fù)載調(diào)整用電容C4、C5的充放電動作而言,若在圖2中將比較器31的輸出波形轉(zhuǎn)換為控制信號COM2的輸出波形,則與圖1所示的使用負(fù)載調(diào)制電路的無線供電天線裝置的動作相同。
如此,當(dāng)全波整流電路使用二極管時,也是負(fù)載調(diào)整用電容C4開始放電,并且當(dāng)從輸入端子LX1流出電流時負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5成為導(dǎo)通,因此能確保經(jīng)由負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5而向GND的放電路徑。
同樣,負(fù)載調(diào)整用電容C5開始放電,并且當(dāng)從輸入端子LX2流出電流時負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M6成為導(dǎo)通,因此能確保經(jīng)由負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M6向GND的放電路徑。因此,能避免形成于從n型漏極擴(kuò)散區(qū)域(N+)108連至n型擴(kuò)散區(qū)域(Nwell)103、n型阱(Deep Nwell)101的n型擴(kuò)散區(qū)域、與半導(dǎo)體襯底100之間的寄生二極管的放電。
由此,將n型阱(Deep Nwell)101作為發(fā)射極、將半導(dǎo)體襯底100作為基極、將位于負(fù)載調(diào)制控制用晶體管M5近旁的周邊電路的n型擴(kuò)散區(qū)域(Deep Nwell)111、112作為集電極的寄生雙極性晶體管并不動作,因此,能防止使用作為集電極電流的供給源的近旁的擴(kuò)散區(qū)域的周邊電路誤動作,而令發(fā)熱量增加。
本說明書中的各“部”是對應(yīng)于實(shí)施方式的各功能的概念性表述,因此,未必一對一地對應(yīng)于特定的硬件或軟件、程序。因此,本說明書中,是假設(shè)具有實(shí)施方式的各功能的假想電路區(qū)塊(部)而進(jìn)行說明。
已對本發(fā)明的若干實(shí)施方式進(jìn)行了說明,但這些實(shí)施方式是作為示例提出,并非旨在限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施方式能以其他多種形態(tài)實(shí)施,能在不脫離發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式及其變形屬于發(fā)明的范圍或宗旨,且屬于權(quán)利要求書中記載的發(fā)明及與其同等的范圍。