[發明專利]半導體集成電路、包含半導體集成電路的卡及其操作方法

有效

• 申請號: 200810098646.2
• 申請日: 2008-06-03
• 公開（公告）號: CN101329742A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 奧田裕一
• 申請（專利權）人: 株式會社瑞薩科技
• 主分類號: G06K19/073
• 分類號: G06K19/073
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華

對相關申請的交叉引用

將2007年6月20日提交的申請號為2007-162213的日本專利申 請公開的內容，包括說明書、附圖和摘要，通過對其的整體引用合并 于此。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路、包含該半導體集成電路的卡，以及 該半導體集成電路的操作方法。更特別地，本發明涉及一種即使在通 信距離長的時候也對使半導體集成電路可靠地操作有效的技術。

背景技術

在諸如自動檢票系統(automatic?ticket?gate?system)、電子貨幣 (electronic?money)、物資流通管理(physical?distribution?management) 的多種領域中，正在普及和使用不具備電源的IC卡。通過借助于IC 卡的天線線圈從被稱為讀卡器/寫卡器的讀出器/寫入器接收RF信號， 以及通過借助于整流電路整流該RF信號，來向該IC卡提供功率。將 該IC卡稱為RFID卡，理由在于向該IC卡提供了RF信號并且將唯 一標識(ID)信息存儲在內置的非易失性存儲器中。

非專利文獻1描述了貼在商品上的RFID?CMOS標簽IC。該標簽 IC包括CMOS全波整流電路、帶隙參考電壓電路、升壓電路、過流 保護電路、接收解調器、傳送調制器、時鐘生成電壓控制振蕩器、傳 送/接收控制邏輯以及非易失性存儲器。CMOS全波整流電路從由讀 出器/寫入器發出的UHF載波生成內部電源電壓VDD，并且該升壓電 路向作為非易失性存儲器的鐵電RAM提供操作電源電壓。

非專利文獻1

Hiroyuki?Nakamoto等，“A?Passive?UHF?RF?Identification?CMOS Tag?IC?Using?Ferroelectric?RAM?in?0.35-μm?Technology”，IEEE?Journal of?Solid-State?Circuits，Vol.42，No.1，2007年1月，第101至109頁。

發明內容

在本發明之前，本發明的發明人已經在從事對將安裝在RFID卡 上的RF安全微控制器的開發。

圖1是示出了一種RFID卡的圖，在RFID上安裝了由此處本申 請的發明人在本發明之前開發的RF安全微控制器的IC芯片。從讀卡 器/寫卡器向圖1的RFID卡提供在ISM(工業-科學-醫療， Industry-Science-Medical)頻帶中的13.56MHz的RF信號。該RFID 卡具有用于接收13.56MHz的RF信號的天線線圈ANT。將天線線圈 ANT的一端LA以及另一端LB耦合到RF安全微控制器的IC芯片IC 中的全波整流電路的輸入。

該IC芯片IC包括全波整流電路D1、D2、D3和D4，負載調制 器Ld_Mod、分路(shunt)調節器Sh_Reg、中央處理單元CPU以及 非易失性存儲單元NVMU。該IC芯片IC也包括平滑電容器C1、過 電壓保護二極管D7到D12，二極管D5和D6、ASK解調器ASK_Demod 以及時鐘生成器Clk_Gen。

將天線線圈ANT的一端LA耦合到全波整流電路中的整流器件 D1的陽極以及整流器件D3的陰極。將該天線線圈ANT的另一端LB 耦合到全波整流電路中的整流器件D2的陽極以及整流器件D4的陰 極。將該全波整流電路中的整流器件D3和D4的陽極耦合到地電壓。 將來自整流器件D1和D2的陰極的經整流的輸出電壓用作該IC芯片 IC中的內部電路的操作電源電壓。為減少由讀卡器/寫卡器和RFID 卡之間距離的改變而引起的操作電源電壓的波動，布置了分路調節器 Sh_Reg。該分路調節器Sh_Reg包括電阻器R1、R2和R3，誤差放大 器EA，以及控制晶體管Qn1。將在被傳遞到分壓電阻R2和R3的連 接節點的操作電源電壓中的波動提供到誤差放大器EA的非反向輸入 端，并將參考電壓Vref提供到誤差放大器EA的反向輸入端。將誤差 放大器EA的輸出電壓提供到控制晶體管Qn1的控制柵極輸入端。當 在分壓電阻器R2和R3的連接節點的檢測電壓變為高于參考電壓Vref 時，誤差放大器EA的輸出電壓升高。由控制晶體管Qn1中的漏電流 引起的電阻器R1中的電壓降增加，且在分壓電阻器R2和R3的連接 節點的檢測電壓減少。通過負反饋控制，能夠將分路調節器Sh_Reg 的輸出電壓維持在幾乎穩定的電壓。