CN100337246C

CN100337246C - 具有可编程代码的电磁应答器

Info

Publication number: CN100337246C
Application number: CNB038037041A
Authority: CN
Inventors: 吕克·维达尔; 米歇尔·巴杜耶
Original assignee: STMicroelectronics SA
Current assignee: STMicroelectronics SA
Priority date: 2002-02-11
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2023-02-11
Also published as: DE60321770D1; JP2005518121A; US7372359B2; WO2003069550A2; JP4265407B2; EP1476849A2; ATE399348T1; KR20040081195A; EP1476849B1; WO2003069550A3; CN1630883A; US20030151498A1; FR2835946A1

Abstract

本发明涉及一种电磁应答器(20)包括：一个并联振荡电路(L2，C2)，用于从一个辐射的场中提取一个电源信号；在所述振荡电路上并行排列的多个支脚，每一个分别包括一个可编程电阻器(Rpi)和一个中断器(Mi)；以及一个周期控制元件(27)，用于连续地关闭所述中断器。每一电阻组成一个元件，该元件用于存储存在所述应答器中的所述代码的一部分。

Description

具有可编程代码的电磁应答器

技术领域

本发明涉及一种电磁应答器，即，一种能够通过一个单元(通常是固定的)按照不接触、无线的方式询问的收发器(通常是可移动的)，该单元被称为读和/或写端子。一般地，应答器从一个由该读/写端子的天线辐射的高频场提取其包含的电子电路所需的电源。存在有只读应答器，即，适合于与一个只读取应答器数据的端子一起工作的应答器，和读/写应答器，该应答器包含能被该端子修改的数据。

背景技术

使用电磁应答器的系统基于振荡电路的应用，该电路包括一个线圈，该线圈在该应答器侧和该读/写端子侧形成一个天线。当该应答器进入到该读/写端子的场时，这些电路能够被近磁场耦合。

图1非常示意性地示出了一个在读/写端子1和本发明适用的类型的应答器10之间的数据交换系统的传统例子。

一般地，端子1主要由在一个放大器或天线耦合器(未示出)的输出端子2和一个参考端子3(通常是地)之间的串联振荡电路组成，该电路由电感L1与电容器C1和电阻器Rb串联组成。该天线耦合器属于电路4，该电路4用于控制所述振荡电路以及使用所述接收数据，其包括，一个调制解调器和一个用于处理所述控制信号和所述数据的微处理器。端子的电路4一般与不同的输入/输出电路(键盘、屏幕、与一个服务器交换的装置等)和/或处理电路(未示出)进行通信。该读/写端子电路通常由一个比如连接到电力供应系统的供应电路(未示出)得到工作所需电源。

一个能与端子1协同工作的应答器10，主要包括一个处于控制和处理电路13的两个交流输入端子11、12之间的并联振荡电路，该电路由电感L2与电容器C2并联构成。在实际中，端子11、12连接到一个整流装置的输入端(图1中未示出)，该整流装置的输出形成了该应答器所述内部电路的直流电源端子。主要地，这些电路一般包括，一个微处理器或一个布线逻辑电路，一个存储器，一个可能是从端子1接收到的信号的解调器，以及一个用于向该端子传输信息的调制器。例如，在本发明特别适用的电子标签应用中，该信息经常是由一个(二进制)代码组成，该代码能够在端子1侧启动所述处理系统识别与该标签有关的产品。

用一个高频信号(比如，以13.56MHz)激励端子1的振荡电路，该信号能够被应答器10探测到。当应答器10处于端子1的场内时，产生所述应答器的谐振电路的端子11、12之间的一个高频电压。经过整流以及可能的箝位后，该电压给该应答器的电子电路13提供电源电压。

所述端子以及所述应答器的振荡电路通常被调谐在一个对应于端子1的振荡电路的激励信号的频率的相同频率上。该高频信号(例如，以13.56MHz)被用作位于该端子场内的所述应答器的一个远程电源载波(carrier)，并且，在需要时，也可作为从该端子到该(这些)应答器的数据传输载波。当应答器在端子1的场内时，产生一个所述应答器的谐振电路的端子11、12之间的高频电压。经过整流和可能的箝位之后，该电压给所述应答器的电子电路13提供电源电压。

由所述终端传输的高频载波一般由所述端子根据不同编码技术进行振幅调制，以将数据和/或控制信号传输到场内的一个或多个应答器。反过来，从所述应答器到端子的数据传输通常是通过调制由谐振电路L2，C2组成的负载实现。负载变化(被称作后调制(backmodulation))以具有一个小于该载波频率的频率(比如，847.5KHz)的一个子载波的速率实现。该负载变化可以被该端子检测为一个振幅变化或者相位变化，例如，通过测量通过电容器C1的电压，或通过测量所述振荡电路的电流的方式检测到。在图1中，该测量信号通过以虚线表示的连接5表示出来，该连接5将电感L1和电容器C1的连接点连接到电路2。

由所述应答器执行的后调制可能是电阻性的或电容性的。本发明涉及一种具有电阻性后调制的应答器。所述电阻性后调制由一个电阻与一个开关(一般地，一个金属氧化物半导体(MOS)晶体管)串联组成，与谐振电路L2、C2并联。根据以所述子载波的速率传输的代码(0或1)来控制该开关。该并联一般在所述整流电桥的下游(downstream)实现。

越来越期望将所述整个应答器集成在同一硅芯片上(天线L2，电容器C2和电路13)。而且，特别是在电子标签的应用中，希望能够最小化该芯片的表面积以小型化应答器。然后，一个电子标签就能够替代传统条形码印刷，以包含商品的标识符。

传统应答器的一个问题在于需要使用一个调制解调器来转换一个将要传输给所述读-写端子的代码(数字数据，标签识别码等)。该需要伴随着需要使用一个所述二进制形式代码的存储设备(例如，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，电可编程只读存储器(EPROM)或电擦除可编程只读存储器(EEPROM))，以及在实际的电阻性后调制元件的调制电路上游使用。这种复杂性影响了小型化，并增加了现有应答器的成本。

另一个缺点是，一个二进制码的编程，以及更普遍地，在一个电磁应答器中写入数据，最好需要与一个读-写端子的通信以及一个复杂交换协议。在最坏的情况下，当希望在一个一次编程存储器上存储一个不变的代码时，在制造的时候，有必要将这个代码写入一个EPROM或EEPROM中。

另外一个公知技术是将一个电阻光学地呈现在激光中，通过在物理上减小其尺寸，来增加其电阻值。缺点是此操作的费用昂贵，该操作必须是每一个芯片都重复。另外一个缺点是该处理是光学可见的，因此可被检测到。

发明内容

本发明目的在于克服传统应答器的这些缺点。具体地，本发明目的在于提供一种电磁应答器，避免使用数字调制器来传输存在存储元件中的数据。

本发明的目的还在于保持该应答器与现有读-写端子的兼容性。

本发明的目的还在于，在一个电磁应答器中能够实现二进制代码的简单编程。具体地，本发明目的在于避免使用双向通信来在应答器中写入代码。

更一般地，本发明目的在于通过一个电磁应答器实现任何信息的传输，不需要使用一个用来调制存储在一个数字存储器中的数据的调制器。

本发明的目的还在于当不进行操作时，使存储在电磁应答器中的代码不会被检测到。

本发明的目的还在于，在制造所述集成电路之后实现编程，而所述电路在其应用环境内。

为实现这些和其他一些目的，本发明提供一种电磁应答器，包括：

一个并联振荡电路，适用于从一个辐射场中提取一个电源信号；

与所述振荡电路并联的一些支路，每一个包括一个可编程电阻器和一个开关；以及

一个所述开关的周期开启控制装置，连续地，每一电阻组成一个元件，该元件用于存储存在所述应答器中的所述代码的一部分。

根据本发明的一个实施例，所述电阻器由多晶硅制成，并使电阻器的大小为具有相同额定值。

根据本发明的一个实施例，通过在所述多晶硅电阻器中施加编程电流，来控制电阻器中代码部分的编程，该电流大于该电阻阻值最大时的电流。

根据本发明的一个实施例，该编程电流从一个读-写端子辐射的场中提取，其电源大于一个读辐射场的电源。

根据本发明的一个实施例，所述周期控制元件由一个由时钟信号控制的移位寄存器组成，每一个开关由该移位寄存器的一个比特位控制。

根据本发明的一个实施例，所述时钟信号从一个读-写端子辐射的场中提取。

根据本发明的一个实施例，所述移位寄存器的一组输入与一个或非逻辑门的输出相连接，该或非逻辑门的输入并行接收所述移位寄存器的比特位。

根据本发明的一个实施例，所述应答器包括一个锁定电路，用于锁定所述存储的代码，以禁止第二次编程。

根据本发明的一个实施例，所述锁定电路包括一个用于限制通过所述支路的电压的元件，该调整设定点是一个附加多晶硅存储电阻器的函数，该电阻值在所述编程的末期减小。

根据本发明的一个实施例，所述应答器包括同步支路的集合，每一个支路由一个设定电阻器和一个控制开关组成，所述同步支路由所述周期控制元件控制。

根据本发明的一个实施例，所述电阻在从一些阻值中选出的阻值处编程，以存储一个多电平代码。

根据本发明的一个实施例，所有部件都集成在同一芯片上，不具有输入-输出焊盘。

本发明还提供一种用于在应答器中编程代码的方法，包括在每一个其状态期望相对于未编程的状态而改变的电阻器中暂时地以及连续地施加约束电流，该电流比这个电阻处于最大值时的电流大。

根据本发明的一个实施例，所述约束电流从一个预定的对应表中选择出来的，该表是约束电流与期望的最终电阻之间的对应关系。

根据本发明的一个实施例，所述约束电流从一些值中选出，以存储一个多电平代码。

附图说明

前面所述的本发明的目的、特点以及优点会结合附图在下文中的具体实施例中详述，其中：

图1，如前面提到，非常示意性地示出了具有本发明适用的电磁应答器的通信系统的一个例子；

图2示出了根据本发明的一个电磁应答器的实施例；

图3示出了一个多晶硅电阻器的实施例的非常简单的局部透视图，该电阻器由根据本发明的一个电磁应答器的电阻性后调制元件构成；以及

图4以一组曲线示出了根据本发明的一个实施例的一个电路的值的稳定性。

相同的元件在不同的图中使用相同的标记。为清晰起见，只有那些对于理解本发明有必要的元件显示在图中，并在后文中进行描述。具体地，不同的读电路，以及被一个读-写端子恢复的数据的使用也没有详细描述。本发明可以实现对该数据进行任何操作。

具体实施方式

本发明的一个特点就是将一个后调制元件的所述电阻值作为将要传输的数据的存储元件直接使用，该后调制元件由一个开关与一个电阻器串联构成。因此，根据本发明，一些后调制元件提供来与所述振荡电路并联以调整其负载。本发明的另一个特点是所述不同元件的电阻根据其传输的该代码部分的状态(例如，0或1)而具有不同的值。本发明利用这样一个事实，用一个不同的方式充电所述应答器的振荡电路，该差异可以被所述端子作为表示该比特位的一个不同的状态解释出来，该比特位由应答器在终端的场内传输。

优选地，不同的并联后调制支路的所述电阻器都是由具有相同额定值的多晶硅同样地制造。然后通过引起与该支路相关的电阻值的一个稳定的、不可逆转的下降来执行所述编程，联系图3和图4将会更容易理解。

图2示出了根据本发明的电磁应答器20的实施例。

如前所述，应答器20包括一个位于控制和处理电路23的两个输入端子11、12之间的并联振荡电路，由电感L2与电容器C2并联构成。端子11、12与一个整流电桥24等的输入端相连接，该整流电桥的输出构成所述应答器内部电路的直流电源端子25、26。

根据本发明，电路23包括，在电桥24的输出终端25和26之间并联的一些(n)电阻性后调制元件，每一个由一个电阻器Rpi(i介于1到n之间)和一个控制开关Mi组成(例如，一个MOS晶体管)。根据本发明，每个后调制元件用于储存一个代码部分。实际上，每个元件的电阻Rpi的值用于完成从为涉及的元件所代表的所述代码部分的另一个状态转换到一个状态。另外，所述后调制元件连接在端子11和12之间。这种情况下，每一个元件与至少一个整流二极管相关联，并且优选地，所述后调制只能在所述两个高频激励信号(例如，所述远程电源载波为13.56MHz)的一个半波进行工作。然而，在电桥24下游连接所述后调制元件可以有节省空间(较少的二极管)的好处。

简而言之，考虑二进制二极管的情况，每一个元件代表所述代码的一个比特位。然而，因为两个后调制元件的两个电阻之间最小差值产生由一个激活和读端子的振荡电路上的应答器代表的负载的差异，本发明更一般地适用于一个多电平或甚至于模拟编码。

对晶体管Mi的控制是均执行或是均不执行。根据本发明，该控制为每个支路连续地执行。优选地，只要所述应答器位于一个读端子的场中，就提供一个周期控制来使得由所述位序列(在二进制的例子中)代表的所述代码被分别传输。

根据图2描述的优选实施例，如果提供了一个用于锁定所述编程代码的电路40，超过n位Bi(和被控制的后调制元件的数目一样多)或n+1位的移位寄存器27就被用于这个目的。所述移位寄存器的输出位与晶体管Mi的所述控制门并行排列。因此，所述移位寄存器的每一位被提供给晶体管Mi。在所示例子中，其中Mi是N沟道的晶体管，所述的寄存器具有一个循环的“1”，即，所述晶体管中的一位位于高态(1)，而其他的位为低态(0)，以阻止剩余的n-1个晶体管Mi。在寄存器的输入端，取得所述循环的“1”，例如，通过一个或非逻辑门28接收所述移位寄存器的n位作为并联输入，并且其输出提供位B1在开始(设定)的状态。接下来即可以看到，一旦有电源供给门28，门28就自动启动所述寄存器。

根据本发明的一个优选实施例，所述寄存器移位的顺序由一个时钟信号CLK提供，该CLK从来自所述终端的所述高频激励信号的时钟频率提取。为此，一个分频器29连接在端子25和26之间，(或者，连接在端子11和12之间)，并且其输出连接到移位寄存器27的时钟输入。分频器29的分频比依赖于所述系统的后调制载波的频率。以13.56MHz的载波和847.5kHz的子载波为例，分频比为16。

寄存器27、门28以及分频器29的电源来自于一个连接在端子25和26之间的电压调节器30，和按照传统的调节方式提供一个直流电源电压ALIM的电压。

根据一个优选实施例，图2的电路23还包括电路40，用于锁定所述编程代码。在图示的实施例中，该电路包括一个第n+1个后调制元件，由一个电阻器Rpn+1和一个晶体管Mn+1组成。所述晶体管和所述电阻器的连接点连接到一个连接在端子25和26之间的N沟道MOS晶体管T，该连接点还通过一个电阻器Rt连接到端子26(在本例中，形成接地)。晶体管Mn+1的门连接到移位寄存器27的第n+1位的输出端。电路40的操作将在后文结合优选的编程实施例讨论。此处只需注意电路40在编程之后进行工作，类似于一个防止端子25和26之间的电压超过一个可能会引起重新编程的值的调整器。

根据本发明的优选实施例，如下所述读取存储在一个应答器中的代码。

在空闲状态，因为所述应答器不被供电(它没有自动电源供应)，所有晶体管Mi关闭。一旦所述应答器进入一个读-写端子的场，它就获得远程电源载波。实际上，一个没有自动电源供应的应答器系统的端子一直发射信号以激发应答器进入它的场。因此，所述应答器一进入场，就会产生端子25和26之间的一个电压。然后调整器30就产生一个电压来给不同元件供电。

由所述调整器提供的电压一旦足够用于移位寄存器27工作(一旦它收到分频器29的时钟信号CLK和门28的状态1)，所述应答器开始传输它的代码。实际上，因为开始时所述寄存器没有位包含高电平状态，门28提供一个高电平状态给寄存器27的输入。所述时钟信号在位B1中存储状态1。这就开启了开关M1，其导致电阻器R1的后调制。根据电阻R1的值，被该端子解释的所述信号提供一个1或一个0。第一位的传输受信号CLK的限制(有效地对应于所述后调制子载波)。在时钟CLK的下一个周期，位B1中的内容被传递给B2。这关闭了晶体管M1，开启了晶体管M2，诸如此类。位B1中的内容被呈现在门28的输出的状态所替代。现在，一旦一个状态1出现在所述寄存器中，以致一旦第一位B1接通电源被加载，该输出切换为低电平状态(0)并且保持状态，直到所述系统由于电源供应消失而关闭，并且直到该应答器离开该端子的场。

因此，以时钟CLK的速率连续控制所有晶体管Mi，该时钟CLK通过所述远程电源载波的后调制引发被电阻器Rpi存储的所述代码的传输。而且，只要所述应答器通过存在于所述端子的场内保持其供电，所述代码传输就周期性地重复。即使，瞬时地，两个后调制支路主动作用所述寄存器中的所述循环“1”的移位，与所述后调制的周期(例如，847.5kHz)相比较，两个晶体管Mi同时导通的持续时间可以忽略不计，并且不用像所述代码的另一部份一样被所述端子考虑在内。

该操作非常适用于电磁标签等等，其需要包含一个代码(一般地，承载他们的产品的标识码)，并且其中在该产品在通过一个端子(检测口，自动读取柜，等等)的场内时可以检测出来。

已经从前面描述中体现出来的本发明的一个优点在于所述应答器是非常简单的。具体地，一个根据本发明的应答器包括少量的简单部件。不需要使用一个数字存储器来寻址和读/写电路，也不需要调制解调器提供所述代码。而且，根据本发明的一个应答器不需要微处理器即可运行。而且，相比于那些需要实施其中制造所有部件(除了电感L2)的MOS技术的方法，所述多晶硅电阻器的形成不需要附加的步骤。然而，该电感一般集成在同一芯片上。因此，本发明的应答器特别地有利于形成一个电子标签。

根据本发明，应答器中代码的编程如下所述执行。优选地，所有电阻器Rpi被同样地制造，使得它们都具有一个相同额定值。这个值制约着所述后调制元件的一个所谓的未编程状态，并且对于一个二进制代码，对应两个状态(0或1)的其中一个。

本发明的一个特点是，通过引起它的电阻Rpi的值的不能逆转的减小，提供将一个后调制元件编程到另外一个不同于未编程状态的状态。为此，在所述电阻器中施加电流，该电流大于该电阻值取最大时的电流。本发明的这个特点，结合图3和图4会被更好地理解。在此，只需说明，如果一个电阻器Rpi中通过足够的电流，当一个额定电流再次流经它(符合设计的工作电流范围)时，就会产生此电阻值的不可逆转的减小。根据本发明，所述编程电流(从1到10毫安的量级)超过所述工作电流范围(直到100微安)。

根据第一实施例，电阻器Rpi的所述端子可以从所述集成电路芯片的端子，优选地可经由一个多路复用器型的选择器来接入。在这种情况下，通过提供一个通过每个电阻上的编程电压使得所述编程电流流动来执行编程，该编程电压的值希望减小。少数对于电阻选择必须的电路(多路复用器，等)就必须被单独地集成到所述应答器中。另外，如果后调制元件的数目不是很多，可以通过焊盘将个体接入到提供的每一个电阻器中。在存在锁定电路40时，在所有其它电阻器编程的结尾，电阻器Rpn+1被编程以减小其值。

根据第二优选实施例，在射频中执行所述应答器编程。然后使用一个读/写端子型的发射机，使得其远程电源载波(例如，以13.56MHz)在不足以修改所述电阻值的第一个值的电源和足够使得该电流流过所选择的电阻器Rpi中的一个来减小该电阻值的第二个值的电源之间被调制。然而，所述第一个电源足够用来供应所述应答器和启动其部件工作。该传输电源的调制对应于存储在该应答器中的二进制代码。优选地，该调制以该应答器后调制的频率进行。因此，就不需要单独控制从一个后调制元件到下一个的切换，该切换被该应答器的移位寄存器27自动执行。

为了形成图2所示的锁定电路40，所述编程必须从电阻器Rp1开始，结束于电阻器Rpn+1。实际上，在开始时，所有电阻器具有它们的额定值，包括电阻器Rpn+1，它也是多晶硅。在制造中，电阻器Rpn+1被制成用于晶体管T的一定尺寸大小，来将端子25和26之间的电压限制到一个所谓的编程电平。

只要不启动晶体管Mn+1，电阻器Rt与Rpn+1一起形成一个控制分压器，来限制晶体管T。电阻器Rt被晶体管Mn+1周期性地短路，这使得晶体管T关闭。

在编程过程中，当到达电阻器Rpn+1时，所述端子的所述传输电源电压被提供在编程电平上。这导致用于修改Rpn+1和Rt电阻之间的比率的这个电阻的值的减小。电阻器Rpn+1和Rt按一定尺寸制造，使得一旦电阻Rpn+1的值被减小，晶体管T就将端子25和26之间的电压限制到一个小于所述编程电平的电平(晶体管T优选工作在线性状态)。因此，即使如果后来它被提交到一个场，该场在理论上偶然足够用于生成一个电阻修改值，所述应答器也受到保护而不被重新编程。对于所述电压，即晶体管T限制到的电压，不需要符合所述使用电压。不需达到编程电压，它就足够了，即，在后文中将会看到，一个使得施加在电阻器上的电流大于这些电阻器具有最大电阻值时的电流的电压。

电路40的存在，导致在读模式，所述代码在其末期包括一个预定的位。然而，这并不混乱。

图2所示的所述移位电路，与由于电阻器Rpn+1的最终编程而产生的约束的实现相兼容。实际上，由于门28控制该寄存器，使得在所述应答器被供电时，它在位B1启动，当所述应答器在场内时，即，离得近时，它就足够触发所述发射机(所述终端)的启动。由于所述编程是一个自发的、明确的操作，在实际中这不是一个约束。例如，可以提供一个带有基座，用于接收所述应答器(保证一个足够的接近)的特殊的端子。只有当将被编程的所述应答器在适当的位置时，所述端子才被触发(既为了进行传输也为了进行电源调制)。

该解决方案的优点是，这样将所述应答器的电路的数目减到最小。实际上，除了结合图2描述的那些必需的电路，不再需要其他电路。

为了编程所述后调制电阻器，一些独特阶段可能会在生产过程中被分离。例如，在制造的末期提供可编程的第一组后调制支路(第一系列电阻器)，以包含一个制造商代码。剩下的所述支路可以被用户(最后或不是最后)编程(在一轮或几轮中)。

根据另一个未示出的实施例，提供具有所述端子的所述移位寄存器的受控同步。例如，端子可以被提供给处于低电源(读电源)的第一传输，并且所述应答器可以包括多个设定电阻器，在制造中以一定大小制造，以给定一个状态，例如，该状态是与所述未编程电阻器Rpi的状态相反的状态。另外，所述设定电阻器提供一个预定代码。通过分析所述后调制，所述端子就能够在周期读取中检测第一个可编程电阻器的位置，以同步其电源调制的开始。所述设定电阻器当然还与一个控制晶体管和所述移位寄存器的一位相关联。结果，它们也被包括到读操作中。它们可以在将被存储的代码的构造中考虑，也可以根据一个优选实施例，在多晶硅中提供，并被编程到比电阻Rpi的编程值低的值。在后一种情况下，在读模式得到一个三电平码，最低电平对应于所述设定电阻器。这使得在读模式也实现同步。该实施例与使用锁定电路40兼容。实际上，虽然所述设定电阻器被置于所述的周期中，优选地，在电阻器Rpi之前，并且因此，在电阻器Rpi+1之前，在编程电阻器Rpi+1之前，它也可以提供来运行另一个周期以编程所述设定电阻器。即使该周期在其他电阻器Rpi的编程之后提供，当第二次运行的时候，它仍足够在低电压下工作，以便于不修改所述编程代码。由于同步，不会带来任何问题。

图3示出了根据本发明的优选实施例的一个多晶硅电阻器的实施例，用于组成所述后调制元件的电阻器Rpi。

该种电阻器(在图2中，标识为Rp)，由一个多晶硅带(track)组成(也称作电阻性条或电阻性元件31)，通过蚀刻在一个绝缘衬底32上沉淀的一层得到。衬底32无差别地直接由支持所述应答器的所述集成电路的衬底构成，或者由形成用于电阻性元件31的绝缘衬底等的绝缘层构成。电阻性元件31的两端连接到导电带(例如，金属带)33和34，来将所述电阻性条形成电阻性元件31连接到其他集成电路元件。图3的简化表示没有给出一般构成所述集成电路的不同绝缘层和传导层。为简单起见，只显示了置于绝缘衬底32上的电阻性元件31，以及电阻性元件31通过其上表面的两端接触的所述两个金属带33和34。实际中，在从电阻性元件31的末端开始的更宽些的多晶硅带排列得到电阻性元件31到其他集成电路部件的连接。换而言之，通常通过使得一个多晶硅带的截面比剩余的截面狭窄些来形成电阻性元件31。

电阻性元件31的电阻R由以下公式给出：

R＝ρ(L/s)

其中ρ表示所述构成所述带的材料的电阻系数(多晶硅，可能有掺杂)，电阻性元件31在所述带中被蚀刻，其中L表示电阻性元件31的长度，并且s表示其截面，即其宽度l乘以其厚度e。其中，电阻性元件31的电阻系数ρ依赖于组成其的多晶硅的可能的掺杂程度。

经常地，一旦组成一个集成电路，所述电阻器指的是一个所谓正方电阻(square resistance)RQ的概念。这个正方电阻RQ定义为所述材料的电阻系数除以材料沉淀的厚度。用以上关系表示元件31的所述电阻，这样该电阻由以下关系得到：

R＝RQ*L/l

商L/l对应于被称作组成电阻性元件31的方形数目。从上面可以看出，这代表，依赖于该技术的给定尺寸的方形的个数，并排地放置来形成电阻性元件31。

所述多晶硅电阻的值在制造时就这样被定义了，根据以上的参数，得到所谓的额定电阻系数和电阻。一般地，所述多晶硅的厚度e由所述集成电路的其他制造参数设定。例如，该厚度由所述集成电路MOS晶体管的门需要的厚度设定。

本发明的一个特点是，在一个多晶硅电阻器(Rpi)中，临时施加一个大于所述电阻到达最大值的电流的编程或约束电流，该电流在该电阻的所述正常工作电流的范围(在后调制中)之外，该多晶硅电阻器的值期望能够被不能逆转地减小以修改在所述应答器的振荡电路中生成的充电电平，并因此而编码一个不同状态。换而言之，所述多晶硅的电阻系数，通过临时地在对应的电阻性元件中施加一个超过所述工作电流范围的电流，以一种稳定的、不可逆转的方式在该工作电流范围内减小。

本发明的另外一个特点是，与一个可熔元件相反，用于减小电阻值的电流对于所述多晶硅元件没有破坏性。

图4描述本发明的一个实施例，用于通过减小它的其中一个电阻器的值来稳定一个单元，利用一组曲线根据其上流过的电流给出图3中示出的那种类型的多晶硅元件的电阻。

假设，被用于制造电阻性元件31(Rpi)的所述多晶硅，呈现出额定电阻系数，对于给定的尺寸l，L，和e，给与元件31电阻值R_nom。该额定的(原始的)电阻值是对应于电阻性元件31在系统的所述工作电流范围内，以一个稳定的方式得到的值，即，一般地，当电流小于100μA。

根据本发明的实施例，要减小所述电阻值，以及以一个不可逆转的、稳定的方式切换，例如，到一个小于R_nom的值R1，一个所谓的约束电流(例如，I1)被施加于电阻性元件31，该电流大于元件31的电阻R的值取最大时但不至于无限大的电流Im。如图4所示，一旦电流I1施加于电阻性元件31，就得到一个稳定的值为R1的电阻，处于所述集成电路的工作电流的范围A1内。实际上，根据所述电流的电阻曲线S_nom对于相对小的电流是稳定的(小于100μA)。对于更加高的电流，约为几毫安量级或更高(范围A2)，这个曲线开始增长。在这个电流范围内，对应于电流Im，曲线S_nom达到一个最大值。然后所述电阻就逐渐减小。图4描述了对应于通常用来产生熔合的范围的电流的第三个范围A3。这些电流为十分之一安培的量级，在该电流下，所述电阻突然地开始增大到无限大。据此，可以认为本发明利用介于工作电流范围A1和破坏性范围A3之间的电流范围A2，来不可逆转地减小所述电阻的值，或者更明确地，减小所述多晶硅元件的电阻系数。

实际上，一旦经过了根据所述电流的电阻系数曲线S_nom的最大值，在所述工作电流范围内的电阻的取值就会小于值R_nom。该新值，例如，R1，依赖于所述电流的更高值(这里，I1)，该电流被施加于不可逆转的电流阶段。需要说明的是，本发明执行的所述的不可逆转的减小发生在一个特定的由写入所述代码个性化应答器的阶段，处于所述集成电路的正常的读操作模式(范围A1)之外，即，处于所述电阻器的正常操作之外。

理论上，一旦所述多晶硅电阻的值降低到一个较低值(例如，图4中的R1)，该值的不可逆转的减小就会进一步实现。为完成这个，根据所述电流，就足以超过所述电阻的新曲线S1的最大电流I1。例如，所述电流值可以增加，达到值I2。当所述电流又一次减小时，所述电阻器在其正常工作范围，就得到值R2。值R2比值R1小，当然也比值R_nom小。因此，在如图2所示的电磁应答器的应用中，优选地，使所述后调制元件电路的能力失效以执行一个新的编程，来避免在一个显著的场中出现的随机编程。

可以看到，根据所述电流的所述电阻的所有曲线，在通过了曲线的最大值后，在电阻值的下降范围内相交。因此，对于一个给定的电阻性元件(ρ，L，s)，切换到一个较小电阻而必须要达到的电流I1，I2等，是独立于所述电阻的值(R_nom，R1，R2)，在该值处发生所述的减小。

以上描述了，电阻值实际上对应于组成电阻性元件的多晶硅的电阻系数的减小。本发明人认为多晶硅的晶体结构以一种稳定的方式被修改，并且，以一定方式软熔材料，最终得到的晶体结构依赖于电流所达到的最大值。

当然，不应该超过所述编程电流范围A2(几个毫安的量级)，以避免破坏多晶硅电阻器。在实际中，该预防措施不会带来任何问题，因为利用多晶硅制造一个熔丝需要更高的电流(十分之一安培的量级)，一旦所述电路形成，该电流就不可能达到。

根据本发明的一个多晶硅电阻器的实际形成和一个传统的电阻器的形成没有什么不同。从一个绝缘衬底开始，根据所述电阻器需要的尺寸，沉淀和蚀刻多晶硅层。因为所述沉淀的多晶硅厚度一般由该技术决定，其可以调节的两个尺寸是宽度和长度。一般地，在这样得到的多晶硅条形上再次沉淀一层绝缘体。在边相互连接的情况下，由于更宽的线具有更强的导电性，所以修改宽度1。图3所示的一个从顶到所述条形的末端的通路中，通路被制造在所述多晶硅的上面的绝缘体中(未示出)来连接触点金属线33和34。

在实际中，为了以最小的约束电流得到最大的电阻调节能力，在所述电阻性元件上最好使用一个最小厚度和最小宽度。在这种情况下，一旦所述的多晶硅结构已经确定下来，只有长度L限制所述电阻的额定值。所述多晶硅中的可能杂质，无论是什么类型的，并不阻碍本发明的实施。由于杂质，唯一的不同就是约束之前的额定电阻系数，以及为给定的约束电流得到的电阻系数。换而言之，对于一个给定尺寸的元件，这个限制电阻值的起始点，并且相应地限制为给定的约束电流得到的电阻值。

为了能够应用正确值，施加不同的电流来从所述的不同电阻值切换到更低值是预先设定的，例如，通过测量。例如，使用一个通过电流的步进增加的测试电阻器，在每一次增加之后又回到所述的工作电流范围来测量得到的电阻值。所述的测量值会遵循曲线S_nom。因此，可以确定所述电流(图4中I1，I2)和相关电阻(R1，R2)。这样得到的图表中的值之间的差异，依赖于通过所述约束电流的步进为所述增加选择的程度。当然这个预定考虑到使用的所述多晶硅的性质，以及优先地，考虑其正方电阻，即，所述材料的电阻系数以及其沉淀厚度。实际上，因为图4描述的曲线也可被看作所述正方电阻的曲线，所以所述计算值可被变换到由所述电阻性截面的宽和长定义的一个集成电路的不同电阻器。要被施加到所述电阻性元件上以不可逆转的、稳定的方式减小其阻值的所述约束电流的值就可以被预先确定了。这个确定能够通过高频设定所述电磁场，以及可以将所述传输电源提供给所述无接触编程端子。在一个简单的实施例中，当一个机械的通路(焊盘)被提供来在端子25和26之间施加一个编程电压，这就设定了必要的编程电压。应该注意的是，根据需要的结果(所选定的电阻器的值的显著的降低)，所述约束电流的精确性并不关键，只要它大于所述电阻的最大电流Im。优选地，提供一个合适的安全限度以避免在场内的所述应答器的间隔变化或其他电路公差阻止得到所述值的减小。例如，所述电路会根据约束电流确定参数，提供一个小于额定值的一半的一个电阻值。

当一旦施加所述的相应约束电流时，所述曲线变化，即，在正常工作中所述电阻值的减小，几乎是立即的。“几乎立即”表明几十至几百微秒的持续时间，这段时间足够向所述多晶硅条提供对应约束，并且减小其电阻值。该经验值依赖于所述条形的(物理的)尺寸。为了安全，可以选择几个毫秒的持续时间。而且，可以考虑，一旦达到所述最小持续时间，至少在第一数量级，没有所述约束电流的应用的附加的持续时间修改所得到的电阻。而且，即使给定所述预定测量，考虑到所述约束应用的持续时间带来的影响不能被忽略，所述优选实施例(预先确定时间和强度的约束值)与考虑所述约束应用的持续时间，极好地兼容。

作为一个实施例的具体例子，形成一个具有0.225平方微米的横截面面积(1＝0.9μm，e＝0.25μm)，长为45微米的N⁺掺杂的多晶硅电阻。对于使用的多晶硅和相应掺杂，所述额定电阻大约为6300欧姆。这相当于一个每平方大约为126欧姆的电阻(50个平方)。通过对此电阻器施加大于3毫安的电流，引起其值减小，在达到500微安的电流的操作下稳定。对于3.1毫安的电流，所述电阻值被降低到大约4500欧姆。通过对所述电阻器施加一个4毫安的电流，电阻值被降低到大约3000欧姆。对于从100微秒到多于100秒的约束时间的过程，所得到的电阻值相同。

当然，上述例子以及针对不同范围的给定电流和电阻的数量级关系到现有技术。对于更先进的技术，范围A1，A2和A3的电流可能不一样(更小)，并且可以被转换到电流密度。本发明的原理不由此修改。还是存在三个范围，并且所述的中间范围用于迫使电阻系数减小。

在一个简单的实施例中，可以省掉锁定电路40。实际上，在实践中，由于在所述的编程和工作电流之间的所述显著的差异而使一个应答器偶然地提供一个编程电源的风险很小。因此，可以保留该锁定电路，用于担心一个侵犯者对代码的再次编程的更高安全的应用中。

本发明的一个好处是，实现了一个应答器的简单编程，与传统的终端结构相兼容。根据本发明，足够来适应它们的编程以使它们与本发明的一个应答器相互工作。

本发明的另一个好处是，在所述应答器中包含的代码可以在制造后被编程。

本发明的一个好处是，它与传统MOS晶体管制造技术兼容。

本发明的另一个好处是，存储在所述应答器中的所述代码不能被光学检测，与用做一个熔丝的多晶硅电阻器相反，其在硅条形的所述物理损坏使得编程可被检测到。

本发明的另一个好处是，对于同样制造的电阻器，在代码传输中，可以避免在周期之外的任何代码的伪检测。

本发明的另一个好处是，通过允许应答器的无接触编程，能够得到一个形成在一个单一芯片上的，在其上集成其所有部件的应答器，该应答器没有输入-输出焊盘。

应该注意的是，本发明很容易从一个技术切换到另一个技术。

当然，本发明可能有很多变化、修改和改善，对于那些本技术领域的一般技术人员很容易实现。具体地，设定所述多晶硅电阻器的大小以得到一个额定值，依赖于所述应用，并且根据以上描述的功能说明，在本领域一般技术人员的能力范围之内。同样，根据本发明的应答器中要存储的比特位数的选择(以及后调制元件的个数)依赖于其目的。而且，实施本发明的所述电压或电流约束的值也在本领域一般技术人员的能力范围之内。

而且，虽然本发明结合一个所述应答器的极端简单的例子进行描述，使用一些后调制元件，来直接地在应答器中存储一个代码，可以通过一个控制微处理器等实现。例如，它可以提供限制所述代码的后调制周期的数目，或控制它们的启动/停止，特别是来避免一些应答器的代码之间的冲突。这样一个变化的应用例子是计算商品的数目(存货清单或自动存储柜)。

最后，虽然本发明结合N沟道MOS晶体管进行描述，它的结构可以很容易地被转换成P沟道MOS晶体管。它足以适合这些晶体管的所述控制，例如通过提供一个带有循环位0的寄存器(27，图2)。

Claims

1、一种电磁应答器(20)包括：

一个并联振荡电路(L2，C2)，适用于从一个辐射场中提取一个电源信号；

与该振荡电路并联的一些支路，每一个包括一个多晶硅可编程电阻器(Rpi)和一个开关(Mi)；

一个周期控制装置(27)，用于连续地开启该开关，每一电阻组成一个元件，该元件用于存储存在该应答器中的该代码的一部分；以及

一个电阻器中代码部分的编程，通过在该电阻器中施加编程电流来控制，该电流大于该电阻器的阻值最大时的电流。

2、如权利要求1所述的应答器，其中使所述电阻器(Rpi)的大小为具有相同额定值。

3、如权利要求1或2所述的应答器，其中所述编程电流从一个读-写端子辐射的场中提取，其电源大于一个读辐射场的电源。

4、如权利要求1所述的应答器，其中所述周期控制元件由通过一个时钟信号(CLK)控制的一个移位寄存器(27)组成，每一个开关(Mi)由该移位寄存器的一个比特位控制。

5、如权利要求4所述的应答器，其中所述时钟信号(CLK)从一个读-写端子辐射的场提取。

6、如权利要求4或5所述的应答器，其中所述移位寄存器(27)的一组输入与一个或非逻辑门(28)的输出相连接，该或非逻辑门的输入并行接收所述移位寄存器的比特位。

7、如权利要求1所述的应答器，包括一个锁定电路(40)，用于锁定所述存储的代码，以禁止二次编程。

8、如权利要求7所述的应答器，其中所述锁定电路(40)包括一个用于限制通过所述支路的电压的元件(T)，该调整设定点是一个附加多晶硅存储电阻器的函数，其阻值在所述编程的末期减小。

9、如权利要求1所述的应答器，包括一个同步支路的集合，每一个支路包括一个设定电阻器和一个控制开关，所述同步支路由所述周期控制元件控制。

10、如权利要求1所述的应答器，其中所述电阻在从一些阻值中选出的阻值处编程，以存储一个多电平代码。

11、如权利要求1所述的应答器，其中所有部件都集成在同一芯片上，不具有输入-输出焊盘。

12、一种用于在如权利要求1至11中任何一个所述的应答器中编程代码的方法，包括在每一个相对于未编程的状态而要改变其状态的电阻器(Rpi)中暂时地和连续地引起一个约束电流，该电流比该电阻处于最大值时的电流大。

13、如权利要求12所述的方法，其中所述约束电流从一个预定的对应表中选择出来，该表是所述约束电流与所述期望最终电阻之间的映射。

14、如权利要求12或13所述的方法，其中所述约束电流从一些值中选出，以存储一个多电平代码。