CN101989330B - 高频rfid标签电路及芯片 - Google Patents

高频rfid标签电路及芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN101989330B
CN101989330B CN 200910057735 CN200910057735A CN101989330B CN 101989330 B CN101989330 B CN 101989330B CN 200910057735 CN200910057735 CN 200910057735 CN 200910057735 A CN200910057735 A CN 200910057735A CN 101989330 B CN101989330 B CN 101989330B
Authority
CN
China
Prior art keywords
effect transistor
field effect
type field
rectifier
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN 200910057735
Other languages
English (en)
Other versions
CN101989330A (zh
Inventor
朱红卫
郭璐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Original Assignee
Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd filed Critical Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd
Priority to CN 200910057735 priority Critical patent/CN101989330B/zh
Publication of CN101989330A publication Critical patent/CN101989330A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101989330B publication Critical patent/CN101989330B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高频RFID标签电路及芯片，包括一个天线，所述天线两端各通过一个ESD模块连接到一个电压钳位电路模块和一个整流器模块，所述电压钳位电路模块和所述整流器模块并联连接，所述整流器模块的输出同时提供给所述电压钳位电路模块和后续的模拟及数字电路模块，所述电压钳位电路模块根据所述整流器的电压输出控制天线两端的电压值不超过一个预设值。本发明采用电压钳位电路模块使整流器上的高压可以通过并行的支路放掉，而在低磁场强度时该电压钳位电路模块不起作用，这样只需常规器件就可完成RFID标签的芯片设计和制造，避免开发用于RFID整流器的高压器件，节省了光刻板的层数，极大地降低了RFID的制造成本和芯片的长期可靠性。

Description

高频RFID标签电路及芯片
技术领域
本发明涉及一种无线电电路，尤其是一种高频RFID标签电路。本发明还涉及一种高频RFID标签电路芯片。
背景技术
高频无源RFID标签(13.56MHz)包含天线、模拟前端、数字处理部分及存储单元。从设计方面来说，由于标签是无源的，即内部电路所需能量均来自与读卡器天线间的耦合，并通过整流器将耦合到的交流电转换成直流电作为内部其它模块的电源电压，因此要求RFID标签具备低功耗、内部稳定电源和较大的动态范围等特点。
当磁场强度较高时，在RFID标签天线上会感应高达十几至二十伏的交变电压，而RFID中部分电路可能因为需要有EEPROM而采用低压制造工艺制造。通常为耐高压，需要额外的二十伏的器件作为模拟前端的整流器器件，这大大增加了成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高频RFID标签电路，以及采用这种高频RFID标签电路的芯片，使整流器可以采用低电压器件电路设计，减少制造工艺的难度，降低芯片的成本，提高芯片长期使用的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明高频RFID标签电路的技术方案是，包括一个天线，所述天线两端各通过一个ESD模块连接到一个电压钳位电路模块和一个整流器模块，所述电压钳位电路模块和所述整流器模块并联连接，所述整流器模块的输出同时提供给所述电压钳位电路模块和后续的模拟及数字电路模块，所述电压钳位电路模块根据所述整流器的电压输出控制天线两端的电压值不超过一个预设值。
本发明高频RFID标签电路芯片的技术方案是，所述芯片中包括上述高频RFID标签电路。
本发明采用电压钳位电路模块使整流器上的高压可以通过并行的支路放掉，而在低磁场强度时该电压钳位电路模块不起作用，这样只需常规器件就可完成RFID标签的芯片设计和制造，避免开发用于RFID整流器的高压器件，节省了光刻板的层数，极大地降低了RFID的制造成本和芯片的长期可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明高频RFID标签电路的电路图；
图2为本发明高频RFID标签电路中电压钳位电路模块的电路图；
图3为本发明高频RFID标签电路中电压钳位电路模块和整流器模块整体电路图。
具体实施方式
本发明公开了一种高频RFID标签电路，如图1所示，包括一个天线，所述天线两端各通过一个ESD(防静电)模块连接到一个电压钳位电路模块和一个整流器模块，所述电压钳位电路模块和所述整流器模块并联连接，所述整流器模块的输出同时提供给所述电压钳位电路模块和后续的模拟及数字电路模块，所述电压钳位电路模块根据所述整流器的电压输出控制天线两端的电压值不超过一个预设值。
所述预设值为5V。
所述整流器模块和模拟及数字电路模块采用低压器件工艺制造。
本发明通过与读卡器天线间的耦合，标签天线两端得到频率为13.56MHz的交变电压和电流，经过桥式整流器(Rectifier)整流，将交变电压变为直流电压，作为后继模拟和数字模块的电源电压。当标签与读卡器距离很近，即磁场强度较高时，标签天线两端将耦合到很高的电压，此时电压钳位电路模块将对地放电，限制天线电压；反之，当天线电压较低(小于5V)时，电压钳位电路模块将不起作用。这样，在不同距离处均保证天线电压不超过5V，从而可以在天线ESD保护电路和整流器电路中使用低压常规器件。
所述电压钳位电路模块如图2所示，从整流器输出与地之间依次串联有N型场效应管M1、M2、M4、M5以及一个电阻R1，所述N型场效应管M1、M2、M4、M5的栅极都与其各自的漏极相连接，前一个N型场效应管的源极与后一个N型场效应管的漏极相连接，所述N型场效应管M1的漏极连接整流器的输出，N型场效应管M5的源极连接电阻R1的一端，N型场效应管M6的栅极和漏极都连接到N型场效应管M1的源极，N型场效应管M7的栅极连接N型场效应管M2的源极，N型场效应管M7的源极连接N型场效应管M5的源极，N型场效应管M6的源极连接N型场效应管M7的漏极以及N型场效应管M3的栅极，N型场效应管M3的源极接地，所述天线两端之间还串联连接有两个N型场效应管M8和M9，所述N型场效应管M8的栅极和漏极都接到所述天线的一端，所述N型场效应管M9的栅极和漏极都接到所述天线的另一端，所述N型场效应管M8和M9的源极都连接到所述N型场效应管M3的漏极。
图2中，VDD为交流电压经过整流得到的直流电压，M1、M2、M4、M5均为二极管接法，R1为限流电阻，对VDD进行串联分压，得到M6、M7的栅极工作电压；M3为对地钳位管，栅极电压经过M6、M7分压得到，即通过控制栅极电压可以调整放电的强弱程度。M8、M9为二极管接法，对称连接于天线两端，由于天线两端ant1、ant2输入的是差分信号，因此在一个交流周期内M3分别对天线两端放电。
图2所示电压钳位电路模块的工作原理是：当天线感应电压峰值大于5V时，VDD的值也会相应较高，由M1、M2，M4～M7构成的电压检测电路将控制M3管放电，天线电压越高，M3的栅极偏置电压也越高，放电能力也越强；反之，当天线电压小于5V时，M3管的栅极偏置电压变低，当低于M3的阈值电压时，放电管就会关断，电压钳位电路模块不再起作用。
本发明中，所述整流器模块可以与所述电压钳位电路模块整合在一起，如图3所示，所述整流器模块包括N型场效应管M10、M11、M12和M13，所述N型场效应管M10的漏极，M11的栅极，以及M12的栅极和漏极连接到所述天线的一端，所述N型场效应管M10的栅极，M11的漏极，以及M13的栅极和漏极连接到所述天线的另一端，所述N型场效应管M10的源极和M11的源极都接地，所述N型场效应管M12的源极和M13的源极相连接作为整流器模块的输出。
图3中，M10～M13是全波整流结构，C0为滤波电容。根据上述钳位电路的工作原理天线的峰值电压将被有效钳制在5V以内，因此与天线有直接连接关系的器件，如整流器，将可以用5V低压工艺实现。
本发明还提供了一种高频RFID标签电路芯片，所述芯片中包括上述高频RFID标签电路。
综上所述，本发明采用电压钳位电路模块使整流器上的高压可以通过并行的支路放掉，而在低磁场强度时该电压钳位电路模块不起作用，这样只需常规器件就可完成RFID标签的芯片设计和制造，避免开发用于RFID整流器的高压器件，节省了光刻板的层数，极大地降低了RFID的制造成本和芯片的长期可靠性。

Claims (5)

1.一种高频RFID标签电路，其特征在于，包括一个天线，所述天线两端各通过一个ESD模块连接到一个电压钳位电路和一个整流器模块，所述电压钳位电路和所述整流器模块并联连接，所述整流器模块的输出同时提供给所述电压钳位电路和后续的模拟及数字电路模块，所述电压钳位电路根据所述整流器的电压输出控制天线两端的电压值不超过一个预设值；
所述电压钳位电路中，从整流器输出与地之间依次串联有N型场效应管M1、M2、M4、M5以及一个电阻R1，所述N型场效应管M1、M2、M4、M5的栅极都与其各自的漏极相连接，前一个N型场效应管的源极与后一个N型场效应管的漏极相连接，所述N型场效应管M1的漏极连接整流器的输出，N型场效应管M5的源极连接电阻R1的一端，N型场效应管M6的栅极和漏极都连接到N型场效应管M1的源极，N型场效应管M7的栅极连接N型场效应管M2的源极，N型场效应管M7的源极连接N型场效应管M5的源极，N型场效应管M6的源极连接N型场效应管M7的漏极以及N型场效应管M3的栅极，N型场效应管M3的源极接地，所述天线两端之间还串联连接有两个N型场效应管M8和M9，所述N型场效应管M8的栅极和漏极都接到所述天线的一端，所述N型场效应管M9的栅极和漏极都接到所述天线的另一端，所述N型场效应管M8和M9的源极都连接到所述N型场效应管M3的漏极。
2.根据权利要求1所述的高频RFID标签电路，其特征在于，所述预设值为5V。
3.根据权利要求1所述的高频RFID标签电路，其特征在于，所述整流器模块和模拟及数字电路模块采用低压器件工艺制造。
4.根据权利要求1所述的高频RFID标签电路，其特征在于，所述整流器模块包括N型场效应管M10、M11、M12和M13，所述N型场效应管M10的漏极，M11的栅极，以及M12的栅极和漏极连接到所述天线的一端，所述N型场效应管M10的栅极，M11的漏极，以及M13的栅极和漏极连接到所述天线的另一端，所述N型场效应管M10的源极和M11的源极都接地，所述N型场效应管M12的源极和M13的源极相连接作为整流器模块的输出。
5.一种高频RFID标签电路芯片，其特征在于，所述芯片中包括权利要求1～4中任意一项所述的高频RFID标签电路。
CN 200910057735 2009-08-07 2009-08-07 高频rfid标签电路及芯片 Active CN101989330B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910057735 CN101989330B (zh) 2009-08-07 2009-08-07 高频rfid标签电路及芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910057735 CN101989330B (zh) 2009-08-07 2009-08-07 高频rfid标签电路及芯片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101989330A CN101989330A (zh) 2011-03-23
CN101989330B true CN101989330B (zh) 2013-01-09

Family

ID=43745861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200910057735 Active CN101989330B (zh) 2009-08-07 2009-08-07 高频rfid标签电路及芯片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101989330B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150020672A (ko) * 2012-06-12 2015-02-26 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 미시건 단거리 통신용 초저전력 라디오
CN103683991A (zh) * 2013-11-28 2014-03-26 成都位时通科技有限公司 供电稳定的电源电路
CN104834955B (zh) * 2015-04-20 2017-11-14 卓捷创芯科技（深圳）有限公司 一种整流和负载调制组合的射频前端电路和无源射频标签
CN108596315B (zh) * 2018-05-11 2021-07-13 上海宜链物联网有限公司 一种防止撕毁后重复利用的rfid标签芯片电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1350718A (zh) * 1999-03-12 2002-05-22 艾利森公司 钳位电路和用于同步整流的方法
CN1674390A (zh) * 2005-03-11 2005-09-28 广东中钰科技有限公司 视频监控设备防雷器
CN101062697A (zh) * 2006-04-28 2007-10-31 株式会社岛野 自行车用过电压防止装置
CN201051716Y (zh) * 2007-06-07 2008-04-23 建德市正达电器有限公司 一种集电极峰压吸收及电压钳位电路
CN101330261A (zh) * 2007-06-18 2008-12-24 天钰信息科技（上海）有限公司 开关电源电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1350718A (zh) * 1999-03-12 2002-05-22 艾利森公司 钳位电路和用于同步整流的方法
CN1674390A (zh) * 2005-03-11 2005-09-28 广东中钰科技有限公司 视频监控设备防雷器
CN101062697A (zh) * 2006-04-28 2007-10-31 株式会社岛野 自行车用过电压防止装置
CN201051716Y (zh) * 2007-06-07 2008-04-23 建德市正达电器有限公司 一种集电极峰压吸收及电压钳位电路
CN101330261A (zh) * 2007-06-18 2008-12-24 天钰信息科技（上海）有限公司 开关电源电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN101989330A (zh) 2011-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015103958A1 (zh) 一种开关信号控制的整流与限幅电路与无源射频标签
JP6209205B2 (ja) ＧａＮＦＥＴのゲートの保護のためのドライバ回路のためのシステム及び装置
CN103220855B (zh) Led电路及其驱动电路和驱动方法
US9792540B2 (en) Limiter circuit capable of continuously adjusting amplitude of rectified signal and passive radio frequency tag
CN104518654B (zh) 高压启动电路
CN101989330B (zh) 高频rfid标签电路及芯片
CN203217613U (zh) 一种uhf rfid无源标签芯片的电源电路
WO2015103956A1 (zh) 一种动态整流控制电路与无源rfid及动态整流控制方法
US10608471B2 (en) Multimode wireless power receiver circuit
CN103715920A (zh) 一种整流电路以及包括该整流电路的射频识别标签芯片
CN105897014A (zh) 用于向负载提供输出电压的系统和方法
CN110190744A (zh) 电源供应装置及其控制方法
CN102868237A (zh) 一种用于提高非接触式ic卡能量传输效率的电路
CN103096593A (zh) Led背光源驱动电路和液晶电视
US9106071B2 (en) Apparatus and methods of bootstrap and over voltage combination clamp for wireless power receiver
CN101753025B (zh) 射频识别整流器电路
CN104253529B (zh) 电源管理芯片的启动电路及电源管理芯片
CN204835501U (zh) 一种输出过压保护电路
CN103066850B (zh) 隔离式升压电路、背光模块及液晶显示装置
US9484906B2 (en) Apparatus and methods of N-type load switch using bootstrap gate drive for wireless power receiver
US20110002150A1 (en) Rectifier Circuit with High Efficiency
CN101834535A (zh) 一种cmos整流器
CN101989811A (zh) 高频rfid标签的整流器电路、标签电路及芯片
CN210168263U (zh) 一种电源驱动电路及双端进电led灯具
CN107688847B (zh) 一种天线开关电路及智能卡

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHANGHAI HUAHONG GRACE SEMICONDUCTOR MANUFACTURING

Free format text: FORMER OWNER: HUAHONG NEC ELECTRONICS CO LTD, SHANGHAI

Effective date: 20140108

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 201206 PUDONG NEW AREA, SHANGHAI TO: 201203 PUDONG NEW AREA, SHANGHAI

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20140108

Address after: 201203 Shanghai city Zuchongzhi road Pudong New Area Zhangjiang hi tech Park No. 1399

Patentee after: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corporation

Address before: 201206, Shanghai, Pudong New Area, Sichuan Road, No. 1188 Bridge

Patentee before: Shanghai Huahong NEC Electronics Co., Ltd.