DE102009057046B9

DE102009057046B9 - Integrierte Halbleiterschaltung, kontaktlos und mit Kontakt arbeitende elektronische Einrichtung damit und mobiles Endgerät

Info

Publication number: DE102009057046B9
Application number: DE102009057046A
Authority: DE
Inventors: Kazuki Watanabe; Hisataka Tsunoda
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2029-12-05
Also published as: US8781537B2; CN101751597B; US20100144402A1; DE102009057046B4; US20120120699A1; DE102009057046A1; CN101751597A; JP2010140068A; JP5215154B2; US8126515B2

Abstract

Die integrierte Halbleiterschaltung umfaßt ein Paar von Antennenanschlüssen; einen Gleichrichter; einen Versorgungsspannungsanschluß; einen Nebenschlußregler und einen Reihenregler. Wenn die Spannung an der inneren Versorgungsleitung auf oder über eine erste festgelegte Spannung ansteigt, leitet der Nebenschlußregler einen Herunterziehstrom durch einen Herunterziehtransistor. Wenn die Spannung an der inneren Versorgungsleitung auf oder unter eine zweite festgelegte Spannung abfällt, leitet der Reihenregler einen Hochziehstrom durch einen Hochziehtransistor. Der Spannungspegel der ersten festgelegten Spannung liegt höher als der Spannungspegel der zweiten festgelegten Spannung. Bei der integrierten Halbleiterschaltung wird eine Konkurrenz zwischen den Wirkungen der beiden Regler vermieden. Die integrierte Halbleiterschaltung arbeitet sowohl in einem kontaktlosen Betriebszustand als auch in einem Kontakt-Betriebszustand, wobei einem internen Schaltkreis davon eine stabile Versorgungsspannung zugeführt werden kann.

Description

BEANSPRUCHUNG DER PRIORITÄT
Bei der vorliegenden Anmeldung wird die Priorität aus der japanischen Anmeldung JP 2008-312938 in Anspruch genommen, die am 9. Dezember 2008 eingereicht wurde und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Einrichtung betrifft eine integrierte Halbleiterschaltung, eine kontaktlos und mit Kontakt arbeitende elektronische Einrichtung damit und ein mobiles Endgerät. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Technik zum Zuführen einer stabilen Versorgungsspannung zu einem internen Schaltkreis in einer integrierten Halbleiterschaltung, die in kontaktlosen und Kontakt-Betriebsarten arbeitet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Auf dem Gebiet des Finanzwesens und anderen Gebieten sind Kontakt-IC-Karten mit einer integrierten Halbleiterschaltung mit einer CPU (Zentraleinheit) und Speicherfunktionen und dergleichen seit längerem in Gebrauch. Diese IC-Karten weisen an ihrer Oberfläche einen Kontaktanschluß für die integrierte Halbleiterschaltung auf.
Das Einschreiben und Löschen im Speicher der Kontakt-IC-Karte wird von der CPU verwaltet, die zum Beispiel auch eine Code-Verarbeitungsfunktion aufweist, um einen hohen Sicherheitsgrad für die Kontakt-IC-Karte zu erreichen. Bei den CPUs mit solchen Funktionen ist die Durchbruchspannung aufgrund der Verkleinerung der Halbleiterstrukturen in den letzten Jahren ständig gesunken, weshalb die der CPU zugeführte Versorgungsspannung auf einen Wert beschränkt ist, der keinesfalls die Durchbruchspannung der Einrichtung überschreiten darf. Zu diesem Zweck ist es üblich, die Versorgungsspannung der CPU über einen Regler zuzuführen, um den Wert der Spannung am Versorgungsspannungsanschluß zu beschränken.
Auf dem Gebiet des Transportwesens usw. werden häufig kontaktlose IC-Karten verwendet, die keine Energiequelle wie eine Batterie enthalten und bei denen die Versorgungsspannung für den Betrieb der internen Schaltkreise mittels elektromagnetischer Wellen zugeführt wird, die an einer Antenne aufgenommen werden. Diese Art von kontaktlosen IC-Karten nimmt Eingangsdaten auf, die mittels einer Modulation der elektromagnetischen Wellen von einem Schreib/Lesegerät (Abfragegerät) übertragen werden, verarbeitet die Eingangsdaten, um Ausgangsdaten zu erzeugen, und moduliert die elektromagnetischen Wellen mit einer Last zwischen den Antennenanschlüssen, die sich entsprechend den Ausgangsdaten verändert, um die Ausgangsdaten zum Schreib/Lesegerät (Abfragegerät) zu übertragen.
Wie die Kontakt-IC-Karten enthalten auch die kontaktlosen IC-Karten eine CPU, einen Speicher usw., um die obigen Funktionen auszuführen. Der CPU und den anderen Teilen der Schaltung ist somit eine Versorgungsspannung zuzuführen, die auf einen Wert beschränkt ist, der unter der Durchbruchspannung der Bauelemente liegt.
Die US-Patentschrift Nr. 7 505 794 beschreibt ein Verfahren zum Lösen des Problems, das sich daraus ergibt, daß in einer kontaktlosen IC-Karte bei einem in Reihe geschalteten Regler der Kompensationsstrom für die Laständerungen die Qualität der Kommunikation mit dem Schreib/Lesegerät verschlechtert und bei einem Nebenschlußregler der Strom durch den Regler einer Änderung des Stroms in der Lastmodulationsschaltung entgegenwirkt. Bei dem in der US-Patentschrift Nr. 7 505 794 beschriebenen Verfahren ist der Reihenregler in Betrieb und der Nebenschlußregler abgeschaltet, wenn die kontaktlose IC-Karte ein Signal zu einem Schreib/Lesegerät überträgt, während anderenfalls der Reihenregler abgeschaltet und der Nebenschlußregler in Betrieb ist, wenn kein Signal zu dem Schreib/Lesegerät übertragen wird.
Zur Zeit werden Dual-IC-Karten mit sowohl der Funktion einer Kontakt-IC-Karte als auch der Funktion einer kontaktlosen IC-Karte populär. Bei einer Dual-IC-Karte wird als Versorgungsspannung entsprechend dem Betriebszustand über einen Regler die an einem Versorgungsspannungsanschluß als Kontaktanschluß zugeführte Versorgungsspannung oder die aus einer elektromagnetischen Welle erzeugte Versorgungsspannung verwendet, die an einer Antenne aufgenommenen wird. Die jeweilige Versorgungsspannung wird den internen Schaltkreisen von z. B. einer CPU in der Dual-IC-Karte zugeführt. Die entweder über den Versorgungsspannungsanschluß oder die Antenne zugeführte elektrische Energie ermöglicht es den internen Schaltkreisen der Dual-IC-Karte, sowohl die Funktion einer Kontakt-IC-Karte als auch die Funktion einer kontaktlosen IC-Karte auszuüben.
Die Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. JP-A-2000-113148 beschreibt ein Verfahren zum Lösen des Problems, daß in einer Kombinationskarte mit der Funktion einer Kontakt-IC-Karte und der Funktion einer kontaktlosen IC-Karte aus dem Versorgungsanschluß, der im Kontaktmodus als Kontaktanschluß dient, elektrische Energie austritt, da der Kontaktanschluß auch im kontaktlosen Modus in einem leitenden Zustand ist. Insbesondere liegt das Problem darin, daß unter der Bedingung, daß im kontaktlosen Modus aus dem Kontaktanschluß Energie austritt, der IC-Chip einem elektrischen Angriff unterliegt, wenn im Betrieb im kontaktlosen Modus an den Versorgungsanschluß eine Spannung angelegt wird, die größer ist als die Spannung innerhalb des IC-Chips. Das in der JP-A-2000-113148 beschriebene Verfahren umfaßt daher das Zwischenschalten eines Signalschalters zwischen den Kontaktanschluß und den internen Schaltkreisen der Kombinationskarte; das Zwischenschalten eines Einschalters zwischen den Kontaktanschluß, der als Versorgungsanschluß verwendet wird, und den internen Schaltkreisen der Kombinationskarte; und das Abschalten des Signalschalters und des Einschalters im Betrieb im kontaktlosen Modus. Diese Anordnung ermöglicht es somit, beim Betrieb im kontaktlosen Modus alle Kontaktanschlüsse elektrisch von den internen Schaltkreisen der Kombinationskarte zu isolieren.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 174 820 A1 , die eine Chipkarte mit einer Kontaktschnittstelle und einer kontaktlosen Schnittstelle beschreibt, ist eine integrierte Halbleiterschaltung bekannt, mit einem Paar von Antennenanschlüssen, die mit einer Antenne verbunden werden können, einem Gleichrichter zum Gleichrichten von Hochfrequenzsignalen, die über das Paar von Antennenanschlüssen zugeführt werden, und zur Abgabe einer Gleichspannung an eine innere Versorgungsleitung, um eine Versorgungsspannung von außen zuzuführen; sowie mit einem Nebenschlußregler, der zwischen die innere Versorgungsleitung und Masse geschaltet ist und einem Reihenregler, der zwischen den Versorgungsspannungsanschluss und die innere Versorgungsleitung geschaltet ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Vor der vorliegenden Erfindung waren die Erfinder auf dem Gebiet der Untersuchung und Entwicklung einer integrierten Halbleiterschaltung für eine Dual-IC-Karte tätig, die als Kontakt-IC-Karte und als kontaktlose IC-Karte verwendbar ist. Bei einer Kontakt-IC-Karte wird die Versorgungsspannung für den Betrieb über einen als Kontaktanschluß dienenden Versorgungsspannungsanschluß zugeführt, bei einer kontaktlosen IC-Karte wird die Versorgungsspannung aus den an einer Antenne aufgenommenen elektromagnetischen Wellen erzeugt.
Die von den Erfindern bei der Untersuchung und Entwicklung durchgeführten Studien an einem Regler in einer integrierten Halbleiterschaltung für eine Dual-IC-Karte ergaben folgendes:
Als Regler für den Kontaktbetrieb zum Erzeugen einer Vorsorgungsspannung für einen internen Schaltkreis mit einer Beschränkung der über einen Versorgungsspannungsanschluß als Kontaktanschluß zugeführten Versorgungsspannung auf einen vorgegebenen Spannungspegel wird ein in Reihe geschalteter Regler verwendet, wie er allgemein für integrierte Halbleiterschaltungen Verwendung findet. Als Regler für den kontaktlosen Betrieb wird zum Beschränken der Spannung, die sich aus der Gleichrichtung von elektromagnetischen Wellen ergibt, die an einer Antenne aufgenommen werden, auf einen vorgegebenen Spannungspegel beim Erzeugen einer Versorgungsspannung für den internen Schaltkreis ein Nebenschlußregler verwendet.
Solange die Versorgungsspannung innen den vorgegebenen Spannungspegel nicht erreicht, arbeitet der Reihenregler für den Kontaktbetrieb so, daß die innere Versorgungsspannung durch einen großen Hochziehstrom, der durch den Versorgungsspannungsanschluß zugeführt wird, angehoben wird. Wenn die innere Versorgungsspannung dagegen über dem vorgegebenen Spannungspegel liegt, arbeitet der Reihenregler für den Kontaktbetrieb so, daß die innere Versorgungsspannung durch Verringern des durch den Versorgungsspannungsanschluß zugeführten Hochziehstroms herabgesetzt wird.
Solange die innere Versorgungsspannung den vorgegebenen Spannungspegel nicht erreicht, zwingt der Nebenschlußregler für den kontaktlosen Betrieb keinen Herunterziehstrom, von einer inneren Versorgungsleitung zur Erde zu fließen. Sobald jedoch die innere Versorgungsspannung den vorgegebenen Spannungspegel erreicht, hält der Nebenschlußregler für den kontaktlosen Betrieb den vorgegebenen Spannungspegel durch eine negative Rückkopplung fest, wobei ein großer Herunterziehstrom dazu gezwungen wird, von der inneren Versorgungsleitung zur Erde zu fließen, um dadurch den inneren Versorgungsspannungspegel herabzusetzen.
Die Erfinder haben dabei herausgefunden, daß unter Umständen der Reihenregler für den Kontaktbetrieb und der Nebenschlußregler für den kontaktlosen Betrieb in der integrierten Halbleiterschaltung in der Dual-IC-Karte gegeneinander arbeiten, wobei nutzlos elektrische Energie verbraucht wird.
Dieser Zustand ergibt sich bei einer Situation, bei der, wenn die innere Versorgungsspannung auf dem gleichen Spannungspegel ist, der Reihenregler für den Kontaktbetrieb durch den Versorgungsspannungsanschluß einen großen Hochziehstrom zuführt und gleichzeitig der Nebenschlußregler für den kontaktlosen Betrieb einen Herunterziehstrom dazu zwingt, von einer inneren Versorgungsleitung zur Erde zu fließen. Im Ergebnis hebt die Wirkung des Hochziehens der Spannung an der inneren Versorgungsleitung durch den Reihenregler für den Kontaktbetrieb die Wirkung des Herunterziehens der inneren Versorgungsleitung durch den Nebenschlußregler für den kontaktlosen Betrieb auf.
Insbesondere wenn der Beschränkungspegel des Nebenschlußreglers für den kontaktlosen Betrieb niedriger liegt als der des Reihenreglers für den Kontaktbetrieb, arbeiten der Reihenregler und der Nebenschlußregler absolut gegeneinander, so daß viel elektrische Energie verbraucht wird. Die Erfinder haben auch herausgefunden, daß diese Konkurrenzsituation nicht nur den Stromverbrauch erhöht, sondern daß sich auch die Kommunikationseigenschaften der kontaktlosen IC-Karte wie in der Patentveröffentlichung JP-A-2000-113148 beschrieben verschlechtern.
Die vorliegende Erfindung ist das Ergebnis der von den Erfindern vor der Erfindung durchgeführten Untersuchungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dafür zu sorgen, daß einem internen Schaltkreis in einem Halbleiter-IC mit einem Kontakt-Betriebsmodus und einem kontaktlosen Betriebsmodus eine stabile Versorgungsspannung zugeführt wird; der Halbleiter-IC arbeitet im Kontakt-Betriebsmodus mit einer Versorgungsspannung, die über einen als Kontaktanschluß dienenden Versorgungsspannungsanschluß zugeführt wird, und er arbeitet im kontaktlosen Betriebsmodus mit einer Versorgungsspannung, die aus elektromagnetischen Wellen erzeugt wird, die an einer Antenne aufgenommen werden.
Diese und andere Aufgabe der Erfindung und die neuen Merkmale davon gehen aus der folgenden Beschreibung davon und den beiliegenden Zeichnungen hervor.
Eine bevorzugte Ausführungsform der beschriebenen Erfindung wird im folgenden kurz dargestellt.
Die integrierte Halbleiterschaltung (U2) der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Paar von Antennenanschlüssen (LA, LB), die mit einer Antenne (L1) verbunden werden können; einen Gleichrichter (B1) zum Gleichrichten der Hochfrequenzsignale, die dem Paar der Antennenanschlüsse (LA, LB) zugeführt werden, und zur Abgabe einer Gleichspannung an eine innere Versorgungsleitung (V_DDA); einen Versorgungsspannungsanschluß (V_DD) zum Zuführen einer Versorgungsspannung von außen; einen Nebenschlußregler (B2) mit einem Herunterziehtransistor (M1), der zwischen die innere Versorgungsleitung (V_DDA) und Masse (V_SS) geschaltet ist, wobei der Nebenschlußregler (B2) in Reaktion auf einen Anstieg der Spannung an der inneren Versorgungsleitung (V_DDA) auf oder über eine erste festgelegte Spannung (V1) einen Herunterziehstrom (I1) durch den Herunterziehtransistor (M1) leitet; und einen Reihenregler (B3) mit einem Hochziehtransistor (M2), der zwischen den Versorgungsspannungsanschluß (V_DD) und die innere Versorgungsleitung (V_DDA) geschaltet ist, wobei der Reihenregler (B3) in Reaktion auf einen Abfall der Spannung an der inneren Versorgungsleitung (V_DDA) auf oder unter eine zweite festgelegte Spannung (V2) einen Hochziehstrom (I2) durch den Hochziehtransistor leitet. Der Spannungspegel der ersten festgelegten Spannung (V1) liegt höher als der der zweiten festgelegten Spannung (V2), bzw. es ist vorgesehen, daß dies so eingestellt werden kann (vgl. 3, 5, 11 und 13).
Es wird nun kurz die Auswirkung des mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltenen Effekts beschrieben.
Einem internen Schaltkreis einer integrierten Halbleiterschaltung mit einem Kontakt-Betriebsmodus und einem kontaktlosen Betriebsmodus kann eine stabile Versorgungsspannung zugeführt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt den Aufbau einer kontaktlosen elektronischen Einrichtung mit einer integrierten Halbleiterschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt ein Mobiltelefon und ein Schreib/Lesegerät, wobei das Mobiltelefon die kontaktlose elektronische Einrichtung mit der integrierten Halbleiterschaltung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
3 zeigt Einzelheiten des Aufbaus einer Energieversorgungsschaltung in der integrierten Halbleiterschaltung der 1;
4 zeigt die Abhängigkeit eines Hochziehstromes, der durch einen Hochzieh-MOS-Transistor eines Reihenreglers für den Kontaktbetrieb fließt, und eines Herunterziehstromes, der durch einen Herunterzieh-MOS-Transistor eines Nebenschlußreglers für den kontaktlosen Betrieb fließt, von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung bei der Energieversorgungsschaltung der 3;
5 zeigt Einzelheiten eines anderen Aufbaus der Energieversorgungsschaltung in der integrierten Halbleiterschaltung der 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt die Abhängigkeit des Hochziehstromes, der durch den Hochzieh-MOS-Transistor des Reihenreglers für den Kontaktbetrieb fließt, und des Herunterziehstromes, der durch den Herunterzieh-MOS-Transistor des Nebenschlußreglers für den kontaktlosen Betrieb fließt, von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung bei der Energieversorgungsschaltung der 5;
7 zeigt den Aufbau eines Spannungsteilers in dem Reihenregler für den Kontaktbetrieb der Energieversorgungsschaltung der 5;
8 zeigt Betriebs-Wellenformen der integrierten Halbleiterschaltung der 1 mit der Energieversorgungsschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung der 5;
9 zeigt weitere Betriebs-Wellenformen der integrierten Halbleiterschaltung der 1 mit der Energieversorgungsschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung der 5;
10 zeigt wiederum andere Betriebs-Wellenformen der integrierten Halbleiterschaltung der 1 mit der Energieversorgungsschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung der 5;
11 zeigt Einzelheiten eines weiteren Aufbaus der Energieversorgungsschaltung in der integrierten Halbleiterschaltung der 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 zeigt die Abhängigkeit des Hochziehstromes, der durch den Hochzieh-MOS-Transistor des Reihenreglers für den Kontaktbetrieb fließt, und des Herunterziehstromes, der durch den Herunterzieh-MOS-Transistor des Nebenschlußreglers für den kontaktlosen Betrieb fließt, von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung bei der Energieversorgungsschaltung der 11;
13 zeigt Einzelheiten eines wiederum anderen Aufbaus der Energieversorgungsschaltung in der integrierten Halbleiterschaltung der 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
14 zeigt die Abhängigkeit des Hochziehstromes, der durch den Hochzieh-MOS-Transistor des Reihenreglers für den Kontaktbetrieb fließt, und des Herunterziehstromes, der durch den Herunterzieh-MOS-Transistor des Nebenschlußreglers für den kontaktlosen Betrieb fließt, von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung bei der Energieversorgungsschaltung der 13.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1. Überblick über die bevorzugten Ausführungsformen
Zuerst werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umrissen. Bezugszeichen, Buchstaben und Symbole in den Zeichnungen, die hier in runden Klammern angegeben werden, stehen nur beispielhaft für das Konzept von Komponenten, auf die sich die Bezugszeichen, Buchstaben und Symbole beziehen.

[1] Die integrierte Halbleiterschaltung (U2) der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Paar von Antennenanschlüssen (LA, LB), die mit einer Antenne (L1) verbunden werden können; einen Gleichrichter (B1) zum Gleichrichten der dem Paar der Antennenanschlüsse (LA, LB) zugeführten Hochfrequenzsignale und zur Abgabe einer Gleichspannung an eine innere Versorgungsleitung (V_DDA); einen Versorgungsspannungsanschluß (V_DD) zum Zuführen einer Versorgungsspannung von außen; einen Nebenschlußregler (B2) mit einem Herunterziehtransistor (M1), der zwischen die innere Versorgungsleitung (V_DDA) und Masse (V_SS) geschaltet ist, wobei in Reaktion auf einen Anstieg der Spannung an der inneren Versorgungsleitung (V_DDA) auf oder über eine erste festgelegte Spannung (V1) ein Herunterziehstrom (I1) durch den Herunterziehtransistor (M1) fließt; und einen Reihenregler (B3) mit einem Hochziehtransistor (M2), der zwischen den Versorgungsspannungsanschluß (V_DD) und die innere Versorgungsleitung (V_DDA) geschaltet ist, wobei in Reaktion auf einen Abfall der Spannung an der inneren Versorgungsleitung (V_DDA) auf oder unter eine zweite festgelegte Spannung (V2) ein Hochziehstrom (I2) durch den Hochziehtransistor (M2) fließt. Der Spannungspegel der ersten festgelegten Spannung (V1) liegt höher als der der zweiten festgelegten Spannung (V2) (vgl. 3).

Einem internen Schaltkreis in einer integrierten Halbleiterschaltung mit einem Kontakt-Betriebsmodus und einem kontaktlosen Betriebsmodus kann mit dieser Ausführungsform eine stabile Versorgungsspannung zugeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Nebenschlußregler (B2) des weiteren einen ersten Spannungsteiler (B5), der zwischen die innere Versorgungsleitung (V_DDA) und Masse (V_SS) geschaltet ist, und einen ersten Operationsverstärker (A1), der den Eingangsanschluß des Herunterziehtransistors (M1) gemäß der vom ersten Spannungsteiler (B5) abgeleiteten Teilspannung und einer ersten Bezugsspannung (V_R1) steuert.
Der Reihenregler (B3) umfaßt des weiteren einen zweiten Spannungsteiler (B6), der zwischen die innere Versorgungsleitung (V_DDA) und Masse (V_SS) geschaltet ist, und einen zweiten Operationsverstärker (A2), der den Eingangsanschluß des Hochziehtransistors (M2) gemäß der vom zweiten Spannungsteiler (B6) abgeleiteten Teilspannung und einer zweiten Bezugsspannung (V_R2) steuert (vgl. 3).
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Herunterziehtransistor (M1) ein N-Kanal-MOS-Transistor, und der Hochziehtransistor (M2) ist ein P-Kanal-MOS-Transistor (vgl. 3).

[2] Die integrierte Halbleiterschaltung (U2) der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Paar von Antennenanschlüssen (LA, LB), die mit einer Antenne (L1) verbunden werden können; einen Gleichrichter (B1) zum Gleichrichten der dem Paar der Antennenanschlüsse (LA, LB) zugeführten Hochfrequenzsignale und zur Abgabe einer Gleichspannung an eine innere Versorgungsleitung (V_DDA); einen Versorgungsspannungsanschluß (V_DD) zum Zuführen einer Versorgungsspannung von außen; einen Nebenschlußregler (B2) mit einem Herunterziehtransistor (M1), der zwischen die innere Versorgungsleitung (V_DDA) und Masse (V_SS) geschaltet ist, wobei in Reaktion auf einen Anstieg der Spannung an der inneren Versorgungsleitung (V_DDA) auf oder über eine erste festgelegte Spannung (V1) ein Herunterziehstrom (I1) durch den Herunterziehtransistor (M1) fließt; einen Reihenregler (B3) mit einem Hochziehtransistor (M2), der zwischen den Versorgungsspannungsanschluß (V_DD) und die innere Versorgungsleitung (V_DDA) geschaltet ist, wobei in Reaktion auf einen Abfall der Spannung an der inneren Versorgungsleitung (V_DDA) auf oder unter eine zweite festgelegte Spannung (V2) ein Hochziehstrom (I2) durch den Hochziehtransistor (M2) fließt; und einen Steuerabschnitt (B4, B7), der mit dem Nebenschlußregler (B2) und dem Reihenregler (B3) verbunden ist, wobei der Steuerabschnitt (B4, B7) den Spannungspegel der ersten festgelegten Spannung (V1) höher legt als den Spannungspegel der zweiten festgelegten Spannung (V2), wenn der Nebenschlußregler (B2) und der Reihenregler (B3) parallel arbeiten (vgl. 5, 11 und 13).

Einem internen Schaltkreis in einer integrierten Halbleiterschaltung mit einem Kontakt-Betriebsmodus und einem kontaktlosen Betriebsmodus kann mit dieser Ausführungsform eine stabile Versorgungsspannung zugeführt werden.
In der bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Nebenschlußregler (B2) des weiteren einen ersten Spannungsteiler (B5), der zwischen die innere Versorgungsleitung (V_DDA) und Masse (V_SS) geschaltet ist, und einen ersten Operationsverstärker (A1), der den Eingangsanschluß des Herunterziehtransistors (M1) gemäß der vom ersten Spannungsteiler (B5) abgeleiteten Teilspannung und einer ersten Bezugsspannung (V_R1) steuert.
Der Reihenregler (B3) umfaßt des weiteren einen zweiten Spannungsteiler (B6), der zwischen die innere Versorgungsleitung (V_DDA) und Masse (V_SS) geschaltet ist, und einen zweiten Operationsverstärker (A2), der den Eingangsanschluß des Hochziehtransistors (M2) gemäß der vom zweiten Spannungsteiler (B6) abgeleiteten Teilspannung und einer zweiten Bezugsspannung (V_R2) steuert (vgl. 3).
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann der Steuerabschnitt (B4, B7) feststellen, ob dem Paar von Antennenanschlüssen (LA, LB) ein Hochfrequenzsignal zugeführt wird.
Der Steuerabschnitt (B4, B7) kann den zweiten Spannungsteiler (B6) des Reihenreglers (B3) gemäß dem Ergebnis der Erfassung einer Zuführung des Hochfrequenzsignals steuern, um dadurch den Spannungspegel der zweiten festgelegten Spannung (V2) auf einen Wert zu bringen, der unter dem Spannungspegel der ersten festgelegten Spannung (V1) liegt (vgl. 5 und 6).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Steuerabschnitt (B4, B7) feststellen, ob am Versorgungsspannungsanschluß (V_DD) eine Versorgungsspannung anliegt.
Der Steuerabschnitt (B4, B7) kann den ersten Spannungsteiler (B5) des Nebenschlußreglers (B2) gemäß dem Ergebnis der Erfassung einer Zuführung der Versorgungsspannung steuern, um dadurch den Spannungspegel der ersten festgelegten Spannung (V1) auf einen Wert zu bringen, der über dem Spannungspegel der zweiten festgelegten Spannung (V2) liegt (vgl. 11 und 12).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Steuerabschnitt (B4, B7) eine Zuführung des Hochfrequenzsignals zu dem Paar von Antennenanschlüssen (LA, LB) und ein Anliegen der Versorgungsspannung am Versorgungsspannungsanschluß (V_DD) feststellen.
Der Steuerabschnitt (B4, B7) kann den zweiten Spannungsteiler (B6) des Reihenreglers (B3) gemäß dem Ergebnis der Erfassung einer Zuführung des Hochfrequenzsignals steuern, um dadurch den Spannungspegel der zweiten festgelegten Spannung (V2) auf einen Wert zu bringen, der unter dem Spannungspegel der ersten festgelegten Spannung (V1) liegt.
Der Steuerabschnitt (B4, B7) kann auch den ersten Spannungsteiler (B5) des Nebenschlußreglers (B2) gemäß dem Ergebnis der Erfassung einer Zuführung der Versorgungsspannung steuern, um dadurch den Spannungspegel der ersten festgelegten Spannung (V1) auf einen Wert zu bringen, der über dem Spannungspegel der zweiten festgelegten Spannung (V2) liegt (13 und 14).
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Herunterziehtransistor (M1) ein N-Kanal-MOS-Transistor, und der Hochziehtransistor (M2) ist ein P-Kanal-MOS-Transistor (vgl. 3).

[3] Eine kontaktlos und mit Kontakt arbeitende elektronische Einrichtung (U1, U15) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Antenne (L1); einen Kontaktanschluß (U10) zum Zuführen einer Versorgungsspannung von außen; und eine integrierte Halbleiterschaltung (U2), die sich in der elektronischen Einrichtung befindet.

Die integrierte Halbleiterschaltung (U2) ist identisch mit der integrierten Halbleiterschaltung in [1] und [2].

[4] Ein mobiles Endgerät (U12) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Daten verarbeitende Schaltung zum Handhaben von Daten; eine Dateneingabevorrichtung zur Annahme von Daten, die von der Daten verarbeitenden Schaltung zu verarbeiten sind; und eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der Daten, die von der Daten verarbeitenden Schaltung verarbeitet werden.

Das mobile Endgerät enthält die kontaktlos und mit Kontakt arbeitende elektronische Einrichtung (U1, U15) von [3].
2. Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Ausführungsformen werden im folgenden genauer beschrieben. Bei allen Zeichnungen, auf die bei der Beschreibung der besten Art der Erfindungsausführung Bezug genommen wird, werden Teile oder Komponenten mit identischen Funktionen mit dem gleichen Bezugszeichen oder Buchstaben bezeichnet, und die Erläuterung davon wird nicht wiederholt.
Erste Ausführungsform
<<Aufbau einer kontaktlosen elektronischen Einrichtung mit einer integrierten Halbleiterschaltung>>
Die 1 zeigt den Aufbau einer kontaktlosen elektronischen Einrichtung U1 mit einer integrierten Halbleiterschaltung U2 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Wie in der 1 gezeigt, umfaßt die kontaktlose elektronische Einrichtung U1 eine Antenne L1, eine Kapazität C1, eine integrierte Halbleiterschaltung U2 und einen externen Kontaktanschluß U10. Der Resonatorkreis, der von der Antenne L1 und der dazu parallelen Kapazität C1 gebildet wird, schwingt mit der hochfrequenten elektromagnetischen Welle mit, die von einem Schreib/Lesegerät ausgestrahlt wird. Die Resonanzkapazität C1 wird unter Berücksichtigung von Faktoren wie der parasitären Kapazität der Antenne L1 eingestellt und muß deshalb nicht unbedingt im Resonatorkreis enthalten sein.
Die integrierte Halbleiterschaltung U2 umfaßt eine Energieversorgungsschaltung U3, einen internen Schaltkreis U4, ein Paar von Antennenanschlüssen LA und LB zum Anschließen der Antenne L1, einen Versorgungsspannungsanschluß V_DD, der mit dem externen Kontaktanschluß U10 verbunden ist, einen Masseanschluß V_SS und einen Satz von Signal-Ein/Ausgabe-Anschlüssen PIO. Die zwischen dem Versorgungsspannungsanschluß V_DD und dem Masseanschluß V_SS des externen Kontaktanschlusses U10 anliegende Versorgungsspannung kann in einem mobilen Endgerät wie einem Mobiltelefon einem Akku zugeführt werden, um diesen aufzuladen.
Die 2 zeigt ein Mobiltelefon U12 und ein Schreib/Lesegerät U11, wobei das Mobiltelefon U12 die kontaktlose elektronische Einrichtung U1 mit der integrierten Halbleiterschaltung U2 nach der Ausführungsform der Erfindung enthält. Das als Beispiel für ein mobiles Endgerät gezeigte Mobiltelefon U12 weist ein zusammenklappbares Gehäuse auf. Hinsichtlich der Form und Funktion des Gehäuses gibt es jedoch keine Einschränkungen. Das mobile Endgerät kann zum Beispiel auch ein tragbares Musik-Abspielgerät sein.
Wie in der 2 gezeigt, umfaßt das das mobile Endgerät bildende Mobiltelefon U12 ein zusammenklappbares Gehäuse U13, eine Eingabevorrichtung U14 an der inneren Frontseite des Hauptkörpers des Gehäuses U13, die zur Eingabe von Daten verwendet wird, und im Gehäuse U13 eine kontaktlose elektronische Einrichtung U15, die sich zum Beispiel an der Rückseite der Eingabevorrichtung U14 befindet. An der Innenseite der Abdeckung des Gehäuses U13 ist, auch wenn es in der 2 nicht gezeigt ist, eine Flüssigkristallanzeige (LCD) angebracht. Im Gehäuse U13 befinden sich noch eine Sende/Empfangsschaltung zur Sprach- und Datenkommunikation und eine Daten verarbeitende Schaltung. An der Flüssigkristallanzeige (LCD) werden zum Beispiel die in die Daten verarbeitende Schaltung eingegebenen und von dieser ausgegebenen Daten angezeigt. Die kontaktlose elektronische Einrichtung U15 kann so in dem Mobiltelefon U12 untergebracht sein, daß sie entnommen werden kann.
Die kontaktlose elektronische Einrichtung U15 der 2 ist identisch mit der kontaktlosen elektronischen Einrichtung U1 der 1, die die integrierte Halbleiterschaltung U2, die Antenne L1, die Kapazität C1 und den Satz von metallischen Anschlüssen umfaßt, die den externen Kontaktanschluß U10 bilden. Die Antenne L1, die zum Austausch von Daten mit der kontaktlosen elektronischen Einrichtung U15 elektromagnetische Wellen vom Schreib/Lesegerät U11 aufnimmt, besteht aus einer Spirale, die von einer Leiterbahn oder dergleichen auf einer gedruckten Leiterplatte gebildet wird. Der Kontaktanschluß U10 für externe Anschlüsse besteht aus einem Satz von metallischen Anschlüssen auf einer Oberfläche der kontaktlosen elektronischen Einrichtung U1. Bei der kontaktlosen elektronischen Einrichtung U1 der 1 ist der externe Kontaktanschluß U10 mit dem Versorgungsspannungsanschluß V_DD, dem Masseanschluß V_SS und dem Signal-Ein/Ausgabe-Anschluß PIO der integrierten Halbleiterschaltung U2 verbunden und über diese Anschlüsse auch mit zum Beispiel der Daten verarbeitenden Schaltung in dem mobilen Endgerät. Mit einer solchen Anordnung können die Daten eines internen Schaltkreises der kontaktlosen elektronischen Einrichtung U15 durch Betätigen der Eingabevorrichtung U14 an der Flüssigkristallanzeige (LCD) angezeigt werden.
Ohne darauf beschränkt zu sein, wird die integrierte Halbleiterschaltung U2 auf einem Halbleitersubstrat wie einem Block aus monokristallinem Silizium durch die bekannten Halbleiter-IC-Herstellungstechniken ausgebildet.
Wenn es in die Nähe des Schreib/Lesegeräts U11 gebracht wird, tauscht das mobile Endgerät U12, das die kontaktlose elektronische Einrichtung U15 enthält, Daten mit dem Schreib/Lesegerät U11 aus, unabhängig davon, ob das Mobiltelefon U12 eingeschaltet ist oder nicht. Bei Erhalt einer elektromagnetischen Welle vom Schreib/Lesegerät U11 gibt die Antenne L1 ein Hochfrequenz-Wechselstromsignal an dem Antennenanschlußpaar LA und LB aus, wobei das Hochfrequenz-Wechselstromsignal teilweise mit Informationssignalen (Daten) moduliert ist.
<<Aufbau und Wirkungsweise der Energieversorgungsschaltung>>
Die Energieversorgungsschaltung U3 in der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 umfaßt einen Gleichrichter B1, einen Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb, einen Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb und einen Detektor B4. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mit den Ausgangsanschlüssen des Gleichrichters B1 der Energieversorgungsschaltung U3 ein Glättungskondensator verbunden, der Schwankungen in der Ausgangsspannung durch die Hochfrequenzsignale beschränkt.
Die Energieversorgungsschaltung U3 weist die folgenden Funktionen auf.
Wenn an den beiden Antennenanschlüssen LA und LB Hochfrequenzsignale erhalten werden, ohne daß über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD eine Versorgungsspannung zugeführt wird, versorgt der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb die innere Versorgungsleitung V_DDA mit einer Spannung, die aus den Hochfrequenzsignalen erzeugt wird, die über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB erhalten werden, deren Pegel begrenzt ist. Wenn dagegen an den beiden Antennenanschlüssen LA und LB keine Hochfrequenzsignale erhalten werden, jedoch am Versorgungsspannungsanschluß V_DD eine Versorgungsspannung anliegt, versorgt der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb die innere Versorgungsleitung V_DDA mit einer Spannung, die durch Begrenzen der über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD erhaltenen Versorgungsspannung auf einen vorgegebenen Spannungspegel erhalten wird. Wenn an den beiden Antennenanschlüssen LA und LB Hochfrequenzsignale erhalten werden und am Versorgungsspannungsanschluß V_DD eine Versorgungsspannung anliegt, wird sowohl aus der über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD erhaltenen Versorgungsspannung als auch der Spannung, die aus den an den beiden Antennenanschlüssen LA und LB erhaltenen Hochfrequenzsignalen erzeugt wird, eine stabile Versorgungsspannung gebildet, die einen Betrieb des internen Schaltkreises U4 ermöglicht. Bei diesem Vorgang arbeitet sowohl der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb als auch der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb. Wenn die über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB erhaltene Energie kleiner ist als die über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD erhaltene Versorgungsspannung, wird der inneren Versorgungsleitung V_DDA die Versorgungsspannung zugeführt, deren Pegel von dem Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb begrenzt wird. Wenn die über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB erhaltene Energie größer ist als die über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD erhaltene Energie, wird der inneren Versorgungsleitung V_DDA die Versorgungsspannung zugeführt, deren Pegel von dem Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb begrenzt wird.
Der Detektor B4 hat die Aufgabe, zu erfassen, ob an den beiden Antennenanschlüssen LA und LB ein Hochfrequenzsignal erhalten wird. Wenn der Detektor B4 an den beiden Antennenanschlüssen LA und LB ein Hochfrequenzsignal erfaßt, erzeugt er ein Erfassungssignal S1. Das Erfassungssignal S1 wird zum Beispiel zum Steuern der Arbeit des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb und der Arbeit des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb verwendet.
Der interne Schaltkreis U4, der mit der Spannung arbeitet, die über die innere Versorgungsleitung V_DDA als Versorgungsspannung zugeführt wird, umfaßt eine Empfangsschaltung U5, eine Sendeschaltung U6, einen Signalprozessor U7, einen Speicher U8 und eine Ein/Ausgabeschaltung U9. Die Empfangsschaltung U5 demoduliert die Informationssignale, die den Wechselstromsignalen überlagert sind, die über die Antenne L1 an der kontaktlosen elektronischen Einrichtung U1 erhalten werden, und führt dem Signalprozessor U7 die digitalen Informationssignale zu, die sich aus der Demodulation ergeben. Die Sendeschaltung U6 moduliert die von der Antenne L1 ausgesendeten Wechselstromsignale unter Verwendung von Informationssignalen in Reaktion auf die digitalen Informationssignale, die vom Signalprozessor U7 ausgegeben werden. Das Schreib/Lesegerät U11 nimmt die Informationssignale vom Signalprozessor U7 in Reaktion auf die modulierten elektromagnetischen Wellen von der Antenne L1 auf. Der Speicher U8 wird zum Speichern von Informationsdaten, die vom Schreib/Lesegerät U11 zum Signalprozessor U7 gesendet werden, von Informationsdaten, die vom Signalprozessor U7 zum Schreib/Lesegerät U11 gesendet werden, und dergleichen verwendet.
Der Signalprozessor U7 kann ein Signal auch über die Ein/Ausgabeschaltung U9, den Signal-Ein/Ausgabe-Anschluß PIO und den Kontaktanschluß U10 zu einer externen Einrichtung senden. Beim Übertragen eines Signals über den Signal-Ein/Ausgabe-Anschluß PIO arbeitet der interne Schaltkreis U4 mit der Versorgungsspannung, die über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD und den Masseanschluß V_SS des Kontaktanschlusses U10 zugeführt wird.
Der interne Schaltkreis U4 kann auch dann Informationssignale mittels des Wechselstromsignals von der Antenne L1 mit dem Schreib/Lesegerät U11 austauschen, wenn die Versorgungsspannung über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD und den Masseanschluß V_SS des Kontaktanschlusses U10 zugeführt wird.
<<Einzelheiten des Aufbaus der Energieversorgungsschaltung>>
Die 3 zeigt Einzelheiten des Aufbaus der Energieversorgungsschaltung U3 in der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1.
Wie in der 3 gezeigt, enthält die Energieversorgungsschaltung U3 den Gleichrichter B1, den Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb, den Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb und den Detektor B4.
Der Gleichrichter B1 dient dazu, das an den beiden Antennenanschlüssen LA und LB anliegende Hochfrequenzsignal gleichzurichten, er gibt eine Gleichspannung an die innere Versorgungsleitung V_DDA ab, deren Pegel relativ zum Massepotential V_SS festgelegt ist.
Der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb ist an die innere Versorgungsleitung V_DDA angeschlossen, er umfaßt einen Spannungsteiler B5, einen Operationsverstärker A1 und einen Herunterzieh-MOS-Transistor M1. Der Herunterzieh-MOS-Transistor M1 ist ein N-Kanal-MOS-Transistor. Der Spannungsteiler B5 ist zwischen die innere Versorgungsleitung V_DDA und den Masseanschluß V_SS geschaltet, er enthält Spannungsteilerwiderstände R1 und R2. Die am Knoten zwischen den Spannungsteilerwiderständen R1 und R2 erscheinende Teilspannung wird dem nicht invertierenden Eingang (+) des Operationsverstärkers A1 zugeführt. Zwischen den invertierenden Eingang (–) des Operationsverstärkers A1 und den Masseanschluß V_SS ist eine Bezugsspannungsquelle V_R1 geschaltet. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A1, die von dem Spannungsunterschied zwischen dem nicht invertierenden Eingang (+) und dem invertierenden Eingang (–) abhängt, wird dem Gate des Herunterzieh-MOS-Transistors M1 zugeführt.
Mit diesem Aufbau steuert der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb den durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 fließenden Herunterziehstrom I1 entsprechend der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA, wodurch ein Anstieg der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA derart beschränkt wird, daß ein vorgegebener oberer Begrenzungspegel V_CL nicht überschritten wird. Wenn durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB sehr viel Energie zugeführt wird, erfolgt somit eine negative Rückkopplung, so daß die Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA niemals über den vorgegebenen oberen Begrenzungspegel V_CL ansteigt, da die Energie durch den Herunterziehstrom I1 abgeführt wird, der durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 fließt. Der obere Begrenzungspegel V_CL wird nach der folgenden Gleichung festgelegt: V_CL = V_DDA(max) = V_R1·(R1 + R2)/R2.
Eine an den Versorgungsspannungsanschluß V_DD und den Masseanschluß V_SS des Kontaktanschlusses U10 angelegte Versorgungsspannung wird der inneren Versorgungsleitung V_DDA dagegen über den Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb zugeführt.
Der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb umfaßt einen Spannungsteiler B6, einen Operationsverstärker A2 und einen Hochzieh-MOS-Transistor M2. Der Hochzieh-MOS-Transistor M2 ist ein P-Kanal-MOS-Transistor. Der Spannungsteiler B6 ist zwischen die innere Versorgungsleitung V_DDA und den Masseanschluß V_SS geschaltet, er enthält Spannungsteilerwiderstände R3 und R4. Die am Knoten zwischen den Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 erscheinende Teilspannung wird dem nicht invertierenden Eingang (+) des Operationsverstärkers A2 zugeführt. Zwischen den invertierenden Eingang (–) des Operationsverstärkers A2 und den Masseanschluß V_SS ist eine Bezugsspannungsquelle V_R2 geschaltet. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A2, die von dem Spannungsunterschied zwischen dem nicht invertierenden Eingang (+) und dem invertierenden Eingang (–) abhängt, wird dem Gate des Hochzieh-MOS-Transistors M2 zugeführt.
Mit diesem Aufbau steuert der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb den durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 fließenden Hochziehstrom I2 entsprechend der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA, wodurch die Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA derart beschränkt wird, daß ein vorgegebener oberer Begrenzungspegel V_C nicht überschritten wird. Wenn die Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA höher ist, verringert der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb den Hochziehstrom I2, der durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 fließt, wodurch eine negative Rückkopplung erfolgt, so daß die Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA niemals über den vorgegebenen oberen Begrenzungspegel V_C ansteigt. Der obere Begrenzungspegel V_C wird nach der folgenden Gleichung festgelegt: V_C = V_DDA(mini) = V_R2·(R3 + R4)/R4.
Der Detektor B4 stellt fest, ob über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB ein Hochfrequenzsignal zugeführt wird. Wenn der Detektor B4 an den beiden Antennenanschlüssen LA und LB ein Hochfrequenzsignal feststellt, erzeugt er ein Erfassungssignal S1.
Bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 3 wird der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb von dem Erfassungssignal S1 gesteuert, das vom Detektor B4 ausgegeben wird. Das heißt, daß der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb so gesteuert wird, daß er beim Erkennen der Zuführung eines Hochfrequenzsignals durch die beiden Antennenanschlüssen LA und LB in Betrieb gesetzt wird.
Die 4 zeigt die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 und die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließenden Herunterziehstroms I1 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 3.
Wenn der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb als erster festgelegter Spannungspegel V1 festgelegt wird, fließt in Reaktion auf einen Anstieg der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf oder über den ersten festgelegten Spannungspegel V1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 ein großer Herunterziehstrom I1. Der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb führt somit eine negative Rückkopplung aus, die einen Anstieg der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den ersten festgelegten Spannungspegel V1, das heißt den oberen Begrenzungspegel V_CL, begrenzt.
Wenn der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb als zweiter festgelegter Spannungspegel V2 festgelegt wird, fließt in Reaktion auf einen Abfall der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf oder unter den zweiten festgelegten Spannungspegel V2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 ein großer Hochziehstrom I2. Der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb führt somit eine negative Rückkopplung aus, die einen Abfall der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den zweiten festgelegten Spannungspegel V2, das heißt den oberen Begrenzungspegel V_C, begrenzt.
Beim Festlegen der oberen Begrenzungspegel V_CL und V_C bzw. der ersten und zweiten festgelegten Spannungspegel V1 und V2 werden die oberen Begrenzungspegel V_CL und V_C auf Spannungswerte gesetzt, die jeweils über der minimalen Betriebsspannung V_M des internen Schaltkreises U4 und unter der Durchbruchspannung V_N der Bauelemente im internen Schaltkreis U4 liegen, der mit der Versorgungsspannung arbeitet, die auf der inneren Versorgungsleitung V_DDA zugeführt wird.
Der erste festgelegte Spannungspegel V1, das heißt der obere Begrenzungspegel V_CL, wird außerdem so festgelegt, daß er über dem zweiten festgelegten Spannungspegel V2 liegt, das heißt über dem oberen Begrenzungspegel V_C. Dadurch wird vermieden, daß in Reaktion auf ein und dieselbe Versorgungsspannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA gleichzeitig ein großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb und ein großer Hochziehstrom I2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließt. Wenn diese beiden großen Ströme gleichzeitig fließen, wird viel elektrische Energie verschwendet. Aus diesem Grund wird der erste festgelegte Spannungspegel V1, das heißt der obere Begrenzungspegel V_CL, auf einen Wert gelegt, der um eine vorgegebene Spannungsdifferenz DV1 über dem Wert für den zweiten festgelegten Spannungspegel V2, das heißt über dem Wert für den oberen Begrenzungspegel V_C liegt. Bei der Festlegung der vorgegebenen Spannungsdifferenz DV1 werden die Herstellungstoleranzen für die integrierte Halbleiterschaltung U2 berücksichtigt.
Durch diese Festlegung wird der Hochzieh-MOS-Transistor M2 so gesteuert, daß kein Hochziehstrom I2 durch ihn fließt, wenn durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 ein Herunterziehstrom I1 fließt. Wenn durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB genügend Hochfrequenzenergie für den Betrieb des internen Schaltkreises U4 zugeführt wird, braucht somit kein Strom durch den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 in die Energieversorgungsschaltung fließen.
Zweite Ausführungsform
<<Einzelheiten eines anderen Aufbaus der Energieversorgungsschaltung>>
Die 5 zeigt Einzelheiten eines anderen Aufbaus der Energieversorgungsschaltung U3 in der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die Energieversorgungsschaltung U3 der 5 weist neben dem Gleichrichter B1, dem Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb, dem Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb und dem Detektor B4, die alle mit den entsprechenden Elementen in der Energieversorgungsschaltung U3 der 3 identisch sind, eine Steuerung B7 auf.
Auch bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 5 dient der Detektor B4 dazu, festzustellen, ob durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB ein Hochfrequenzsignal zugeführt wird. Wenn der Detektor B4 an den beiden Antennenanschlüssen LA und LB ein Hochfrequenzsignal erfaßt, gibt er das Erfassungssignal S1 ab. Die zu der Energieversorgungsschaltung U3 hinzugefügte Steuerung B7 der 5 erzeugt in Reaktion auf das Erfassungssignal S1 vom Detektor B4 ein Steuersignal S2. Das Steuersignal S2 von der Steuerung B7 wird dazu verwendet, das Widerstandsverhältnis der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 des Spannungsteilers B6 im Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb variabel zu steuern.
Bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 5 wird der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb durch das Erfassungssignal S1 gesteuert, das vom Detektor B4 ausgegeben wird. Das heißt, daß der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb so gesteuert wird, daß er beim Erkennen der Zuführung von Hochfrequenzsignalen an den beiden Antennenanschlüssen LA und LB zu arbeiten beginnt. Die Steuerung B7 erzeugt dazu in Reaktion auf das Erfassungssignal S1 vom Detektor B4 das Steuersignal S2. Gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 wird das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 im Spannungsteiler B6 im Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb von einem großen Wert zu einem kleinen Wert geändert. Der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird dabei gemäß der folgenden Gleichung auf einen kleinen Wert gesetzt: V_C = V_DDA(mini) = V_R2·(R3 + R4)/R4.
Wenn durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB kein Hochfrequenzsignal zugeführt wird, wird der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb gemäß dem Erfassungssignal S1 vom Detektor B4 in den nicht arbeitenden Zustand gebracht. Dabei wird entsprechend dem Steuersignal S2 von der Steuerung B7 das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 im Spannungsteiler B6 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb von einem kleinen Wert auf einen großen Wert gebracht. Der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird dabei gemäß der folgenden Gleichung auf einen großen Wert gesetzt: V_C = V_DDA(mini) = V_R2·(R3 + R4)/R4.
Auf diese Weise wird der zweite festgelegte Spannungspegel V2, der der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb ist, variabel eingestellt. Die anderen Teile des Aufbaus der Energieversorgungsschaltung U3 der 5 sind die gleichen wie in der Energieversorgungsschaltung U3 der 3.
Die 6 zeigt die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 und die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließenden Herunterziehstroms I1 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 5.
Im unteren Teil der 6 ist die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließenden Herunterziehstroms I1 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 5 gezeigt. Die im unteren Teil der 6 gezeigte Abhängigkeit ist exakt die gleiche wie die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließenden Herunterziehstroms I1 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 3, die im unteren Teil der 4 dargestellt ist.
Der obere Teil der 6 zeigt die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 5.
Die gestrichelte Linie I2a im oberen Teil der 6 zeigt die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA für den Fall, daß der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb gemäß dem Erfassungssignal S1 vom Detektor B4 abgeschaltet ist, da durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB kein Hochfrequenzsignal zugeführt wird. In diesem Fall wird das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 im Spannungsteiler B6 gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 auf einen großen Wert gesetzt. Der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird dabei gemäß der folgenden Gleichung auf einen großen Wert gebracht: V_C = V_DDA(mini) = V_R2·(R3 + R4)/R4.
Damit wird der zweite festgelegte Spannungspegel V2a, der der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb ist, auf einen großen Wert gesetzt. Zum Beispiel ist der auf einen großen Wert gebrachte zweite festgelegte Spannungspegel V2a im wesentlichen gleich dem ersten festgelegten Spannungspegel V1, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist.
Die durchgezogene Linie I2b im oberen Teil der 6 zeigt demgegenüber die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA für den Fall, daß der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb gemäß dem Erfassungssignal S1 vom Detektor B4 in Betrieb ist, da durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB ein Hochfrequenzsignal zugeführt wird. In diesem Fall wird das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 im Spannungsteiler B6 gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 auf einen kleinen Wert gesetzt. Der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird in diesem Fall gemäß der folgenden Gleichung auf einen kleinen Wert gebracht: V_C = V_DDA(mini) = V_R2·(R3 + R4)/R4.
Damit wird der zweite festgelegte Spannungspegel V2b, der der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb ist, auf einen kleinen Wert gesetzt. Zum Beispiel liegt der auf einen kleinen Wert gebrachte zweite festgelegte Spannungspegel V2b unter dem ersten festgelegten Spannungspegel V1, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist.
Im Ergebnis wird dadurch verhindert, daß in Reaktion auf ein und dieselbe Versorgungsspannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA gleichzeitig ein großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb und ein großer Hochziehstrom I2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließt. Wenn diese beiden großen Ströme gleichzeitig fließen, wird viel elektrische Energie verschwendet. Aus diesem Grund wird der erste festgelegte Spannungspegel V1, das heißt der obere Begrenzungspegel V_CL, auf einen Wert gelegt, der um eine vorgegebene Spannungsdifferenz DV2 über dem Wert für den zweiten festgelegten Spannungspegel V2b, das heißt über dem Wert für den oberen Begrenzungspegel V_C liegt. Bei der Festlegung der vorgegebenen Spannungsdifferenz DV2 werden die Herstellungstoleranzen für die integrierte Halbleiterschaltung U2 berücksichtigt.
Durch diese Festlegung wird der Hochzieh-MOS-Transistor M2 so gesteuert, daß kein Hochziehstrom I2 durch ihn fließt, wenn durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 ein Herunterziehstrom I1 fließt. Wenn durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB genügend Hochfrequenzenergie für den Betrieb des internen Schaltkreises U4 zugeführt wird, braucht somit kein Strom durch den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 in die Energieversorgungsschaltung fließen.
Beim Festlegen der oberen Begrenzungspegel V_CL und V_C werden der erste festgelegte Spannungspegel V1 für den oberen Begrenzungspegel V_CL und die zweiten festgelegten Spannungspegel V2a und V2b für den oberen Begrenzungspegel V_C jeweils auf einen Spannungswert gesetzt, der über der minimalen Betriebsspannung V_M des internen Schaltkreises U4 und unter der Durchbruchspannung V_N der Bauelemente im internen Schaltkreis U4 liegt, der mit der Versorgungsspannung arbeitet, die auf der inneren Versorgungsleitung V_DDA zugeführt wird.
<<Spannungsteiler des Reihenreglers für den Kontaktbetrieb>>
Die 7 zeigt einen speziellen Aufbau des Spannungsteilers B6 im Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb der Energieversorgungsschaltung U3 der 5.
Wie bereits in der 5 dargestellt, enthält der Spannungsteiler B6 der 7 die Spannungsteilerwiderstände R3 und R4. Bei dem Spannungsteiler B6 der 7 wird der Spannungsteilerwiderstand R4 von zwei in Reihe geschalteten Widerständen R5 und R6 und einem N-Kanal-MOS-Transistor M3 gebildet.
Der Spannungsteiler B6 der 7 ist wie folgt aufgebaut. Das eine Ende des Spannungsteilerwiderstands R3 ist mit der inneren Versorgungsspannungsleitung V_DDA verbunden und das andere Ende davon mit einem Teilspannungsausgangsanschluß P2 und einem Ende des ersten Reihenwiderstands R5 des Spannungsteilerwiderstands R4. Das andere Ende des ersten Reihenwiderstands R5 des Spannungsteilerwiderstands R4 ist mit dem einen Ende des zweiten Reihenwiderstands R6 des Spannungsteilerwiderstands R4 und mit dem Drain-Anschluß des N-Kanal-MOS-Transistors M3 verbunden. Das andere Ende des Reihenwiderstands R6 und der Source-Anschluß des N-Kanal-MOS-Transistors M3 sind mit dem Masseanschluß V_SS verbunden. Das Gate des N-Kanal-MOS-Transistors M3 wird mit einem Steuersignal gesteuert, das über einen Eingangsanschluß P1 zugeführt wird.
Wenn kein Hochfrequenzsignal über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführt wird, befindet sich der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb gemäß dem Erfassungssignal S1 vom Detektor B4 im nicht arbeitenden Zustand; wenn das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 im Spannungsteiler B6 gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 einen großen Wert aufweist, ist das zum Eingangsanschluß P1 geführte Steuersignal auf einem hohen Pegel. Folglich ist der N-Kanal-MOS-Transistor M3 eingeschaltet. Wenn der Widerstand des MOS-Transistors im eingeschalteten Zustand vernachlässigt wird, wird der Widerstandwert des Spannungsteilerwiderstands R4 dabei nur vom ersten Reihenwiderstand R5 der beiden Reihenwiderstände R5 und R6 gebildet.
Wenn demgegenüber an den beiden Antennenanschlüssen LA und LB ein Hochfrequenzsignal zugeführt wird, befindet sich der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb gemäß dem Erfassungssignal S1 vom Detektor B4 im arbeitenden Zustand; wenn das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 im Spannungsteiler B6 gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 einen kleinen Wert aufweist, ist das zum Eingangsanschluß P1 geführte Steuersignal auf einem niedrigen Pegel. Folglich ist der N-Kanal-MOS-Transistor M3 abgeschaltet und der Widerstandwert des Spannungsteilerwiderstands R4 ist gleich der Summe der Werte der beiden Reihenwiderstände R5 und R6.
<<Betriebs-Wellenformen der integrierten Halbleiterschaltung>>
Die 8 zeigt Betriebs-Wellenformen der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1, die die in der 5 gezeigte zweite Ausführungsform der Energieversorgungsschaltung U3 enthält.
In der Zeichnung sind Betriebs-Wellenformen und Zustände an einzelnen Punkten für den Fall dargestellt, daß über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB Hochfrequenzsignalenergie zugeführt wird, nachdem die Versorgungsspannung über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 zugeführt wurde. Insbesondere wird der Steuerung B7 der Energieversorgungsschaltung U3 der 5 das vom Detektor B4 erzeugte Erfassungssignal S1 zugeführt, wobei ein Steuersignal S3 anzeigt, ob der interne Schaltkreis U4 der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 eine Signalverarbeitung durchführt. Der obere Begrenzungspegel V_C (V2a, V2b) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb der Energieversorgungsschaltung U3 der 5 wird in Reaktion auf das Erfassungssignal S1 und das Steuersignal S3 gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 eingestellt.
Wie in der 8 gezeigt, wird der inneren Versorgungsleitung V_DDA eine Spannung zugeführt, die vom Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb begrenzt wird, wenn die Versorgungsspannung über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 zugeführt wird. Dabei wird der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb so gesteuert, daß er auf dem höheren Pegel des zweiten festgelegten Spannungspegels V2a ist.
Wenn danach über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB Energie mittels eines Hochfrequenzsignals zugeführt wird, stellt der Detektor B4 diese Energiezuführung fest und ändert die Polarität des Erfassungssignals S1. Damit beginnt der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb zu arbeiten.
Idealerweise sollte der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb so eingestellt sein, daß er mit dem ersten festgelegten Spannungspegel V1 zusammenfällt. Hinsichtlich des ersten festgelegten Spannungspegels V1 gibt es jedoch unter dem Einfluß von Fehlern in der Halbleitervorrichtung und anderen Faktoren bei dem Beispiel der 8 Schwankungen zu einem höheren Pegel des ersten festgelegten Spannungspegels V1x und zu einem niedrigeren Pegel des ersten festgelegten Spannungspegels V1y. In der 8 sind Beispiele für die Betriebs-Wellenformen an der inneren Versorgungsleitung V_DDA, dem durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 fließenden Herunterziehstrom I1 und dem durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 fließenden Hochziehstrom I2 für den Fall dargestellt, daß der erste festgelegte Spannungspegel V1 als oberer Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb solche Fluktuationen aufweist.
In der Zeichnung bezeichnet W1 die Spannungs-Wellenform an der inneren Versorgungsleitung V_DDA, W2 die Strom-Wellenform des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 fließenden Hochziehstroms I2 und W3 die Strom-Wellenform des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 fließenden Herunterziehstroms I1 für den Fall, daß der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb auf einen Spannungspegel V1x gesetzt ist, der höher liegt als der obere Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb.
Des weiteren bezeichnet W4 die Spannungs-Wellenform an der inneren Versorgungsleitung V_DDA, W5 die Strom-Wellenform des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 fließenden Hochziehstroms I2 und W6 die Strom-Wellenform des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 fließenden Herunterziehstroms I1 für den Fall, daß der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb auf einen Spannungspegel V1y gesetzt ist, der unter dem oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb liegt.
Wenn der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb auf einen Spannungspegel V1x gesetzt ist, der höher liegt als der obere Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb, arbeitet die integrierte Halbleiterschaltung auf die folgende Weise.
Wie sich aus der 8 ergibt, wird zuerst eine Versorgungsspannung über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 zugeführt. Damit beginnt der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb zu arbeiten, und durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 fließt ein relativ großer Hochziehstrom I2. Anfänglich wird noch keine Energie durch ein Hochfrequenzsignal über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführt, und der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb ist aufgrund des vom Detektor B4 ausgegebenen Erfassungssignals S1 ausgeschaltet. Damit fließt kein Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Mit dem Start des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird der Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb gesetzt.
Danach beginnt die Zuführung von Energie mittels eines Hochfrequenzsignals über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB, und das vom Detektor B4 ausgegebene Erfassungssignal S1 startet den Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb. Mit dem Start des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließt ein relativ großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Als Folge des Starts des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird versucht, den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_CL (= V1x) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb zu setzen. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet jedoch bereits der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb, und es wird versucht, den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb zu setzen. Dabei liegt der obere Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb unter dem oberen Begrenzungspegel V_CL (= V1x) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Der Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA wird daher auf den höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_CL (= V1x) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb gesetzt. Durch das Festsetzen des Spannungspegels an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_CL (= V1x) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird der Hochziehstrom I2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb abgeschaltet.
Danach ändert das von der Steuerung B7 ausgegebene Steuersignal S2 den oberen Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb von dem hohen Spannungspegel V2a zu dem niedrigeren Spannungspegel V2b. Dadurch bleibt der Hochziehstrom I2 des Hochzieh-MOS-Transistors M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb abgeschaltet. Während dieser Zeit fließt ein relativ großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1, um den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf dem höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_CL (= V1x) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb zu halten.
Wenn der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb auf einen Spannungspegel V1y gesetzt ist, der unter dem oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb liegt, arbeitet die integrierte Halbleiterschaltung auf die folgende Weise.
Wie sich aus der 8 ergibt, wird zuerst eine Versorgungsspannung über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 zugeführt. Damit beginnt der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb zu arbeiten, und durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließt ein relativ großer Hochziehstrom I2. Anfänglich wird noch keine Energie durch ein Hochfrequenzsignal über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführt, und der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb ist aufgrund des vom Detektor B4 ausgegebenen Erfassungssignals S1 abgeschaltet. Damit fließt kein Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Mit dem Start des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird der Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb gesetzt.
Danach beginnt die Zuführung von Energie mittels eines Hochfrequenzsignals über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB, und das vom Detektor B4 ausgegebene Erfassungssignal S1 startet den Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb. Mit dem Start des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließt ein relativ großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2. Als Folge des Starts des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird versucht, den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_CL (= V1y) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb zu setzen. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet jedoch bereits der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb, und es wird versucht, den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb zu setzen. Dabei liegt der obere Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb über dem oberen Begrenzungspegel V_CL (= V1y) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Der Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA wird daher auf den höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb gesetzt. Dadurch fließt ein relativ großer Hochziehstrom I2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb, um den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf dem höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_C (= V2a) zu halten.
In diesem Fall fließt jedoch ein relativ großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb und gleichzeitig ein relativ großer Hochziehstrom I2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb. Die Wirkung des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb und die Wirkung des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb stehen damit im Widerstreit. Mit anderen Worten fließen wie bei den Betriebs-Wellenformen W4, W5 und W6 in der Periode T1 der 8 gezeigt der Hochziehstrom I2 und der Herunterziehstrom I1 vom Versorgungsspannungsanschluß V_DD zum Masseanschluß V_SS, so daß eine große Menge an elektrischer Energie verbraucht wird.
Daher wird gewartet, bis der interne Schaltkreis U4 in der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 seine Signalverarbeitung (C-Prozesse) beendet hat, wobei der interne Schaltkreis U4 den Signal-Ein/Ausgabe-Anschluß PIO usw. benutzt, während sowohl der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb als auch der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb weiterarbeiten. Mit dem Ende der Signalverarbeitung geht der interne Schaltkreis U4 in den Standby-Zustand, gleichzeitig wird das Ende der Signalverarbeitung im internen Schaltkreis U4 der Steuerung B7 durch das Steuersignal S3 mitgeteilt. Als Folge davon ändert das von der Steuerung B7 erzeugte Steuersignal S2 den oberen Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb vom hohen Spannungspegel V2a zum niedrigeren Spannungspegel V2b. Auf diese Weise wird der Hochziehstrom I2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb gestoppt. Währenddessen wird ein relativ großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb geleitet, um den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf dem niedrigen Pegel des oberen Begrenzungspegels V_CL (= V1y) zu halten.
Danach führt unter Verwendung des über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführten Hochfrequenzsignals der interne Schaltkreis U4 der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 einen Datentransfer mit dem Schreib/Lesegerät U11 durch. Dabei wird der interne Schaltkreis U4 mit der Versorgungsspannung betrieben, die vom Gleichrichter B1 und dem Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb erzeugt und über die innere Versorgungsleitung V_DDA zugeführt wird.
Damit ist es möglich, unabhängig von der Zuführung von Energie über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 im obigen Fall einen stabilen Betrieb durchzuführen, wobei sich die Kommunikationseigenschaften nicht verschlechtern.
Wie beschrieben wird unter Verwendung des vom Detektor B4 erzeugten Erfassungssignals S1 und des vom Betriebszustand des internen Schaltkreises U4 abhängigen Steuersignals S3 der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb vom hohen Spannungspegel V2a zum niedrigeren Spannungspegel V2b geändert. Auf diese Weise wird die Konkurrenzzeit T1 kürzer, während der die Wirkung des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb mit einem großen fließenden Herunterziehstrom I1 und die Wirkung des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb mit einem großen fließenden Hochziehstrom I2 im Widerstreit stehen. Durch diese Änderung des oberen Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird auch der Unterschied zwischen dem oberen Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb und dem oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb kleiner. Damit werden auch Unterschiede in der Leistungsfähigkeit des internen Schaltkreises der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 viel kleiner, die auf einen Unterschied in der Versorgung der inneren Versorgungsleitung V_DDA mit elektrischer Energie zurückzuführen sind. Außerdem ist es nicht mehr erforderlich, den oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb abzusenken, um einen Widerstreit zwischen dem Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb und dem Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb bei einer Situation zu vermeiden, bei der der interne Schaltkreis U4 ein Signal verarbeitet. Auch wenn die minimale Betriebsspannung V_M des internen Schaltkreises U4 relativ groß ist, kann so eine stabile Versorgungsspannung zugeführt werden.
<<Andere Betriebs-Wellenformen der integrierten Halbleiterschaltung>>
Die 9 zeigt weitere Betriebs-Wellenformen der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1, die die in der 5 gezeigte zweite Ausführungsform der Energieversorgungsschaltung U3 enthält.
In der Zeichnung sind Betriebs-Wellenformen und Zustände an einzelnen Punkten für den Fall dargestellt, daß über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB Hochfrequenzsignalenergie zugeführt wird, nachdem die Versorgungsspannung über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 zugeführt wurde.
Insbesondere werden der Steuerung B7 der Energieversorgungsschaltung U3 der 5 das vom Detektor B4 erzeugte Erfassungssignal S1, das anzeigt, ob die für den Betrieb des internen Schaltkreises U4 der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 erforderliche Energie über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführt wird, und das Steuersignal S3 zugeführt. Die 9 zeigt die Art und Weise, wie der obere Begrenzungspegel V_C (= V2a, V2b) der Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb entsprechend den Informationen aus dem Erfassungssignal S1 und dem Steuersignal S3 gesteuert wird.
Wie in der 9 gezeigt, wird der inneren Versorgungsleitung V_DDA eine Spannung zugeführt, die vom Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb begrenzt wird, wenn die Versorgungsspannung über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 zugeführt wird. Dabei wird der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb so gesteuert, daß er auf dem höheren Pegel des zweiten festgelegten Spannungspegels V2a liegt.
Wenn danach über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB Energie mittels eines Hochfrequenzsignals zugeführt wird, stellt der Detektor B4 diese Energiezuführung fest und ändert die Polarität des Erfassungssignals S1. Damit beginnt der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb zu arbeiten.
Idealerweise sollte der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb so eingestellt werden, daß er mit dem ersten festgelegten Spannungspegel V1 übereinstimmt. Hinsichtlich des ersten festgelegten Spannungspegels V1 gibt es jedoch unter dem Einfluß von Fehlern in der Halbleitervorrichtung und anderen Faktoren bei dem Beispiel der 9 Schwankungen zu einem höheren Pegel des ersten festgelegten Spannungspegels V1x und zu einem niedrigeren Pegel des ersten festgelegten Spannungspegels V1y. In der 9 sind Beispiele für die Betriebs-Wellenformen an der inneren Versorgungsleitung V_DDA, dem durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 fließenden Herunterziehstrom I1 und dem durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 fließenden Hochziehstrom I2 für den Fall dargestellt, daß der erste festgelegte Spannungspegel V1 als oberer Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb solche Fluktuationen aufweist.
In der Zeichnung bezeichnet W1 die Spannungs-Wellenform an der inneren Versorgungsleitung V_DDA, W2 die Strom-Wellenform des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 fließenden Hochziehstroms I2 und W3 die Strom-Wellenform des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 fließenden Herunterziehstroms I1 für den Fall, daß der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb einem Spannungspegel V1x entspricht, der höher liegt als der obere Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb.
Des weiteren bezeichnet W4 die Spannungs-Wellenform an der inneren Versorgungsleitung V_DDA, W5 die Strom-Wellenform des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 fließenden Hochziehstroms I2 und W6 die Strom-Wellenform des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 fließenden Herunterziehstroms I1 für den Fall, daß der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb einem Spannungspegel V1y entspricht, der unter dem oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb liegt.
Wenn der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb einem Spannungspegel V1x entspricht, der höher liegt als der obere Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb, arbeitet die integrierte Halbleiterschaltung auf die folgende Weise.
Wie sich aus der 9 ergibt, wird zuerst eine Versorgungsspannung über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 zugeführt. Damit beginnt der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb zu arbeiten, und durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließt ein relativ großer Hochziehstrom I2. Anfänglich wird noch keine Energie durch ein Hochfrequenzsignal über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführt, und der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb ist aufgrund des vom Detektor B4 ausgegebenen Erfassungssignals S1 ausgeschaltet. Damit fließt kein Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Mit dem Start des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird der Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb gesetzt.
Danach beginnt die Zuführung von Energie mittels eines Hochfrequenzsignals über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB, und das vom Detektor B4 ausgegebene Erfassungssignal S1 startet den Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb. Mit dem Start des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließt ein relativ großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Als Folge des Starts des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird versucht, den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_CL (= V1x) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb zu setzen. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet jedoch bereits der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb, der versucht, den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb zu setzen. Dabei liegt der obere Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb unter dem oberen Begrenzungspegel V_CL (= V1x) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Der Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA wird daher auf den höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_CL (= V1x) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb gesetzt. Durch das Festsetzen des Spannungspegels an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_CL (= V1x) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird der Hochziehstrom I2 des Hochzieh-MOS-Transistors M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb abgeschaltet.
Danach ändert das von der Steuerung B7 ausgegebene Steuersignal S2 den oberen Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb von dem hohen Spannungspegel V2a zu dem niedrigeren Spannungspegel V2b. Dadurch bleibt der Hochziehstrom I2 des Hochzieh-MOS-Transistors M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb abgeschaltet. Während dieser Zeit fließt ein relativ großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1, um den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf dem höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_CL (= V1x) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb zu halten.
Wenn der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb dem Spannungspegel V1y entspricht, der unter dem oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb liegt, arbeitet die integrierte Halbleiterschaltung auf die folgende Weise.
Wie sich aus der 9 ergibt, wird zuerst eine Versorgungsspannung über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 zugeführt. Damit beginnt der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb zu arbeiten, und durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließt ein relativ großer Hochziehstrom I2. Anfänglich wird noch keine Energie durch ein Hochfrequenzsignal über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführt, und der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb ist aufgrund des vom Detektor B4 ausgegebenen Erfassungssignals S1 abgeschaltet. Damit fließt kein Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Mit dem Start des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird der Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb gesetzt.
Danach beginnt die Zuführung von Energie mittels eines Hochfrequenzsignals über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB, und das vom Detektor B4 ausgegebene Erfassungssignal S1 startet den Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb. Mit dem Start des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließt ein relativ großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Als Folge des Starts des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird versucht, den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_CL (= V1y) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb zu setzen. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet jedoch bereits der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb, der versucht, den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb zu setzen. Dabei liegt der obere Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb über dem oberen Begrenzungspegel V_CL (= V1y) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Der Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA wird daher auf den höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb gesetzt. Dadurch fließt ein relativ großer Hochziehstrom I2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb, um den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf dem höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_C (= V2a) zu halten.
In diesem Fall fließt jedoch ein relativ großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb und gleichzeitig ein relativ großer Hochziehstrom I2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb. Die Wirkung des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb und die Wirkung des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb stehen damit im Widerstreit. Mit anderen Worten fließen der Hochziehstrom I2 und der Herunterziehstrom I1 vom Versorgungsspannungsanschluß V_DD zum Masseanschluß V_SS, wie es durch die Betriebs-Wellenformen W4, W5 und W6 in der Periode T1 der 8 dargestellt ist, so daß eine große Menge an elektrischer Energie verbraucht wird.
Daher wird gewartet, bis der interne Schaltkreis U4 in der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 seine Signalverarbeitung (C-Prozesse) beendet hat, wobei der interne Schaltkreis U4 den Signal-Ein/Ausgabe-Anschluß PIO usw. benutzt, während sowohl der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb als auch der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb arbeiten. Nach Beendigung der Signalverarbeitung wird in Reaktion auf das Steuersignal S3 und die Anzeige, daß die für den internen Schaltkreis U4 benötigte Energie durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführt wird, der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb vom höheren Spannungspegel V2a auf den niedrigeren Spannungspegel V2b geändert. Auf diese Weise wird der Hochziehstrom I2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb gestoppt. Währenddessen wird ein relativ großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb geleitet, um den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf dem niedrigen Pegel des oberen Begrenzungspegels V_CL (= V1y) zu halten.
Danach führt unter Verwendung des über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführten Hochfrequenzsignals der interne Schaltkreis U4 der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 einen Datentransfer mit dem Schreib/Lesegerät U11 durch. Dabei wird der interne Schaltkreis U4 mit der Versorgungsspannung betrieben, die vom Gleichrichter B1 und dem Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb erzeugt und über die innere Versorgungsleitung V_DDA zugeführt wird. Damit ist es möglich, unabhängig von der Zuführung von Energie über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 im obigen Fall einen stabilen Betrieb durchzuführen, wobei sich die Kommunikationseigenschaften nicht verschlechtern.
<<Weitere Betriebs-Wellenformen der integrierten Halbleiterschaltung>>
Die 10 zeigt weitere Betriebs-Wellenformen der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1, die die in der 5 gezeigte zweite Ausführungsform der Energieversorgungsschaltung U3 enthält.
Bei dem anhand der 10 beschriebenen Betrieb gibt der Nutzer eines mobilen Endgeräts U12 eine Anweisung COM0 für einen kontaktlosen Betriebsmodus ein, bevor Energie mittels eines Hochfrequenzsignals über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführt wird, nachdem die Versorgungsspannung über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 zugeführt wurde.
Wie sich aus der 10 ergibt, wird die Versorgungsspannung zuerst über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 zugeführt. Damit beginnt der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb zu arbeiten, und durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließt ein relativ großer Hochziehstrom I2. Anfänglich wird noch keine Energie durch ein Hochfrequenzsignal über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführt, und der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb ist aufgrund des vom Detektor B4 ausgegebenen Erfassungssignals S1 abgeschaltet. Damit fließt kein Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Mit dem Start des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird der Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb gesetzt. Während dieser Zeit kann der interne Schaltkreis U4 der integrierten Halbleiterschaltung U2 einen Datentransfer mit einer externen Einrichtung über den Signal-Ein/Ausgabe-Anschluß PIO und den externen Kontaktanschluß U10 ausführen, wobei die auf den oberen Begrenzungspegel V_C (= V2a) gesetzte Versorgungsspannung verwendet wird, die vom Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb der inneren Versorgungsleitung V_DDA zugeführt wird.
Danach gibt der Nutzer des mobilen Endgeräts U12 eine Anweisung COM0 für den kontaktlosen Betriebsmodus ein, bevor die Energiezuführung mittels eines Hochfrequenzsignals über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB beginnt.
Das heißt, daß dann, wenn ein Nutzer des mobilen Endgeräts U12 eine Kommunikation über die Antenne L1 durchführt, er oder sie die Eingabevorrichtung U14 des mobilen Endgeräts U12 verwendet, um die Anweisung COM0 für den kontaktlosen Betriebsmodus in das mobile Endgerät U12 einzugeben. In Reaktion auf die Anweisung COM0 gibt das mobile Endgerät U12 über den externen Kontaktanschluß U10 eine Anweisung COM1 an die integrierte Halbleiterschaltung U2 in der kontaktlosen elektronischen Einrichtung U1 aus. Die Anweisung COM1 ist eine Anweisung, vom Kontaktmodus in den kontaktlosen Modus umzuschalten. In Reaktion auf die Anweisung COM1 geht der interne Schaltkreis U4 der integrierten Halbleiterschaltung U2 in den Standby-Zustand, und gleichzeitig wird gemäß dem von der Steuerung B7 ausgegebenen Steuersignal S2 der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb vom höheren Spannungspegel V2a auf den niedrigeren Spannungspegel V2b geändert. Durch das Herabsetzen des oberen Begrenzungspegels V_C nimmt der Wert des Hochziehstroms I2 des Hochzieh-MOS-Transistors M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb ab.
Danach beginnt die Zuführung von Energie mittels des Hochfrequenzsignals über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB, und das vom Detektor B4 ausgegebene Erfassungssignal S1 startet den Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb. Mit dem Start des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließt ein relativ großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2. Als Folge des Starts des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird versucht, den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den oberen Begrenzungspegel V_CL (= V1x oder V1y) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb zu setzen. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet jedoch bereits der Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb, der versucht, den Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den niedrigeren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_C (= V2b) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb zu setzen. Dabei liegt der obere Begrenzungspegel V_C (= V2b) des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb unter dem oberen Begrenzungspegel V_CL (= V1x oder V1y) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb. Der Spannungspegel an der inneren Versorgungsleitung V_DDA wird daher auf den höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_CL (= V1x oder V1y) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb gesetzt. Durch das Festsetzen des Spannungspegels an der inneren Versorgungsleitung V_DDA auf den höheren Pegel des oberen Begrenzungspegels V_CL (= V1x oder V1y) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird der Hochziehstrom I2 des Hochzieh-MOS-Transistors M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb abgeschaltet.
Danach führt unter Verwendung des über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB zugeführten Hochfrequenzsignals der interne Schaltkreis U4 der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 einen Datentransfer mit dem Schreib/Lesegerät U11 durch. Dabei wird der interne Schaltkreis U4 mit der Versorgungsspannung betrieben, die vom Gleichrichter B1 und dem Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb erzeugt und über die innere Versorgungsleitung V_DDA zugeführt wird. Damit ist es möglich, unabhängig von der Zuführung von Energie über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des Kontaktanschlusses U10 im obigen Fall einen stabilen Betrieb durchzuführen, wobei sich die Kommunikationseigenschaften nicht verschlechtern.
Dritte Ausführungsform
<<Einzelheiten eines weiteren Aufbaus der Energieversorgungsschaltung>>
Die 11 zeigt Einzelheiten eines weiteren Aufbaus der Energieversorgungsschaltung U3 in der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Die Energieversorgungsschaltung U3 der 11 umfaßt den Gleichrichter B1, den Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb, den Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb, den Detektor B4 und die Steuerung B7, die alle mit den entsprechenden Elementen in der Energieversorgungsschaltung U3 der 5 identisch sind.
Die Energieversorgungsschaltung U3 der 11 unterscheidet sich von der Energieversorgungsschaltung U3 der 5 darin, daß die dem Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 zugeführte Versorgungsspannung auch an die Steuerung B7 angelegt wird, und daß das von der Steuerung B7 erzeugte Steuersignal S2 zu dem Spannungsteiler B5 im Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb geführt wird. Entsprechend dem Pegel des Steuersignals S2 wird dann das Widerstandsverhältnis R1/R2 der Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 des Spannungsteilers B5 im Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb in der Energieversorgungsschaltung U3 der 11 variabel eingestellt. Im Gegensatz dazu wird das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 des Spannungsteilers B6 im Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb bei der Ausführung der 11 nicht wie bei der Ausführung des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb der 5 gemäß dem Pegel des Steuersignals S2 variabel gesteuert, sondern bleibt auf einem festen Wert. Die anderen Teile des Aufbaus der Energieversorgungsschaltung U3 der 11 sind die gleichen wie bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 5.
Wenn die über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 zugeführte Versorgungsspannung auf dem niedrigen Pegel ist (d. h. auf dem Massepotential V_SS liegt), wird das Widerstandsverhältnis R1/R2 der Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 im Spannungsteiler B5 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb auf einen kleinen Wert gesetzt. Der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird daher gemäß der folgenden Gleichung auf einen kleinen Wert gesetzt: V_CL = V_DDA(mini) = V_R1·(R1 + R2)/R2.
Wenn die über den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 zugeführte Versorgungsspannung auf dem hohen Pegel ist (d. h. gleich der Versorgungsspannung V_DD ist), wird das Widerstandsverhältnis R1/R2 der Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 im Spannungsteiler B5 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb auf einen großen Wert gesetzt. Der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird daher gemäß der folgenden Gleichung auf einen großen Wert gesetzt: V_CL = V_DDA(mini) = V_R1·(R1 + R2)/R2.
Die 12 zeigt die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 und die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließenden Herunterziehstroms I1 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 11.
Der obere Teil der 12 zeigt die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 11. Die in der 12 gezeigte Abhängigkeit ist exakt die gleiche wie die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 3, die in der 4 oben dargestellt ist.
Der untere Teil der 12 zeigt die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließenden Herunterziehstroms I1 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 11.
Die gestrichelte Linie I1a im unteren Teil der 12 zeigt die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließenden Herunterziehziehstroms I1 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA für den Fall, daß die am Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 zugeführte Versorgungsspannung auf dem niedrigen Pegel ist (d. h. auf dem Massepotential V_SS liegt). In diesem Fall wird das Widerstandsverhältnis R1/R2 der Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 im Spannungsteiler B5 gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 auf einen kleinen Wert gesetzt. Der obere Begrenzungspegel V_CL (= V1a) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird dabei gemäß der folgenden Gleichung auf einen kleinen Wert gebracht: V_CL = V_DDA(mini) = V_R1·(R1 + R2)/R2.
Damit wird der erste festgelegte Spannungspegel V1a, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist, auf einen kleinen Wert gesetzt. Zum Beispiel ist der auf einen kleinen Wert gebrachte erste festgelegte Spannungspegel V1a im wesentlichen auf dem gleichen Pegel wie der zweite festgelegte Spannungspegel V2, der der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb ist.
Die durchgezogene Linie I1b im unteren Teil der 12 zeigt demgegenüber die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließenden Herunterziehstroms I2 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA für den Fall, daß die durch den Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 zugeführte Versorgungsspannung auf dem hohen Pegel ist (d. h. auf dem gleichen Pegel wie die Versorgungsspannung V_DD ist). In diesem Fall wird das Widerstandsverhältnis R1/R2 der Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 auf einen großen Wert gesetzt. Der obere Begrenzungspegel V_CL (= V1b) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird in diesem Fall gemäß der folgenden Gleichung auf einen großen Wert gebracht: V_CL = V_DDA(mini) = V_R1·(R1 + R2)/R2.
Damit wird der erste festgelegte Spannungspegel V1b, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist, auf einen großen Wert gesetzt. Zum Beispiel liegt der auf einen großen Wert gebrachte erste festgelegte Spannungspegel V1b um eine vorgegebene Spannungsdifferenz DV3 über dem ersten festgelegten Spannungspegel V1a, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist.
Im Ergebnis wird dadurch verhindert, daß in Reaktion auf ein und denselben Versorgungsspannungspegel auf der inneren Versorgungsleitung V_DDA gleichzeitig ein großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb und ein großer Hochziehstrom I2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließt.
Beim Festlegen der oberen Begrenzungspegel V_C und V_CL werden der zweite festgelegte Spannungspegel V2 für den oberen Begrenzungspegel V_C und die ersten festgelegten Spannungspegel V1a und V1b für den oberen Begrenzungspegel V_CL jeweils auf einen Spannungswert gesetzt, der über der minimalen Betriebsspannung V_M des internen Schaltkreises U4 und unter der Durchbruchspannung V_N der Bauelemente im internen Schaltkreis U4 liegt, der mit der Versorgungsspannung arbeitet, die auf der inneren Versorgungsleitung V_DDA zugeführt wird.
Vierte Ausführungsform
<<Einzelheiten eines weiteren Aufbaus der Energieversorgungsschaltung>>
Die 13 zeigt Einzelheiten eines weiteren Aufbaus der Energieversorgungsschaltung U3 in der integrierten Halbleiterschaltung U2 der 1 bei einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Die Energieversorgungsschaltung U3 der 13 umfaßt den Gleichrichter B1, den Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb, den Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb, den Detektor B4 und die Steuerung B7, die alle mit den entsprechenden Elementen in der Energieversorgungsschaltung U3 der 11 identisch sind.
Die Energieversorgungsschaltung U3 der 13 unterscheidet sich von der Energieversorgungsschaltung U3 der 11 darin, daß das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 des Spannungsteilers B6 im Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb in der Energieversorgungsschaltung U3 der 13 nicht wie bei dem Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb der 11 einen festen Wert hat, sondern wie bei dem Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb der 5 gemäß dem Wert des Steuersignals S2 variabel ist.
Das heißt, daß der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb der Energieversorgungsschaltung U3 der 13 gemäß der folgenden Gleichung festgelegt wird: V_C = V_DDA(mini) = V_R2·(R3 + R4)/R4.
Wenn durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB kein Hochfrequenzsignal zugeführt wird, wird der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb gemäß dem Erfassungssignal S1 vom Detektor B4 in den nicht arbeitenden Zustand gebracht, und dabei das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 im Spannungsteiler B6 im Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb entsprechend dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 auf einen großen Wert gesetzt. Der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird dabei gemäß der folgenden Gleichung auf einen großen Wert gebracht: V_C = V_DDA(mini) = V_R2·(R3 + R4)/R4.
Wenn demgegenüber durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB ein Hochfrequenzsignal zugeführt wird, wird der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb gemäß dem Erfassungssignal S1 vom Detektor B4 in den arbeitenden Zustand gebracht; das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 im Spannungsteiler B6 im Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb wird dabei entsprechend dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 auf einen kleinen Wert gesetzt. Im Ergebnis wird der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird dabei gemäß der folgenden Gleichung auf einen kleinen Wert gebracht: V_C = V_DDA(mini) = V_R2·(R3 + R4)/R4.
Die anderen Teile des Aufbaus der Energieversorgungsschaltung U3 der 13 sind die gleichen wie in der Energieversorgungsschaltung U3 der 11. Mit anderen Worten wird bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 13 das Widerstandsverhältnis R1/R2 der Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 des Spannungsteilers B5 im Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb auf genau die gleiche Weise wie bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 11 gemäß dem Pegel des Steuersignals S2 variabel eingestellt.
Auch bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 13 wird daher das Widerstandsverhältnis R1/R2 der Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 des Spannungsteilers B5 im Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb auf einen kleinen Wert eingestellt, wenn die am Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 anliegende Versorgungsspannung auf dem niedrigen Pegel ist (d. h. auf dem Massepotential V_SS liegt). Der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird dabei gemäß der folgenden Gleichung auf einen kleinen Wert gebracht: V_CL = V_DDA(mini) = V_R1·(R1 + R2)/R2.
Des weiteren wird bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 13 das Widerstandsverhältnis R1/R2 der Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 des Spannungsteilers B5 im Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb auf einen großen Wert eingestellt, wenn die am Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 anliegende Versorgungsspannung auf dem hohen Pegel ist (d. h. gleich der Versorgungsspannung V_DD ist). Der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird dabei gemäß der folgenden Gleichung auf einen großen Wert gebracht: V_CL = V_DDA(mini) = V_R1·(R1 + R2)/R2.
Die 14 zeigt die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 und die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließenden Herunterziehstroms I1 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 13.
Der obere Teil der 14 zeigt die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 13.
Die gestrichelte Linie I2a im oberen Teil der 14 zeigt die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA für den Fall, daß der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb gemäß dem Erfassungssignal S1 vom Detektor B4 im nicht arbeitenden Zustand ist, da durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB kein Hochfrequenzsignal zugeführt wird. In diesem Fall wird das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 im Spannungsteiler B6 gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 auf einen großen Wert gesetzt. Der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird dabei gemäß der folgenden Gleichung auf einen großen Wert gebracht: V_C = V_DDA(mini) = V_R2·(R3 + R4)/R4.
Damit wird der zweite festgelegte Spannungspegel V2a, der der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb ist, auf einen großen Wert gesetzt. Zum Beispiel ist der auf einen großen Wert gebrachte zweite festgelegte Spannungspegel V2a im wesentlichen gleich dem ersten festgelegten Spannungspegel V1a, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist.
Die durchgezogene Linie I2b im oberen Teil der 14 zeigt demgegenüber die Abhängigkeit des durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließenden Hochziehstroms I2 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA für den Fall, daß der Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb gemäß dem Erfassungssignal S1 vom Detektor B4 arbeitet, da durch die beiden Antennenanschlüsse LA und LB ein Hochfrequenzsignal zugeführt wird. In diesem Fall wird das Widerstandsverhältnis R3/R4 der Spannungsteilerwiderstände R3 und R4 im Spannungsteiler B6 gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 auf einen kleinen Wert gesetzt. Der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb wird in diesem Fall gemäß der folgenden Gleichung auf einen kleinen Wert gebracht: V_C = V_DDA(mini) = V_R2·(R3 + R4)/R4.
Damit wird der zweite festgelegte Spannungspegel V2b, der der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb ist, auf einen kleinen Wert gesetzt. Zum Beispiel liegt der auf einen kleinen Wert gebrachte zweite festgelegte Spannungspegel V2b auf einem Wert, der unter dem ersten festgelegten Spannungspegel V1a liegt, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist.
Der untere Teil der 14 zeigt die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließenden Herunterziehstroms I1 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 13.
Die gestrichelte Linie I1a im unteren Teil der 14 zeigt die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 vom kontaktlosem Typ fließenden Herunterziehziehstroms I1 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA für den Fall, daß die am Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 anliegende Versorgungsspannung auf dem niedrigen Pegel ist (d. h. auf dem Massepotential V_SS liegt). In diesem Fall wird das Widerstandsverhältnis R1/R2 der Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 im Spannungsteiler B5 gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 auf einen kleinen Wert gesetzt. Der obere Begrenzungspegel V_CL (= V1a) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird dabei gemäß der folgenden Gleichung auf einen kleinen Wert gebracht: V_CL = V_DDA(mini) = V_R1·(R1 + R2)/R2.
Damit wird der erste festgelegte Spannungspegel V1a, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist, auf einen kleinen Wert gesetzt. Zum Beispiel ist der auf einen kleinen Wert gesetzte erste festgelegte Spannungspegel V1a im wesentlichen gleich dem zweiten festgelegten Spannungspegel V2, der der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb ist.
Die durchgezogene Linie I1b im unteren Teil der 14 zeigt demgegenüber die Abhängigkeit des durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb fließenden Herunterziehstroms I1 von der Spannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA für den Fall, daß die am Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 anliegende Versorgungsspannung auf dem hohen Pegel ist (d. h. gleich der Versorgungsspannung V_DD ist). In diesem Fall wird das Widerstandsverhältnis R1/R2 der Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 gemäß dem von der Steuerung B7 erzeugten Steuersignal S2 auf einen großen Wert gesetzt. Der obere Begrenzungspegel V_CL (= V1b) des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb wird in diesem Fall gemäß der folgenden Gleichung auf einen großen Wert gebracht: V_CL = V_DDA(mini) = V_R1·(R1 + R2)/R2.
Damit wird der erste festgelegte Spannungspegel V1b, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist, auf einen großen Wert gesetzt. Zum Beispiel liegt der auf einen großen Wert gebrachte erste festgelegte Spannungspegel V1b auf einem Wert, der über dem ersten festgelegten Spannungspegel V1a liegt, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist.
Bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 13 wird damit, wenn über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB ein Hochfrequenzsignal zugeführt wird und die am Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 anliegende Versorgungsspannung auf dem hohen Pegel ist (d. h. gleich der Versorgungsspannung V_DD ist), der zweite festgelegte Spannungspegel V2b, der der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb ist, auf einen kleinen Wert gesetzt, und der erste festgelegte Spannungspegel V1b, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist, wird auf einen großen Wert gesetzt. Der Unterschied zwischen dem ersten festgelegten Spannungspegel V1b und dem zweiten festgelegten Spannungspegel V2b ist eine vorgegebene Spannungsdifferenz DV4.
Dagegen wird bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 13, wenn über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB kein Hochfrequenzsignal zugeführt wird und die am Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 anliegende Versorgungsspannung auf dem hohen Pegel ist (d. h. gleich der Versorgungsspannung V_DD ist), der zweite festgelegte Spannungspegel V2a, der der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb ist, auf einen großen Wert gesetzt, und der erste festgelegte Spannungspegel V1b, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist, wird ebenfalls auf einen großen Wert gesetzt. Der Unterschied zwischen dem ersten festgelegten Spannungspegel V1b und dem zweiten festgelegten Spannungspegel V2a ist dabei etwa halb so groß wie die vorgegebene Spannungsdifferenz DV4.
Darüberhinaus wird bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 13, wenn über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB ein Hochfrequenzsignal zugeführt wird und die am Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 anliegende Versorgungsspannung auf dem niedrigen Pegel ist (d. h. auf dem Massepotential V_SS liegt), der zweite festgelegte Spannungspegel V2b, der der obere Begrenzungspegel V_C des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb ist, auf einen kleinen Wert gesetzt, und der erste festgelegte Spannungspegel V1a, der der obere Begrenzungspegel V_CL des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb ist, wird ebenfalls auf einen kleinen Wert gesetzt. Der Unterschied zwischen dem ersten festgelegten Spannungspegel V1a und dem zweiten festgelegten Spannungspegel V2b ist dabei etwa halb so groß wie die vorgegebene Spannungsdifferenz DV4.
Folglich beträgt bei der Energieversorgungsschaltung U3 der 13, wenn über die beiden Antennenanschlüsse LA und LB ein Hochfrequenzsignal zugeführt wird und die am Versorgungsspannungsanschluß V_DD des externen Kontaktanschlusses U10 anliegende Versorgungsspannung auf dem hohen Pegel ist (d. h. gleich der Versorgungsspannung V_DD ist), der Unterschied zwischen dem zweiten festgelegten Spannungspegel V2b und dem ersten festgelegten Spannungspegel V1b die maximal vorgegebene Spannungsdifferenz DV4. Die maximal vorgegebene Spannungsdifferenz DV4 ist auch dann ausreichend, wenn bei der integrierten Halbleiterschaltung U2 Herstellungstoleranzen, Temperaturänderungen, Versorgungsspannungsschwankungen und Schwankungen im aufgenommenen Signalpegel der Hochfrequenzsignale berücksichtigt werden. Es kann damit sicher verhindert werden, daß in Reaktion auf ein und dieselbe Versorgungsspannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA gleichzeitig ein großer Herunterziehstrom I1 durch den Herunterzieh-MOS-Transistor M1 des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb und ein großer Hochziehstrom I2 durch den Hochzieh-MOS-Transistor M2 des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb fließt.
Dafür werden die zweiten festgelegten Spannungspegel V2a und V2b für den oberen Begrenzungspegel V_C und die ersten festgelegten Spannungspegel V1a und V1b für den oberen Begrenzungspegel V_CL jeweils auf einen Spannungswert gesetzt, der über der minimalen Betriebsspannung V_M des internen Schaltkreises U4 und unter der Durchbruchspannung V_N der Bauelemente des internen Schaltkreises U4 liegt, der mit der Versorgungsspannung an der inneren Versorgungsleitung V_DDA betrieben wird.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand verschiedener Ausführungsformen konkret beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Es erübrigt sich zu bemerken, daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Zum Beispiel sind die Schaltungskonfigurationen des Nebenschlußreglers B2 für den kontaktlosen Betrieb und des Reihenreglers B3 für den Kontaktbetrieb nicht auf die in den 3, 5, 11 und 13 der Zeichnung gezeigten konkreten Beispiele beschränkt, sondern es sind verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich.
Auch können die Bezugsspannungsquelle V_R1 für den Nebenschlußregler B2 für den kontaktlosen Betrieb und die Bezugsspannungsquelle V_R2 für den Reihenregler B3 für den Kontaktbetrieb von einer einzigen, gemeinsamen Bezugsspannungsquelle gebildet werden.
Die kontaktlose elektronische Einrichtung mit der integrierten Halbleiterschaltung gemäß den Ausführungsformen der Erfindung kann nicht nur in Mobiltelefonen und tragbaren Musikspielern eingesetzt werden, sondern auch in mobilen Endgeräten wie PDAs (persönlichen digitalen Assistenten), die mit Batterien betrieben werden können.

Claims

Integrierte Halbleiterschaltung (U2) mit einem Paar von Antennenanschlüssen (LA, LB) (LA, LB), die mit einer Antenne (L1) verbunden werden können; einem Gleichrichter (B1) zum Gleichrichten von Hochfrequenzsignalen, die dem Paar von Antennenanschlüssen (LA, LB) zugeführt werden, und zur Abgabe einer Gleichspannung an eine innere Versorgungsleitung (V_DDA); einem Versorgungsspannungsanschluß (V_DD) zum Zuführen einer Versorgungsspannung von außen; einem Nebenschlußregler (B2) mit einem Herunterziehtransistor (M1), der zwischen die innere Versorgungsleitung (V_DDA) und Masse (V_SS) geschaltet ist, wobei in Reaktion auf einen Anstieg der Spannung an der inneren Versorgungsleitung (V_DDA) auf oder über eine erste festgelegte Spannung ein Herunterziehstrom durch den Herunterziehtransistor (M1) fließt; einem Reihenregler (B3) mit einem Hochziehtransistor (M2), der zwischen den Versorgungsspannungsanschluß (V_DD) und die innere Versorgungsleitung (V_DDA) geschaltet ist, wobei in Reaktion auf einen Abfall der Spannung an der inneren Versorgungsleitung (V_DDA) auf oder unter eine zweite festgelegte Spannung ein Hochziehstrom durch den Hochziehtransistor (M2) fließt; und mit einem Steuerabschnitt (B7), der mit dem Nebenschlußregler (B2) und dem Reihenregler (B3) verbunden ist, wobei der Steuerabschnitt (B7) den Spannungspegel der ersten festgelegten Spannung auf einen Wert legt, der höher liegt als der Spannungspegel der zweiten festgelegten Spannung, wenn der Nebenschlußregler (B2) und der Reihenregler (B3) parallel arbeiten, der Nebenschlußregler (B2) des weiteren einen ersten Spannungsteiler (B5), der zwischen die innere Versorgungsleitung (V_DDA) und Masse (V_SS) geschaltet ist, und einen ersten Operationsverstärker (A1) enthält, der den Eingangsanschluß des Herunterziehtransistors (M1) gemäß der vom ersten Spannungsteiler abgeleiteten Teilspannung und einer ersten Bezugsspannung (V_R1) steuert, und wobei der Reihenregler (B3) des weiteren einen zweiten Spannungsteiler (B6), der zwischen die innere Versorgungsleitung (V_DDA) und Masse (V_SS) geschaltet ist, und einen zweiten Operationsverstärker (A2) enthält, der den Eingangsanschluß des Hochziehtransistors (M2) gemäß der vom zweiten Spannungsteiler abgeleiteten Teilspannung und einer zweiten Bezugsspannung (V_R2) steuert.
Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, wobei der Steuerabschnitt (B7) eine Zuführung eines Hochfrequenzsignals zu dem Paar von Antennenanschlüssen (LA, LB) und eine Zuführung der Versorgungsspannung (V_DD) am Versorgungsspannungsanschluß feststellt, wobei der Steuerabschnitt (B7) den zweiten Spannungsteiler (B6) des Reihenreglers (B3) gemäß dem Ergebnis der Erfassung einer Zuführung des Hochfrequenzsignals so steuert, daß der Spannungspegel der zweiten festgelegten Spannung auf einen Wert gebracht wird, der unter dem Spannungspegel der ersten festgelegten Spannung liegt, und wobei der Steuerabschnitt (B7) den ersten Spannungsteiler (B5) des Nebenschlußreglers (B2) gemäß dem Ergebnis der Erfassung einer Zuführung der Versorgungsspannung (V_DD) so steuert, daß der Spannungspegel der ersten festgelegten Spannung auf einen Wert gebracht wird, der über dem Spannungspegel der zweiten festgelegten Spannung liegt.
Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 2, wobei der Herunterziehtransistor (M1) ein N-Kanal-MOS-Transistor und der Hochziehtransistor (M2) ist ein P-Kanal-MOS-Transistor ist.
Kontaktlos und mit Kontakt arbeitende elektronische Einrichtung mit einer Antenne (L1); einem Kontaktanschluß zum Zuführen einer Versorgungsspannung (V_DD) von außen; und mit einer integrierten Halbleiterschaltung, wobei die integrierte Halbleiterschaltung identisch mit der integrierten Halbleiterschaltung nach Anspruch 1 ist.
Mobiles Endgerät mit einer Daten verarbeitenden Schaltung zum Handhaben von Daten; einer Dateneingabevorrichtung zur Annahme von Daten, die von der Daten verarbeitenden Schaltung zu verarbeiten sind; einer Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der Daten, die von der Daten verarbeitenden Schaltung zu verarbeiten sind; und mit einer kontaktlos und mit Kontakt arbeitenden elektronischen Einrichtung, die mit der kontaktlos und mit Kontakt arbeitenden elektronischen Einrichtung nach Anspruch 4 identisch ist und die in das mobile Endgerät eingebaut werden kann.