DE60025888T2

DE60025888T2 - Integriertes Halbleiter-Schaltkreiselement für kontaklose IC-Karte

Info

Publication number: DE60025888T2
Application number: DE60025888T
Authority: DE
Inventors: Tomomi Shinagawa-ku Naruse
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 1999-10-01
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: CN1291001A; JP2001101364A; EP1089217B1; CN1156077C; US6343022B1; DE60025888D1; EP1089217A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtungen, und im besonderen eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung für eine IC-Karte des kontaktlosen Typs, der Elektrizität von einer Lese-/Schreibeinheit zugeführt wird.
Elektrizität wird der IC-Karte des kontaktlosen Typs von der Lese-/Schreibeinheit bei einer elektromagnetischen Kopplung zugeführt, wobei eine Antennenspule der Lese-/Schreibeinheit und eine Antennenspule der IC-Karte des kontaktlosen Typs elektromagnetisch gekoppelt sind. In solch einer Formation hängt Elektrizität, die in der IC-Karte des kontaktlosen Typs erhalten wird, weitgehend von einer Kommunikationsdistanz zwischen der Lese-/Schreibeinheit und der IC-Karte des kontaktlosen Typs und der von der Lese-/Schreibeinheit zugeführten Energie ab.
Bei solch einer Art der IC-Karte des kontaktlosen Typs wird erwartet, daß sich die Distanz zwischen der IC-Karte des kontaktlosen Typs und der Lese-/Schreibeinheit während der Kommunikation verändert und dadurch Elektrizität, die der IC-Karte des kontaktlosen Typs zugeführt wird, abrupt verändert wird. In diesem Fall kann ein Fehler auftreten. Zum Beispiel kann es in der IC-Karte des kontaktlosen Typs zu einer Fehlfunktion kommen, und es können Daten verlorengehen. Es kann auch ein Kommunikationsausfall auftreten.
Somit ist es erforderlich, daß eine LSI-Vorrichtung, die zur Bildung der IC-Karte des kontaktlosen Typs verwendet wird, die Funktion ausführt zum Stabilisieren der Energiezufuhrspannung und Vermeiden einer Fehlfunktion und eines Kommunikationsfehlers, die aus einer Abweichung der Energie zufuhrspannung resultieren, und eines Datenverlustes auf Grund von solch einer Fehlfunktion.
WO-A-99 34 326 offenbart eine Chip-Karte mit einer Antennenspule, einem Brückengleichrichter und einem Nebenschlußregler zum Halten der Spannungszufuhr auf einem erforderlichen Pegel. Der Nebenschlußregler umfaßt eine Nebenschlußlast (die als Lasttransistor verkörpert ist), die durch einen Nebenschlußregler (der als Operationsverstärker verkörpert ist) gesteuert wird. Der Operationsverstärker vergleicht einen Abschnitt der Zufuhrspannung mit einer Referenzspannung und erzeugt eine Ausgangsspannung, die den Lasttransistor steuert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung vorzusehen, die eine IC-Karte des kontaktlosen Typs auf stabilisierte Weise betreiben kann.
Ein spezifischeres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung zur Verwendung in einer IC-Karte des kontaktlosen Typs vorzusehen, durch die verschiedene Probleme vermieden werden können, die aus einer Abweichung der Elektrizität resultieren, die der IC-Karte zugeführt wird.
Die obigen Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung für eine IC-Karte des kontaktlosen Typs erreicht, die mit einer Gleichrichterschaltung versehen ist, die ein Empfangssignal gleichrichtet und somit eine Energiezufuhrspannung erzeugt, welche Vorrichtung umfaßt: einen Nebenschlußregler, der zwischen einer Energiezufuhrspannung und Erde verbunden ist und einen Nebenschlußwiderstandswert steuert; und eine Steuerschaltung, die den Nebenschlußregler steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung dafür ausgelegt ist, um den Nebenschlußregler so zu steuern, daß: der Nebenschlußwiderstandswert allmählich abnimmt, wenn die Energiezufuhrspannung höher als eine obere Grenze eines Referenzspannungsbereiches wird, und allmählich zunimmt, wenn die Energiezufuhrspannung niedriger als eine untere Grenze des Referenzspannungsbereiches wird; und der Nebenschlußwiderstandswert konstant bleibt, wenn die Energiezufuhrspannung in den Referenzspannungsbereich fällt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor, in denen:
1 ein Blockdiagramm eines IC-Kartensystems des kontaktlosen Typs ist, das eine LSI-Vorrichtung bezüglich der vorliegenden Erfindung enthält;
2 ein Schaltungsdiagramm eines IC-Kartensystems des kontaktlosen Typs ist, das eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
3 ein Schaltungsdiagramm eines Nebenschlußreglers und einer Steuerschaltung ist, die in 2 gezeigt sind;
4 ein Schaltungsdiagramm eines Verbindungsschalters des in 2 und 3 gezeigten Nebenschlußreglers ist;
5 ein Wellenformdiagramm einer Operation einer Verzögerungsschaltung ist, die in einem Verbindungsschalter des in 2 und 3 gezeigten Nebenschlußreglers vorgesehen ist;
6 ein Schaltungsdiagramm einer Lastschaltermodulationsschaltung und einer Verbindungsschalteranordnung ist, die in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
7, 8 und 9 Wellenformdiagramme von Operationen der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
10 ein Schaltungsdiagramm einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
11 ein Flußdiagramm einer Energiezufuhrspannungsstabilisierungsoperation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
12 ein Schaltungsdiagramm einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
13 ein Flußdiagramm einer Energiezufuhrspannungsstabilisierungsoperation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf 1 folgt nun eine Beschreibung eines IC-Kartensystems des kontaktlosen Typs, das eine LSI-Vorrichtung bezüglich der vorliegenden Erfindung enthält, um ein besseres Verstehen der Erfindung zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf 1 enthält ein IC-Kartensystem des kontaktlosen Typs eine Lese-/Schreibeinheit 1 mit einer Antennenspule 2 und eine IC-Karte des kontaktlosen Typs 3 mit einer Antennenspule 4 und einer LSI-Vorrichtung 5 für eine IC-Karte des kontaktlosen Typs. Die LSI-Vorrichtung 5 enthält eine Gleichrichterschaltung 6, eine Datenverarbeitungsschaltung 7 und einen Nebenschlußregler 8. Die Gleich richterschaltung 6 richtet ein Empfangssignal gleich, das die Antennenspule 4 durchläuft, und erzeugt so eine Energiezufuhrspannung VCC. Die Datenverarbeitungsschaltung 7 enthält eine CPU, einen Speicher und eine Logikschaltung. Der Nebenschlußregler 8 stabilisiert die Energiezufuhrspannung VCC und enthält einen Nebenschlußwiderstand 9 und einen Schalter 10, der als Antwort auf ein auf ihn angewendetes Nebenschlußsteuersignal EIN- und AUSgeschaltet wird.
Wenn die Energiezufuhrspannung VCC höher als eine Schwellenspannung wird, wird der Schalter 10 des Nebenschlußreglers 8 EINgeschaltet, und es wird bewirkt, daß ein Nebenschlußstrom durch den Nebenschlußwiderstand 9 fließt. Somit kann die Energiezufuhrspannung VCC auf die Schwellenspannung oder darunter verringert werden, so daß die Energiezufuhrspannung VCC stabilisiert werden kann.
Die in 1 gezeigte LSI-Vorrichtung 5 hat jedoch die folgenden Probleme. Falls die Energiezufuhrspannung VCC niedriger als die Schwellenspannung wird, kann der Nebenschlußregler 8 die Energiezufuhrspannung VCC nicht zwingend erhöhen. Da die LSI-Vorrichtung 5 nur mit dem einzelnen Nebenschlußwiderstand 9 versehen ist, kann zusätzlich der Widerstandswert des Nebenschlußwiderstandes 9 nicht gemäß einer Abweichung der Energiezufuhrspannung VCC verändert werden. Somit kann die Energiezufuhrspannung VCC nicht effizient und effektiv stabilisiert werden.
Als Resultat ist es unmöglich, eine Fehlfunktion und einen Kommunikationsfehler zu vermeiden, die aus einer Abweichung der Energiezufuhrspannung VCC resultieren, sowie einen Datenverlust auf Grund von solch einer Fehlfunktion.
2 ist ein Blockdiagramm eines IC-Kartensystems des kontaktlosen Typs, das eine LSI-Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. In 2 sind die Teile, die dieselben wie jene von 1 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.
Eine LSI-Vorrichtung 15 enthält eine Gleichrichterschaltung 16, eine Detektorschaltung 17, eine Datenverarbeitungsschaltung 18, eine ASK-(Amplitude Shift Keying: Amplitudenumtastungs-)-Demodulationsschaltung 19, eine PSK-(Phase Shift Keying: Phasenumtastungs-)-Modulationsschaltung 20, eine Lastschaltermodulationsschaltung 21, einen Nebenschlußregler 22 und eine Steuerschaltung 23. Die Antennenspule 14 ist an der LSI-Vorrichtung 15 angebracht.
Die Gleichrichterschaltung 16 richtet ein Empfangssignal gleich, das die Antennenspule 14 durchläuft, und erzeugt so die Energiezufuhrspannung VCC. Die Detektorschaltung 17 detektiert das Empfangssignal, das die Antennenspule 14 durchläuft, und erzeugt somit einen internen Operationstakt. Die Datenverarbeitungsschaltung 18 enthält eine CPU, einen Speicher, eine Logikschaltung usw.
Die ASK-Demodulationsschaltung 19 führt die ASK-Demodulation des Ausgangssignals der Gleichrichterschaltung 16 aus und gibt Empfangsdaten an die Datenverarbeitungsschaltung 18 aus. Die PSK-Modulationsschaltung 20 führt die PSK-Modulation von Sendedaten aus, die von der Datenverarbeitungsschaltung 18 zugeführt werden. Die Lastschaltermodulationsschaltung 21 überlagert die Energiezufuhrspannung VCC (Übertragungsträger) mit den modulierten Sendedaten.
Der Nebenschlußregler 22 stabilisiert die Energiezufuhrspannung VCC. Die Steuerschaltung 23 erzeugt Signale D (LSB) bis Dn (MSB), durch die Verbindungsschalter EIN- und AUSgeschaltet werden, die in dem Nebenschlußregler 22 vorgesehen sind, und Verbindungsschalter, die in der Lastschal termodulationsschaltung 21 vorgesehen sind. Die Verbindungsschalteranordnung 24 wird durch ein Lastsignal LOAD gesteuert, das durch die PSK-Modulationsschaltung 20 erzeugt wird, und steuert eine Zufuhr der Signale D–Dn, die durch die Steuerschaltung 23 ausgegeben werden.
3 ist ein Blockdiagramm des Nebenschlußreglers 22 und der Steuerschaltung 23. Der Nebenschlußregler 22 enthält Nebenschlußwiderstände 25-0, 25-1, 25-2 und 25-n. Nebenschlußwiderstände 25-3 bis 25-(n – 1), die zwischen dem Nebenschlußwiderstand 25-2 und dem Nebenschlußwiderstand 25-n vorgesehen sind, sind der Einfachheit halber nicht gezeigt.
RS sei der Widerstandswert des Nebenschlußwiderstandes 25-n, und die Nebenschlußwiderstände 25-0, 25-1, 25-2 und 25-(n – 1) haben jeweilig Widerstandswerte von RS × 2ⁿ, RS × 2^n-1, RS × 2^n-2 und RS × 2. Das heißt, der Nebenschlußwiderstand 25-k hat einen Widerstandswert von RS × 2^n-k.
Der Nebenschlußregler 22 enthält ferner Verbindungsschalteranordnungen 26-0–26-n, auf die die Ausgangssignale D0, D1, D2, ..., Dn jeweilig als Schaltsteuersignale angewendet werden. Die Verbindungsschalteranordnungen 26-3 bis 26-(n – 1) sind der Einfachheit halber nicht gezeigt. Der Nebenschlußwiderstand 25-k und die Verbindungsschalteranordnung 26-k bilden einen Einheits-Nebenschlußregler.
Die Steuerschaltung 23 ist aus einer Spannungsdetektionsschaltung 27, einer Zählersteuerschaltung 28, einem Taktgenerator 29, einer Taktselektionsschaltung 30 und einem N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 gebildet. Die Spannungsdetektionsschaltung 27 detektiert, wie sehr die Energiezufuhrspannung VCC von einem Referenzspannungsbereich abweicht, in dem die Operation der Schaltung stabil ist, und gibt Spannungsdetektionssignale H3, H2, H1, L1, L2 und L3 aus. Tabelle 1 zeigt die Funktion der Spannungsdetektionsschaltung 27. In Tabelle 1 bezeichnen VH3, VH2, VH1, VL1, VL2 und VL3 vorbestimmte Spannungen, und es gilt die Beziehung VH3 > VH2 > VH1 > VL1 > VL2 > VL3.
Tabelle 1
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt der Referenzspannungsbereich, in dem die Operation stabil ist, zwischen der oberen Grenze, die VH1 ist, und der unteren Grenze, die VL1 ist. Falls die Energiezufuhrspannung VCC den Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 überschreitet, wird die Energiezufuhrspannung VCC gesteuert, um in denselben zurückzukehren.
Die Spannungsdetektionsschaltung 27 enthält sechs Spannungsdetektoren. Der erste Spannungsdetektor bestimmt, ob die Energiezufuhrspannung VCC größer gleich der Spannung VH3 ist. Der zweite Spannungsdetektor bestimmt, ob die Energiezufuhrspannung VCC größer gleich der Spannung VH2 ist. Der dritte Spannungsdetektor bestimmt, ob die Energiezufuhrspannung VCC größer gleich der Spannung VH1 ist. Der vierte Spannungsdetektor bestimmt, ob die Energiezufuhrspannung VCC größer gleich der Spannung VL1 ist. Der fünfte Spannungsdetektor bestimmt, ob die Energiezufuhrspannung VCC größer gleich der Spannung VL2 ist. Der sechste Spannungsdetektor bestimmt, ob die Energiezufuhrspannung VCC größer gleich der Spannung VL3 ist.
Die Zählersteuerschaltung 28 empfängt Spannungsdetektionssignale H1 und L1, die von der Spannungsdetektionsschaltung 27 ausgegeben werden, und gibt Zählersteuersignale UP und DOWN aus. Tabelle 2 zeigt die Funktion der Zählersteuerschaltung 28. Wenn in Tabelle 2 UP und HOLD beide hoch (H) sind, hat HOLD Priorität gegenüber UP.
Tabelle 2
Zu der Zeit des Sendens von Daten wird die Zählersteuerschaltung 28 durch ein Sendesteuersignal TC gesteuert, das von der Datenverarbeitungsschaltung 18 ausgegeben wird, und sie arbeitet so, daß UP = H, DOWN = L und HOLD = H ist.
Der Taktgenerator 30 erzeugt drei Takte CLK1, CLK2 und CLK3 mit den verschiedenen Frequenzen f_CLK1, f_CLK2 und f_CLK3 (f_CLK1 > f_CLK2 > f_CLK3)
Die Taktselektionsschaltung 30 selektiert einen der Takte CLK1, CLK2 und CLK3. Tabelle 3 zeigt die Funktion der Taktselektionsschaltung 30.
Tabelle 3
Somit ist die Beziehung zwischen dem Spannungswert der Energiezufuhrspannung VCC und dem durch die Taktselektionsschaltung 30 selektierten Takt so wie in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
Die Zähloperation des N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zählers 31 wird durch die Zählersteuersignale UP, DOWN und HOLD gesteuert, die von der Zählersteuerschaltung 28 ausgegeben werden. Der Zähler 31 zählt den durch die Taktselektionsschaltung 30 selektierten Takt und gibt die Zählwerte D0 (LSB), D1, D2, ..., Dn (MSB) als Ausgangssignale der Steuerschaltung 23 aus.
Tabelle 5 zeigt die Funktion des N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zählers 31. Wenn der Zähler 31 bei der Aufwärts- oder Abwärtszähloperation überläuft, stoppt der Zähler 31 das Zählen.
Tabelle 5
4 ist ein Schaltungsdiagramm der Verbindungsschalteranordnung 26-k (k = 1, 2, ..., n). Die Verbindungsschalteranordnung 26-k enthält eine Verzögerungsschaltung 32-k, die Inverter 33- und 34-k umfaßt und ein Ausgangssignal Dk der Steuerschaltung 23 verzögert. Der Inverter 33-k ist aus einem P-Kanal-MOS-(pMOS)-Transistor 35-k und einem N-Kanal-MOS-(nMOS)-Transistor 36-k gebildet. Der Inverter 34-k ist aus einem P-Kanal-MOS-Transistor 37-k und einem N-Kanal-MOS-Transistor 38-k gebildet. Die Verbindungsschalteranordnung 26-k enthält ferner einen N-Kanal-MOS-Transistor 39-k, der als Verbindungsschalter dient.
wenn das Ausgangssignal Dk der Steuerschaltung 23 H (der hohe Pegel) ist, ist die Ausgabe des Inverters 33-k L (der niedrige Pegel), und die Ausgabe des Inverters 34-k ist H. Somit wird der nMOS-Transistor 39-k EINgeschaltet. Wenn im Gegensatz dazu das Ausgangssignal Dk L ist, ist die Ausgabe des Inverters 33-k H und ist die Ausgabe des Inver ters 34-k L. Somit wird der nMOS-Transistor 39-k AUSgeschaltet. Daher wird die Regelgröße durch den Nebenschlußregler 22 durch die Ausgangssignale D0–Dn der Steuerschaltung 23 bestimmt.
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Gatebreite des nMOS-Transistors 36-k schmaler als jene des nMOS-Transistors 38-k. Somit ist die Stromsteuerungsfähigkeit (Pull-down-Fähigkeit) des nMOS-Transistors 36-k geringer als die Stromsteuerungsfähigkeit (Pull-down-Fähigkeit) des nMOS-Transistors 38-k. Das heißt, die Verzögerungszeit des Inverters 33-k bezüglich der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals Dk der Steuerschaltung 23 ist so bemessen, um gleich (ta + tc) zu sein, wobei ta die Verzögerungszeit des Inverters 34-k bezüglich der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals S33-k des Inverters 33-k ist.
Die Gatebreite des pMOS-Transistors 37-k ist schmaler als jene des pMOS-Transistors 35-k. Somit ist die Stromsteuerungsfähigkeit (Pull-down-Fähigkeit) des pMOS-Transistors 37-k geringer als die Stromsteuerungsfähigkeit (Pull-down-Fähigkeit) des pMOS-Transistors 35-k. Das heißt, die Verzögerungszeit des Inverters 34-k bezüglich der abfallenden Flanke des Ausgangssignals S33-k des Inverters 33-k ist so bemessen, um gleich (tb + td) zu sein, wobei tb die Verzögerungszeit des Inverters 33-k bezüglich der abfallenden Flanke des Ausgangssignals Dk der Steuerschaltung 23 ist.
5 ist ein Wellenformdiagramm der Operation der Verzögerungsschaltung 32-k. Teil A von 5 zeigt die Wellenform des Ausgangssignals Dk der Steuerschaltung 23, und Teil B zeigt das Ausgangssignal S33-k des Inverters 33-k. Ferner zeigt Teil C von 5 die Wellenform des Ausgangssignals S34-k des Inverters 34-k. Das heißt, die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 32-k bezüglich der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals Dk der Steuerschaltung 23 ist gleich (ta + tb + tc + td). Die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 32-k bezüglich der abfallenden Flanke des Ausgangssignals Dk der Steuerschaltung 23 ist gleich (ta + tb). In der Verzögerungsschaltung 32-k ist die Verzögerungszeit der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals Dk der Steuerschaltung 23 länger als jene bezüglich der abfallenden Flanke desselben.
Der Grund dafür, daß die Verzögerungszeit der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals Dk der Steuerschaltung 23 eingestellt ist, um länger als die Verzögerungszeit der abfallenden Flanke desselben zu sein, ist der, daß eine besondere Situation vermieden werden soll, bei der dann, wenn die Ausgangssignale D0–Dn ein Ausgangssignal enthalten, das von H auf L wechselt, und ein anderes Ausgangssignal, das von L auf H wechselt, diese Signale gleichzeitig H sind.
6 ist ein Schaltungsdiagramm der Lastschaltermodulationsschaltung 21 und der Verbindungsschalteranordnung 24, die in 2 gezeigt sind. Es sind Lastwiderstände 40-0, 40-1, 40-2 und 40-n gezeigt. Lastwiderstände 40-3–40-(n – 1) wurden der Einfachheit halber in 6 weggelassen. Ferner sind Verbindungsschalteranordnungen 41-0, 41-1, 41-2 und 41-n gezeigt. Verbindungsschalteranordnungen 41-3–41-(n – 1) wurden der Einfachheit halber in 6 weggelassen. Den Lastwiderständen 40-0, 40-1, 40-2 und 40-n werden die Ausgangssignale D0, D1, D2 und Dn der Steuerschaltung 23 als Schaltsteuersignale zugeführt.
RL sei der Widerstandswert des Lastwiderstandes 40-n. Die Widerstandswerte der Lastwiderstände 40-0, 40-1, 40-2 und 40-(n – 1) sind jeweilig RL × 2ⁿ, RL × 2^n-1, RL × 2^n-2 und RL × 2. Das heißt, der Lastwiderstand 40-k hat einen Widerstandswert von RL × 2^n-k.
In 6 sind Verbindungsschalter 42-0, 42-1, 42-2 und 42-n gezeigt, die durch das Lastsignal LOAD EIN- und AUSgeschaltet werden. wenn das Lastsignal LOAD H ist (zu der Zeit des Sendens von Daten), sind die Verbindungsschalter EIN. Wenn das Lastsignal LOAD L ist (zu der Zeit des Empfangs von Daten), sind die Verbindungsschalter AUS. Die Verbindungsschalter 42-3–42-(n – 1) sind der Einfachheit halber in 6 nicht gezeigt.
In dem IC-Kartensystem des kontaktlosen Typs, das so konfiguriert ist, kommunizieren die Lese-/Schreibeinheit 11 und die IC-Karte des kontaktlosen Typs 13 durch elektromechanische Kopplung der Antennenspule 12 der Lese-/Schreibeinheit 11 und der Antennenspule 14 der IC-Karte des kontaktlosen Typs 13.
Die in 2 gezeigte Gleichrichterschaltung 16 richtet das Empfangssignal von der Antennenspule 14 gleich und erzeugt so die Energiezufuhrspannung VCC, die auf die Blöcke angewendet wird, wie in 2 gezeigt.
Falls zum Beispiel, wie in 7 gezeigt, die Energiezufuhrspannung VCC auf eine Spannung VA zwischen VH1–VH2 auf Grund eines gewissen Faktors verändert wird, sind die Spannungsdetektionssignale H3, H2, H1, L1, L2 und L3, die durch die Spannungsdetektionsschaltung 27 ausgegeben werden, wie folgt:
H3 = L, H2 = L, H1 = H,
L1 = H, L2 = H, L3 = H.
Somit sind die Zählersteuersignale UP, DOWN und HOLD, die durch die Zählersteuerschaltung 28 ausgegeben werden, wie folgt:
UP = H, DOWN = L, HOLD = L.
Somit wird der N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 instruiert, als Aufwärts-Zähler zu agieren, und die Taktselektionsschaltung 30 selektiert den Takt CLK3 mit der niedrigsten Frequenz. Der selektierte Takt CLK3 wird auf den Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 angewendet.
Somit zählt der Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 synchron mit dem Takt CLK3 aufwärts, und die Ausgangssignale D0–Dn werden ab dem gegenwärtigen Wert seriell inkrementiert. Somit wird der Nebenschlußwiderstandswert des Nebenschlußreglers 22 allmählich verringert, und die Energiezufuhrspannung VCC fällt von dem Spannungswert VA allmählich ab.
Wenn die Energiezufuhrspannung VCC auf die Spannung VH1 abfällt, lauten die Spannungsdetektionssignale H3, H2, H1, L1, L2 und L3 der Spannungsdetektionsschaltung 27 wie folgt:
H3 = L, H2 = L, H1 = L,
L1 = H, L2 = H, L3 = H.
Somit lauten die Zählersteuersignale UP, DOWN und HOLD, die von der Zählersteuerschaltung 28 ausgegeben werden, wie folgt:
UP = H, DOWN = L, HOLD = H.
Daher wird der N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 instruiert, um in dem Haltezustand zu sein.
Solange die Energiezufuhrspannung VCC deshalb in den Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 fällt, steuert der Nebenschlußregler 22 die Energiezufuhrspannung VCC, um die gegenwärtige Energiezufuhrspannung VCC beizubehalten.
Ferner wird die Energiezufuhrspannung VCC, wie in 8 gezeigt, auf Grund eines gewissen Faktors gleich einer Spannung VB zwischen VL1 und VL2, und die Spannungsdetektionssignale H3, H2, H1, L1, L2 und L3, die durch die Spannungsdetektionsschaltung 27 ausgegeben werden, sind wie folgt:
H3 = L, H2 = L, H1 = L,
L1 = L, L2 = H, L3 = H.
Somit sind die Zählersteuersignale UP, DOWN und HOLD, die durch die Zählersteuerschaltung 28 ausgegeben werden, wie folgt:
UP = L, DOWN = H, HOLD = L.
Somit wird der N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 instruiert, als Abwärts-Zähler zu agieren, und die Taktselektionsschaltung 30 selektiert den Takt CLK3 mit der niedrigsten Frequenz. Der selektierte Takt CLK3 wird auf den Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 angewendet.
Daher zählt der Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 synchron mit dem Takt CLK3 abwärts, und die Ausgangssignale D0–Dn werden von dem gegenwärtigen Wert seriell dekrementiert. Somit wird der Nebenschlußwiderstandswert des Nebenschlußreglers 22 allmählich erhöht, und die Energiezufuhrspannung VCC steigt von dem Spannungswert VA allmählich an.
Wenn die Energiezufuhrspannung VCC auf die Spannung VL1 ansteigt, lauten die Spannungsdetektionssignale H3, H2, H1, L1, L2 und L3 der Spannungsdetektionsschaltung 27 wie folgt:
H3 = L, H2 = L, H1 = L,
L1 = H, L2 = H, L3 = H.
Somit lauten die Zählersteuersignale UP, DOWN und HOLD, die von der Zählersteuerschaltung 28 ausgegeben werden, wie folgt:
UP = H, DOWN = L, HOLD = H.
Daher wird der N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 instruiert, um in dem Haltezustand zu sein.
Solange die Energiezufuhrspannung VCC deshalb in den Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 fällt, steuert der Nebenschlußregler 22 die Energiezufuhrspannung VCC, um die gegenwärtige Energiezufuhrspannung VCC beizubehalten.
Falls beispielsweise die pMOS-Transistoren 35-k und 37-k und die nMOS-Transistoren 36-k und 38-k, die in 4 gezeigt sind, eine identische Größe haben, so daß die pMOS-Transistoren 35-k und 37-k eine identische Stromsteuerungsfähigkeit und die nMOS-Transistoren 36-k und 38-k eine identische Steuerungsfähigkeit haben, arbeitet die Verzögerungsschaltung 32-k so, daß die Verzögerungszeit der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals Dk der Verzögerungszeit der abfallenden Flanke desselben gleich ist.
Wenn in dem obigen Fall die nMOS-Transistoren 39-0–39-n, die als Verbindungsschalter agieren, einen Schalter enthalten, der von EIN auf AUS wechselt, und einen anderen Schalter, der von AUS auf EIN wechselt, kann eine Periode auftreten, während der die obigen Schalter gleichzeitig EIN sind.
Wenn zum Beispiel die Ausgangssignale D0–D2 der Steuerschaltung 23 von H auf L wechseln, wie in 7 gezeigt, und das Ausgangssignal D3 von L auf H wechselt, kann eine Periode auftreten, während der die nMOS-Transistoren 39-0–39-3 gleichzeitig EIN sind. Wenn in dem obigen Fall die Energiezufuhrspannung VCC bei jedem Zyklus des Taktes CLK3 um einen Spannungspegel von αV abfällt, fällt die Energiezufuhrspannung VCC von der Spannung zu jener Zeit um 8αV rapide ab.
Wenn ferner beispielsweise die Ausgangssignale D0–D3 von H auf L wechseln und das Ausgangssignal D4 von L auf H wechselt, kann eine Periode auftreten, während der die nMOS-Transistoren 39-0–39-4 gleichzeitig EIN sind. In dem obigen Fall fällt die Energiezufuhrspannung VCC von der Spannung zu jener Zeit um 16αV rapide ab.
Falls die Energiezufuhrspannung VCC zum Beispiel der oberen Grenze VH1 des Bereiches zwischen VH1 und VL1 nahekommt und abrupt außerordentlich abfällt, detektiert die Detektionsschaltung der unteren Spannung in der Datenverarbeitungsschaltung 18 eine Situation, bei der die Energiezufuhrspannung VCC auf die gegebene untere Spannung oder darunter verringert wird. Dann wird der Zugriff der CPU auf den Speicher verhindert, so daß eine Abnormität bei der Kommunikation auftritt.
Falls zum Beispiel die Ausgangssignale D0–D3 von L auf H wechseln und das Ausgangssignal D4 von H auf L wechselt, wie in 8 gezeigt, kann eine Periode auftreten, während der die nMOS-Transistoren 39-0–39-4 gleichzeitig EIN sind. Wenn in dem obigen Fall die Energiezufuhrspannung VCC bei jedem Zyklus des Taktes CLK3 um αV zunimmt, fällt die Energiezufuhrspannung VCC von der Spannung zu jener Zeit rapide um 15αV ab.
Wenn zum Beispiel die Ausgangssignale D0–D2 der Steuerschaltung 23 von L auf H wechseln und das Ausgangssignal D3 von H auf L wechselt, kann eine Periode auftreten, während der die nMOS-Transistoren 39-0–39-3 gleichzeitig EIN sind. In dem obigen Fall fällt die Energiezufuhrspannung VCC von der Spannung zu jener Zeit um 7αV rapide ab.
Falls zum Beispiel die Energiezufuhrspannung VCC der oberen Grenze VL1 des Bereiches zwischen VH1 und VL1 nahekommt und abrupt außerordentlich abfällt, detektiert die Detektionsschaltung der unteren Spannung in der Datenverarbeitungsschaltung 18 eine Situation, bei der die Energiezufuhrspannung VCC auf die gegebene untere Spannung oder darunter verringert wird. Dann wird der Zugriff der CPU auf den Speicher verhindert, so daß eine Abnormität bei der Kommunikation auftritt.
Angesichts dessen ist die LSI-Vorrichtung 15 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so konfiguriert, daß die Verzögerungsschaltung 32-k, die die Verbindungsschalteranordnung 26-k des Nebenschlußreglers 22 bildet, auf solch eine Weise arbeitet, daß die Verzögerungszeit der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals Dk länger als die abfallende Flanke desselben ist. Mit der obigen Struktur ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, bei der dann, wenn die nMOS-Transistoren 39-0–39-n, die jeweilig die Verbindungsschalteranordnungen 26-0–26-n bilden, einen Verbindungsschalter enthalten, der von EIN auf AUS wechselt, und einen anderen Verbindungsschalter, der von AUS auf EIN wechselt, diese Verbindungsschalter gleichzeitig EIN sind, so daß die Energiezufuhrspannung VCC während des Prozesses des Zurückführens der Energiezufuhrspannung VCC in den Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 abrupt außerordentlich abfällt.
Falls zum Beispiel die Energiezufuhrspannung auf Grund eines gewissen Faktors auf eine Spannung VC ansteigt, die höher als die Spannung VH3 ist, wie in 9 gezeigt, lauten die Spannungsdetektionssignale H3, H2, H1, L1, L2 und L3 der Spannungsdetektionsschaltung 27 wie folgt:
H3 = H, H2 = H, H1 = H,
L1 = H, L2 = H, L3 = H.
Somit lauten die Zählersteuersignale UP, DOWN und HOLD, die von der Zählersteuerschaltung 28 ausgegeben werden, wie folgt:
UP = H, DOWN = L, HOLD = L.
Somit wird der N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 instruiert, als Aufwärts-Zähler zu agieren, und die Taktselektionsschaltung 30 selektiert den Takt CLK1 mit der höchsten Frequenz, der auf den N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 angewendet wird.
Daher zählt der Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 synchron mit dem Takt CLK1 aufwärts, und die Ausgangssignale D0–Dn desselben werden inkrementiert. Somit wird der Nebenschlußwiderstandswert des Nebenschlußreglers 22 von einem gewissen Wert allmählich verringert, und die Energiezufuhrspannung VCC nimmt von der Spannung VC allmählich ab.
Wenn die Energiezufuhrspannung VCC auf die Spannung VH3 abfällt, lauten die Spannungsdetektionssignale H3, H2, H1, L1, L2 und L3 der Spannungsdetektionsschaltung 27 wie folgt:
H3 = L, H2 = H, H1 = H,
L1 = H, L2 = H, L3 = H.
Somit selektiert die Taktselektionsschaltung 30 den Takt CLK2 mit der Frequenz, die niedriger als jene des Taktes CLK1 ist. Der so selektierte Takt CLK2 wird auf den N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 angewendet. Daher nimmt die Energiezufuhrspannung VCC mit einer Geschwindigkeit ab, die langsamer als jene ist, mit der die Energiezufuhrspannung VCC in der Periode T1 von VC auf VH3 abfällt.
Wenn die Energiezufuhrspannung VCC auf die Spannung VH2 abfällt, lauten die Spannungsdetektionssignale H3, H2, H1, L1, L2 und L3 der Spannungsdetektionsschaltung 27 wie folgt:
H3 = L, H2 = L, H1 = H,
L1 = H, L2 = H, L3 = H.
Somit selektiert die Taktselektionsschaltung 30 den Takt CLK3 mit der Frequenz, die niedriger als jene des Taktes CLK2 ist. Der so selektierte Takt CLK3 wird auf den N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 angewendet. Daher fällt die Energiezufuhrspannung VCC mit einer Geschwindigkeit ab, die langsamer als jene ist, mit der die Spannung VCC während der Periode T2 von VH3 auf VH2 abfällt.
Wenn die Energiezufuhrspannung VCC auf die Spannung VH1 verringert wird, lauten die Spannungsdetektionssignale H3, H2, H1, L1, L2 und L3 der Spannungsdetektionsschaltung 27 wie folgt:
H3 = L, H2 = L, H1 = L,
L1 = H, L2 = H, L3 = H.
Somit lauten die Zählersteuersignale UP, DOWN und HOLD, die von der Zählersteuerschaltung 28 ausgegeben werden, wie folgt:
UP = H, DOWN = L, HOLD = H.
Daher wird der N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zähler 31 instruiert, um in dem Haltezustand zu sein.
Solange die Energiezufuhrspannung VCC daher in den Bereich zwischen VH1 und VL1 fällt, steuert der Nebenschlußregler 22 die Energiezufuhrspannung VCC so, daß die gegenwärtige Energiezufuhrspannung VCC beibehalten wird.
In dem Fall, wenn die Takte CLK2 und CLK3 nicht verwendet werden und nur der Takt CLK1 mit der höchsten Frequenz verwendet wird, verändern sich die Spannungsdetektions signale H3–H1 und L1–L3 zu schnell, und die Energiezufuhrspannung VCC, die dicht am Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 liegt, schwankt während des Prozesses des Zurückführens von VCC in den Bereich. Somit ist es schwierig, die Energiezufuhrspannung VCC auf stabile Weise in den Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 zurückzuführen.
Angesichts dessen wird gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Takt CLK1 mit der höchsten Frequenz in dem Fall verwendet, wenn die Energiezufuhrspannung VCC den Referenzspannungsbereich zwischen VH3 und VL3 überschreitet und von dem Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 weit entfernt ist, da dann keine Möglichkeit besteht, daß die Energiezufuhrspannung VCC schwanken kann. Unter Verwendung des Taktes CLK1 mit der höchsten Frequenz ist es möglich, die Energiezufuhrspannung schnell in den Spannungsbereich zwischen VH3 und VL3 zurückzuführen. Falls die Energiezufuhrspannung VCC unter dem Bereich zwischen VH3–VL3 liegt und größer gleich dem Bereich zwischen VH2 und VL2 ist, wird der Takt CLK2 mit der Frequenz selektiert, die niedriger als jene des Taktes CLK1 ist, um die Spannung VCC in den Bereich zwischen VH2 und VL2 zurückzuführen. Falls die Energiezufuhrspannung VCC unter dem Bereich zwischen VH2 und VL2 liegt und größer gleich dem Bereich zwischen VH1 und VL1 ist, wird der Takt CLK3 mit der niedrigsten Frequenz selektiert. Somit kann die Energiezufuhrspannung VCC insgesamt auf stabile Weise schnell in den Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 zurückgeführt werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, wie oben beschrieben, die Energiezufuhrspannung VCC in den Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 zurückzuführen, auch wenn die Energiezufuhrspannung auf Grund eines gewissen Faktors höher als die obere Grenzspannung VH1 oder niedriger als die untere Grenzspannung VL1 wird.
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Widerstandswert des Nebenschlußreglers 25-k des Nebenschlußreglers 22 ein (konstanter wert) × 2^n-k, und den Verbindungsschalteranordnungen 26-0–26-n werden die Ausgangssignale D0–Dn des N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zählers 31 zugeführt. Daher wird der Nebenschlußregler 22 so gesteuert, daß der Nebenschlußwiderstandswert allmählich abnimmt, falls die Energiezufuhrspannung VCC höher als die obere Grenze VH1 des Referenzspannungsbereiches zwischen VH1 und VL1 ist, und allmählich zunimmt, falls VCC niedriger als die untere Grenze VL1 ist. Somit ist es möglich, die Energiezufuhrspannung VCC schnell in den Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 zurückzuführen, während die Größe der Regelung ungefähr konstant ist.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ferner die Verzögerungsschaltung 32-k, die die Verbindungsschalteranordnung 26-k des Nebenschlußreglers 22 bildet, so konfiguriert, daß die Verzögerungszeit der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals Dk der Steuerschaltung 23 länger als jene der abfallenden Flanke desselben ist. Daher ist es möglich, das Auftreten von solch einer Periode zu vermeiden, daß dann, wenn die nMOS-Transistoren 39-0–39-n, die jeweilig die Verbindungsschalteranordnungen 26-0–26-n bilden, einen Verbindungsschalter enthalten, der von EIN auf AUS wechselt, und einen anderen Verbindungsschalter, der von AUS auf EIN wechselt, diese Verbindungsschalter gleichzeitig EIN sind, und somit zu verhindern, daß die Energiezufuhrspannung VCC während des Prozesses der Zurückführung der Energiezufuhrspannung VCC in den Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 abrupt außerordentlich abfällt. Als Resultat kann die Abnormität bei der Kommunikation vermieden werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die drei Takte CLK1, CLK2 und CLK3 mit den verschiedenen Frequenzen selektiv verwendet. Auch wenn sich die Energiezufuhrspannung VCC außerordentlich verändert, ist es somit möglich, die Energiezufuhrspannung VCC auf stabile Weise schnell in den Referenzspannungsbereich zwischen VH1 und VL1 zurückzuführen. Daher ist es möglich, die stabile Energiezufuhrumgebung zu erhalten und eine Fehlfunktion und einen Kommunikationsfehler, die aus einer Abweichung der Energiezufuhrspannung VCC resultieren, sowie einen Datenverlust auf Grund von solch einer Fehlfunktion zu vermeiden.
Unter Bezugnahme auf 10 und 11 folgt nun eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesen Figuren sind Teile, die dieselben wie jene sind, die in den zuvor beschriebenen Figuren gezeigt sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.
Unter Bezugnahme auf 10 ist ein Selektor 44, der durch eine CPU 43 gesteuert wird, zwischen der Steuerschaltung 23 und dem Nebenschlußregler 22 angeordnet. Die anderen Abschnitte der in 10 gezeigten Schaltung sind dieselben wie jene der Schaltung von 2.
Der Selektor 44 hat Schalter 45-0–45-n, obwohl der Einfachheit halber nur die Schalter 45-0, 45-1, 45-2 und 45-n gezeigt sind. Der Schalter 45-k selektiert das Ausgangssignal Dk von der Steuerschaltung 23, wenn ein Selektorsteuersignal SC, das durch die CPU 43 ausgegeben wird, H ist. Das so selektierte Ausgangssignal Dk wird der Verbindungsschalteranordnung 26-k zugeführt. Wenn das Selektorsteuersignal SC L ist, selektiert der Schalter 45-k ein Schaltersteuersignal Ek, das durch die CPU 43 ausgegeben wird. Das so selektierte Schaltersteuersignal Ek wird der Verbindungsschalteranordnung 26-k zugeführt.
11 ist ein Flußdiagramm einer Energiezufuhrspannungsstabilisierungsoperation, die in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Eine Kommunikation zwischen der Lese-/Schreibeinheit 11 und der IC-Karte des kontaktlosen Typs der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung startet (Schritt S1), und die Steuerschaltung 23 startet die Steuerung des Nebenschlußreglers 22 (Schritt S2). Wenn die Stabilisierung der Energiezufuhrspannung VCC durch die Steuerschaltung 23 vollendet ist (Schritt S3), startet die CPU 43 die Steuerung des Nebenschlußreglers 22 (Schritt S4).
Die Kommunikationsdistanz zwischen der Lese-/Schreibeinheit 11 und der IC-Karte des kontaktlosen Typs der zweiten Ausführungsform und die Menge der Energie, die von der Lese-/Schreibeinheit 11 zugeführt wird, sind bekannt. Wenn die Kommunikationsdistanz und die Menge der Energie konstant sind, ist der einzige Faktor, der die Energiezufuhrspannung VCC gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verändert, der Strom, der in den individuellen Schaltungen verbraucht wird.
Somit kann die CPU 43 die Operationszustände der individuellen Schaltungen durch das vorherige Berechnen der Ströme, die in den individuellen Schaltungen verbraucht werden, bestätigen. Daher kann der Nebenschlußregler 22 durch Software unter Einsatz von Hardware-Betriebsmitteln wie beispielsweise der CPU 43 und des Speichers gesteuert werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dieselben Funktionen und Effekte wie bei der ersten Ausführungsform derselben zu erhalten, und ferner kann der zusätzliche Vorteil erreicht werden, daß die LSI-Vorrichtung 15 eine abrupte Veränderung der Energiezufuhrspannung VCC bewältigen kann, die verursacht wird, wenn eine große Anzahl von individuellen Schaltungen gleichzeitig zu arbeiten beginnt.
Wenn die CPU 43 mit der Steuerung des Nebenschlußreglers 22 beginnt und dann die Steuerschaltung 23 sperrt, ist es ferner möglich, den Energieverbrauch und das Rauschen zu verringern.
Unter Bezugnahme auf 12 und 13 folgt nun eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 12 sind Nebenschlußregler 49, 50 und 51 jeweilig für individuelle Schaltungen 46, 47 und 48 vorgesehen, wie beispielsweise für Verschlüsselungsschaltungen und Kommunikationsmodule, die in der Datenverarbeitungsschaltung 18 enthalten sind. Die Nebenschlußregler 49, 50 und 51 werden durch die CPU 43 gesteuert. Die anderen Teile der LSI-Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind dieselben wie jene der LSI-Vorrichtung 15 gemäß der ersten Ausführungsform derselben.
Der Nebenschlußregler 49 enthält einen Nebenschlußwiderstand 52 und einen Verbindungsschalter 53, der durch ein Nebenschlußsteuersignal F1 EIN- und AUSgeschaltet wird, das durch die CPU 43 ausgegeben wird. Der Nebenschlußregler 49 ist so konfiguriert, daß dann, wenn der Verbindungsschal ter 53 EIN ist, in dem Nebenschlußregler 49 dieselbe Menge von Nebenschlußstrom wie jene von dem Strom fließt, der im Operationsmodus durch die Schaltung 46 fließt.
Der Nebenschlußregler 50 enthält einen Nebenschlußwiderstand 54 und einen Verbindungsschalter 55, der durch ein Nebenschlußsteuersignal F2 EIN- und AUSgeschaltet wird, das durch die CPU 43 ausgegeben wird. Der Nebenschlußregler 50 ist so konfiguriert, daß dann, wenn der Verbindungsschalter 55 EIN ist, in dem Nebenschlußregler 50 dieselbe Menge von Nebenschlußstrom wie jene von dem Strom fließt, der im Operationsmodus durch die Schaltung 47 fließt.
Der Nebenschlußregler 51 enthält einen Nebenschlußwiderstand 56 und einen Verbindungsschalter 57, der durch ein Nebenschlußsteuersignal F3 EIN- und AUSgeschaltet wird, das durch die CPU 43 ausgegeben wird. Der Nebenschlußregler 51 ist so konfiguriert, daß dann, wenn der Verbindungsschalter 57 EIN ist, in dem Nebenschlußregler 51 dieselbe Menge von Nebenschlußstrom wie jene von dem Strom fließt, der im Operationsmodus durch die Schaltung 48 fließt.
13 ist ein Flußdiagramm einer Energiezufuhrspannungsstabilisierungsoperation gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Kommunikation zwischen der Lese-/Schreibeinheit 11 und der IC-Karte des kontaktlosen Typs der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung startet (Schritt P1), und die Steuerschaltung 23 startet die Steuerung des Nebenschlußreglers 22 (Schritt P2). In diesem Fall werden die Nebenschlußregler 49–51 gesteuert, um betriebsfähig zu sein. Wenn die Stabilisierung der Energiezufuhrspannung VCC durch die Steuerschaltung 23 vollendet ist (Schritt P3), startet die CPU 43 die Steuerung der Nebenschlußregler 49–51 nach Bedarf (Schritt S4).
Gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dieselben Funktionen und Effekte wie bei der ersten Ausführungsform derselben zu erhalten, und ferner den zusätzlichen Vorteil, daß die LSI-Vorrichtung 15 eine abrupte Veränderung der Energiezufuhrspannung VCC bewältigen kann, die verursacht wird, wenn die Schaltungen 46–49 gleichzeitig zu arbeiten beginnen, da die Nebenschlußregler 49–51 jeweilig für die Schaltungen 46–49 vorgesehen sind. Somit steht eine weiter stabilisierte Energiezufuhrspannung zur Verfügung. Ferner ist keine Berechnung zur Steuerung des Nebenschlußreglers 22 nötig, die in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, so daß die Steuerung des Nebenschlußreglers 22 vereinfacht werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die speziell offenbarten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung begrenzt, und Veränderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung (15) für eine IC-Karte des kontaktlosen Typs, die mit einer Gleichrichterschaltung (16) versehen ist, die ein Empfangssignal gleichrichtet und somit eine Energiezufuhrspannung (VCC) erzeugt, welche Vorrichtung umfaßt: einen Nebenschlußregler (22), der zwischen einer Energiezufuhrspannung und Erde verbunden ist und einen Nebenschlußwiderstandswert (25-0, 25-1, ..., 25-n) steuert; und eine Steuerschaltung (23), die den Nebenschlußregler (22) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung dafür ausgelegt ist, um den Nebenschlußregler so zu steuern, daß: der Nebenschlußwiderstandswert allmählich abnimmt, wenn die Energiezufuhrspannung höher als eine obere Grenze eines Referenzspannungsbereiches (VH1-VL1) wird, und allmählich zunimmt, wenn die Energiezufuhrspannung niedriger als eine untere Grenze des Referenzspannungsbereiches wird; und der Nebenschlußwiderstandswert konstant bleibt, wenn die Energiezufuhrspannung in den Referenzspannungsbereich fällt.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Nebenschlußregler erste bis (n + 1)-te Einheits-Nebenschlußregler umfaßt, die parallel verbunden sind, wobei jeder der ersten bis (n + 1)-ten Einheits-Nebenschlußregler einen Nebenschlußwiderstand (25-0, 25-1, ..., 25-n) und eine Verbindungsschalteranordnung (26-0, 26-1, ..., 26-n) umfaßt, die seriell verbunden sind.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der ein k-ter Einheits-Nebenschlußregler, wobei k = 1, 2, ..., n + 1 ist, einen Widerstandswert aus (einem konstanten Wert) × 2^n+1-k hat.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Verbindungsschalteranordnung, die in jedem der Einheits-Nebenschlußregler vorgesehen ist, einen Verbindungsschalter (39-k) umfaßt, der mit dem Nebenschlußwiderstand (25-k) seriell verbunden ist, und eine Verzögerungsschaltung (32-k), die dem Verbindungsschalter ein Steuersignal von der Steuerschaltung zuführt, welche Verzögerungsschaltung so konfiguriert ist, daß eine Verzögerungszeit einer Flanke, durch die der Verbindungsschalter EINgeschaltet wird, länger als jene einer anderen Flanke ist, durch die der Verbindungsschalter AUSgeschaltet wird.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Steuerschaltung (23) umfaßt: eine Spannungsdetektionsschaltung (27), die einen Spannungswert der Energiezufuhrspannung detektiert; einen N-Bit-Überlauf-Aufwärts/Abwärts-Zähler (31); und eine Zählersteuerschaltung (28), die den Zähler instruiert, als Abwärts-Zähler zu arbeiten, wenn die Spannungsdetektionsschaltung detektiert, daß die Energiezufuhrspannung über dem Referenzspannungsbereich liegt, und den Zähler instruiert, als Aufwärts-Zähler zu arbeiten, wenn die Spannungsdetektionsschaltung detektiert, daß die Energiezufuhrspannung unter dem Referenzspannungsbereich liegt, und den Zähler instruiert, einen Haltezustand einzunehmen, wenn die Spannungsdetektionsschaltung detektiert, daß die Energiezufuhrspannung in den Referenzspannungsbereich fällt, wobei den Verbindungsschalteranordnungen (26-0, 26-1, ..., 26-n) der ersten bis (n + 1)-ten Einheits-Nebenschlußregler Ausgangssignale D0, D1, ..., Dn des Zählers zugeführt werden.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 3, ferner mit einem Taktgenerator (29), der Takte mit verschiedenen Frequenzen erzeugt, und einer Taktselektionsschaltung (30), die einen der Takte mit einer höheren Frequenz selektiert, wenn eine Differenz zwischen dem Spannungswert der Energiezufuhrspannung und dem Referenzspannungsbereich zunimmt, wobei der Zähler den einen der Takte zählt.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Lastschaltermodulationsschaltung (21), die die Energiezufuhrspannung mit modulierten Sendedaten überlagert, welche Lastschaltermodulationsschaltung durch ein Schaltersteuersignal gesteuert wird, das durch die Steuerschaltung (23) ausgegeben wird und verwendet wird, um den Nebenschlußregler zu steuern.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Lastschaltermodulationsschaltung (21) erste bis (n + 1)-te Einheits-Lastschaltermodulationsschaltungen umfaßt, die parallel verbunden sind und jeweils einen Lastwiderstand (40-0, 40-1, ..., 40-n) und eine Verbindungsschalteranordnung (41-0, 41-1, ..., 41-n) enthalten, die seriell verbunden sind, welche Verbindungsschalteranordnun gen durch das Schaltersteuersignal gesteuert werden, das von der Steuerschaltung zugeführt wird.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Lastwiderstand einer k-ten Einheits-Lastschaltermodulationsschaltung, wobei k = 1, 2, ..., n + 1 ist, einen Widerstandswert aus (einem konstanten Wert) × 2^n+1-k hat.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Verbindungsschalteranordnung (41-0, 41-1, ..., 41-n), die in jeder der Einheits-Lastschaltermodulationsschaltungen vorgesehen ist, einen Verbindungsschalter umfaßt, der mit dem Lastwiderstand seriell verbunden ist.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 5, ferner mit einer Lastschaltermodulationsschaltung (21), die die Energiezufuhrspannung mit modulierten Sendedaten überlagert, welche Lastschaltermodulationsschaltung durch ein Schaltersteuersignal gesteuert wird, das durch die Steuerschaltung (23) ausgegeben wird und verwendet wird, um den Nebenschlußregler zu steuern, bei der: die Lastschaltermodulationsschaltung erste bis (n + 1)-te Einheits-Lastschaltermodulationsschaltungen umfaßt, die parallel verbunden sind, wobei jede einen Lastwiderstand (40-0, 40-1, ..., 40-n) und eine Verbindungsschalteranordnung (41-0, 41-1, ..., 41-n) enthält, die seriell verbunden sind, welche Verbindungsschalteranordnungen durch das Schaltersteuersignal gesteuert werden, das von der Steuerschaltung zugeführt wird; und die Ausgangssignale D0, D1, ..., Dn als Schaltersteuersignale auf die Verbindungsschalteranordnungen der ersten bis (n + 1)-ten Einheits-Lastschaltermodulationsschaltungen angewendet werden.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einem Controller (43) und einer Schalteranordnung (44), die entweder die Steuerschaltung (23) oder den Controller selektiert, um den Nebenschlußregler zu steuern.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Controller das Steuern des Nebenschlußreglers startet, nachdem die Stabilisierung der Energiezufuhrspannung durch die Steuerschaltung (23) vollendet ist.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einer Vielzahl von Nebenschlußreglern (49-51), die jeweilig für individuelle Schaltungen (46-48) vorgesehen sind, die die Energiezufuhrspannung nutzen, wobei jeder von der Vielzahl von Nebenschlußreglern bewirkt, daß ein Nebenschlußstrom in ihm fließt, der einem Strom gleich oder ungefähr gleich ist, der in einer entsprechenden der individuellen Schaltungen fließt; und einem Controller (43), der die Vielzahl von Nebenschlußreglern steuert.
Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 14, bei der der Controller (43) das Steuern der Nebenschlußregler (49-51) startet, nachdem die Stabilisierung der Energiezufuhrspannung durch die Steuerschaltung vollendet ist.
IC-Karte des kontaktlosen Typs mit: einer Gleichrichterschaltung (16), die ein Empfangssignal über eine Antenne (14) gleichrichtet und somit eine Energiezufuhrspannung (VCC) erzeugt; und einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–15.