DE69819431T2 - Elektronisches Gerät - Google Patents

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mos transistor
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Fumiyasu Mihama-ku Utsunomiya
Yoshifumi Mihama-ku Yoshida
Miwa Mihama-ku Moriuchi
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Vorrichtung, die durch elektrische Leistung eines Generators, in welchem sich eine Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder einer Stromversorgung, in der sich deren Spannung im Zeitverlauf ändert, angetrieben wird, und insbesondere auf eine tragbare elektronische Vorrichtung.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Herkömmliche elektrische Vorrichtungen enthalten einen Generator, in welchem sich die Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung, in der sich deren Spannung im Zeitverlauf ändert. Um in solchen elektronischen Vorrichtungen eine Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtungen kontinuierlich zu betreiben, wird eine Stromversorgungskapazität des Generators oder der Stromversorgung so festgelegt, dass die Spannung des Generators oder der Stromversorgung nicht unter die minimale Antriebsspannung der Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtungen fällt, selbst wenn sich die Spannung im Zeitverlauf ändert.
  • Wie in 9 gezeigt ist, enthalten herkömmliche elektronische Vorrichtungen auch einen Generator, in welchem sich die Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 90, in der sich die Span nung im Zeitverlauf ändert, eine Verstärkerschaltung 92 zum Verstärken einer solchen erzeugten Leistung oder der Leistung der Stromversorgung, und eine Oszillatorschaltung 91, die die Verstärkerschaltung 92 antreibt. In der elektronischen Vorrichtung wird die Oszillatorschaltung 91 durch den Generator angetrieben, in welchem sich die Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder die Stromversorgung 90, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert. Ferner wird die Verstärkerschaltung 92 durch einen Ausgangstakt der Oszillatorschaltung 91 angetrieben, wobei die Leistung des Generators oder der Stromversorgung 90, bei der sich die Spannung der zugeführten Leistung im Zeitverlauf ändert, von der Verstärkerschaltung 92 verstärkt wird, um somit eine Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung anzutreiben. Um dementsprechend die Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung kontinuierlich zu betreiben, wird eine Stromversorgungskapazität des Generators oder der Stromversorgung 90 so festgelegt, dass die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 90 nicht unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 91 fällt, selbst wenn sich die Spannung im Zeitverlauf ändert.
  • Ferner enthalten herkömmliche elektronische Vorrichtungen einen Generator, in welchem sich die Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert, eine Verstärkerschaltung zum Verstärken einer solchen erzeugten Leistung oder der Leistung der Stromversorgung, eine Oszillatorschaltung, die die Verstärkerschaltung antreibt, und einen Kondensator zum Akkumulieren der verstärkten Leistung und zum Zuführen der Leistung zu einer Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung. In dieser elektronischen Vorrichtung wird die Oszillatorschaltung unter Verwendung der im Kondensator akkumulierten Leistung angetrieben, wobei die Verstärkerschaltung durch einen Ausgangstakt der Oszillatorschaltung angesteuert wird, und wobei die Leistung des Generators oder der Stromversorgung, in der sich die Spannung der zugeführten Leistung im Zeitverlauf ändert, durch die Verstärkerschaltung verstärkt wird. Die verstärkte Leistung wird anschließend im Kondensator akkumuliert, so dass die Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung durch die Leistung des Kondensators angetrieben wird. Um dementsprechend die Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung kontinuierlich zu betreiben, ist der Kondensator immer so geladen, dass die im Kondensator akkumulierte Leistung nicht erschöpft wird, und dass die Spannung des Kondensators nicht unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung fällt.
  • Im Folgenden wird ein Beispiel einer elektronischen Vorrichtung, die eine thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung als Generator verwendet, als Stand der Technik gezeigt. In der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung sind ein thermoelektrisches P-Typ-Materialelement und ein thermoelektrisches N-Typ-Materialelement sandwich-artig zwischen zwei Substraten angeordnet, wobei mehrere der thermoelektrischen P-Typ-Materialelemente und N-Typ-Materialelemente einen P-N-Übergang auf den Substraten durch ein elektrisch leitendes Material wie z. B. ein Metall bilden, um in Serie miteinander verbunden zu sein. Die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung erzeugt eine elektromotorische Kraft mittels einer Temperaturdifferenz zwischen den zwei Substraten, um somit Leistung zu erzeugen. Die erzeugte Leistung pro thermoelektrischem Materialelement beträgt etwa 200 μV/°C. Wenn z. B. eine Schaltung, die mit 1,5 V betrieben wird, direkt durch die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung angetrieben wird, sind unter der Annahme, dass die Temperaturdifferenz zwischen den Substraten 2°C beträgt, wenigstens 1.875 Paare von P-N-Übergängen erforderlich. Da ferner die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung durch die Atmosphärentemperatur beeinflusst wird, ist ein großer Spielraum für die Erzeugung von Leistung erlaubt, um somit die Paare von P-N-Übergängen zu erhöhen. Die elektronische Vorrichtung, die die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung verwendet, erfordert daher eine große Wärmestrahlungsplatte, da die Größe der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung erhöht wird und die Anzahl der Wärmeausbreitungswege ebenfalls erhöht wird.
  • 30 zeigt eine herkömmliche Verstärkerschaltung. In 30 bezeichnet das Bezugszeichen 470 einen Eingangsanschluss für die elektromotorische Spannung zum Eingeben der elektromotorischen Spannung Vp der Stromversorgung 90, 471 bezeichnet einen Eingangsanschluss für ein erstes Taktsignal zum Eingeben eines ersten Taktsignals P11, das eines der Taktsignale P1 ist, das von der Oszillatorschaltung 91 ausgegeben wird, 472 bezeichnet einen Eingangsanschluss für ein zweites Taktsignal zum Eingeben eines zweiten Taktsignals P12, das eines der Taktsignale P1 ist, 473 bezeichnet einen Ausgangsanschluss einer verstärkten Spannung zum Ausgeben einer verstärkten Spannung Vdd, 474 bezeichnet eine Verstärkereinheit, und 483 bezeichnet eine Diode.
  • Je größer die Anzahl der in Serie miteinander verbundenen Verstärkereinheiten 474 ist, desto größer ist der Verstärkungsfaktor. In der Verstärkereinheit 474 bezeichnet das Bezugszeichen 479 einen Eingangsanschluss, 480 bezeichnet einen Ausgangsanschluss für eine verstärkte Spannung, 481 bezeichnet einen Eingangsanschluss für ein erstes Taktsignal zum Eingeben eines ersten Taktsignals P11, 482 bezeichnet einen Eingangsanschluss für ein zweites Taktsignal zum Eingeben eines zweiten Taktsignals P12, 475 und 476 bezeichnen Dioden, und 477 und 478 bezeichnen Kondensatoren.
  • Ein Signal, das erhalten wird durch Invertieren des ersten Taktsignals P1, ist ein zweites Taktsignal P2. Da die Operation der Schaltung bereits bekannt ist, wird sie hier weggelassen.
  • Um in den herkömmlichen elektronischen Vorrichtungen eine Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung kontinuierlich zu betreiben, ist eine Stromversorgungskapazität eines Generators oder einer Stromversorgung so eingestellt, dass die Spannung des Generators oder der Stromversorgung nicht unter die minimale Antriebsspannung der Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung fällt, selbst wenn sich die Spannung im Zeitverlauf ändert. Wenn daher die Spannung des Generators oder der Stromversorgung die minimale Antriebsspannung der Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung überschreitet, wird elektrische Leistung verschwendet, wodurch die Effizienz des Gesamtsystems beeinträchtigt wird. Da ferner die Stromversorgungskapazität so eingestellt ist, dass die Spannung des Generators oder der Stromversorgung nicht unter die minimale Antriebsspannung der Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung fällt, sind der Generator oder die Stromversorgung unvorteilhaft vergrößert. Genauer ergibt sich in dem Fall, in dem die obenbeschriebene elektronische Vorrichtung in einer tragbaren Vorrichtung verwendet wird, das Problem, dass die Größe des Generators oder der Stromversorgung erhöht wird.
  • Ferner wird in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung eine Oszillator schaltung durch die Leistung des Generators oder der Stromversorgung angetrieben, wobei eine Verstärkerschaltung durch ein Taktsignal von der Oszillatorschaltung angetrieben wird. Selbst wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung leicht unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung fällt, stellen die Oszillatorschaltung, die Verstärkerschaltung und anschließend das gesamte System ihren Betrieb ein. Zu diesem Zeitpunkt liefert der Generator oder die Stromversorgung zur Verstärkerschaltung eine elektrische Leistung, deren Spannung nur etwas unterhalb der Spannung der minimalen Antriebsspannung der Verstärkerschaltung liegt. Da das System sich jedoch in einem Nicht-Arbeitszustand befindet, ist die Effizienz des Gesamtsystems erheblich beeinträchtigt. Um somit der Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung kontinuierlich Leistung zuzuführen, ist es erforderlich, dass die Spannung des Generators oder der Stromversorgung nicht unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung fällt, selbst wenn sich die Spannung im Zeitverlauf ändert. Andererseits überschreitet in dem Fall, in dem die Spannung des Generators oder der Stromversorgung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung deutlich überschreitet, die Spannung nach der Verstärkungsoperation deutlich eine Spannung, die für die Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung benötigt wird. Die so erzeugte überschüssige Leistung wird in nutzlose Energie, wie z. B. Wärme, umgewandelt. Da ferner die Stromversorgungskapazität so festgelegt ist, dass die Spannung des Generators oder der Stromversorgung nicht unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung fällt, ergibt sich das Problem, dass die Größe des Generators oder der Stromversorgung unvorteilhaft erhöht ist.
  • Ferner wird in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung die im Kondensator akkumulierte Leistung verwendet, um die Oszillatorschaltung anzutreiben und die Ausgangsleistung des Generators oder der Stromversorgung zu verstärken. Die so verstärkte Leistung wird im Kondensator akkumuliert, um die Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung mit der Leistung des Kondensators anzutreiben. Um die Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung kontinuierlich zu betreiben, wird dementsprechend der Kondensator immer so aufgeladen, dass die Leistung des Kondensators nicht erschöpft wird und die Spannung des Kondensators nicht unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung fällt. Da die Leistung des Konden sators erschöpft wird, wenn die geladene Leistung des Kondensators kleiner ist als die Leistung, die von der Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung verbraucht wird, benötigt der Generator oder die Stromversorgung eine große Leistungszuführungskapazität. Somit ergibt sich das Problem, dass dann, wenn die Spannung des Kondensators unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung fällt, der Betrieb des gesamten Systems gestoppt wird.
  • In dem Fall, in dem die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung als Generator der obenbeschriebenen elektronischen Vorrichtung verwendet wird, müssen die thermoelektrischen Materialelemente miteinander in Serie verbunden werden, so dass die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung immer die minimale Antriebsspannung der Antriebsschaltung oder der Oszillatorschaltung der elektronischen Vorrichtung überschreitet. Da ferner die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung Leistung mittels einer Temperaturdifferenz erzeugt und durch die Atmosphärentemperatur beeinflusst wird, ist eine größere Anzahl an thermoelektrischen Materialelementen erforderlich, die in Serie miteinander zu verbinden sind. Aus diesem Grund wird die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung vergrößert, wobei die Anzahl der Wärmeausbreitungswege erhöht wird, so dass eine größere Wärmestrahlungsplatte erforderlich ist. Dementsprechend ist es schwierig, die obenbeschriebene elektronische Vorrichtung für eine tragbare Vorrichtung zu verwenden.
  • Das herkömmliche Spannungsverstärkersystem hat den ersten Nachteil, dass seine Verstärkerschaltung mehrere Dioden aufweisen muss und einen durch die Dioden hervorgerufenen Verlust aufweist. Eine Schottky-Diode wird häufig als Diode verwendet, um einen Vorwärtsspannungsabfall zu reduzieren. Selbst wenn jedoch die Schottky-Diode verwendet wird, kann ein Spannungsverlust und ein Leistungsverlust, der durch einen Vorwärtsspannungsabfall hervorgerufen wird, nicht vermieden werden, wobei das Problem besteht, dass in jeder der Schottky-Dioden eine Spannung von 0,2 V oder dergleichen verloren geht.
  • Da die herkömmliche Verstärkerschaltung kein Mittel zum Erfassen der Spannung einer Stromversorgung aufweist, kann sie als Nächstes den Verstärkungsfaktor der Verstärkerschaltung nicht auf einen angemessenen Wert entsprechend der Spannung der Stromversorgung einstellen. Das heißt, es bestehen die Probleme, dass eine Ladungseffizienz durch die Tatsache gesenkt wird, dass dann, wenn eine Sekundärbatterie durch eine bestimmte verstärkte Spannung des Verstärkersystems geladen wird, die Schwierigkeit des Aufladens einer Sekundärbatterie über eine Verstärkerschaltung mit einem hohen Verstärkungsfaktor, die einen großen Verlust aufweist, auch in dem Fall vorgenommen wird, in dem die Sekundärbatterie mittels einer Verstärkerschaltung mit einem geringen Verstärkungsfaktor auf Grund einer ausreichend hohen Spannung der Stromversorgung aufgeladen werden kann, und dass eine verstärkte Spannung die Obergrenze der Antriebsspannung zum Antreiben eines IC oder dergleichen überschreitet, da die Spannung einer Stromversorgung in dem Fall höher wird, in dem der IC oder dergleichen durch die verstärkte Spannung angetrieben wird.
  • JP 09149631A offenbart eine Verstärkertyp-Stromversorgungsvorrichtung, in der die Verstärkerschaltung ein Induktanzelement umfasst, das in Serie mit einer Diode verbunden ist. Die Induktivität ist mit einer Schaltvorrichtung in Form eines Transistors verbunden, der durch das Ausgangssignal von einem Oszillator gesteuert wird, welcher durch die Ausgangsspannung von der Verstärkerschaltung angetrieben wird.
  • US 5179508 offenbart einen Gleichspannungswandler, der mit einem Verstärkungsspannungswandler zum Verstärken einer dem Gleichspannungswandler zugeführten Eingangsspannung kombiniert ist. Der Verstärkungswandler umfasst eine Induktivität und einen steuerbaren Schalter in Form eines MOSFET, die in Serie mit einer Diode verbunden sind. Mit dem Gate des MOSFET ist ein Impulsbreitenmodulator-Regler verbunden. Wenn die Eingangsspannung unter eine Schwellenspannung fällt, verstärkt der Verstärkungswandler die Eingangsspannung für den Gleichspannungswandler. Wenn die Eingangsspannung über der Schwellenspannung liegt, arbeitet der Verstärkungswandler nicht und die Eingangsspannung kann direkt über eine Umgehungsdiode in den Gleichspannungswandler eingespeist werden. Dies ermöglicht, die Gleichspannungswandlerkomponenten für eine stationäre Operation zu optimieren, was eine verbesserte Effizienz bietet.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der obenbeschriebenen Probleme gemacht und hat daher die Aufgabe, eine elektronische Vorrichtung mit einer hohen Leistungseffizienz des Gesamtsystems zu schaffen, und ein System zu schaffen, das eine niedrigere Spannung verstärken kann, um somit die Verstärkungseffizienz zu verbessern.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektronische Vorrichtung geschaffen, die umfasst: eine Stromversorgung zum Erzeugen einer Ausgangsleistung, die sich im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung zum Verstärken einer Ausgangsspannung der Stromversorgung und zum Erzeugen einer verstärkten Ausgangsspannung; eine Oszillatorschaltung zum Erzeugen eines Impulssignals zum Antreiben der Verstärkerschaltung; und eine Lastschaltung mit einer minimalen Betriebsspannung, die höher ist als diejenige der Oszillatorschaltung; dadurch gekennzeichnet, dass die Lastschaltung durch die verstärkte Ausgangsspannung angetrieben wird, wobei die Oszillatorschaltung durch die Ausgangsspannung der Stromversorgung angetrieben wird, um die Oszillation zu starten, und anschließend durch die verstärkte Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung angetrieben wird; und eine Diode vorgesehen ist, die in Vorwärtsrichtung einen Ausgang der Stromversorgung und einen Eingang der Oszillatorschaltung verbindet und die Ausgangsschaltung der Stromversorgung als Antriebsspannung der Oszillatorschaltung eingibt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verstärken einer Eingangsspannung geschaffen, das die Schritte umfasst: Zuführen einer Ausgangsspannung einer Stromversorgung zum Antreiben eines Oszillators, Antreiben einer Verstärkerschaltung mit einem Taktimpuls, der vom Oszillator in Reaktion auf die Ausgangsspannung der Stromversorgung erzeugt wird; gekennzeichnet durch das Zuführen einer verstärkten Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung zum Oszillator, so dass der Oszillator anfangs durch die Ausgangsspannung der Stromversorgung angetrieben wird, um die Oszillation zu starten, und anschließend durch die verstärkten Ausgangsspannung angetrieben wird, wodurch die Ausgangsspannung der Stromversorgung nicht auf einem Pegel gehalten werden muss, der wenigstens so groß wie die minimale Betriebsspannung des Oszillators ist, um den Betrieb der Vorrichtung aufrecht zu erhalten, die durch die verstärkte Spannung angetrieben wird; und dadurch dass der Oszillator durch die Ausgangsspannung der Stromversorgung angetrieben wird, um die Oszillation über eine Diode zu starten, die in Vorwärtsrichtung einen Ausgang der Stromversorgung und einen Eingang des Oszillators verbindet.
  • Eine elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Generator, in welchem sich die Spannung der von thermoelektrischen Vorrichtungen und dergleichen erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung; und eine Oszillatorschaltung, die die Verstärkerschaltung antreibt. Die Oszillatorschaltung wird betrieben und die Verstärkerschaltung wird angetrieben durch einen Ausgangstakt der Oszillatorschaltung, wodurch die vom Generator oder der Stromversorgung erzeugte Spannung verstärkt wird.
  • Sobald in der elektronischen Vorrichtung die Spannung zum Antreiben der Oszillatorschaltung eingegeben wird, wird die Verstärkerschaltung betrieben, wobei die Oszillatorschaltung mittels des Ausgangs der Oszillatorschaltung kontinuierlich betrieben werden kann. Selbst wenn dementsprechend die Spannung des Generators oder der Stromversorgung sich im Zeitverlauf ändert und die Spannung unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung fällt, kann die Spannung auf die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher verstärkt werden.
  • Ferner werden in der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durch Vorsehen einer Spannungserfassungsschaltung für die Stromversorgung die Betriebsphasen der Verstärkerschaltung umgeschaltet, oder es wird eine Schwingungsfrequenz des Oszillators zum Erzeugen eines Taktimpulses zum Antreiben der Verstärkerschaltung verändert, wodurch die Verstärkungsrate verändert werden kann. Als Ergebnis kann eine konstante Ausgangsspannung für die Stromversorgung, in der sich die Spannung stark ändert, effizient erhalten werden.
  • Ferner wird in der elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung die Operation der Spannungserfassungsschaltung intermittierend ausgeführt, wobei eine Speicherschaltung zum Speichern eines Ausgangs der Spannungserfassungsschaltung vorgesehen ist, bis ein Impuls zum Starten einer nachfolgenden Operation ausgegeben wird, wodurch der Stromverbrauch der Spannungserfassungsschaltung reduziert werden kann.
  • Ferner sind in wenigstens einem der in der Verstärkerschaltung verwendeten MOS-Transistoren ein Gate und ein Kanal vom gleichen Leitfähigkeitstyp, wodurch ein Absolutwert der Schwellenspannung des MOS-Transistors ebenfalls reduziert werden kann.
  • Durch die obenbeschriebene Struktur kann eine kleine tragbare Vorrichtung, wie z. B. eine Armbanduhr, die als Stromversorgung eine thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung oder eine Solarzelle verwendet, in denen sich die Spannung stark verändern kann, verwirklicht werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Systemblockschaltbild, das eine elektronische Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Systemblockschaltbild, das eine elektronische Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist ein Systemblockschaltbild, das eine elektronische Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist ein Systemblockschaltbild, das eine elektronische Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine perspektivische Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die eine thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • 6 ist ein Graph, der die Eigenschaften einer Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung gemäß zeitlich sequenziellen Änderungen zeigt.
  • 7 ist eine perspektivische Draufsicht, in der die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Armbanduhr vorgesehen ist.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht, in der die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Armbanduhr vorgesehen ist.
  • 9 ist ein Blockschaltbild, das ein herkömmliches Verstärkersystem zeigt.
  • 10 ist ein Verstärkerschaltungsdiagramm, das ein Spulenverstärkersystem der elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Oszillatorschaltung zeigt, die in der Spulenverstärkungsoperation der elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 12 ist ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform eines Verstärkersystems der elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 13 ist ein Blockschaltbild, das eine Verstärkerschaltung in einem Kondensatorschaltsystem der elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 14 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine erste Verstärkerschaltung im Kondensatorschaltsystem der elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 15 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine zweite Verstärkerschaltung im Kondensatorschaltsystem der elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 16 ist ein Schaltungsdiagramm, das dritte und vierte Verstärkerschaltungen im Kondensatorschaltsystem der elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 17 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform der Verstärkerschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 18 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Verstärkerschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 19 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Verstärkerschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 20 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Verstärkerschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 21 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform der Verstärkerschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 22 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform der Verstärkerschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 23 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform der Verstärkerschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 24 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Oszillatorschaltung zeigt, die in dem Kondensatorschaltsystem der elektronischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 25 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform einer Oszillatorschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 26 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform einer intermittierenden Impulsgeneratorschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 27 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform einer Spannungserfassungsschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 28 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform einer Signalspeicherschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 29 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform einer Signalspeicherschaltung der elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 30 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Verstärkerschaltung in einem herkömmlichen Verstärkersystem zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine elektronische Schaltung 10: einen Generator, in welchem sich die Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt. Die Oszillatorschaltung 13 wird betrieben und die Verstärkerschaltung 12 wird durch einen Ausgangstakt der Oszillatorschaltung 13 angetrieben, wodurch die Ausgangsspannung, die vom Generator oder der Stromversorgung 11 erzeugt wird, verstärkt wird. Hierbei verstärkt die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn sich die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 im Zeitverlauf ändert, so dass sie niedriger als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung ist, die Spannung auf nicht weniger als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder die Antriebsspannung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung. Somit muss die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden, so dass der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden können. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine elektronische Vorrichtung 10 ferner: einen Generator, in dem sich die Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt. Wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 sich im Zeitverlauf ändert, so dass die Spannung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreitet, erhält die Oszillatorschaltung 13 die Leistung zum Starten der Oszillation vom Generator oder der Stromversorgung 11. Die Oszillatorschaltung 13, die die Oszillation gestartet hat, treibt die Verstärkerschaltung 12 an, um somit die vom Generator oder der Stromversorgung 11 erzeugte Ausgangsspannung zu verstärken. Hierbei verstärkt die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn sich die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 im Zeitverlauf ändert, so dass sie niedriger ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, die Spannung auf nicht weniger als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder der Antriebsspannung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung. Somit muss die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden. Sobald die Spannung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, kann die Verstärkerschaltung 12 angetrieben werden, weshalb der Generator und die Stromversorgung 11 verkleinert werden können. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Da ferner eine Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsschaltung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine elektronische Vorrichtung 10: einen Generator, in welchem sich die Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt. Wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 sich im Zeitverlauf ändert, so dass die Spannung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreitet, erhält die Oszillatorschaltung 13 die Leistung zum Starten der Oszillation vom Generator oder der Stromversorgung 11. Die Oszillatorschaltung 13, die die Oszillation begonnen hat, treibt die Verstärkerschaltung 12 an, um somit die vom Generator oder der Stromversorgung 11 erzeugte Ausgangsspannung zu verstärken. Die Oszillatorschaltung 13 führt nach Beginn der Oszillation unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung kontinuierlich eine Oszillation aus. Zu diesem Zeitpunkt verstärkt die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 sich im Zeitverlauf ändert, so dass sie niedriger ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, die Spannung auf nicht weniger als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder die Antriebsspannung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung. Somit muss die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden, so dass der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden können. Die Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenenrwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Somit ist es möglich, die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung ohne irgendwelche anderen Stromquellen kontinuierlich anzutreiben. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine elektronische Vorrichtung 10: einen Generator, in dem die Spannung der erzeugten Leistung sich im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung; eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; und eine Stromquelle 30, die unabhängig vom Generator oder der Stromquelle 11 vorgesehen ist. Die Oszillatorschaltung 13 erhält die zum Starten der Oszillation notwendige Leistung von der Stromquelle 30, die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehen ist. Die Oszillatorschaltung 13, die mit der Oszillation begonnen hat, treibt die Verstärkerschaltung 12 an, um somit die Ausgangsspannung, die vom Generator oder der Stromversorgung 11 erzeugt wird, zu verstärken. Zu diesem Zeitpunkt verstärkt die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 sich im Zeitverlauf ändert, so dass sie niedriger ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, die Spannung auf nicht weniger als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder die Antriebsspannung der Antriebsschaltung 42 der elektrischen Vorrichtung. Somit muss die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden. Da ferner die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung kontinuierlich arbeiten kann, selbst wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 im Zeitverlauf nicht die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschal tung überschreiten kann, kann der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden. Die Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich der tragbaren Vorrichtung. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine elektronische Vorrichtung 10: einen Generator, in dem die Spannung der erzeugten Leistung sich im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung; eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; und eine Stromquelle 30, die unabhängig vom Generator oder der Stromquelle 11 vorgesehen ist. Die Oszillatorschaltung 13 erhält die zum Starten der Oszillation notwendige Leistung von der Stromquelle 30, die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehen ist. Die Oszillatorschaltung 13, die mit der Oszillation begonnen hat, treibt die Verstärkerschaltung 12 an, um somit die Ausgangsspannung, die vom Generator oder der Stromversorgung 11 erzeugt wird, zu verstärken. Die Oszillatorschaltung 13 führt nach Beginn der Oszillation unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung kontinuierlich eine Oszillation aus. Zu diesem Zeitpunkt verstärkt die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn sich die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 im Zeitverlauf ändert, so dass sie niedriger ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, die Spannung auf nicht weniger als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder die Antriebsspannung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung. Somit muss die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden. Da ferner die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung kontinuierlich arbeiten kann, selbst wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 im Zeitverlauf nicht die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreiten kann, können der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung der Stromquelle 30, die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehen ist, die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Somit ist es möglich, die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung ohne irgendwelche anderen Stromquellen kontinuierlich anzutreiben. Da es ferner nicht notwendig ist, dass die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehene Stromquelle 30 immer der Oszillatorschaltung 13 Strom zuführt, kann die Stromquelle 30 verkleinert werden. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine elektronische Vorrichtung 10: einen Generator, in dem die Spannung der erzeugten Leistung sich im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung; eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; eine Schottky-Diode 20 zum Gleichrichten der vom Generator oder der Stromversorgung erzeugten Leistung und der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung; eine Steuerschaltung 40 zum Aufteilen der Leistung auf eine Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung und einen Kondensator 41 oder vom Kondensator 41 zur Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung gemäß einem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung; den Kondensator 41 zum Akkumulieren der verstärkten Leistung, um die Leistung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung zuzuführen; und die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung, die unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung oder der im Kondensator 41 akkumulierten Leistung betrieben wird. Die Oszillatorschaltung 13 erhält die Leistung zum Starten, wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 sich im Zeitverlauf ändert, so dass die Spannung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreitet, oder die Oszillatorschaltung 13 erhält Leistung vom Kondensator 41. Die Oszillatorschaltung 13, die mit der Oszillation begonnen hat, treibt die Verstärkerschaltung 12 an, um somit die vom Generator oder der Stromversorgung 11 erzeugte Ausgangsspannung zu verstärken. Die Oszillatorschaltung 13 führt nach Beginn der Oszillation unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung kontinuierlich eine Oszillation aus. Zu diesem Zeitpunkt verstärkt die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 sich im Zeitverlauf ändert, so dass sie niedriger ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, die Spannung auf nicht weniger als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder die Antriebsspannung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung. Da somit die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden muss, können der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden. Die Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung, und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Somit ist es möglich, die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung ohne irgendwelche anderen Stromquellen kontinuierlich anzutreiben. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann. Wenn ferner versucht wird, den Kondensator 41, der nicht geladen ist, aufzuladen, beginnt im Fall des Generators oder der Stromversorgung mit einem großen Innenwiderstand die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 zu sinken, so dass eine beträchtliche Zeitperiode zum Laden des Kondensators 41 erforderlich ist. In der elektronischen Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Leistung nach der Verstärkungsoperation auf den Kondensator 41 oder die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung entsprechend einem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung verteilt. Es wird somit die Wirkung erzielt, dass die vom Generator oder der Stromversorgung 11 zugeführte Leistung effizient verbraucht werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine elektronische Vorrichtung 10: eine thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung 71, in der thermoelektrische P-Typ-Materialelemente 52 und thermoelektrische N-Typ-Materialelemente 53 sandwich-artig zwischen zwei Substraten aufgenommen sind und einen P-N-Übergang über ein elektrisch leitendes Material wie z. B. Metall bilden, um in Serie miteinander verbunden zu sein; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71, eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; eine Schottky-Diode 20 zum Gleichrichten der vom Generator oder der Stromversorgung erzeugten Leistung und der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung; eine Steuerschaltung 40 zum Aufteilen der Leistung auf eine Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung und einen Kondensator 41 oder vom Kondensator 41 zur Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung entsprechend einem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung; den Kondensator 41 zum Akkumulieren der verstärkten Leistung, um die Leistung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung zuzuführen; und die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung, die unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung oder der im Kondensator 41 akkumulierten Leistung betrieben wird. Die Oszillatorschaltung 13 erhält Leistung zum Starten, wenn sich die Spannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 im Zeitverlauf ändert, so dass die Spannung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreitet, oder die Oszillatorschaltung 13 erhält Leistung vom Kondensator 41. Die Oszillatorschaltung 13, die mit der Oszillation begonnen hat, treibt die Verstärkerschaltung 12 an, um somit die vom Generator oder der Stromversorgung 11 erzeugte Ausgangsspannung zu verstärken. Die Oszillatorschaltung 13 führt nach Beginn der Oszillation unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung kontinuierlich eine Oszillation aus. Zu diesem Zeitpunkt verstärkt die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn die Spannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 sich im Zeitverlauf ändert, so dass sie niedriger ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, die Spannung auf nicht weniger als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder die Antriebsspannung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung. In dem Fall, in dem die elektronische Vorrichtung 10 kontinuierlich angetrieben wird, kann daher die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung 71 verkleinert werden, da somit die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden muss. Die Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Somit ist es möglich, die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung ohne irgendwelche anderen Stromquellen kontinuierlich einzutreiben. Da insbesondere die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Temperaturdifferenz erzeugt wird, um ein Mehrfaches größer ist als die Spannung in einem konstanten Zustand im Zeitverlauf, ist die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung 71 für die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann. Wenn ferner versucht wird, den Kondensator 41, der nicht geladen ist, aufzuladen, beginnt im Fall des Generators oder der Stromversorgung mit einem großen Innenwiderstand die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 zu sinken, so dass eine beträchtliche Zeitspanne erforderlich ist, um den Kondensator 41 aufzuladen. In der elektronischen Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Leistung nach der Verstärkungsope ration auf den Kondensator 41 oder die Antriebsspannung 42 der elektronischen Vorrichtung entsprechend einem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung verteilt. Somit wird die Wirkung erzielt, dass die von der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 zugeführte Leistung effizient verbraucht werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine elektronische Vorrichtung 10: einen Generator, in dem die Spannung der erzeugten Leistung sich im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung; eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; eine Schottky-Diode 20 zum Gleichrichten der vom Generator oder der Stromversorgung erzeugten Leistung und der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung; eine Steuerschaltung 40 zum Aufteilen der Leistung auf ein Uhrwerk 75 und einen Kondensator 41 oder vom Kondensator 41 zum Uhrwerk 75 entsprechend einem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung; den Kondensator 41 zum Akkumulieren der verstärkten Leistung, um die Leistung dem Uhrwerk 75 zuzuführen; und das Uhrwerk 75, das eine Zeitanzeigefunktion enthält, die unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung oder der im Kondensator 41 verstärkten Leistung betrieben wird. Die Oszillatorschaltung 13 erhält Leistung zum Starten, wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 sich im Zeitverlauf ändert, so dass die Spannung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 11 überschreitet, oder der Oszillatorschaltung 13 erhält Leistung vom Kondensator 41. Die Oszillatorschaltung 13, die mit der Oszillation begonnen hat, treibt die Verstärkerspannung 12 an, um somit die vom Generator oder von der Stromversorgung 11 erzeugte Ausgangsspannung zu verstärken. Die Oszillatorschaltung 13 führt nach Beginn der Oszillation unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung kontinuierlich eine Oszillation aus. Zu diesem Zeitpunkt verstärkt die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn sich die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 im Zeitverlauf ändert, so dass sie niedriger ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, die Spannung auf nicht weniger als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder die Antriebsspannung des Uhrwerks 75. Da somit die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden muss, können der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13, zu arbeiten, verstärkt die Spannung, und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Es ist somit möglich, das Uhrwerk 75 ohne irgendwelche anderen Leistungsquellen kontinuierlich anzutreiben. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann. Wenn ferner versucht wird, den Kondensator 41, der nicht geladen ist, aufzuladen, wird im Fall des Generators oder der Stromversorgung mit einem großen Innenwiderstand die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 sinken, so dass eine beträchtliche Zeitperiode erforderlich ist, um den Kondensator 41 zu laden. In der elektronischen Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Leistung nach der Verstärkungsoperation auf den Kondensator 41 oder das Uhrwerk 75 entsprechend einem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung verteilt. Somit wird die Wirkung erzielt, dass die vom Generator oder der Stromversorgung 11 gelieferte Leistung effizient verbraucht werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ferner die im Folgenden beschriebene Struktur angewendet. Das heißt, ein Eingangsanschluss 160 ist mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 164 und der Source eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 165 verbunden, ein erster Taktsignaleingangsanschluss 162 ist mit den Gates des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 165 und eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 166 verbunden, ein zweiter Taktsignaleingangsanschluss 163 ist mit den Gates des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 164 und eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 167 verbunden, die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 164 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 166 und einer zweiten Elektrode eines Kondensators 168 verbunden, eine erste Elektrode des Kondensators 168 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 165 und der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 167 verbunden, ein Ausgangsanschluss 161 zum Ausgeben einer verstärkten Spannung ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 167 verbunden, und ein GND-Eingangsanschluss 169 ist mit der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 166 verbunden. Eine Spannung wird um einen Faktor 2 verstärkt durch Widerholen der Operation, in der eine Eingangsspannung der zweiten Elektrode des Kondensators 168 zugeführt wird, dessen erste Elektrode mit dem GND-Anschluss verbunden ist, und die Eingangsspannung der ersten Elektrode zugeführt wird, um somit eine verstärkte Ausgangsspannung auszugeben, die doppelt so hoch ist wie die an der zweiten Elektrode erzeugte Eingangsspannung. Somit ergibt sich eine Wirkung in dem Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung niedrig ist und jeder dieser N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren nur eine Spannung liefern muss, die nicht höher ist als die maximale Spannung jedes N-Kanal-Typ-MOS-Transistors, dass die Spannung effizient verstärkt werden kann und ferner die Spannung verstärkt werden kann, unabhängig davon, wie niedrig sie ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ferner die im Folgenden beschriebene Struktur angewendet. Das heißt, ein Eingangsanschluss 170 ist mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 174 und der Source eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 175 verbunden, ein erster Taktsignaleingangsanschluss 172 ist mit den Gates der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 175, 176 und 177 verbunden, ein zweiter Taktsignaleingangsanschluss 173 ist mit dem Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 174 verbunden, die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 174 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 176 und einer zweiten Elektrode eines Kondensators 178 verbunden, eine erste Elektrode des Kondensators 178 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 175 und der Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 177 verbunden, ein Ausgangsanschluss 171 zum Ausgeben einer verstärkten Spannung ist mit der am Substrat geerdeten Source des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 177 verbunden, und ein GND-Anschluss 179 ist mit der Source des N-Kanal-Typ-MOS- Transistors 176 verbunden. Eine Spannung wird um einen Faktor 2 verstärkt durch Wiederholen der Operation, bei der eine Eingangsspannung der zweiten Elektrode des Kondensators 178 zugeführt wird, dessen erste Elektrode mit dem GND-Anschluss verbunden ist, wobei die Eingangsspannung anschließend der ersten Elektrode zugeführt wird, um somit eine verstärkte Spannung auszugeben, die doppelt so hoch ist wie die an der zweiten Elektrode erzeugte Eingangsspannung. In der obenbeschriebenen Struktur wird in dem Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung niedriger ist als die maximale Spannung der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 174 und 175 und eine an der ersten Elektrode des Kondensators 178 erzeugte verstärkte Spannung höher ist als die minimale Spannung, die der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 177 liefern kann, die Wirkung erzielt, dass die Spannung effizient verstärkt werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die im Folgenden beschriebene Struktur angewendet. Das heißt, ein Eingangsanschluss 180 ist mit der am Substrat geerdeten Source eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 184 und der Drain eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 185 verbunden, ein erster Taktsignaleingangsanschluss 182 ist mit den Gates der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 184 und 187 und dem Gate eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 186 verbunden, ein zweiter Taktsignaleingangsanschluss 183 ist mit dem Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 185 verbunden, die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 184 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 186 und einer zweiten Elektrode eines Kondensators 188 verbunden, eine erste Elektrode eines Kondensators 188 ist mit der am Substrat geerdeten Source des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 185 und der Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 187 verbunden, ein Ausgangsanschluss 181 zum Ausgeben einer verstärkten Spannung ist mit der am Substrat geerdeten Source des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 187 verbunden, und ein GND-Anschluss 189 ist mit der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 186 verbunden. Eine Spannung wird um einen Faktor 2 verstärkt durch Wiederholen der Operation, in der eine Eingangsspannung der zweiten Elektrode des Kondensators 188 zugeführt wird und die Eingangsspannung anschließend der ersten Elektrode zugeführt wird, um somit eine verstärkte Spannung auszugeben, die doppelt so hoch ist wie die an der zweiten Elektrode erzeugte Eingangsspannung. In der obenbeschriebenen Struktur weist das System das Merkmal auf, das eine hohe Spannung auch dann verstärkt werden kann, wenn die Spannung nicht niedriger ist als die minimale Spannung, die jeder P-Kanal-Typ-MOS-Transistor liefern kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ferner die im Folgenden beschriebene Struktur angewendet. Das heißt, ein erster Eingangsanschluss 222 ist mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 227 verbunden, ein zweiter Eingangsanschluss 221 ist mit der Source eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 228 verbunden, ein erster Taktsignaleingangsanschluss 224 ist mit dem Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 227 verbunden, ein zweiter Taktsignaleingangsanschluss 225 ist mit den Gates der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 228 und 229 verbunden, die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 227 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 229 und einer zweiten Elektrode eines Kondensators 210 verbunden, eine erste Elektrode des Kondensators 210 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 228 und einem Ausgangsanschluss 223 zum Ausgeben einer verstärkten Spannung verbunden, und ein GND-Eingangsanschluss 226 ist mit der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 229 verbunden. Es wird eine Verstärkungsoperation wiederholt, bei der eine Eingangsspannung der ersten Elektrode des Kondensators 210 zugeführt wird und anschließend die Eingangsspannung der zweiten Elektrode zugeführt wird, um somit eine verstärkte Spannung zu erhalten, die an der ersten Elektrode plus einer Spannung an der zweiten Elektrode erzeugt wird. In einer solchen Struktur ergibt sich die Wirkung, das in dem Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung niedrig ist und jeder dieser N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren nur eine Spannung zu liefern hat, die nicht höher ist als die maximale Spannung jedes N-Kanal-Typ-MOS-Transistors, die Spannung effizient verstärkt werden kann und ferner die Spannung verstärkt werden kann, unabhängig davon, wie niedrig sie ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ferner die im Folgenden beschriebene Struktur angewendet. Das heißt, ein erster Eingangsanschluss 242 ist mit der Drain eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 247 verbunden, ein zweiter Eingangsanschluss 241 ist mit der Source eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 248 verbunden, ein erster Taktsignaleingangsanschluss 244 ist mit dem Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 247 verbunden, ein zweiter Taktsignaleingangsanschluss 245 ist mit den Gates der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 248 und 249 verbunden, die Source des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 247 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 249 und einer zweiten Elektrode eines Kondensators 250 verbunden, eine erste Elektrode eines Kondensators 250 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 248 und einem Ausgangsanschluss 243 zum Ausgeben einer verstärkten Spannung verbunden, und ein GND-Eingangsanschluss 246 ist mit der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 249 verbunden. Es wird eine Verstärkungsoperation wiederholt, bei der eine Eingangsspannung der ersten Elektrode des Kondensators 250 zugeführt wird und anschließend die Eingangsspannung der zweiten Elektrode zugeführt wird, um somit die Eingangsspannung zu erhalten, die an der ersten Elektrode erzeugt wird, plus der an der zweiten Elektrode erzeugten Spannung. In der obenbeschriebenen Struktur wird die Wirkung erzielt, das in dem Fall, in dem eine in den zweiten Eingangsanschluss 241 einzugebende Spannung niedriger ist als die maximale Spannung, die der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 248 liefern kann, und eine in den ersten Eingangsanschluss 242 einzugebende Spannung nicht niedriger ist als die minimale Spannung des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 247, die Spannung effizient verstärkt werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ferner die im Folgenden beschriebene Struktur angewendet. Das heißt, ein Eingangsanschluss 300 ist mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 306 verbunden, das Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 306 ist mit einem ersten Taktsignaleingangsanschluss 302 verbunden, die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 306 ist mit einer ersten Elektrode eines Kondensators 308 und der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 307 verbunden, eine zweite Elektrode des Kondensators 308 ist mit einem dritten Taktsignaleingangsanschluss 304 verbunden, das Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 307 ist mit einem zweiten Taktsignaleingangsanschluss 303 verbunden, die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 307 ist mit einer ersten Elektrode eines Kondensators 309 und einem Ausgangsanschluss 301 verbunden, eine zweite Elektrode des Kondensators 309 ist mit einem vierten Taktsignaleingangsanschluss 305 verbunden. Die Leistung wird sequenziell vom Eingangsanschluss 300 zum Kondensator 308 und dem Kondensator 309 zugeführt, um die verstärkte Leistung aus dem Ausgangsanschluss 301 auszugeben. Bei einer solchen Struktur ergibt sich die Wirkung, dass in dem Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung niedrig ist oder Vdd hoch ist und die maximale Spannung, die jeder der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren liefern kann, ebenfalls hoch ist, jeder N-Kanal-Typ-MOS-Transistor nur eine Spannung zu liefern hat, die nicht höher ist als die maximale Spannung jedes N-Kanal-Typ-MOS-Transistors, wobei die Spannung effizient verstärkt werden kann und ferner die Spannung verstärkt werden kann, unabhängig davon, wie niedrig sie ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ferner die im Folgenden beschriebene Struktur angewendet. Das heißt, ein Eingangsanschluss 311 ist mit der Drain eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 317 verbunden, das Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 317 ist mit einem zweiten Taktsignaleingangsanschluss 314 verbunden, die Source des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 317 ist mit einer ersten Elektrode eines Kondensators 319 und der Drain eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 318 verbunden, eine zweite Elektrode des Kondensators 319 ist mit einem dritten Taktsignaleingangsanschluss 315 verbunden, das Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 318 ist mit einem ersten Taktsignaleingangsanschluss 313 verbunden, die Source des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 318 ist mit einer ersten Elektrode eines Kondensators 320 und einem Ausgangsanschluss 312 verbunden, eine zweite Elektrode des Kondensators 320 ist mit einem vierten Taktsignaleingangsanschluss 316 verbunden. Die Leistung wird sequenziell vom Eingangsanschluss 311 zum Kondensator 319 und dem Kondensator 320 zugeführt, um die verstärkte Leistung aus dem Ausgangsanschluss 312 auszugeben. Bei einer solchen Struktur ergibt sich die Wirkung, dass in dem Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung hoch ist und jeder dieser P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren eine Spannung liefert, die nicht niedriger ist als die minimale Spannung, die jeder P-Kanal-Typ-MOS-Transistor liefern kann, die Spannung effizient verstärkt werden kann und ferner die Spannung verstärkt werden kann, unabhängig davon, wie hoch sie ist.
  • Eine Verstärkerschaltung eines Verstärkersystems der vorliegenden Erfindung verstärkt eine Spannung durch Laden und Entladen eines Kondensa tors mittels des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors oder des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors.
  • Die Verstärkerschaltung eines Verstärkersystems der vorliegenden Erfindung kann ein beliebiges Schaltsystem aufweisen, das grundsätzlich eine solche Anordnung aufweist, jedoch werden die folgenden drei Schaltungssysteme empfohlen; ein erstes Schaltungssystem, das eine Spannung um einen Faktor von 2n mittels mehrerer Verstärkerschaltungen verstärkt, die miteinander in Serie verbunden sind, von denen jede eine Spannung um einen Faktor 2 verstärkt, durch Wiederholen der Operation, in der eine Eingangsspannung einer zweiten Elektrode des Kondensators zugeführt wird, während die erste Elektrode desselben mit einem GND-Anschluss verbunden ist, woraufhin die Eingangsspannung der ersten Elektrode zugeführt wird, um somit eine verstärkte Spannung auszugeben, die doppelt so hoch ist wie die an der zweiten Elektrode erzeugte Eingangsspannung; oder ein zweites Schaltungssystem, das eine Spannung um einen Faktor von (1 + n) verstärkt durch Aufladen mehrerer Kondensatoren parallel und anschließendes Verbinden der Kondensatoren miteinander in Reihe; und ferner ein drittes Schaltungssystem, das eine Diode der herkömmlichen Verstärkerschaltung durch einen MOS-Transistor ersetzt und somit eine Spannung um einen Faktor von (1 + n) verstärkt.
  • In einer Oszillatorschaltung eines Verstärkersystems der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass seine Leistungsquellenspannung eine verstärkte Spannung ist, um bis zum Äußersten die Fähigkeit eines MOS-Transistors zum Empfangen eines Taktsignals von der Oszillatorschaltung mit seinem Gate aufzuweisen, d. h. um den MOS-Transistor ein Taktsignal mit der höchsten Spannung empfangen zu lassen, d. h. den Wellenhöhenwert der verstärkten Spannung. In dem Fall, in dem die Spannung einer Stromversorgung variiert, wird ferner, um die optimale Spannung entsprechend der Spannung der Stromquelle zu erhalten, vorzugsweise ein Taktsignal so gestaltet, dass es sich entsprechend der Spannung der Stromquelle verändert. Das heißt, es wird vorgeschlagen, dass die Oszillatorschaltung die Frequenz ihres Ausgangstaktsignals entsprechend der Spannung der Stromversorgung ändert.
  • Andererseits wird vorgeschlagen, dass ein Verstärkersystem der vorliegenden Erfindung mit einer Spannungserfassungsschaltung zum Erfassen der Spannung einer Stromversorgung versehen ist und den Verstärkungsfaktor einer Verstärkerschaltung entsprechend einem von der Spannungserfassungsschaltung in Abhängigkeit von der Spannung der Stromversorgung ausgegebenen Erfassungssignals ändert.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Spannungserfassungsschaltung der vorliegenden Erfindung intermittierend arbeitet, um ihren Stromverbrauch zu reduzieren, wobei empfohlen wird, dass das Verstärkersystem zusätzlich mit einer intermittierenden Impulsgeneratorschaltung und einer Signalspeicherschaltung versehen ist, um die Spannungserfassungsschaltung intermittierend arbeiten zu lassen, wobei die Spannungserfassungsschaltung durch intermittierende Impulse, die von der intermittierenden Impulsgeneratorschaltung erzeugt werden, intermittierend betrieben wird, und wobei ein Erfassungssignal, das zum Zeitpunkt der Operation der Spannungserfassungsschaltung ausgegeben wird, in die Verstärkerschaltung über die Signalspeicherschaltung eingegeben wird, und wobei ein Erfassungssignal zum Zeitpunkt der Operation der Spannungserfassungsschaltung kontinuierlich an die Verstärkerschaltung bis zur nächsten Operation ausgegeben wird.
  • Außerdem wird vorgeschlagen, dass jede der Schaltungen in einem Verstärkersystem der vorliegenden Erfindung den Absolutwert einer Schwellenspannung jedes MOS-Transistors, der die jeweilige Schaltung im Verstärkersystem bildet, niedrig hält, indem jeweils ein P-Kanal-Typ-MOS-Transistor mit einem P-Typ-Gate oder ein N-Kanal-Typ-MOS-Transistor mit einem N-Typ-Gate veranlasst wird, mit einer niedrigeren Spannung zu arbeiten, d. h., indem ermöglicht wird, einen Aus-Leckstrom selbst im Fall der Senkung des Absolutwerts der Schwellenspannung zu unterdrücken.
  • Obwohl eine Stromversorgung dieses Verstärkersystems eine beliebige Stromversorgung sein kann, die eine elektromotorische Spannung erzeugt, ist dieses System wirksam, um eine Spannung einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung, einer Solarzelle, eines geladenen Kondensators, dessen elektromotorische Spannung variiert, zu verstärken, wobei insbesondere dieses Verstärkersystem die Merkmale aufweist, das es ermöglicht, mit einer niedrigen Spannung zu arbeiten, und eine Spannung mit einer hohen Effizienz zu verstärken, weshalb es eine thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung verkleinern kann und eine solche kleine tragbare Vorrichtung verwirklichen kann, wie z. B. eine Armbanduhr und dergleichen, die eine thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung als Stromversorgung aufweist, indem es bei der Verstärkung einer Spannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung verwendet wird, die eine unzureichende elektromotorische Spannung für dieses Volumen abgibt.
  • Ausführungsform 1
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur der Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Eine elektronische Vorrichtung 10 dieser Ausführungsform umfasst: einen Generator, in welchem sich die Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt.
  • Im Folgenden wird der Anschluss jeder Schaltung beschrieben. Ein Ausgangsanschluss des Generators oder der Stromversorgung 11 ist mit einem Eingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 für die elektromotorische Kraft verbunden. Ein Taktsignaleingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 ist mit einem Taktsignalausgangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden. Eine verstärkte Leistung wird anschließend aus einem Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Leistung entnommen.
  • Im Folgenden wird das Funktionsprinzip der elektronischen Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Zuerst wird eine Spannung an einen Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 angelegt, um die Oszillatorschaltung 13 zu betreiben, wobei ein Taktsignal mit einer gewünschten Frequenz am Taktsignalausgangsanschluss ausgegeben wird. Dieses Taktsignal wird in den Taktsignaleingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 für die Verstärkeroperation eingegeben. Die Verstärkerschaltung 12 verstärkt die Leistung des Generators oder der Stromversorgung 11, die von dem Eingangsanschluss für die elektromotorische Kraft eingegeben wird, entsprechend einer Frequenz und einem Tastverhältnis des Taktsignals, um die verstärkte Leistung am Ausgangsanschluss 14 für die verstärkte Leistung auszugeben.
  • Selbst wenn hierbei eine Spannung kleiner als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 in den Eingangsanschluss für die elektromotorische Kraft der Verstärkerschaltung 12 eingegeben wird, kann die Verstärkerschaltung 12 die Spannung bis auf eine Spannung verstärken, mit der alle Schaltungen in der elektronischen Vorrichtung betrieben werden können. Die elektronische Vorrichtung 10 arbeitet unter Verwendung der verstärkten Leistung.
  • Durch Verwenden der obenbeschriebenen Struktur muss die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden, so dass der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden können. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Ausführungsform 2
  • 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur der Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Eine elektronische Vorrichtung 10 dieser Ausführungsform umfasst: einen Generator, in welchem sich die Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; und eine Schottky-Diode 20 zum Gleichrichten der vom Generator oder der Stromversorgung 11 erzeugten Leistung und der von der Verstärkerschaltung 12 ausgegebenen Leistung.
  • Im Folgenden wird die Verbindung jeder Schaltung beschrieben. Ein Ausgangsanschluss des Generators oder der Stromversorgung 11 ist mit dem Eingangsanschluss der Verstärkerschaltung 11 für die elektromotorische Kraft verbunden; eine P-Typ-Elektrode der Schottky-Diode 20 ist mit einem Ausgangsanschluss des Generators oder der Stromversorgung 11 verbunden; eine N-Typ-Elektrode der Schottky-Diode 20 ist mit einem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden; ein Taktsignaleingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 ist mit einem Taktsignalausgangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden; ein Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung ist mit dem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden. Es wird somit eine verstärkte Leistung aus dem Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung entnommen.
  • Als Nächstes wird das Funktionsprinzip der elektronischen Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Wenn sich die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 ausgehend von einem Nicht-Ausgangszustand (d. h., die Ausgangsspannung = 0V) im Zeitverlauf ändert, so dass die Spannung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreitet, wird die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 in den Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 über die Schottky-Diode 20 eingegeben, um die Oszillatorschaltung 13 anzutreiben und eine Oszillation zu beginnen. Die Oszillatorschaltung 13, die mit der Oszillation begonnen hat, gibt das Taktsignal an den Taktsignalausgangsanschluss aus und gibt das Signal in den Taktsignaleingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 ein. Die Verstärkerschaltung 12 empfängt das Taktsignal, um die Verstärkung der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 zu beginnen. Da zu diesem Zeitpunkt der Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung mit dem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden ist, wird die verstärkte Spannung als Stromversorgung der Oszillatorschaltung 13 verwendet. Die Schottky-Diode 20 ist zwischen dem Ausgangsanschluss des Generators oder der Stromversorgung 11 und dem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 angeschlossen. Sobald dementsprechend die Oszillatorschaltung 13 arbeitet, um die Verstärkung zu beginnen, nutzt die Oszillatorschaltung 13 die von der Verstärkerschaltung 12 verstärkte Spannung als Stromversorgung. Sobald daher die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreitet, selbst wenn die Spannung im Zeitverlauf unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung fällt, kann die Verstärkungsoperation fortgesetzt werden und die elektronische Vorrichtung 10 wird kontinuierlich angetrieben.
  • Herkömmlicherweise ist in dem Fall, in dem die Oszillatorschaltung 13 mittels der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 angetrieben wird, ein großer Spielraum für die Ausgabe der Spannung erforderlich, so dass die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 zu keinem Zeitpunkt unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung fällt. Aus diesem Grund wurde die Größe des Generators oder der Stromversorgung 11 erhöht. Da jedoch in der vorliegenden Erfindung die obenbeschriebene Struktur verwendet wird, muss die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden, so dass der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden können. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung, und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Es ist somit möglich, die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung ohne andere Stromquellen kontinuierlich anzutreiben. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Ausführungsform 3
  • 3 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur der Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Eine elektronische Vorrichtung 10 dieser Ausführungsform umfasst: einen Generator, in welchem sich die Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; eine Schottky-Diode 31 zum Gleichrichten der vom Generator oder der Stromversorgung 11 erzeugten Leistung und der von der Verstärkerschaltung 12 ausgegebenen Leistung; und die Stromquelle 30, die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehen ist.
  • Im Folgenden wird die Verbindung jeder Schaltung beschrieben. Ein Ausgangsanschluss des Generators oder der Stromversorgung 11 ist mit einem Eingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 für die elektromotorische Kraft verbunden; ein Taktsignaleingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 ist mit einem Taktsignalausgangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden; eine P-Typ-Elektrode der Schottky-Diode 31 ist mit einem Ausgangsanschluss der Stromquelle 30 verbunden; eine N-Typ-Elektrode der Schottky-Diode 31 ist mit einem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden; ein Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung ist mit dem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden. Die verstärkte Leistung wird somit aus dem Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung entnommen.
  • Als Nächstes wird das Funktionsprinzip der elektronischen Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Zuerst wird die Spannung, die die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreitet, von der Stromquelle 30, die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehen ist, über die Schottky-Diode 31 in den Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 eingegeben, um die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der Spannung von der Stromquelle 30 anzutreiben und die Oszillation zu starten. Die Oszillatorschaltung 13, die mit der Oszillation begonnen hat, gibt das Taktsignal am Taktsignalausgangsanschluss aus und gibt das Signal in den Taktsignaleingangsanschluss 36 der Verstärkerschaltung 12 ein. Die Verstärkerschaltung 12 empfängt das Taktsignal, um die Verstärkung der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 zu beginnen. Da zu diesem Zeitpunkt der Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung mit dem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden ist, wird die verstärkte Spannung als Stromversorgung der Oszillatorschaltung 13 verwendet. Sobald dementsprechend die Oszillatorschaltung 13 arbeitet, um die Verstärkung zu beginnen, nutzt die Oszillatorschaltung 13 die von der Verstärkerschaltung 12 verstärkte Spannung als Stromversorgung, wobei es nicht notwendig ist, die Leistung von der Versorgungsquelle 30 zuzuführen. Selbst wenn daher die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung im Zeitverlauf fällt, kann die Verstärkungsoperation fortgesetzt werden und die elektronische Vorrichtung 10 wird kontinuierlich angetrieben. Somit muss die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden. Da ferner die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung kontinuierlich arbeiten kann, selbst wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung im Zeitverlauf nicht überschreiten kann, können der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung der Stromquelle 30, die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehen ist, die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung, und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Somit ist es möglich, die Antriebsschaltung der elektronischen Vorrichtung ohne andere Stromquellen kontinuierlich anzutreiben. Da es ferner nicht notwendig ist, dass die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehene Stromquelle 30 immer Strom zur Oszillatorschaltung 13 liefert, kann die Stromquelle 30 verkleinert werden. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Ausführungsform 4
  • 4 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur der Ausführungsform 4 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Eine elektronische Vorrichtung 10 dieser Ausführungsform umfasst: einen Generator, in welchem sich die Spannung der erzeugten Leistung im Zeitverlauf ändert, oder eine Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; und eine Schottky-Diode 20 zum Gleichrichten der vom Generator oder der Stromversorgung 11 erzeugten Leistung und der von der Verstärkerschaltung 12 ausgegebenen Leistung; eine Steuerschaltung 40 zum Aufteilen der Leistung auf eine Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung und einen Kondensator 41 oder von Kondensator 41 zur Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung entsprechend einem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung; den Kondensator 41 zum Akkumulieren der verstärkten Leistung, um die Leistung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung zuzuführen; und die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung, die unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung oder der im Kondensator 41 akkumulierten Leistung betrieben wird.
  • Im Folgenden wird die Verbindung jeder Schaltung beschrieben. Eine Ausgangsanschluss des Generators oder der Stromversorgung 11 ist mit einem Eingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 für eine elektromotorische Kraft verbunden; eine P-Typ-Elektrode der Schottky-Diode 20 ist mit dem Ausgangsanschluss des Generators oder der Stromversorgung 11 verbunden; eine N-Typ-Elektrode der Schottky-Diode 20 ist mit einem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden; ein Taktsignaleingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 ist mit einem Taktsignalausgangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden; ein Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung ist mit dem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden. Der Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung ist mit einem Eingangsanschluss einer Steuerschaltung verbunden, ein Kondensatoranschluss der Steuerschaltung ist mit einem Eingangsanschluss des Kondensators verbunden, und ein Ausgangsanschluss der Steuerschaltung ist mit einem Leistungsanschluss der Antriebsschaltung 12 der elektronischen Vorrichtung verbunden. Hierbei ist die Spannung des Ausgangsanschlusses des Generators oder der Stromversorgung 11 durch "Vp" dargestellt, die Spannung des Ausgangsanschlusses 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung als "Vpp" dargestellt, die Spannung des Leistungsanschlusses der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung als "Vic" dargestellt, die Spannung des Eingangsanschlusses des Kondensators 41 als "Vca" dargestellt. Die Beschreibung erfolgt im Folgenden unter Verwendung dieser Symbole.
  • Als Nächstes wird das Funktionsprinzip der elektronischen Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Wenn die Ausgangsspannung Vp des Generators oder der Stromversorgung 11 sich ausgehend von einem Nicht-Ausgang-Zustand (d. h., die Ausgangsspannung = 0V) im Zeitverlauf ändert, so dass die Ausgangsspannung Vp die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, wird die Ausgangsspannung Vp des Generators oder der Stromversorgung 11 in den Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 über die Schottky-Diode 20 eingegeben, um die Oszillatorschaltung 13 anzutreiben und die Oszillation zu starten. Die Oszillatorschaltung 13, die mit der Oszillation begonnen hat, gibt das Taktsignal an den Taktsignalausgangsanschluss aus und gibt das Signal in den Taktsignaleingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 ein. Die Verstär kerschaltung 12 empfängt das Taktsignal, um mit der Verstärkung der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 zu beginnen. Da zu diesem Zeitpunkt der Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung mit dem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden ist, wird die verstärkte Spannung als Stromversorgung der Oszillatorschaltung 13 verwendet. Die Schottky-Diode 20 ist zwischen dem Ausgangsanschluss des Generators oder der Stromversorgung 11 und dem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 angeschlossen. Sobald dementsprechend die Oszillatorschaltung 13 arbeitet, um die Verstärkung zu starten, nutzt die Oszillatorschaltung 13 die von der Verstärkerschaltung 12 verstärkte Spannung als Stromversorgung. Sobald daher die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreitet, kann selbst dann, wenn die Spannung unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung im Zeitverlauf sinkt, die Verstärkungsoperation fortgesetzt werden. Auch in diesem System kann die Spannung des Kondensators 41 als Oszillationsstartspannung der Oszillatorschaltung 13 verwendet werden. Das heißt, die Spannung wird an den Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 über die Steuerschaltung 40 angelegt, um die Oszillation zu starten. Sobald die Oszillatorschaltung 13 arbeitet, um die Verstärkung zu starten, wird die verstärkte Spannung zur Stromversorgung für die Oszillatorschaltung 13, ähnlich der obenbeschriebenen Operation. Die Steuerschaltung 40, die die verstärkte Spannung Vpp empfängt, verteilt die Leistung auf die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung und den Kondensator 41 auf der Grundlage eines Wertes der verstärkten Spannung Vpp. In dem Fall, in dem die verstärkte Spannung Vpp gerade gleich einer Spannung ist, die zum Antreiben der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung notwendig ist, führt die Steuerschaltung 40 die von der Verstärkerschaltung 12 verstärkte Leistung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung zu. Wenn die verstärkte Spannung Vpp ausreicht, um die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung anzutreiben, führt die Steuerschaltung 40 die verstärkte Leistung sowohl der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung als auch dem Kondensator 41 zu. In dem Fall, in dem die verstärkte Spannung Vpp eine solche Spannung ist, die die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung nicht antreiben kann, führt die Steuerschaltung 40 die Leistung vom Kondensator 41 zur Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung zu. Mittels dieser Operation kann selbst dann, wenn die verstärkte Spannung sinkt und die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung nicht antreiben kann, die Operation mittels der Leistung vom Kondensator 41 durchgeführt werden. Somit kann die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung kontinuierlich angetrieben werden.
  • Da durch Verwendung der obenbeschriebenen Struktur die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden muss, können der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung, und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Es ist somit möglich, die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung ohne die anderen Stromquellen kontinuierlich anzutreiben. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann. Wenn ferner versucht wird, den Kondensator 41, der nicht geladen ist, aufzuladen, wird in dem Fall des Generators oder der Stromversorgung, die einen großen Innenwiderstand aufweisen, die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 absinken, so dass eine beträchtlich lange Zeitspanne zum Laden des Kondensators 41 erforderlich ist. In der elektronischen Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Leistung nach der Verstärkungsoperation auf den Kondensator 41 oder die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung entsprechend einem Wert der mittels der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung verteilt. Dementsprechend ist es möglich, dass die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung sofort arbeitet, wenn die verstärkte Spannung Vpp gleich oder höher als eine Spannung ist, mit der die Antriebsschaltung 42 angetrieben werden kann. Somit wird die Wirkung erzielt, dass die vom Generator oder der Stromversorgung gelieferte Leistung effizient verbraucht werden kann.
  • Ausführungsform 5
  • Gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung umfasst der Generator oder die Stromversorgung 11 thermoelektrische Umsetzungsvorrichtungen 71. Wie in einer Draufsicht und einer Seitenansicht der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 der 5 gezeigt ist, sind thermoelektrische P-Typ-Materialelemente 52 und thermoelektrische N-Typ-Materialelemente 53 sandwich-artig zwischen zwei Substraten 50 und 51 angeordnet, wobei auf den Substraten die thermoelektrischen P-Typ-Materialelemente 52 und die thermoelektrischen N-Typ-Materialelemente 53 P-N-Übergänge über ein elektrisch leitendes Material 54 und 55, wie z. B. Metall, bilden, um in Serie miteinander in einer P-N-P-N-Weise verbunden zu sein. Wenn zwischen den P-N-Übergängen eine Temperaturdifferenz vorhanden ist, erzeugen die thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 eine Potentialdifferenz entsprechend der Temperaturdifferenz. Wenn somit die Anzahl der P-N-Übergänge erhöht wird, wird eine hohe Spannung erzeugt. Wenn dementsprechend eine Temperaturdifferenz zwischen dem Substrat 50 und dem Substrat 51 anliegt, wird eine Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 56 und 57 der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 erzeugt. In der vorliegenden Erfindung wird Leistung erzeugt, wobei das Substrat 50 als Hochtemperaturseite dient und das Substrat 51 als Niedertemperaturseite dient. 6 zeigt eine zeitsequenzielle Änderung einer elektromotorischen Spannung, die erzeugt wird, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen den Substraten 50 und 51 der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 auftritt. Wie aus den Ergebnissen der Messung deutlich wird, steigt die Spannung unmittelbar nach dem Anlegen der Temperaturdifferenz zwischen den Substraten der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 scharf an, jedoch fällt die Spannung nach Durchlaufen einer Spitze ab und sättigt bei einem bestimmten Wert. Unmittelbar nachdem die Temperaturdifferenz zwischen den Substraten auftritt, kann eine hohe Spannung erzeugt werden, da die gegebene Temperaturdifferenz direkt auf die thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 einwirkt. Im Zeitverlauf jedoch breitet sich die Wärme vom Substrat 50 zum Substrat 51 durch die thermoelektrischen P-Typ- und N-Typ-Materialelemente 52 und 53 aus und die Temperaturdifferenz zwischen den Substraten 50 und 51 wird verringert. Dementsprechend nimmt auch die erzeugte Spannung ab. Dieses Phänomen ist ein unvermeidbares Problem bei der Verwendung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71. Aus diesem Grund müssen herkömmlicherweise die thermoelektrischen Materialelemente in Serie verbunden werden, so dass die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 ständig nicht kleiner als die minimale Antriebsspannung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung oder der Oszillatorschaltung 13 gehalten werden, selbst im Sättigungszustand. Da ferner die thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 Leistung mittels einer Temperaturdifferenz erzeugen und durch die Atmosphärentemperatur stark beeinflusst werden, sind eine größere Anzahl von thermoelektrischen Materialelementen in Serie miteinander verbunden. Aus diesem Grund ist die Größe der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 erhöht und die Anzahl der Wärmeausbreitungswege ist ebenfalls erhöht, was eine größere Wärmestrahlungsplatte für das Substrat 51 erfordert. In der elektronischen Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch wird dann, wenn die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 sich von einem Nicht-Ausgang-Zustand (d. h., die Ausgangsspannung = 0V) im Zeitverlauf ändert, so dass die Ausgangsspannung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 in den Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 über eine Schottky-Diode 20 eingegeben, um die Oszillatorschaltung 13 anzutreiben und die Oszillation zu starten. Die Oszillatorschaltung 13, die mit der Oszillation begonnen hat, gibt das Taktsignal an den Taktsignalausgangsanschluss aus und gibt das Signal in den Taktsignaleingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 ein. Die Verstärkerschaltung 12 empfängt das Taktsignal, um die Verstärkung der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 zu starten. Die Oszillatorschaltung 13, die die Oszillation gestartet hat, führt die Oszillation kontinuierlich unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung aus. Da zu diesem Zeitpunkt der Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung mit dem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden ist, wird die verstärkte Spannung als Stromversorgung der Oszillatorschaltung 13 verwendet. Die Schottky-Diode 20 ist zwischen dem Ausgangsanschluss des Generators oder der Stromversorgung 11 und dem Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 angeschlossen. Sobald dementsprechend die Oszillatorschaltung 13 arbeitet, um die Verstärkung zu starten, nutzt die Oszillatorschaltung 13 die von der Verstärkerschaltung 12 verstärkte Spannung als Stromversorgung. Sobald daher die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreitet, kann selbst dann, wenn die thermische Sättigung im Zeitverlauf eintritt und die Spannung unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung fällt, die Verstärkungsoperation fortgesetzt werden, wobei die elektronische Vorrichtung 10 kontinuierlich angetrieben werden kann. Wenn somit ein Spitzenwert der Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71, wie in 6 gezeigt, nicht niedriger ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, wird die Verstärkungsoperation ausgeführt, um die elektronische Vorrichtung 10 kontinuierlich anzutreiben, selbst wenn die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 in einem Sättigungszustand ist. Die vorliegende Erfindung ermöglicht, die Größe der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 im Vergleich zu den herkömmlichen zu verringern.
  • Ausführungsform 6
  • Es folgt eine Beschreibung des Falles, in dem die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 5 für eine Armbanduhr verwendet wird. Im Übrigen kann diese Beschreibung auch auf den Fall angewendet werden, in dem die vorliegende Erfindung für die elektronische Vorrichtung 10 angewendet wird, die eine weitere Zeitanzeigefunktion aufweist.
  • Die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform 5, die für die Armbanduhr verwendet wird, umfasst: eine thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung 71; eine Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken einer Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71; eine Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; eine Schottky-Diode 20 zum Gleichrichten der von der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 erzeugten Leistung und der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung; eine Steuerschaltung 40 zum Aufteilen der Leistung auf ein Uhrwerk 75 und einen Kondensator 41 oder vom Kondensator 41 zum Uhrwerk 75 entsprechend einem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung; den Kondensator 41 zum Akkumulieren der verstärkten Leistung, um die Leistung dem Uhrwerk 75 zuzuführen; und das Uhrwerk 75, das unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung oder der im Kondensator 41 akkumulierten Leistung betrieben wird. Die Verbindung in der obenbeschriebenen Struktur ist die gleiche wie die Verbindung, die in der Ausführungsform 4 beschrieben worden ist.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Fall zeigt, in dem die thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 in die Armbanduhr eingebaut sind. Die Armbanduhr umfasst: ein Gehäuse 70, das aus einem Material gefertigt ist, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, wie z. B. Metall; eine Rückseitenabdeckung 73; ein Kunststoffelement 74, das verhindert, dass die auf einer Handgelenkoberfläche erzeugte Wärme sich in das Gehäuse 70 ausbreitet; ein Uhrwerk 75; ein Ziffernblatt 72; ein Deckglas 76, das das Ziffernblatt 72 abdeckt, und thermoelektrische Umsetzungsvorrichtungen 71. Die in dieser Ausführungsform verwendeten Schaltungen sind im Uhrwerk 75 ausgebildet. Die Rückseitenabdeckung 73 ist mit einem Substrat 50 der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 in Kontakt gebracht, wobei die auf der Handgelenkoberfläche erzeugte Wärme sich zum Substrat 50 der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 ausbreitet. Ein weiteres Substrat 51 der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 ist mit dem Gehäuse 70 der Armbanduhr in Kontakt gebracht und dient als eine Wärmestrahlungsplatte zum Abstrahlen der Wärme an die Atmosphäre. Das Kunststoffelement 74 ist ein Wärmeisolationsmaterial, das verhindert, dass die Wärme der Rückseitenabdeckung 73, die durch die auf der Handgelenkoberfläche erzeugte Wärme erhöht ist, sich zum Gehäuse 70 der Armbanduhr ausbreitet. Wenn die Armbanduhr mit der obenbeschriebenen Struktur an einem Handgelenk getragen wird, wird eine Temperaturdifferenz zwischen den zwei Substraten der thermoelektrischen Vorrichtungen 71 erzeugt, um eine Spannung zu erzeugen. Um in diesem Fall eine Temperaturdifferenz zwischen den Substraten der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 effizient zu erzeugen, wird eine Differenz zwischen den Wärmekapazitäten oberhalb und unterhalb des Substrats gebildet. Das heißt, die Gesamt wärmekapazität des Substrats 51 der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen und des Gehäuses 70 wird größer gemacht als die Gesamtwärmekapazität der Rückseitenabdeckung 73 und des Substrats 50 der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen. Dies verhindert, dass sich die Wärme des Substrats 50 über die thermoelektrischen Materialelemente zum Substrat 51 ausbreitet und die Temperaturdifferenz zwischen den Substraten sättigt, so dass die Temperaturdifferenz effektiv zwischen den Substraten der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 erzeugt wird. Ferner ist 8 eine perspektivische Draufsicht, in der zwölf Module, die jeweils Vorrichtungen sind, die mehrere P-N-Übergänge der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 enthalten und in Serie miteinander verbunden sind, in Serie miteinander in der Armbanduhr verbunden sind. (In diesem Fall wird eine der obigen Vorrichtungen als ein Modul betrachtet.) Eine solche Verbindung ermöglicht eine Verstärkung der Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71.
  • In der Armbanduhr gemäß dieser Ausführungsform sind zwölf Module mit 50 Paaren von P-N-Übergängen der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 in Serie miteinander verbunden, wobei die Schwellenspannungen der Transistoren in der Oszillatorschaltung 13 und der Verstärkerschaltung 12 auf 0,3 V festgelegt sind. Diese Werte müssen in Abhängigkeit von der Größe der Armbanduhr und der Endothermik/Heiz-Werte verändert werden.
  • In den thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 beträgt die pro thermoelektrischem Materialelement erzeugte Leistung etwa 200 μV/°C. Wenn das Uhrwerk 75, das mit 1,5 V angetrieben wird, direkt von den thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 angetrieben wird, sind unter der Annahme, dass die Temperaturdifferenz zwischen den Substraten gleich 2°C ist, wenigstens 18.125 Paare von P-N-Übergangspaaren erforderlich. Hinsichtlich der Technik ist es jedoch schwierig, etwa 2.000 Paare von Vorrichtungen in der Armbanduhr einzubauen. Dementsprechend muss die Anzahl der P-N-Übergänge verringert werden, um somit eine Spannung zu verstärken und 1,5 V zu erhalten. In diesem Fall muss jedoch die Spannung in einem konstanten Zustand, die von den thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 erzeugt wird, die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreiten, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt. Da im Gegensatz hierzu in dieser Ausführungsform die Eigenschaften der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71, wie in 6 gezeigt, genutzt werden, ist dann, wenn die erzeugte Spannung unmittelbar nach dem Anlegen der Armbanduhr an ein Handgelenk die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, die Verstärkungsoperation selbst dann möglich, wenn die erzeugte Spannung in einem konstanten Zustand (in einem thermisch gesättigten Zustand) niedriger ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung.
  • In dieser Ausführungsform beträgt die Spannung unmittelbar nach dem Anlegen der Armbanduhr am Handgelenk etwa 2 V, wobei eine Leistungserzeugungsfähigkeit in einem konstanten Zustand etwa gleich 0,5 V ist. Wenn ferner die Schwellenspannung des Transistors gleich 0,3 V ist, beträgt die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 etwa 0,7 V.
  • Im Folgenden wird das Funktionsprinzip dieser Ausführungsform beschrieben. Wenn die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 sich von einem Nicht-Ausgabe-Zustand (d. h., die Ausgangsspannung = 0V) ändert, so dass die Ausgangsspannung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, nachdem die Armbanduhr am Handgelenk angelegt worden ist, wird die Ausgangsspannung in den Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 über die Schottky-Diode 20 eingegeben, um die Oszillatorschaltung 13 anzutreiben und die Oszillation zu starten. Die Oszillatorschaltung 13, die die Oszillation begonnen hat, gibt ein Taktsignal an einem Taktsignaleingangsanschluss aus und gibt das Signal in einem Taktsignaleingangsanschluss der Verstärkerschaltung 12 ein. Die Verstärkerschaltung 12 empfängt das Taktsignal, um die Verstärkung der Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 zu beginnen. Da zu diesem Zeitpunkt ein Ausgangsanschluss 14 der Verstärkerschaltung 12 für die verstärkte Spannung mit dem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden ist, wird die verstärkte Spannung als Stromversorgung der Oszillatorschaltung 13 verwendet. Die Schottky-Diode 20 ist zwischen einem Ausgangsanschluss der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 und dem Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 angeschlossen. Sobald dementsprechend die Oszillatorschaltung 13 arbeitet, um die Verstärkung zu beginnen, nutzt die Oszillatorschaltung 13 die von der Verstärkerschaltung 12 verstärkte Spannung als Stromversorgung. Sobald daher die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 überschreitet, kann selbst dann, wenn die Spannung in einem konstanten Zustand unter die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung fällt, die Verstärkungsoperation fortgesetzt werden. Ferner kann in diesem System die Spannung des Kondensators 41 als Oszillationsstartspannung der Oszillatorschaltung 13 verwendet werden. Das heißt, die Spannung wird einem Leistungsanschluss 22 der Oszillatorschaltung 13 über die Steuerschaltung 40 zugeführt, um die Oszillation zu starten. Sobald die Oszillatorschaltung 13 arbeitet, um die Verstärkung zu beginnen, wird die verstärkte Spannung die Stromversorgung für die Oszillatorschaltung 13, ähnlich der obenbeschriebenen Operation. Die Steuerschaltung 40, die die verstärkte Spannung Vpp empfängt, verteilt die Leistung auf der Grundlage eines Wertes der verstärkten Spannung Vpp auf das Uhrwerk 75 und den Kondensator 41. In dem Fall, in dem die verstärkte Spannung Vpp gerade gleich einer Spannung ist, die zum Antreiben des Uhrwerks 75 notwendig ist, d. h. 1,2 bis 1,5 V, führt die Steuerschaltung 40 die von der Verstärkerschaltung 12 verstärkte Leistung dem Uhrwerk 75 zu. Wenn die verstärkte Spannung Vpp ausreicht, um das Uhrwerk 75 anzutreiben, d. h. höher als 1,5 V ist, führt die Steuerschaltung 40 die verstärkte Leistung sowohl dem Uhrwerk 75 als auch dem Kondensator 41 zu. In dem Fall, in dem die verstärkte Spannung Vpp eine solche Spannung ist, die das Uhrwerk 75 nicht antreiben kann, d. h. niedriger als 1,2 V, führt die Steuerschaltung 40 die Leistung vom Kondensator 41 zum Uhrwerk 75 zu. Durch diese Operation kann selbst dann, wenn die verstärkte Spannung sinkt und das Uhrwerk 75 nicht antreiben kann, die Operation mittels der Leistung vom Kondensator 41 durchgeführt werden. Das Uhrwerk 75 kann somit kontinuierlich angetrieben werden.
  • Durch die Verwendung der obenbeschriebenen Struktur kann die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung 71 verkleinert werden, da die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden muss. Eine Verkleinerung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich, insbe sondere für eine tragbare Uhrvorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung, und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Somit ist es möglich, das Uhrwerk 75 ohne die anderen Stromquellen kontinuierlich anzutreiben. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, das die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann. Wenn ferner versucht wird, den Kondensator 41 zu laden, der nicht geladen ist, wird die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71, die einen großen Innenwiderstand aufweisen, und in denen Vorrichtungen in Serie miteinander verbunden sind, absinken, so dass eine beträchtlich lange Zeitperiode zum Laden des Kondensators 41 erforderlich ist. In der elektronischen Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Leistung nach der Verstärkungsoperation auf den Kondensator 41 oder das Uhrwerk 75 entsprechend einem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung verteilt. Somit wird die Wirkung erzielt, dass die von den thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 gelieferte Leistung effizient verbraucht werden kann.
  • Ausführungsform 7
  • In der Ausführungsform 7 gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Verstärkerschaltung 12 mit einer Spule beschrieben, wie in 11 gezeigt ist. Sofern keine spezielle Beschreibung erfolgt, wird die Anordnung einer Ausführungsform beschrieben, bei der eine Stromversorgung einen GND-Anschluss auf einer niedrigeren Potentialseite und einen Vdd-Anschluss auf einer höheren Potentialseite aufweist, wobei jede Schaltung einen CMOS-Transistor aufweist, der mittels eines P-Substrat-N-Wannen-Prozesses gefertigt wird, wobei das P-Substrat als GND-Anschluss verwendet wird. Dementsprechend ist das Substrat Masse für alle N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren und ist mit einem GND-Anschluss verbunden. "Hochpegel" bezeichnet ein Signal des Spannungspegels einer verstärkten Spannung Vdd, während "Niedrigpegel" ein Signal des GND-Pegels bezeichnet.
  • Ein Eingangsanschluss 103 für die elektromotorische Kraft zum Eingeben einer Spannung eines Generators oder der Stromversorgung 11 ist mit einer der Elektroden einer Verstärkungsspule 100 verbunden, während die andere Elektrode der Verstärkungsspule 100 mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 101 und einer P-Typ-Elektrode einer Schottky-Diode 102 verbunden ist. Die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 101 ist mit einem GND-Anschluss 118 verbunden, der eine Elektrode auf der niedrigeren Potentialseite des Generators oder der Stromversorgung 11 ist. Das Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 101 ist mit einem Taktsignaleingangsanschluss 105 verbunden, der mit einem Taktsignalausgangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden ist, während eine N-Typ-Elektrode der Schottky-Diode 102 mit einem Ausgangsanschluss 14 für die verstärkte Spannung verbunden ist. In der obenbeschriebenen Struktur wird die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 unter Verwendung des Taktsignals von der Oszillatorschaltung 13 verstärkt. In dem Fall, in dem die Verstärkerschaltung 12 gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem gleichen Prozess wie die Oszillatorschaltung 13 hergestellt wird, ist unter der Annahme, dass die Schwellenspannungen der N- und P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren der Oszillatorschaltung 13 gleich 0,3 V betragen, die Schwellenspannung des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 101 in der Verstärkerschaltung 12 ebenfalls gleich 0,3 V. Zu diesem Zeitpunkt ist die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 gleich 0,7 V. Da jedoch in der Verstärkerschaltung 12 gemäß der vorliegenden Erfindung der Transistor, dessen Drain mit einer der Elektroden der Spule verbunden ist, ein N-Kanal-Typ-Transistor ist, ist die Verstärkungsoperation sogar dann möglich, wenn die Spannung des Eingangsanschlusses 103 für die elektromotorische Kraft gleich 0,1 V ist. In dem Fall, in dem die Frequenz des Ausgangstaktsignals der Oszillatorschaltung 13 gleich 1 bis 5 kHz ist und ein Tastverhältnis desselben gleich 67% ist, wird die Spannung des Eingangsanschlusses 103 für die elektromotorische Kraft, die gleich 0,1 V ist, auf 1,5 V verstärkt.
  • 11 zeigt die Oszillatorschaltung 13, die ein Taktsignal ausgibt, das für die Verstärkung der Spannung der Spule notwendig ist. Ein Ausgangsanschluss einer Inverterschaltung 106 ist mit einem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 107 und einer ersten Elektrode eines Kondensators 114 und einem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 110 verbunden, während ein Ausgangsanschluss einer Inverterschaltung 107 mit einem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 108 und einer ersten Elektrode eines Kondensators 115 verbunden ist. Ein Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 108 ist mit den Eingangsanschlüssen der Inverterschaltungen 106 und 109 und einer ersten Elektrode eines Kondensators 116 verbunden. Die Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 111 verbindet einen Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 109 mit einem ersten Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 111, wobei ein Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 110 mit einem zweiten Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 111 verbunden ist. Der Ausgangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 111 ist mit einem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 112 verbunden, während ein Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 112 mit einem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 113 verbunden ist. Ein Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 113 ist mit einem Taktsignalausgangsanschluss 119 zum Ausgeben eines Taktsignal P1 verbunden, wobei die zweiten Elektroden der Kondensatoren 114, 115 und 116 mit dem GND-Anschluss 118 verbunden sind, der eine Elektrode auf der niedrigeren Seite des Generators oder der Stromversorgung 11 ist. In diesem Fall sind die jeweiligen Inverterschaltungen und eine Stromversorgung der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 111 mit einem Vdd-Eingangsanschluss 117 der Oszillatorschaltung verbunden. Die geerdeten Anschlüsse der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 111 und der jeweiligen Inverterschaltungen sind mit dem GND-Anschluss 118 verbunden. Mittels der obenbeschriebenen Struktur wird ein Taktsignal mit einem Tastverhältnis von etwa 67% erhalten. Ferner ist in der Oszillatorschaltung 13 gemäß der vorliegenden Erfindung unter der Annahme, dass die Schwellenspannungen der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren und der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren in den Inverterschaltungen z. B. jeweils gleich 0,3 V sind, die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 gleich 0,7 V.
  • Die obenbeschriebene Struktur ermöglicht eine effektive Verstärkung einer niedrigen Spannung des Eingangsanschlusses 103 der Verstärkerschaltung 12 für die elektromotorische Kraft. Insbesondere ist diese Struktur in dem Fall effektiver, indem die Spannung des Eingangsanschlusses 103 für die elektromotorische Kraft niedriger ist als die Schwellenspannungen der MOS-Transistoren.
  • Ausführungsform 8
  • 12 ist ein Blockschaltbild eines Verstärkersystems einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses System umfasst eine thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung 120, eine Oszillatorschaltung 13, eine intermittierende Impulsgeneratorschaltung 121, eine Spannungserfassungsschaltung 122, eine Signalspeicherschaltung 123, eine Verstärkerschaltung 12, eine Diode 20 und Siebkondensatoren 124 und 125.
  • Die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung 120 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von Elektrizität auf der Grundlage des Prinzips des Seebeck-Effekts, und umfasst mehrere Vorrichtungen, die in Serie miteinander verbunden sind und von denen jede, wie in 5 gezeigt ist, gebildet wird durch Verbinden eines P-Typ-Halbleiters und eines N-Typ-Halbleiters miteinander, die ausgebildet worden sind durch Einbringen von Störstellen in ein Material eines PiTe-Systems, in welchem eine Elektrode auf der niedrigeren Potentialseite der GND-Anschluss ist und mit den GND-Anschlüssen der Oszillatorschaltung 13, der intermittierenden Impulsgeneratorschaltung 121, der Spannungserfassungsschaltung 122, der Signalspeicherschaltung 123 und der Verstärkerschaltung 12 verbunden ist. Die andere Elektrode der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 wird verwendet, um eine elektromotorische Spannung Vp zu entnehmen, wobei die Eigenschaften in 500 Paaren von P-N-Übergängen so beschaffen sind, dass deren Innenwiderstand etwa 2 kΩ beträgt, und deren elektromotorische Spannung bei einer Temperaturdifferenz von 1°C etwa 0,4 V beträgt.
  • Die Oszillatorschaltung 13 besitzt eine Struktur, in der Vdd, das mit einem Ausgangsanschluss der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 über die Schottky-Diode 20 verbunden ist, mit einem Vdd-Eingangsanschluss der Oszillatorschaltung 13 verbunden ist, wobei eine Oszillationsfrequenz entsprechend der elektromotorischen Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 verändert wird.
  • Die intermittierende Impulsgeneratorsschaltung 121 ist eine Schaffung, deren Leistungsanschluss mit Vdd verbunden ist, und erzeugt eine intermittierendes Impulssignal P2 auf der Grundlage eines Taktsignals P1, das von der Oszillatorschaltung 13 ausgegeben wird.
  • Die Spannungserfassungsschaltung 122, deren Leistungsanschluss mit Vdd verbunden ist und die Vp erfasst, gibt ein Erfassungssignal P3 entsprechend Vp aus und arbeitet intermittierend auf der Grundlage eines intermittierenden Impulssignals P2 von der intermittierenden Impulsgeneratorschaltung 121.
  • Die Signalspeicherschaltung 123 ist eine Schaltung, deren Leistungsanschluss mit Vdd verbunden ist, speichert ein Erfassungssignal P3 zum Zeitpunkt der Operation der Spannungserfassungsschaltung 122 bis zur nächsten Operation der Spannungserfassungsschaltung 122, und gibt das gespeicherte Erfassungssignal P3 als Speichersignal P4 an die Verstärkerschaltung 12 aus.
  • Die Verstärkerschaltung 12, deren Leistungsanschluss mit Vdd verbunden ist und Vp auf eine verstärkte Spannung Vdd höher als Vp verstärkt, erzeugt die verstärkte Spannung Vdd durch Ein/Ausschalten jedes MOS-Transistors entsprechend einem Taktsignal P1, um einen Kondensator zu laden/entladen und schaltet ihren Verstärkungsfaktor entsprechend einem Speichersignal P4 um.
  • Die Diode 20 ist vorgesehen, um die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 als Verstärkungsleistung in der Anfangsphase zu verwenden, in der eine verstärkte Spannung noch nicht bis Vdd gespeichert ist, und um Vp zuzuführen, die hoch genug ist, um keine Verstärkungsoperation auf Vdd zu erfordern, und um die verstärkte Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 13 als Verstärkungsleistung zu verwenden, wenn die elektromotorische Spannung der elektronischen Umsetzungsvorrichtung 120 niedrig ist, und ist zwischen der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 und Vdd angeschlossen, so dass die Richtung von der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 nach Vdd ihre Vorwärtsrichtung ist.
  • Die Siebkondensatoren 124 und 125, von denen jeweils eine Seite mit einem GND-Anschluss verbunden ist, sind außerdem am Ausgang der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 und an Vdd vorgesehen.
  • Auf Grund der obenbeschriebenen Anordnung kann der Faktor der Verstärkerschaltung 13 entsprechend der elektromotorischen Spannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 umgeschaltet werden. Daher ist es möglich, Vp effizient auf die verstärkte Spannung Vdd zu verstärken, und die verstärkte Spannung Vdd daran zu hindern, eine Überspannung zu werden, die dadurch hervorgerufen wird, dass Vp zu hoch geworden ist.
  • Ferner ist es möglich, den Leistungsverbrauch der Spannungserfassungsschaltung 122 niedrig zu halten, indem die Spannungserfassungsschaltung 122 intermittierend betrieben wird. Das heißt, da es möglich ist, die für die Verstärkungsspannung erforderliche Leistung niedrig zu halten, wird die Verstärkungseffizienz verbessert.
  • Als Diode 20 wird eine Schottky-Diode, die einen kleinen Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung aufweist, oder ein MOS-Transistor, der eine geringe (0,1 V) Schwellenspannung aufweist, wenn er diodenverbunden ist, oder ein MOS-Transistor, der eine niedrige (0,1 V) Schwellenspannung aufweist, wenn er diodenverbunden ist und sein Gate und seine Source oder Drain im P-Typ oder dem N-Typ entsprechen, empfohlen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Verwendung einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung als Beispiel beschrieben worden ist, kann die Erfindung selbstverständlich auch zur Verstärkung einer elektromotorischen Spannung einer Vorrichtung verwendet werden, die eine Leistung mittels einer anderen externen Energie erzeugt, oder zum Verstärken einer Spannung eines Kondensators oder eines Kondensatorelements einer Sekundärbatterie oder dergleichen.
  • 13 ist ein Schaltbild der Verstärkerschaltung 13, die in den 1, 2, 3, 4 und 12 gezeigt ist. Sie umfasst eine erste Verstärkerschaltung 130, eine zweite Verstärkerschaltung 131, eine dritte Verstärkerschaltung 132, eine vierte Verstärkerschaltung 133, Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltungen 138, 140 und 142, Inverterschaltungen 139, 141 und 143, P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 152 und 153, Siebkondensatoren 134, 135 und 136, und eine Diode 137.
  • Zuerst wird ein Verbindungszustand der jeweiligen Komponenten beschrieben.
  • Ein Eingangsanschluss für die elektromotorische Kraft zum Eingeben von Vp, die die elektromotorische Kraft der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 ist, ist mit einem Eingangsanschluss der ersten Verstärkerschaltung 130 und der Elektrode auf der positiven Seite der Diode 137 verbunden.
  • Ein Ausgangsanschluss der ersten Verstärkerschaltung ist mit einer Elektrode des Siebkondensators 134 verbunden, dessen andere Elektrode mit dem GND-Anschluss und einem Eingangsanschluss der zweiten Verstärkerschaltung 131 verbunden ist.
  • Ein Ausgangsanschluss der zweiten Verstärkerschaltung 131 ist mit einer Elektrode des Siebkondensators 135 verbunden, dessen andere Elektrode mit dem GND-Anschluss verbunden ist, mit der Elektrode auf der negativen Seite der Diode 137, dem Drain-Anschluss des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 152 und einem Eingangsanschluss der dritten Verstärkerschaltung 132 verbunden.
  • Ein Ausgangsanschluss der dritten Verstärkerschaltung 132 ist mit einer Elektrode des Siebkondensators 136 verbunden, dessen andere Elektrode mit dem GND-Anschluss verbunden ist, dem Drain-Anschluss des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 153 und einem Eingangsanschluss der vierten Verstärkerschaltung 133 verbunden.
  • Ein Ausgangsanschluss der vierten Verstärkerschaltung 133 ist mit der Source und der N-Wanne jedes der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 152 und 153 und einem Ausgangsanschluss 150 für die verstärkte Spannung zum Ausgeben einer verstärkten Spannung Vdd verbunden.
  • Ein Taktsignaleingangsanschluss 145 zum Eingeben eines Taktsignals P1 von der Oszillatorschaltung 13 ist mit einem Eingangsanschluss jeder der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltungen 138, 140 und 142 verbunden.
  • Ein erster Erfassungssignaleingangsanschluss 146 zum Eingeben eines ersten Speichersignals P41, das ein erstes Erfassungssignal speichert, das eines der Erfassungssignale von der Spannungserfassungsschaltung 122 ist, ist mit dem anderen Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 138 verbunden, der nicht mit dem Taktsignaleingangsanschluss verbunden ist.
  • Ein zweiter Erfassungssignaleingangsanschluss 147 zum Eingeben eines zweiten Speichersignals P42, das ein zweites Erfassungssignal speichert, das eines der Erfassungssignale von der Spannungserfassungsschaltung 122 ist, ist mit dem anderen Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 140, der nicht mit dem Taktsignaleingangsanschluss verbunden ist, und dem Gate-Anschluss des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 152 verbunden.
  • Ein dritter Erfassungssignaleingangsanschluss 148 zum Eingeben eines dritten Speichersignals P43, das ein drittes Erfassungssignal speichert, das eines der Erfassungssignale von der Spannungserfassungsschaltung 122 ist, ist mit dem anderen Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 142, der nicht mit dem Taktsignaleingangsanschluss verbunden ist, und dem Gate-Anschluss des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 153 verbunden.
  • Ein Ausgangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 138 ist mit einem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 139 und jeweils zweiten Taktsignaleingangsanschlüssen der ersten Verstärkerschaltung 130 und der zweiten Verstärkerschaltung 131 verbunden.
  • Ein Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 139 ist mit den jeweiligen ersten Taktsignaleingangsanschlüssen der ersten Verstärkerschaltung 130 und der zweiten Verstärkerschaltung 131 verbunden.
  • Ein Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 141 ist mit dem ersten Taktsignaleingangsanschluss der dritten Verstärkerschaltung 132 verbunden, während ein Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 143 mit dem ersten Taktsignaleingangsanschluss der vierten Verstärkerschaltung 133 verbunden ist.
  • Die jeweiligen Leistungsanschlüsse der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltungen 138, 140 und 142 und der Inverterschaltungen 139, 141 und 143 sind mit dem Vdd-Eingangsanschluss 151 verbunden, der die einzugebende verstärkte Spannung Vdd aufweist, wobei die jeweiligen GND-Anschlüsse derselben mit einem GND-Anschluss 149 verbunden sind, der mit einer Niedrigspannungsseite-Elektrode der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung verbunden ist.
  • In dem Fall, in dem sowohl das erste Speichersignal P41, als auch das zweite Speichersignal P42 und das dritte Speichersignal P43 auf "Niedrigpegel" sind, da kein Taktsignal in alle ersten bis vierten Verstärkerschaltungen eingegeben wird, arbeiten alle Verstärkerschaltungen nicht und führen keine Verstärkungsoperation aus. Obwohl die P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 152 und 153 eingeschaltet sind, ist ein Leckstrom, der durch die beiden Transistoren vom Ausgangsanschluss 150 für die verstärkte Spannung hindurchtritt, nur ein Ladestrom von einer Kapazitätskomponente ist, die um die Drains der beiden Transistoren baumelt.
  • In dem Fall, in dem das erste Speichersignal P41 auf "Hochpegel" ist und das zweite Speichersignal P42 und das dritte Speichersignal P43 auf "Niedrigpegel" liegen, da ein Taktsignal in die erste Verstärkerschaltung 130 und die zweite Verstärkerschaltung 131 eingegeben wird, arbeiten nur die erste Verstärkerschaltung 130 und zweite Verstärkerschaltung 131 und der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 152 ist eingeschaltet, weshalb die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 zuerst um einen Faktor von etwa 2 mittels der ersten Verstärkerschaltung 130 verstärkt wird und weiter um einen Faktor von etwa 2 mittels der zweiten Verstärkerschaltung 131 verstärkt wird, und über den P-Kanal-Typ-MOS- Transistor 152 nach Vdd zugeführt wird. Das heißt, da der Verstärkungsfaktor etwa gleich 4 ist, wird Vdd etwa 4 mal höher als Vp. Obwohl der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 153 ebenfalls eingeschaltet ist, ist ein Leckstrom durch den Transistor von dem Ausgangsanschluss 150 für die verstärkte Spannung nur ein Ladestrom von einer Kapazitätskomponente, die um die Drain des Transistors baumelt.
  • In dem Fall, in dem das erste Speichersignal P41 und zweite Speichersignal P42 auf "Hochpegel" sind und das dritte Speichersignal P43 auf "Niedrigpegel" liegt, da ein Taktsignal in die erste Verstärkerschaltung 130 und die zweite Verstärkerschaltung 131 eingegeben wird, arbeiten die erste Verstärkerschaltung 130, die zweite Verstärkerschaltung 131 und dritte Verstärkerschaltung 132 und der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 152 ist ausgeschaltet und der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 153 ist eingeschaltet, weshalb Vp zuerst um ein Faktor von etwa 2 mittels der ersten Verstärkerschaltung 130 verstärkt wird, anschließend um einen Faktor von etwa 2 mittels der zweiten Verstärkerschaltung 131 verstärkt wird, und weiter um einen Faktor von etwa 2 mittels der dritten Verstärkerschaltung 132 verstärkt wird, und anschließend über den P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 153 dem Ausgangsanschluss 150 für die Verstärkungsspannung zugeführt wird. Das heißt, da der Verstärkungsfaktor gleich 8 ist, wird Vdd etwa 8 mal höher als Vp.
  • In dem Fall, in dem das erste Speichersignal P41, das zweite Speichersignal P42 und das dritte Speichersignal P43 alle auf "Hochpegel" liegen, da das Taktsignal in alle ersten bis vierten Verstärkerschaltungen eingegeben wird, sind die P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 152 und 153 ausgeschaltet und alle ersten bis vierten Verstärkerschaltungen arbeiten, weshalb Vp zuerst um einen Faktor von etwa 2 mittels der ersten Verstärkerschaltung 130 verstärkt wird, anschließend um einen Faktor von etwa 2 mittels der zweiten Verstärkerschaltung 131 verstärkt wird und weiter um einen Faktor von etwa 2 mittels der dritten Verstärkerschaltung 132 verstärkt wird, und schließlich weiter um einen Faktor von etwa 2 mittel der vierten Verstärkerschaltung 133 verstärkt wird, und anschließend aus dem Ausgangsanschluss 150 für die verstärkte Spannung ausgegeben wird. Das heißt, da der Verstärkungsfaktor etwa gleich 16 ist, wird Vdd etwa 16 mal höher als Vp.
  • Wie bei der späteren genaueren Beschreibung einer Diode erläutert wird, sind die erste Verstärkerschaltung 130 und die zweite Verstärkerschaltung 131 dadurch gekennzeichnet, dass sie in dem Fall in ihrer Verstärkungsfähigkeit klein sind, in dem Vdd eine niedrige Spannung aufweist, so dass die Diode 137 vorgesehen ist, um die Verstärkungsgeschwindigkeit in der Anfangsphase, in der die Vdd-Spannung niedrig ist, zu verbessern, indem die dritte Verstärkerschaltung 132 und die vierte Verstärkerschaltung 133 verwendet werden, ohne die erste Verstärkerschaltung 130 und die zweite Verstärkerschaltung 131 zu verwenden.
  • Das heißt, durch Anwenden der obenbeschriebenen Anordnung ist es möglich, eine Verstärkerschaltung zu verwirklichen, die ihren Verstärkungsfaktor entsprechend den Ausgangssignalen P41, P42 und P43 der Signalspeicherschaltung 123, die die Erfassungssignale der Spannungserfassungsschaltung 122 wie oben beschrieben speichert, verändern kann.
  • 14 ist ein Schaltbild der in 13 gezeigten ersten Verstärkerschaltung 130 gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Zuerst wird die Verbindung beschrieben. Ein Eingangsanschluss 160, in den eine elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 eingegeben wird, ist mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 164 und der Source eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 165 verbunden, ein erster Taktsignaleingangsanschluss 162 ist mit den Gates des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 165 und eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 166 verbunden, ein zweiter Taktsignaleingangsanschluss 163 ist mit den Gates des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 164 und eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 167 verbunden, die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 164 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 166 und einer zweiten Elektrode eines Kondensators 168 verbunden, eine erste Elektrode des Kondensators 168 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 165 und der Source N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 167 verbunden, ein Ausgangsanschluss 161 zum Ausgeben einer verstärkten Spannung ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 167 verbunden, und ein GND-Eingangsanschluss 169 ist mit der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 166 verbunden.
  • Als nächstes wird das Funktionsprinzip beschrieben. Zuerst, wenn ein erstes Taktsignal, das vom ersten Taktsignaleingangsanschluss 162 eingegeben wird, auf "Hochpegel" liegt, ein zweites Taktsignal, das vom zweiten Taktsignaleingangsanschluss 163 eingegeben wird, auf "Niedrigpegel" liegt und die N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 165 und 166 eingeschaltet sind und die N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 164 und 167 ausgeschaltet sind, und da somit die erste Elektrode des Kondensators 168 mit einer Spannung versorgt wird, die dem Eingangsanschluss 160 über den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 165 zugeführt wird, steigt die Spannung der ersten Elektrode auf eine bestimmte Spannung Va an, und nimmt "Niedrigpegel" an, da die zweite Elektrode des Kondensators mit einer Spannung GND über den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 166 versorgt wird.
  • Als nächstes, wenn das erste Taktsignal, das vom ersten Taktsignaleingangsanschluss 162 eingegeben wird, auf "Niedrigpegel" liegt, das zweite Taktsignal, das vom zweiten Taktsignaleingangsanschluss 163 eingegeben wird, auf "Hochpegel" liegt und die N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 165 und 166 ausgeschaltet sind und die N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 164 und 167 eingeschaltet sind, und da somit die zweite Elektrode des Kondensators 168 mit einer Spannung versorgt wird, die dem Eingangsanschluss 160 über den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 164 zugeführt wird, steigt die Spannung der zweiten Elektrode auf eine bestimmte Spannung Vb an. Dementsprechend steigt die erste Elektrode des Kondensators auf eine Spannung an, die erhalten wird durch Addieren von Va und Vb miteinander, wobei die Spannung des Ausgangsanschlusses 161 auf eine bestimmte Spannung Vc ansteigt, da die Spannung dem Ausgangsanschluss 161 über den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 167 zugeführt wird.
  • In diesem Fall beziehen sich die Werte von Va, Vb und Vc auf den maximalen Spannungswert, der zwischen der Source und der Drain zugeführt werden kann, wenn ein N-Kanal-Typ-MOS-Transistor eingeschaltet ist, wobei mittels der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren eine beliebige niedrige Spannung zugeführt werden kann, solange sie nicht höher ist als der maximale Spannungswert.
  • Das heißt, wenn eine vom Eingangsanschluss 160 zugeführte Spannung nicht höher ist als der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 165, wird Va gleich der gleichen Spannung wie die vom Eingangsanschluss 160 zugeführte Spannung, wobei jedoch dann, wenn die vom Eingangsanschluss 160 zugeführte Spannung höher ist als der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 165, Va gleich dem maximalen Spannungswert des End-Transistors 165 wird; wobei dann, wenn eine von dem Eingangsanschluss 160 zugeführte Spannung nicht höher ist als der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 164, Vb gleich der gleichen Spannung wie die vom Eingangsanschluss 160 zugeführte Spannung wird, während jedoch dann, wenn die vom Eingangsanschluss 160 zugeführte Spannung höher ist als der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 164, Vb gleich dem maximalen Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 164 wird; und wobei dann, wenn ein Wert, der erhalten wird durch Addieren von Va und Vb miteinander, welche an der ersten Elektrode des Kondensators 168 erzeugt werden, nicht höher ist als der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 167, Vc gleich dem gleichen Spannungswert wie der Wert wird, der erhalten wird durch Addieren von Va und Vb, wobei jedoch dann, wenn der so erhaltene Wert höher ist als der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 167, Vc gleich dem maximalen Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 167 wird. Der maximale Wert der jeweiligen obenerwähnten N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren ist dann, wenn jeder der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren eingeschaltet wird, eine Spannung des "Hochpegels" eines Taktsignals, das in das Gate jedes der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren eingegeben wird, d. h. ein Wert, der erhalten wird durch Subtrahieren der Schwellenspannung von der an den jeweiligen N-Kanal-Typ-MOS-Transistor angelegten Spannung.
  • Das heißt, die erste Verstärkerschaltung 130 weist das Merkmal auf, das in dem Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung niedrig ist und jeder N-Kanal-Typ-MOS-Transistor nur eine Spannung zuführen kann, die nicht höher ist als die maximale Spannung des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors, die Schaltung die Spannung effizient verstärken kann und ferner die Spannung unabhängig davon, wie niedrig sie ist, verstärken kann, und weist das Merkmal auf, das in dem Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung hoch ist, oder in dem Fall, in dem Vdd niedrig ist und irgendeiner der jeweiligen N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren eine höhere Spannung als dem maximalen Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors zuführen muss, ihre Verstärkungseffizienz niedrig wird, und außerdem in dem Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung noch höher ist, oder in dem Fall, in dem Vdd noch niedriger wird, in umgekehrter Weise die zu verstärkende Spannung sinken kann.
  • Dementsprechend ist jeder der obenerwähnten N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren der ersten Verstärkerschaltung 130 so ausgebildet, dass er einen Leckstrom selbst dann unterdrückt, wenn seine Schwellenspannung gesenkt ist, in dem er ein N-Typ-Gate aufweist, und kann eine Spannung ausgehend von einer höheren Spannung selbst dann verstärken, wenn Vdd niedrig ist, indem seine Schwellenspannung möglichst niedrig gehalten wird (0,2 V oder dergleichen).
  • Obwohl die erste Verstärkerschaltung 130 einen MOS-Transistor einschaltet, der zum gleichen Zeitpunkt ausgeschaltet ist, zu dem ein in der ersten Verstärkerschaltung 130 eingeschaltete Transistor ausgeschaltet wird, ist es möglich, einen Durchgangsstrom zu verhindern und die Verstärkungseffizienz der ersten Verstärkerschaltung 130 zu verbessern, in dem der MOS-Transistor, der ausgeschaltet ist, eingeschaltet wird, nachdem der MOS-Transistor, der eingeschaltet ist, ausgeschaltet worden ist.
  • 15 ist ein Schaltbild der in 13 gezeigten zweiten Verstärkerschaltung 131 gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die jeweiligen Komponenten sind wie folgt verbunden. Ein Eingangsanschluss 170 der Verstärkerschaltung 131, die mit einem Ausgangsanschluss 161 der ersten Verstärkerschaltung 130 verbunden ist, ist mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 174 und der Source eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 175 verbunden, ein erster Taktsignaleingangsanschluss 172 ist mit den Gates der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 175, 176 und 177 verbunden, ein zweiter Taktsignaleingangsanschluss 173 ist mit dem Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 174 verbunden, die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 174 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 176 und einer zweiten Elektrode eines Kondensators 178 verbunden, eine erste Elektrode des Kondensators 178 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 175 und der Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 177 verbunden, ein Ausgangsanschluss 171 zum Ausgeben einer verstärkten Spannung ist mit der am Substrat geerdeten Source des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 177 verbunden, und ein GND-Anschluss 179 ist mit der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 176 verbunden.
  • Als nächstes wird das Funktionsprinzip derselben beschrieben. Zuerst, wenn ein vom ersten Taktsignaleingangsanschluss 172 eingegebenes erstes Taktsignal auf "Hochpegel" liegt, ein vom zweiten Taktsignaleingangsanschluss 173 eingegebenes zweites Taktsignal auf "Niedrigpegel" liegt und die N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 175 und 176 eingeschaltet sind und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 174 und der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 177 ausgeschaltet sind, und da somit die erste Elektrode des Kondensators 178 mit einer Spannung versorgt wird, die dem Eingangsanschluss 170 über den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 175 zugeführt wird, steigt die Spannung der ersten Elektrode auf eine bestimmte Spannung Va1 an, wobei, da die zweite Elektrode des Kondensators 178 mit einer Spannung von GND über den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 176 versorgt wird, diese "Niedrigpegel" annimmt. Als nächstes, wenn das vom ersten Taktsignaleingangsanschluss 172 eingegebene erste Taktsignal auf "Niedrigpegel" liegt, das vom zweiten Taktsignaleingangsanschluss 173 eingegebene zweite Taktsignal auf "Hochpegel" liegt und die N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 175 und 176 ausgeschaltet sind und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 174 und der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 177 eingeschaltet sind, und da somit die zweite Elektrode des Kondensators 178 mit einer Spannung versorgt wird, die dem Eingangsanschluss 170 über den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 174 zugeführt wird, steigt die Spannung der zweiten Elektrode auf eine bestimmte Spannung Vb1 an. Dementsprechend steigt die erste Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 178 auf eine Spannung an, die erhalten wird durch Addieren von Va1 und Vb1 miteinander, wobei, da die Spannung dem Ausgangsanschluss 171 über den P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 177 zugeführt wird, die Spannung des Ausgangsanschlusses 171 auf eine bestimmte Spannung Vc1 ansteigt.
  • In dem Fall, in dem eine Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 178 niedriger ist als die minimale Spannung, die zwischen der Source und Drain zugeführt werden kann, weist hierbei der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 177 zwei Betriebsmodi auf. Wenn die Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 178 niedriger als 0,6 V ist, bei der der Strom in Vorwärtsrichtung von der Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors zum Substrat geleitet wird, kann die Spannung nicht zum Ausgangsanschluss 171 zugeführt werden. Wenn jedoch die Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 178 gleich 0,6 V oder höher ist und niedriger ist als die minimale Spannung, die zwischen der Source und der Drain zugeführt werden kann, wird dem Ausgangsanschluss 171 eine Spannung zugeführt, die erhalten wird durch Subtrahieren von 0,6 V von der Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 77. Wenn andererseits die Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 178 höher ist als die minimale Spannung, die zwischen der Source und der Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 177 zugeführt werden kann, unabhängig davon, wie hoch die Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 178 ist, kann die Spannung zum Ausgangsanschluss 171 zugeführt werden.
  • Ferner ist eine Gate-Spannung eines Transistors minus einer Schwellenspannung des Transistors gleich einer minimalen Spannung. In der minimalen Spannung kann Strom zwischen der Source und der Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors fließen.
  • Dementsprechend ist die minimale Spannung des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 177 der 15 ein Wert, der erhalten wird durch Subtrahieren der Schwellenspannung von einer "Niedrigpegel"-Spannung des Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 177, d. h. der Absolutwert der Schwellenspannung aufgrund des Subtrahierens des Schwellenspannungswertes von der GND-Spannung.
  • Das heißt, die zweite Verstärkerschaltung 131 weist das Merkmal auf, das eine Spannung in dem Fall effizient verstärkt werden kann, in dem die zu verstärkende Spannung nicht höher ist als die die maximale Spannung der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 174 und 175, und eine an der ersten Elektrode des Kondensators 178 erzeugte verstärkte Spannung nicht niedriger ist als die minimale Spannung des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 177, weist jedoch ferner das Merkmal auf, das ihre Verstärkungseffizienz beeinträchtigt wird oder eine zu verstärkende Spannung sinkt, in dem Fall, in dem die zu verstärkende Spannung höher ist, oder in dem Fall, in dem Vdd niedriger ist und eine verstärkende Spannung die maximale Spannung eines der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 174 und 175 überschreitet, wobei in dem Fall keine Spannung an den Ausgangsanschluss 171 ausgegeben wird, in dem die verstärkte Spannung niedriger ist als die minimale Spannung des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 177.
  • Dementsprechend weist bezüglich der jeweiligen MOS-Transistoren der zweiten Verstärkerschaltung 131 ein N-Kanal-Typ-MOS-Transistor ein darin ausgebildetes N-Typ-Gate auf, während ein P-Kanal-Typ-MOS-Transistor ein darin ausgebildetes P-Typ-Gate aufweist, um somit einen Leckstrom selbst dann zu unterdrücken, wenn der Absolutwert seiner Schwellenspannung verringert ist, wobei es möglich ist, eine Spannung ausgehend von einer höheren Spannung selbst dann zu verstärken, wenn Vdd niedrig ist, und eine Spannung ausgehend von einer niedrigeren Spannung zu verstärken, in dem der Absolutwert seiner Schwellenspannung möglichst niedrig gehalten wird (0,2 V oder dergleichen).
  • Obwohl die zweite Verstärkerschaltung 131 einen MOS-Transistor, der zu dem gleichen Zeitpunkt ausgeschaltet ist, zu dem ein in der zweiten Verstärkerschaltung 131 eingeschalteter MOS-Transistor ausgeschaltet wird, einschaltet, ist es möglich, einen Durchgangsstrom zu verhindern und die Verstärkungseffizienz der zweiten Verstärkungsschaltung zu verbessern, indem der MOS-Transistor, der ausgeschaltet ist, eingeschaltet wird, nachdem der MOS-Transistor, der eingeschaltet war, ausgeschaltet worden ist.
  • 16 ist ein Schaltbild der dritten und vierten Verstärkerschaltungen. Die jeweiligen Komponenten sind wie folgt verbunden. Ein Eingangsanschluss 180 der dritten und der vierten Verstärkerschaltungen 132 und 133, der mit einem Ausgangsanschluss 171 der zweiten Verstärkerschaltung 131 oder einem Ausgangsanschluss 181 der dritten Verstärkerschaltung 132 verbunden ist, ist mit der auf dem Substrat geerdeten Source eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 184 und der Drain eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 185 verbunden, ein erster Taktsignaleingangsanschluss 182 ist mit den Gates der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 184, 187 und des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 186 verbunden, ein zweiter Taktsignaleingangsanschluss 183 ist mit dem Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 185 verbunden, die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 184 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 186 und einer zweiten Elektrode eines Kondensators 188 verbunden, eine erste Elektrode des Kondensators 188 ist mit der auf dem Substrat geerdeten Source des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 185 und der Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 187 verbunden, ein Ausgangsanschluss 181 zum Ausgeben einer verstärkten Spannung ist mit der auf dem Substrat geerdeten Source des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 187 verbunden, und ein GMD-Anschluss 189 ist mit der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 186 verbunden.
  • Als nächstes wird das Funktionsprinzip derselben beschrieben. Zuerst, wenn ein vom ersten Taktsignaleingangsanschluss 182 eingegebenes erstes Taktsignal auf "Hochpegel" liegt, ist ein vom zweiten Taktsignaleingangsanschluss 183 eingegebenes zweites Taktsignal auf "Niedrigpegel" und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 186 und der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 185 sind eingeschaltet und die P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 184 und 187 sind ausgeschaltet. Da dementsprechend die erste Elektrode des Kondensators 188 mit einer Spannung versorgt wird, die dem Eingangsanschluss 180 über den P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 185 zugeführt wird, steigt die Spannung der ersten Elektrode auf eine bestimmte Spannung Va2 an. Da die zweite Elektrode des Kondensators 188 mit einer Spannung von GND über den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 186 zugeführt wird, nimmt sie "Niedrigpegel" an. Wenn als nächstes das vom ersten Taktsignaleingangsanschluss 182 eingegebene erste Taktsignal auf "Niedrigpegel" liegt, liegt das vom zweiten Taktsignaleingangsanschluss 183 eingegebene zweite Taktsignal auf "Hochpegel" und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 186 und der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 185 sind ausgeschaltet und die P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 184 und 187 sind eingeschaltet, weshalb, da die zweite Elektrode des Kondensators 188 mit einer Spannung versorgt wird, die dem Eingangsanschluss 180 über den P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 184 zugeführt wird, die Spannung der zweiten Elektrode auf eine bestimmte Spannung Vb2 ansteigt. Dementsprechend steigt die Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 188 auf eine Spannung an, die erhalten wird durch Addieren von Va2 und Vb2 miteinander, wobei, da die Spannung dem Ausgangsanschluss 181 über den P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 187 zugeführt wird, die Spannung des Ausgangsanschlusses 181 auf eine bestimmte Spannung Vc2 ansteigt.
  • In dem Fall, in dem eine Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 188 vom Eingangsanschluss 180 zugeführt wird, wenn der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 185 eingeschaltet ist, kann dem Kondensator 188 in dem Fall keine Spannung zugeführt werden, in dem die Spannung des Eingangsanschlusses 180 niedriger ist als die minimale Spannung, die vom P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 185 zugeführt werden kann, und niedriger ist als 0,6 V, mit der die Vorwärtsrichtung von der P-Typ-Drain des Transistors zum Substrat eingeschaltet wird, wobei nur eine Spannung, die erhalten wird durch Subtrahieren von 0,6 V von der Spannung des Eingangsanschlusses 180, dem Kondensator 188 in dem Fall zugeführt werden kann, in dem der Eingangsanschluss 180 eine Spannung aufweist, die nicht niedriger ist als 0,6 V, wobei jedoch in dem Fall, in dem der Eingangsanschluss 180 eine Spannung aufweist, die nicht niedriger ist als die minimale Spannung, die Spannung des Eingangsanschlusses 180 dem Kondensator 188 unverändert zugeführt werden kann, und wobei in dem Fall, in dem eine Spannung vom Eingangsanschluss 180 der zweiten Elektrode des Kondensators 188 zugeführt wird, während der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 184 eingeschaltet ist, dem Kondensator 188 in dem Fall keine Spannung zugeführt werden kann, in dem die Spannung des Eingangsanschlusses 180 niedriger ist als die minimale Spannung, die durch den P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 184 zugeführt werden kann, wobei in dem Fall, in dem die Spannung des Eingangsanschlusses 180 nicht niedriger ist als die minimale Spannung des Transistors, die Spannung des Eingangsanschlusses 180 dem Kondensator unverändert zugeführt wird.
  • Das heißt, die dritten und vierten Verstärkerschaltungen weisen das Merkmal auf, dass sie eine Spannung, die niedriger ist als die minimale Spannung, die von den jeweiligen P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren zugeführt werden kann, nicht verstärken können, jedoch eine Spannung ausgehend von einer hohen Spannung verstärken können, wenn sie nicht niedriger als die minimale Spannung ist.
  • Mit Bezug auf die jeweiligen P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren der dritten Verstärkerschaltung 132 weisen diese dementsprechend jeweils ein darin ausgebildetes P-Typ-Gate auf, um somit einen Leckstrom selbst dann zu unterdrücken, wenn der Absolutwert ihrer Schwellenspannung verringert ist, und können eine Spannung ausgehend von einer niedrigen Spannung (0,2 V) verstärken, indem der Absolutwert ihrer Schwellenspannung auf einen möglichst niedrigen Wert gehalten wird (0,2 V oder dergleichen).
  • Obwohl jede der dritten und vierten Verstärkerschaltungen einen MOS-Transistor einschaltet, der zum gleichen Zeitpunkt ausgeschaltet ist, zu dem ein MOS-Transistor, der in der Verstärkerschaltung eingeschaltet ist, ausgeschaltet wird, ist es möglich, einen Durchgangsstrom zu verhindern und die Verstärkungseffizienz der Verstärkerschaltung zu verbessern, indem der MOS-Transistor, der ausgeschaltet ist, eingeschaltet wird, nachdem der MOS-Transistor, der eingeschaltet war, ausgeschaltet worden ist.
  • Die Verstärkerschaltung 12 dieser in 13 gezeigten Ausführungsform weist das Merkmal auf, das es möglich ist, eine Spannung in dem Fall zu verstärken, in dem Vdd nicht niedriger ist als 0,3 V und die Vp, die vom Eingangsanschluss 144 für die elektromotorische Kraft eingegeben wird, nicht niedriger ist als 0,05 V, in dem die ersten bis vierten Verstärkerschaltungen so aufgebaut werden, dass die zweite Verstärkerschaltung 131 eine von der ersten Verstärkerschaltung 130 verstärkte Spannung verstärkt, die dritte Verstärkerschaltung 132 eine von der zweiten Verstärkerschaltung 131 verstärkte Spannung verstärkt, und die vierte Verstärkerschaltung 133 eine von der dritten Verstärkerschaltung 132 verstärkte Spannung verstärkt, wobei die zweite Verstärkerschaltung 131 eine Spannung bis zu einer Spannung verstärkt, die von der dritten Verstärkerschaltung 132 verstärkt werden kann, und die erste Verstärkerschaltung 130 eine Spannung bis zu einer Spannung verstärkt, die von der zweiten Verstärkerschaltung 131 verstärkt werden kann.
  • Diese Ausführungsform hat ein thermoelektrisches Umsetzungsvorrichtung-Verstärkersystem verwirklicht, dass die elektromotorische Spannung Vp einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 effizient verstärken kann und ferner die elektromotorische Kraft Vp die niedrig ist (0,05 V) verstärken kann, indem sie die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 mittels der Verstärkerschaltung 12 verstärkt, wie in 12 gezeigt ist.
  • Obwohl die Verstärkerschaltung dieser in 13 gezeigten Ausführungsform so gestaltet ist, dass die elektromotorische Spannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120, die die Leistungsfähigkeit aufweist, bis zu einer Spannung verstärkt wird, die einen solchen IC antreiben kann, der bei etwa 1,5 V arbeitet, wie er in einer Armbanduhr oder dergleichen verwendet wird, ist es selbstverständlich ausreichend, eine solche Gestaltungsänderung durchzuführen, dass die Verstärkerschaltung zusätzlich mit mehreren ersten oder dritten Verstärkerschaltungen 130, 132 versehen wird, die miteinander in Serie verbunden sind, oder mit mehreren ersten Verstärkerschaltungen 130, die in Serie verbunden sind, gefolgt von mehreren dritten Verstärkerschaltungen 132, die in Serie verbunden sind, oder mehrere der dritten Verstärkerschaltungen 132 die in Serie verbunden sind, in einem solchen Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung verschieden ist, wie einem Fall der Verstärkung der elektromotorischen Spannung einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung, die in der Leistungsfähigkeit verschieden ist, oder einer weiteren Stromerzeugungsvorrichtung, oder ein Fall der Verstärkung einer Spannung eines solchen Kondensatorelements, wie eines Kondensators oder einer Sekundärbatterie, oder in einem solchen Fall, in dem eine notwendige zu verstärkende Spannung verschieden ist, wie ein Fall, in dem eine Spannung, die für einen IC zum Antreiben notwendig ist, verschieden ist.
  • Ausführungsform 9
  • 17 ist ein Schaltbild einer Verstärkerschaltung 12 einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, in der eine weitere Anordnung, die von der in 13 gezeigten Verstärkerschaltung verschieden ist, angewendet wird. Sie umfasst insgesamt 15 Verstärkerschaltungen der ersten Verstärkerschaltungen 190 bis zur fünfzehnten Verstärkerschaltung 195, Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltungen 206, 208 und 210, Inverterschaltungen 205, 207 und 209, und einen P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 211.
  • Zuerst wird ein Verbindungszustand der Komponenten beschrieben.
  • Ein Eingangsanschluss 198 für die elektromotorische Kraft zum Eingeben von Vp, die die elektromotorische Spannung einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung ist, ist mit einem ersten Eingangsanschluss der ersten Verstärkerschaltung 190 und einem zweiten Eingangsanschluss der ersten Verstärkerschaltung 190 bis fünfzehnten Verstärkerschaltung 195 verbunden.
  • Jeder der Ausgangsanschlüsse der jeweiligen Verstärkerschaltungen, mit Ausnahme der fünfzehnten Verstärkerschaltung 195, ist mit dem ersten Eingangsanschluss der nächstliegenden Verstärkerschaltung verbunden, wobei ein Ausgangsanschluss der fünfzehnten Verstärkerschaltung 195 mit der Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 211 verbunden ist, und die Source und die Substrate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 211 mit einem Ausgangsanschluss 199 für die verstärkte Spannung zum Ausgeben der verstärkten Spannung Vdd verbunden sind.
  • Ein Taktsignaleingangsanschluss 200 zum Eingeben eines Taktsignals P1 von einer Oszillatorschaltung 13 ist mit einem Eingangsanschluss der jeweiligen Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltungen 206, 208 oder 210 verbunden.
  • Ein erster Erfassungssignaleingangsanschluss 201 zum Eingeben eines ersten Speichersignals P41, das ein erstes Erfassungssignal speichert, das eines der Erfassungssignale von einer Spannungserfassungsschaltung 122 ist, ist mit dem anderen Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 210 verbunden, der nicht mit dem Taktsignaleingangsanschluss 200 verbunden ist.
  • Ein zweiter Erfassungssignaleingangsanschluss 202 zum Eingeben eines zweiten Speichersignals P42, das ein zweites Erfassungssignal speichert, das eines der Erfassungssignale von der Spannungserfassungsschaltung 122 ist, ist mit dem anderen Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht- UND-Schaltung 208 verbunden, der nicht mit dem Taktsignaleingangsanschluss 200 verbunden ist.
  • Ein dritter Erfassungssignaleingangsanschluss 203 zum Eingeben eines zweiten Speichersignals P43, das ein drittes Erfassungssignal speichert, das eines der Erfassungssignale von der Spannungserfassungsschaltung 122 ist, ist mit dem anderen Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 206 verbunden, der nicht mit dem Taktsignaleingangsanschluss 200 verbunden ist.
  • Der Ausgangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 206 ist mit dem Eingangsanschluss der Inverterschaltung 205 und den zweiten Taktsignaleingangsanschlüssen der ersten Verstärkerschaltung 190 bis achten Verstärkerschaltung 191 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 205 ist mit dem ersten Taktsignaleingangsanschluss jeweils der ersten Verstärkerschaltung 190 bis achten Verstärkerschaltung 191 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 208 ist mit dem Eingangsanschluss der Inverterschaltung 207 und den zweiten Taktsignaleingangsanschlüssen der neunten Verstärkerschaltung 192 bis zwölften Verstärkerschaltung 193 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 207 ist mit dem ersten Taktsignaleingangsanschluss jeweils der neunten Verstärkerschaltung 192 bis zwölften Verstärkerschaltung 193 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 210 ist mit dem Eingangsanschluss der Inverterschaltung 209, dem zweiten Taktsignaleingangsanschluss jeweils der dreizehnten Verstärkerschaltung 194 bis fünfzehnten Verstärkerschaltung 195 und dem Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 211 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 209 ist mit den ersten Taktsignaleingangsanschlüssen der dreizehnten Verstärkerschaltung 194 bis fünfzehnten Verstärkerschaltung 195 verbunden.
  • Die jeweiligen Leistungsanschlüsse der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltungen 206, 208 und 210 und der Inverterschaltungen 205, 207 und 209 sind mit einem Vdd-Eingangsanschluss 197 verbunden, in dem eine verstärkte Spannung Vdd eingegeben wird, wobei deren jeweilige GND-Anschlüsse mit einem GND-Potential-Eingangsanschluss 204 verbunden sind, der mit einer Elektrode auf der Niedrigspannungsseite der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 verbunden ist.
  • Als nächstes wird deren Operation beschrieben.
  • In dem Fall, in dem sowohl das erste Speichersignal P41, als auch das zweite Speichersignal P42 und das dritte Speichersignal P43 auf "Niedrigpegel" liegen, da in keine der ersten bis fünfzehnten Verstärkerschaltungen ein Taktsignal eingegeben wird, arbeitet keine Verstärkerschaltung und führt keine Verstärkungsoperation aus.
  • In dem Fall, in dem das erste Speichersignal P41 auf "Hochpegel" liegt und das zweite Speichersignal P42 und das dritte Speichersignal P43 auf "Niedrigpegel" liegen, da ein Taktsignal nur in die Verstärkerschaltungen von der dreizehnten Verstärkerschaltung 194 bis fünfzehnten Verstärkerschaltung 195 eingegeben wird, arbeiten die Verstärkerschaltungen von der dreizehnten Verstärkerschaltung 194 bis zur fünfzehnten Verstärkerschaltung 195. Das heißt, die drei Verstärkerschaltungen arbeiten, wobei jede von diesen eine Spannung von Vp verstärkt, wobei eine verstärkte Spannung von 4 × Vp erhalten wird durch Addieren von 3 × Vp zur elektromotorischen Spannung Vp der thermoelektrischen Vorrichtung 120 und aus dem Ausgangsanschluss der fünfzehnten Verstärkerschaltung 195 ausgegeben wird.
  • In dem Fall, in dem das erste Speichersignal P41 und das zweite Speichersignal P42 auf "Hochpegel" liegen und das dritte Speichersignal P43 auf "Niedrigpegel" liegt, da ein Taktsignal nur in die Verstärkerschaltungen von der neunten Verstärkerschaltung 192 bis fünfzehnten Verstärkerschaltung 195 eingegeben wird, arbeiten die Verstärkerschaltungen von der neunten Verstärkerschaltung 192 bis zur fünfzehnten Verstärkerschaltung 195. Das heißt, da die sieben Verstärkerschaltungen arbeiten, wird eine verstärkte Spannung von 8 × Vp, die erhalten wird durch Addieren von 7 × Vp zu der elektromotorischen Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120, aus dem Ausgangsanschluss der fünfzehnten Verstärkerschaltung 195 ausgegeben.
  • In dem Fall, in dem sowohl das erste Speichersignal P41 als auch das zweite Speichersignal P42 und das dritte Speichersignal P43 auf "Hochpegel" liegen, da ein Taktsignal in alle ersten bis fünfzehnten Verstärkerschaltungen eingegeben wird, arbeiten alle Verstärkerschaltungen. Das heißt, die 15 Verstärkerschaltungen arbeiten, wobei eine verstärkte Spannung von 16 × Vp, die erhalten wird durch Addieren von 15 × Vp zur elektromotorischen Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120, aus dem Ausgangsanschluss der fünfzehnten Verstärkerschaltung 195 ausgegeben wird.
  • Obwohl eine verstärkte Spannung vom Ausgangsanschluss der fünfzehnten Verstärkerschaltung 195 ausgegeben wird, wird die verstärkte Spannung nicht immer kontinuierlich ausgegeben, sondern wird nur dann ausgegeben, wenn das Taktsignal P1 auf "Hochpegel" liegt, wobei die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 unverändert vom Ausgangsanschluss ausgegeben wird, wenn das Taktsignal auf "Niedrigpegel" liegt. Das heißt, im Fall der Verbindung des Ausgangsanschlusses mit dem Ausgangsanschluss 199 für die verstärkte Spannung in unverändertem Zustand, wenn das Taktsignal P1 "Niedrigpegel" liegt, führt eine verstärkte Spannung, die mit viel Aufwand ausgegeben worden ist, zu einem Absinken der elektromotorischen Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120. Das obenerwähnte Problem wurde daher gelöst durch Vorsehen eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 211 und Einschalten des Transistors, wenn das Taktsignal P1 auf "Hochpegel" liegt, und Ausschalten desselben, wenn das Taktsignal P1 "Niedrigpegel" liegt.
  • Wie oben beschrieben worden ist, kann durch Anwenden einer Anordnung, wie in 17 gezeigt ist, eine Verstärkerschaltung 12 mit einer von der in 13 gezeigten Verstärkerschaltung verschiedenen weiteren Anordnung verwirklicht werden, die fähig ist, ihren Verstärkungsfaktor entsprechend einem Steuersignal zu ändern, das von einer Signalspeicherschaltung 123 ausgegeben wird, die ein Erfassungssignal einer Spannungserfassungsschaltung 122 speichert.
  • 18 ist ein Schaltbild der in 17 gezeigten ersten bis dritten Verstärkerschaltungen in der vorliegenden Erfindung.
  • Zuerst wird ihr Verbindungszustand beschrieben.
  • Ein erster Eingangsanschluss 222 ist mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 227 verbunden, ein zweiter Eingangsanschluss 221 ist mit der Source eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 228 verbunden, ein erster Taktsignaleingangsanschluss 224 ist mit dem Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 227 verbunden, ein zweiter Taktsignaleingangsanschluss 225 ist mit den Gates der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 228 und 229 verbunden, die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 227 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 229 und einer zweiten Elektrode eines Kondensators 210 verbunden, eine erste Elektrode des Kondensators 210 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 228 und einem Ausgangsanschluss 223 zum Ausgeben einer verstärkten Spannung verbunden, und ein GND-Eingangsanschluss 226 ist mit der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 229 verbunden.
  • Als Nächstes wird ihre Operation beschrieben.
  • Zuerst, wenn ein erstes Taktsignal, das vom ersten Taktsignaleingangsanschluss 224 eingegeben wird, auf "Niedrigpegel" liegt, ein zweites Taktsignal, das vom zweiten Taktsignaleingangsanschluss 225 eingegeben wird, "Hochpegel" annimmt und anschließend die N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 228 und 229 eingeschaltet werden und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 227 ausgeschaltet ist, und somit die Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 210 auf eine bestimmte Spannung Va ansteigt, in dem hier die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 zugeführt wird, welche über den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 228 dem zweiten Eingangsanschluss 221 zugeführt wird, woraufhin die zweite Elektrode des Kondensators auf "Niedrigpegel" gebracht wird, indem sie mit einer Spannung GND über den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 227 versorgt wird.
  • Wenn als Nächstes das vom ersten Taktsignaleingangsanschluss 224 eingegebene erste Taktsignal auf "Hochpegel" liegt, das vom zweiten Taktsignaleingangsanschluss 225 eingegebene zweite Taktsignal "Niedrigpegel" annimmt und die N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 228 und 229 ausgeschaltet sind und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 227 eingeschaltet ist, so dass die Spannung der zweiten Elektrode des Kondensators 210 auf eine bestimmte Spannung Vb ansteigt, indem eine zum ersten Eingangsanschluss 222 gelieferte Spannung über den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 227 zugeführt wird. Dementsprechend steigt die Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 210 auf eine Spannung an, die erhalten wird durch Addieren von Va und Vb miteinander, wobei die Spannung am Ausgangsanschluss 223 ausgegeben wird.
  • In diesem Fall beziehen sich die Werte Va und Vb auf den maximalen Spannungswert, der zugeführt werden kann, wenn ein N-Kanal-Typ-MOS-Transistor eingeschaltet ist, wobei der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor irgendeine Spannung zuführen kann, die niedriger ist als der maximale Spannungswert, unabhängig davon, wie niedrig er ist, jedoch kann er eine beliebige Spannung nur bis zum maximalen Spannungswert zuführen, unabhängig wie hoch sie ist, wenn sie höher ist als der maximale Spannungswert.
  • Das heißt, wenn eine vom zweiten Eingangsanschluss 221 zugeführte Spannung nicht höher ist als der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 228, wird Va gleich der gleichen Spannung wie die Spannung, die vom zweiten Eingangsanschluss 221 zugeführt wird, wobei jedoch dann, wenn eine vom zweiten Eingangsanschluss 221 zugeführte Spannung höher ist als der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 228, Va der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 228 wird; wenn ferner eine vom ersten Eingangsanschluss 222 zugeführte Spannung nicht höher ist als der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 227, wird Vb gleich der gleichen Spannung wie die Spannung, die vom ersten Eingangsanschluss 222 zugeführt wird, wobei jedoch dann, wenn die vom ersten Eingangsanschluss 222 zugeführte Spannung höher ist als der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 227, Vb der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 227 wird.
  • Der maximale Spannungswert jeder der obenerwähnten jeweiligen N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren ist eine Spannung des "Hochpegels" eines Taktsignals, das in das Gate jedes der jeweiligen N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren eingegeben wird, wenn der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor eingeschaltet ist, d. h. ein Wert, der erhalten wird durch Subtrahieren der Schwellenspannung des jeweiligen N-Kanal-Typ-MOS-Transistors von Vdd.
  • Das heißt, die in 18 gezeigte Verstärkerschaltung besitzt das Merkmal, das in dem Fall, indem eine zur Verstärkung der Spannung niedrig ist, und jeder N-Kanal-Typ-MOS-Transistor nur eine Spannung zuführen kann, die nicht höher ist als die Maximalspannung des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors, die Schaltung eine Spannung effizient verstärken kann und ferner irgendeine niedrige Spannung, unabhängig davon wie niedrig sie ist, verstärken kann, jedoch weist sie das Merkmal auf, dass sie in dem Fall, in dem eine zur verstärkende Spannung hoch ist, oder in dem Fall, in dem Vdd niedrig ist und irgendeiner der jeweiligen N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren der Verstärkerschaltung eine höhere Spannung als den maximalen Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors zuführen muss, ihre Verstärkungseffizienz gering wird. Ferner kann in dem Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung noch höher ist, oder in dem Fall, in dem Vdd noch niedriger wird, in umgekehrter Weise die verstärkte Spannung absinken.
  • Dementsprechend ist in jedem der obenerwähnten N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren der in 18 gezeigten Verstärkerschaltung ein N-Typ-Gate ausgebildet, um somit einen Leckstrom selbst dann zu unterdrücken wenn seine Schwellenspannung verringert ist, wobei der Transistor eine Spannung ausgehend von einer höheren Spannung selbst dann verstärken kann, wenn Vdd niedrig ist, indem seine Schwellenspannung möglichst niedrig gehalten wird (0,2 V oder dergleichen).
  • Obwohl die in 18 gezeigte Verstärkerschaltung einen MOS-Transistor einschaltet, der zum gleichen Zeitpunkt ausgeschaltet ist, wenn ein in der Verstärkerschaltung eingeschalteter MOS-Transistor ausgeschaltet wird, ist es möglich, einen Durchgangsstrom zu verhindern und die Verstärkungseffizienz der Verstärkerschaltung zu verbessern, indem der MOS-Transistor, der ausgeschaltet ist, eingeschaltet wird, nachdem der MOS-Transistor, der eingeschaltet war, ausgeschaltet worden ist.
  • 19 ist ein Schaltbild der in 17 gezeigten vierten bis fünfzehnten Verstärkerschaltungen. Ihre Anordnung ist nahezu die gleiche wie bei der in 18 gezeigten Verstärkerschaltung, unterscheidet sich jedoch von der in 18 gezeigten Verstärkerschaltung nur dadurch, dass der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 227 in der Verstärkerschaltung der 18 durch einen P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 247 ersetzt ist, bei dem die Source und das Substrat mit einem ersten Eingangsanschluss 242 verbunden sind, die Drain mit einer zweiten Elektrode des Kondensators 250 verbunden ist, und das Gate mit einem zweiten Taktsignaleingangsanschluss 245 verbunden ist.
  • Ihre Funktion ist ebenfalls nahezu die gleiche wie bei der in 18 gezeigten Verstärkerschaltung, unterscheidet sich jedoch von derjenigen der in 18 gezeigten Verstärkerschaltung in einer Beziehung zwischen einer Spannung des ersten Eingangsanschlusses 242 und einer Spannung Vb, wenn der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 247 eingeschaltet ist, wobei die in den ersten Eingangsanschluss 242 eingegebene Spannung Vb der zweiten Elektrode des Kondensators 250 über den P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 247 zugeführt wird, d. h., dass in dem Fall der zweiten Elektrode keine Spannung zugeführt werden kann, in dem die Spannung des ersten Eingangsanschlusses 242 niedriger ist als die minimale Spannung, die mittels des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 247 zugeführt werden kann, wobei die Spannung des ersten Eingangsanschlusses 242 in dem Fall unverändert zugeführt werden kann, in dem die Spannung nicht niedriger ist als die minimale Spannung des Transistors.
  • Die minimale Spannung, die der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 247 zuführen kann, ist die minimale Spannung, die der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor über einen Kanal von der Drain des Transistors zur Source oder von der Source zur Drain zuführen kann, und ist ein Wert, der erhalten wird durch Subtrahie ren der Schwellenspannung des Transistors von einer Gate-Spannung des Transistors, wobei dementsprechend die minimale Spannung des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 247 ein Wert ist, der erhalten wird durch Subtrahieren des Schwellenwertes von einer "niedrigen" Spannung des Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 247, d. h. dem Absolutwert der Schwellenspannung, da der Schwellenwert mit einem negativen Wert von der GND-Spannung subtrahiert wird.
  • Das heißt, die in 19 gezeigte Verstärkerschaltung hat das Merkmal, dass eine Spannung in dem Fall effizient verstärkt werden kann, in dem eine in den zweiten Eingangsanschluss 241 eingegebene Spannung nicht höher ist als die maximale Spannung des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 248, und eine in den ersten Eingangsanschluss 242 eingegebene Spannung nicht niedriger ist als die minimale Spannung des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 247. Die obige Verstärkerschaltung weist jedoch das Merkmal auf, dass ihre Verstärkungseffizienz beeinträchtigt ist, oder eine zu verstärkende Spannung in umgekehrter Weise in dem Fall absinkt, in dem die Spannung des zweiten Eingangsanschlusses 241 niedriger ist als die maximale Spannung des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 248, oder in dem Fall keine Verstärkungsoperation durchgeführt werden kann, in dem die Spannung des ersten Eingangsanschlusses 242 niedriger ist als die minimale Spannung des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 247.
  • Dementsprechend weist in der vorliegenden Erfindung bezüglich der jeweiligen MOS-Transistoren der in 19 gezeigten Verstärkerschaltung ein N-Kanal-Typ-MOS-Transistor ein darin ausgebildetes N-Typ-Gate auf, während ein P-Kanal-Typ-MOS-Transistor ein darin ausgebildetes P-Typ-Gate aufweist, wodurch ein Leckstrom selbst dann unterdrückt werden kann, wenn der Absolutwert seiner Schwellenspannung verringert ist, wobei durch Halten des Absolutwertes seiner Schwellenspannung auf einen möglichst niedrigen Wert (0,2 V oder dergleichen), eine Spannung selbst dann von einer höheren Spannung ausgehend verstärkt werden kann, wenn Vdd niedrig ist, und ferner ausgehend von einer niedrigeren Spannung verstärkt werden kann.
  • Obwohl die in 19 gezeigte Verstärkerschaltung einen MOS-Transistor einschaltet, der zu dem gleichen Zeitpunkt ausgeschaltet ist, zu dem ein MOS-Transistor, der in der Verstärkerschaltung eingeschaltet ist, ausgeschaltet worden ist, ist es möglich, einen Durchlassstrom zu verhindern und die Verstärkungseffizienz der Verstärkerschaltung zu verbessern, indem der MOS-Transistor, der ausgeschaltet ist, eingeschaltet wird, nachdem der MOS-Transistor, der eingeschaltet war, ausgeschaltet worden ist.
  • Die Verstärkerschaltung 12 dieser in 17 gezeigten Ausführungsform weist die ersten bis dritten Verstärkerschaltungen auf, die ein solches Merkmal aufweisen, wie oben beschrieben worden ist, und die in der vorderen Stufe angeordnet sind, und weist die vierten bis fünften Verstärkerschaltungen auf, die ein solches Merkmal aufweisen, wie oben beschrieben worden ist, und in der letzteren Stufe angeordnet sind, und veranlasst die ersten bis driten Verstärkerschaltungen, eine Verstärkungsoperation ausgehend von einer niedrigen Spannung durchzuführen, die ein Schwachpunkt der vierten bis fünfzehnten Verstärkerschaltungen ist, und veranlasst die vierten bis fünfzehnten Verstärkerschaltungen, eine Verstärkungsoperation ausgehend von einer hohen Spannung durchzuführen, die ein Schwachpunkt der ersten bis dritten Verstärkerschaltungen ist. Somit ist die Verstärkerschaltung 12 fähig, das Merkmal aufzuweisen, es zu ermöglichen, eine Verstärkungsoperation in dem Fall durchzuführen, in dem Vdd nicht niedriger als 0,3 V ist und die elektromotorische Spannung Vp einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung nicht niedriger als 0,05 V ist.
  • Wie in 12 gezeigt ist, hat diese Ausführungsform ein thermoelektrisches Umsetzungsvorrichtungs-Verstärkersystem verwirklicht, das die elektromotorische Spannung Vp einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 effizient verstärken kann, und ferner auch eine elektromotorische Kraft Vp, die lediglich 0,05 V beträgt, verstärken kann, indem die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 mittels der in 17 gezeigten Verstärkerschaltung 12 verstärkt wird.
  • Obwohl die Verstärkerschaltung dieser in 17 gezeigten Ausführungsform so gestaltet ist, dass die elektromotorische Spannung einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungsvorrichtung 120 mit der obenbeschriebenen Leistungsfähigkeit auf eine Spannung verstärkt wird, die fähig ist, einen solchen IC anzutreiben, der bei etwa 1,5 V verwendet, wie z. B. ein IC, der in einer Armbanduhr oder dergleichen verwendet wird, ist es selbstverständlich ausreichend, eine solche Gestaltungsänderung durchzuführen, wie z. B. die Erhöhung oder die Verringerung der Anzahl der Verstärkerschaltungen, die in der in 18 gezeigten vorderen Stufe angeordnet sind, oder der Anzahl der Verstärkerschaltungen, die in der in 19 gezeigten letzteren Stufe angeordnet sind, in einem solchen Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung verschieden ist, wie einem Fall der Verstärkung einer elektromotorischen Spannung einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung, die in der Leistungsfähigkeit verschieden ist, oder einer weiteren Stromerzeugungsvorrichtung, oder einem Fall der Verstärkung einer Spannung eines solchen Kondensatorelements als Kondensator oder einer Sekundärbatterie, oder in einem solchen Fall, dass eine notwendige zu verstärkende Spannung verschieden ist, wie einem Fall, in dem eine Spannung, die zum Antrieben eines ICs notwendig ist, verschieden ist.
  • Ausführungsform 10
  • 20 zeigt die Verstärkerschaltung 12 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Struktur aufweist, die verschieden ist von derjenigen der in den 13 oder 17 gezeigten Verstärkerschaltung.
  • Zuerst wird ein Verbindungszustand der Komponenten beschrieben.
  • Ein Eingangsanschluss 268 für die elektromotorische Kraft zum Eingeben von Vp, die die elektromotorische Spannung einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 ist, ist mit einem Eingangsanschluss einer ersten Verstärkerschaltung 260, der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 274 und der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 276 verbunden.
  • Jeder der Ausgangsanschlüsse der jeweiligen Verstärkerschaltungen, mit Ausnahme der achten Verstärkerschaltung 265, ist mit einem Eingangsanschluss der danebenliegenden Verstärkerschaltung verbunden, wobei ein Ausgangsanschluss der achten Verstärkerschaltung 265 mit einem Ausgangsanschluss 269 für die verstärkte Spannung verbunden ist.
  • Ein Taktsignaleingangsanschluss 270 zum Eingeben eines Taktsignals P1 von einer Oszillatorschaltung 12 ist mit einem Eingangsanschluss der jeweiligen Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltungen 286, 288 und 290, dem Eingangsanschluss der Inverterschaltung 293 und den Gates der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 275 und 276 verbunden.
  • Ein erster Erfassungssignaleingangsanschluss 271 zum Eingeben eines ersten Speichersignals P41, das ein erstes Erfassungssignal speichert, welches eines der Erfassungssignale von einer Spannungserfassungsschaltung 122 ist, ist mit dem anderen Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 927, der nicht mit dem Taktsignaleingangsanschluss 270 verbunden ist, und mit den Gates der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 278 und 279 verbunden.
  • Ein zweiter Erfassungssignaleingangsanschluss 272 zum Eingeben eines zweiten Speichersignals P42, das ein zweites Erfassungssignal speichert, das eines der Erfassungssignale von der Spannungserfassungsschaltung 122 ist, ist mit dem anderen Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 288, der nicht mit dem Taktsignaleingangsanschluss 270 verbunden ist, und mit den Gates der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 280 und 281 und dem Gate eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 284 verbunden.
  • Ein dritter Erfassungssignaleingangsanschluss 273 zum Eingeben eines dritten Speichersignals P43, das ein drittes Erfassungssignal speichert, das eines der Erfassungssignale von der Spannungserfassungsschaltung 122 ist, ist mit dem anderen Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 290, der nicht mit dem Taktsignaleingangsanschluss 270 verbunden ist, und mit den Gates der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 282 und 283 und dem Gate eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 285 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 286 ist mit dem Eingangsanschluss der Inverterschaltung 287 und den zweiten Taktsignaleingangsanschlüssen der ersten Verstärkerschaltung 260 und der zweiten Verstärkerschaltung 261 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 287 ist mit den ersten Takt signaleingangsanschlüssen der ersten Verstärkerschaltung 260 und der zweiten Verstärkerschaltung 261 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 288 ist mit dem Eingangsanschluss der Inverterschaltung 289 und den zweiten Taktsignaleingangsanschlüssen der dritten Verstärkerschaltung 262 und der vierten Verstärkerschaltung 263 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 289 ist mit den ersten Taktsignaleingangsanschlüssen der dritten Verstärkerschaltung 262 und der vierten Verstärkerschaltung 263 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 290 ist mit dem Eingangsanschluss der Inverterschaltung 291 und den zweiten Taktsignaleingangsanschlüssen der fünften Verstärkerschaltung 264 und der achten Verstärkerschaltung 265 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 291 ist mit den ersten Taktsignaleingangsanschlüssen der fünften Verstärkerschaltung 264 und der achten Verstärkerschaltung 265 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 293 ist mit den Gates der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 274 und 277 verbunden.
  • Die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 274 ist mit den Drains der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 275, 278, 280 und 282 verbunden, während die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 276 mit den Drains der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 277, 279, 281 und 283 verbunden ist und die Source der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 275 und 277 jeweils mit GND-Anschlüssen verbunden ist.
  • Die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 278 ist mit den dritten Taktsignaleingangsanschlüssen der ersten Verstärkerschaltung 260 und der zweiten Verstärkerschaltung 261 verbunden, wobei die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 279 mit dem vierten Taktsignaleingangsanschluss der ersten Verstärkerschaltung 260 verbunden ist.
  • Die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 280 ist mit den dritten Taktsignaleingangsanschlüssen der dritten Verstärkerschaltung 262 und der vierten Verstärkerschaltung 263 verbunden, während die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 281 mit den vierten Taktsignaleingangsanschlüssen der dritten Verstärkerschaltung 262 und der zweiten Verstärkerschaltung 261 verbunden ist.
  • Die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 282 ist mit den dritten Taktsignaleingangsanschlüssen der fünften Verstärkerschaltung 264 und der achten Verstärkerschaltung 265 verbunden, während die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 283 mit den vierten Taktsignaleingangsanschlüssen der vierten Verstärkerschaltung 263 und der achten Verstärkerschaltung 265 verbunden ist.
  • Die Sources und Substrate der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 284 und 285 sind mit dem Ausgangsanschluss 269 für die verstärkte Spannung verbunden.
  • Die Leistungsanschlüsse der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 286, 288 und 290, der Inverterschaltungen 287, 289, 291 und 293 sind mit einem Vdd-Eingangsanschluss 267 verbunden, in den eine verstärkte Spannung Vdd eingegeben wird, wobei die GND-Anschlüsse desselben mit einem GND-Potential-Eingangsanschluss 292 verbunden sind, der mit einer Elektrode auf der Niedrigspannungsseite der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 verbunden ist.
  • Als Nächstes wird seine Operation beschrieben. In dem Fall, in dem sowohl das erste Speichersignal P41, als auch das zweite Speichersignal P42 und das dritte Speichersignal P43 auf "Niedrigpegel" liegen, da kein Taktsignal in die in 20 gezeigten ersten bis achten Verstärkerschaltungen 260 bis 265 eingegeben wird, arbeitet keine Verstärkerschaltung und führt keine Verstärkungsoperation durch. Obwohl die P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 284 und 285 eingeschaltet sind, ist ein Leckstrom durch die beiden Transistoren vom Ausgangsanschluss 269 für die verstärkte Spannung nur ein Ladestrom der Kapazitätskomponente, die um die Drains der beiden Transistoren baumelt.
  • In dem Fall, in dem das erste Speichersignal P41 auf "Hochpegel" liegt und das zweite Speichersignal P42 und das dritte Speichersignal P43 auf "Niedrigpegel" liegen, da die Taktsignale in die jeweiligen Taktsignaleingangsanschlüsse der ersten Verstärkerschaltung 260 eingegeben werden und Taktsignale in die anderen Taktsignaleingangsanschlüsse außer dem vierten Taktsignaleingangsanschluss der zweiten Verstärkerschaltung 261, eingegeben werden, wird eine Spannung in der ersten Verstärkerschaltung 260 um Vp verstärkt und in der zweiten Verstärkerschaltung 261 um Vp verstärkt, wobei, da der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 284 eingeschaltet ist, eine Spannung von 4 × Vp erhalten wird durch Addieren von 3 × Vp zu Vp und durch den P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 284 zum Ausgangsanschluss 269 für die verstärkte Spannung zugeführt wird. Das heißt, die verstärkte Spannung wird gleich 4Vp. Obwohl der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 285 ebenfalls eingeschaltet ist, ist ein Leckstrom durch den P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 285 vom Ausgangsanschluss 269 für die verstärkte Spannung nur ein Ladestrom einer Kapazitätskomponente, die um die Drains der beiden Transistoren baumelt.
  • In dem Fall, in dem das erste Speichersignal P41 und das zweite Speichersignal P42 auf "Hochpegel" liegen und das dritte Speichersignal P43 auf "Niedrigpegel" liegt, da die Taktsignale in die jeweiligen Taktsignaleingangsanschlüsse der ersten Verstärkerschaltung 260, der zweiten Verstärkerschaltung 261 und der dritten Verstärkerschaltung 262 eingegeben werden und Taktsignale in die anderen Taktsignaleingangsanschlüsse der vierten Verstärkerschaltung 263 außer dem vierten Taktsignaleingangsanschluss eingegeben werden, wird eine Spannung in jeder der ersten bis dritten Verstärkerschaltungen 260 bis 262 um 2 × Vp verstärkt und in der vierten Verstärkerschaltung 263 um 4 × Vp verstärkt, wobei der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 284 ausgeschaltet ist und der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 285 eingeschaltet ist, eine Spannung von 8 Vp, die erhalten wird durch Addieren von 7 Vp zu Vp, über den P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 285 zum Ausgangsanschluss 269 für die verstärkte Spannung zugeführt wird. Das heißt, die verstärkte Spannung Vdd wird gleich 8 × Vp.
  • In dem Fall, in dem sowohl das erste Speichersignal P41, als auch das zweite Speichersignal P42 und das dritte Speichersignal P43 auf "Hochpegel" liegen, da die Taktsignale in die Taktsignaleingangsanschlüsse aller ersten bis achten Verstärkerschaltungen 260 bis 265 eingegeben werden, die in 20 gezeigt sind, wird eine Spannung in jeden der ersten bis siebten Verstärkerschaltungen um 2 × Vp verstärkt und in der achten Verstärkerschaltung 265 um Vp verstärkt, so dass eine Spannung von 16 × Vp erhalten wird durch Addieren von 15 Vp zu Vp und dem Ausgangsanschluss 269 für die verstärkte Spannung zugeführt wird. Das heißt, die verstärkte Spannung Vdd wird gleich 16 Vp.
  • Obwohl beschrieben worden ist, dass ein in jeder Verstärkerschaltung verstärkter Anteil gleich 2 × Vp oder Vp ist, kann ein solcher Wert in dem Fall erhalten werden, indem Vp nicht höher ist als der maximale Spannungswert der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 274, 276, 278, 279, 280, 281, 282 und 283, d. h. in dem Fall, in dem der Wellenhöhenwert des in den dritten oder vierten Taktsignaleingangsanschluss jeder Verstärkerschaltung eingegebenen Taktsignals gleich Vp ist. In dem Fall, in dem Vp höher ist als der maximale Spannungswert, wird der Wellenhöhenwert eines Taktsignals, das in den dritten oder vierten Taktsignaleingangsanschluss jeder Verstärkerschaltung eingegeben wird, gleich dem maximalen Spannungswert, wobei ein verstärkter Anteil in jeder Verstärkerschaltung gleich dem Doppelten des maximalen Spannungswertes wird oder gleich dem maximalen Spannungswert wird. Das heißt, die verstärkte Spannung sinkt ab.
  • In der in 20 gezeigten Verstärkerschaltung dieser Ausführungsform weist daher jeder der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 274, 276, 278, 279, 280, 281, 282 und 283 ein darin ausgebildetes N-Typ-Gate auf, um somit einen Leckstrom selbst dann zu unterdrücken, wenn seine Schwellenspannung verringert ist, wobei seine Schwellenspannung möglichst niedrig gehalten wird (0,2 V oder dergleichen), wodurch es möglich wird, einen verstärkten Anteil von 2 × Vp oder Vp in jeder Verstärkerschaltung selbst dann zu erhalten, wenn Vp bis zu einem bestimmten Grad hoch ist.
  • Wie oben beschrieben worden ist, kann durch Ausbilden einer Verstärkerschaltung in der in 20 gezeigten Anordnung die Verstärkerschaltung 20, die fähig ist, ihren Verstärkungsfaktor entsprechend einem Speichersignal zu ändern, das von einer Signalspeicherschaltung 123 ausgegeben wird, die ein Erfassungssignal einer Spannungserfassungsschaltung 122 speichert, durch eine weitere Anordnung verwirklicht werden, die von der in den 13 oder 17 gezeigten Verstärkerschaltung verschieden ist.
  • 21 ist ein Schaltbild der in 20 gezeigten ersten und zweiten Verstärkerschaltungen der vorliegenden Erfindung.
  • Zuerst wird deren Verbindung beschrieben.
  • Ein Eingangsanschluss 300 ist mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 306 verbunden, das Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 306 ist mit einem ersten Taktsignaleingangsanschluss 302 verbunden, die Source des Transistors ist mit einer ersten Elektrode eines Kondensators 308 und der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 307 verbunden, eine zweite Elektrode des Kondensators 308 ist mit dem dritten Taktsignaleingangsanschluss 304 verbunden, das Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 307 ist mit einem zweiten Taktsignaleingangsanschluss 303 verbunden, die Source des Transistors ist mit einer ersten Elektrode eines Kondensators 309 und einem Ausgangsanschluss 301 verbunden, und eine zweite Elektrode des Kondensators 309 ist mit einem vierten Taktsignaleingangsanschluss 305 verbunden.
  • Als Nächstes wird deren Operation beschrieben. Es wird angenommen, dass die höhere Spannung der dritten und vierten Taktsignale gleich Vh ist und die niedrigere Spannung gleich "Niedrigpegel" ist.
  • Zuerst wird ein Fall des Eingebens eines Taktsignals in den vierten Taktsignaleingangsanschluss 305 beschrieben.
  • Eine verstärkte Spannung wird vom Ausgangsanschluss 301 ausgegeben durch schrittweises Zuführen elektrischer Ladungen vom Eingangsanschluss 300 zum Ausgangsanschluss 301 als alternierendes Wiederholen eines ersten Zustands und eines zweiten Zustands, wie folgt. Der erste Zustand ist so beschaffen, dass ein Taktsignal des ersten Taktsignaleingangsanschlusses 302 auf "Hochpegel" liegt, ein Taktsignal des zweiten Taktsignalein gangsanschlusses 303 auf "Niedrigpegel" liegt, ein Taktsignal des dritten Taktsignaleingangsanschlusses 106 auf "Niedrigpegel" liegt, ein Taktsignal des vierten Taktsignaleingangsanschlusses 305 gleich Vh ist, und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 306 eingeschaltet ist und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 307 ausgeschaltet ist, wobei eine elektrische Ladung vom Eingangsanschluss 300 durch den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 306 zur ersten Elektrode des Kondensators 308 geleitet wird, indem die Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 308 ausgehend von ihrem vorherigen Zustand um Vh gesenkt wird und die Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 309 ausgehend von ihrem vorherigen Zustand um Vh verstärkt wird, wobei gleichzeitig eine verstärkte Spannung aus der ersten Elektrode des Kondensators 309 zum Ausgangsanschluss 301 ausgegeben wird. Der zweite Zustand ist so beschaffen, dass ein Taktsignal des ersten Taktsignaleingangsanschlusses 302 auf "Niedrigpegel" liegt, ein Taktsignal des zweiten Taktsignaleingangsanschlusses 303 auf "Hochpegel" liegt, ein Taktsignal des dritten Taktsignaleingangsanschlusses 106 gleich Vh ist, ein Taktsignal des vierten Taktsignaleingangsanschlusses 305 auf "Niedrigpegel" liegt, und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 306 ausgeschaltet ist und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 307 eingeschaltet ist, wobei eine elektrische Ladung von der ersten Elektrode des Kondensators 308 durch den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 307 zur ersten Elektrode des Kondensators 309 geleitet wird, indem die Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 308 ausgehend von ihrem vorherigen Zustand um Vh verstärkt wird und diejenige der ersten Elektrode des Kondensators 309 ausgehend von ihrem vorherigen Zustand um Vh gesenkt wird.
  • Wenn die jeweiligen N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren eingeschaltet sind, wird in dem Fall, in dem elektrische Ladungen von der Drain zur Source geleitet werden können, bis eine Spannungsdifferenz zwischen der Drain und der Source jedes der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren eliminiert ist, eine verstärkte Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 308 gleich einem Wert, der erhalten wird durch Addieren von Vh zu der Spannung eines Eingangsanschlusses 300, wobei eine verstärkte Spannung der ersten Elektrode des Kondensators 309 gleich einem Wert wird, der erhalten wird durch Addieren von Vh zur verstärkten Spannung des Kondensators 308, so dass eine verstärkte Spannung, die aus diesem Ausgangsanschluss 301 auszugeben ist, gleich einem Wert, der erhalten wird durch Addieren von 2Vh zu der Spannung des Eingangsanschlusses 300. Während jedoch die N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 306 und 307 eingeschaltet sind, wird in dem Fall, in dem die Source-Spannung eines der Transistoren den maximalen Spannungswert des Transistors erreicht hat, die aus diesem Ausgangsanschluss 301 auszugebende verstärkte Spannung gleich einem niedrigeren Wert im Vergleich zu einem Fall, in dem die Source-Spannung nicht den maximalen Spannungswert erreicht, und kann gleich einer Spannung werden, die nicht höher ist als die Spannung des Eingangsanschlusses 300, d. h. eine entsprechend den Umständen gesenkte Spannung.
  • Das heißt, die Verstärkerschaltung 12 weist das Merkmal auf, dass eine Spannung effizient verstärkt werden kann und ferner verstärkt werden kann, unabhängig davon, wie niedrig sie ist, in dem Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung niedrig ist, oder in dem Fall, in dem Vdd hoch ist, wie oben beschrieben worden ist, wobei die maximale Spannung jedes der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren hoch ist und jeder der Transistoren nur eine Spannung zuführen kann, die nicht höher ist als der maximale Spannungswert, jedoch weist sie das Merkmal auf, dass ihre Verstärkungseffizienz in dem Fall gering wird, indem eine zu verstärkende Spannung hoch ist, oder in dem Fall, in dem Vdd niedrig ist, wie oben beschrieben worden ist, und die maximale Spannung jedes der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren niedrig ist und irgendeiner der Transistoren eine Spannung zuführen muss, die höher ist als der maximale Spannungswert des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors, wobei eine zu verstärkende Spannung in umgekehrter Weise in dem Fall sinken kann, indem die zu verstärkende Spannung höher ist oder Vdd noch niedriger wird.
  • Dementsprechend weist jeder der obenerwähnten N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren, die in 21 gezeigt sind, ein darin ausgebildetes N-Typ-Gate auf, um somit einen Leckstrom selbst dann zu unterdrücken, wenn seine Schwellenspannung verringert ist, und kann eine Spannung ausgehend von einer höheren Spannung selbst dann verstärken, wenn Vdd niedrig ist, indem seine Schwellenspannung möglichst niedrig gehalten wird (0,2 V oder dergleichen).
  • Als Nächstes wird ein Fall beschrieben, in welchem kein Taktsignal in den vierten Taktsignaleingangsanschluss 305 eingegeben wird.
  • Dieser Fall unterscheidet sich von einem Fall, bei dem ein Taktsignal in den vierten Taktsignaleingangsanschluss 304 eingegeben wird, nur dadurch, dass der Kondensator 309 ein Siebkondensator ist und nicht zur Verstärkungsoperation beiträgt. Das heißt, eine am Ausgangsanschluss 301 auszugebende verstärkte Spannung sinkt um Vh und wird somit gleich einem Wert, der erhalten wird durch Addieren von Vh zur Spannung des Eingangsanschlusses 300.
  • 22 ist ein Schaltbild jeder der in 20 gezeigten dritten bis siebten Verstärkerschaltungen.
  • Deren Anordnung ist nahezu die gleiche wie bei der in 21 gezeigten Verstärkerschaltung, und unterscheidet sich von der Verstärkerschaltung nur dadurch, dass der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor in der Verstärkerschaltung der 21 durch einen P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 307 ersetzt ist, wie in 22 gezeigt ist, in welchem die Drain mit einem Eingangsanschluss 311 verbunden ist, die Source und das Substrat mit einer ersten Elektrode eines Kondensators 319 verbunden sind, und das Gate mit einem zweiten Taktsignaleingangsanschluss verbunden ist, wobei der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 307 in der Verstärkerschaltung der 21 durch einen P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 318 ersetzt ist, wie in 22 gezeigt ist, in welchem die Drain mit einer ersten Elektrode des Kondensators 319 verbunden ist, die Source und das Substrat mit einer ersten Elektrode eines Kondensators 320 verbunden sind, und das Gate mit einem ersten Taktsignaleingangsanschluss 313 verbunden ist.
  • Ihre Operation ist ebenfalls die gleiche wie bei den in 21 gezeigten Verstärkerschaltungen 260 und 261 bezüglich des Zeitablaufs, wenn die jeweiligen MOS-Transistoren ein-/ausgeschaltet werden, und im Zeitablauf, wenn der Pegel eines Taktsignals, das in die zweite Elektrode jedes Kondensators eingegeben wird, gleich Vh oder "Niedrigpegel" wird, und ist verschieden von den Verstärkerschaltungen der 21 bezüglich eines Spannungszustands für die effiziente Verstärkung einer Spannung. Das heißt, während die in 21 gezeigten Verstärkerschaltungen eine Spannung in dem Fall effizient verstärken können, in dem eine von jedem N-Kanal-Typ-MOS-Transistor zugeführte Spannung nicht höher ist als der maximale Spannungswert des Transistors, da jeder MOS-Transistor aus einem N-Kanal-Typ-MOS-Transistor gebildet ist, können die in 22 gezeigten Verstärkerschaltungen eine Spannung in dem Fall effizient verstärken, in dem eine von jedem P-Kanal-Typ-MOS-Transistor zugeführte Spannung nicht niedriger ist als der minimale Spannungswert des Transistors, da jeder MOS-Transistor aus einem P-Kanal-Typ-MOS-Transistor gebildet ist.
  • Das heißt, die in 22 gezeigte Verstärkerschaltung weist das Merkmal auf, dass eine Spannung effizient verstärkt werden kann und weiter verstärkt werden kann, unabhängig davon, wie hoch sie ist, in dem Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung hoch ist und jeder P-Kanal-Typ-MOS-Transistor eine Spannung zuführt, die nicht niedriger ist als der minimale Spannungswert des Transistors, weist jedoch das Merkmal auf, dass ihre Verstärkungseffizienz niedrig wird oder keine Spannung aus dem Ausgangsanschluss 312 entsprechend den Umständen in dem Fall ausgegeben werden kann, in dem die zu verstärkende Spannung niedrig ist und irgendeiner der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren eine Spannung zuführen soll, die niedriger ist als der minimale Spannungswert des Transistors.
  • Dementsprechend weist jeder der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren der in 22 gezeigten Verstärkerschaltung ein darin ausgebildetes P-Typ-Gate auf, wodurch ein Leckstrom selbst dann unterdrückt werden kann, wenn der Absolutwert seiner Schwellenspannung verringert ist, wobei eine Spannung ausgehend von einer niedrigeren Spannung verstärkt werden kann, indem der Absolutwert seiner Schwellenspannung möglichst niedrig gehalten wird (0,2 V oder dergleichen.
  • 23 ist ein Schaltbild der in 20 gezeigten achten Verstärkerschaltung 265 in der vorliegenden Erfindung. Ihre Anordnung ist nahezu die gleiche wie bei der in 22 gezeigten Verstärkerschaltung 310, und unterscheidet sich von der Verstärkerschaltung 310 nur dadurch, dass sie keinen Kondensator 320 aufweist, der dem Kondensator der in 22 gezeigten Verstärkerschal tung 310 entspricht. Wie in 23 gezeigt ist, ist daher am vierten Taktsignaleingangsanschluss 235 derselben nichts angeschlossen.
  • Ihre Operation ist ebenfalls nahezu die gleichen wie bei der in 22 gezeigten Verstärkerschaltung 310, und unterscheidet sich von der Verstärkerschaltung 310 dadurch, dass, da kein in 22 gezeigter Kondensator 320 vorhanden ist, eine von einem Ausgangsanschluss 331 auszugebende Spannung um Vh tiefer absinkt als die am Ausgangsanschluss 312 der Verstärkerschaltung 310 der 22 ausgegebene verstärkte Spannung.
  • Die Verstärkerschaltung 266 der in 20 gezeigten Ausführungsform war fähig, das Merkmal aufzuweisen, eine Verstärkungsoperation auch in dem Fall durchführen zu können, in dem Vdd nicht niedriger als 0,3 V ist und die elektromotorische Spannung Vp einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung nicht niedriger als 0,05 V ist, indem jede der ersten Verstärkerschaltung 260 und der zweiten Verstärkerschaltung 261 in der vorderen Stufe mit der in 21 gezeigten Verstärkerschaltung ausgebildet wird, jede der dritten bis siebten Verstärkerschaltungen 265 in der letzteren Stufe mittels der in 22 gezeigten Verstärkerschaltung ausgebildet wird, wie oben beschrieben worden ist, und die achte Verstärkerschaltung in der letzten Stufe mittels der in 23 gezeigten Verstärkerschaltung ausgebildet wird, wie oben beschrieben worden ist, und indem die ersten und zweiten Verstärkerschaltungen 260 und 261 eine Verstärkungsoperation ausgehend von einer niedrigen Spannung durchführen, die ein Schwachpunkt der dritten bis achten Verstärkerschaltungen ist, und die dritten bis achten Verstärkerschaltungen eine Verstärkungsoperation ausgehend von einer hohen Spannung durchführen, die ein Schwachpunkt der ersten und zweiten Verstärkerschaltungen ist.
  • Wie in 12 gezeigt ist, hat die Ausführungsform ein thermoelektrisches Umsetzungsvorrichtung-Verstärkersystem geschaffen, das eine elektromotorische Spannung Vp einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 effizient verstärken kann und ferner auch eine elektromotorische Kraft Vp verstärken kann, die lediglich 0,05 V beträgt, indem die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 mittels der in 20 gezeigten Verstärkerschaltung 266 verstärkt wird.
  • Obwohl die Verstärkerschaltung der in 20 gezeigten Ausführungsform so gestaltet ist, dass die elektromotorische Spannung einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung mit der obenbeschriebenen Leistungsfähigkeit auf eine Spannung verstärkt wird, die einen solchen IC antreiben kann, der bei etwa 1,5 V arbeitet, wie er in einer Armbanduhr oder dergleichen verwendet wird, ist es selbstverständlich ausreichend, eine solche Gestaltungsänderung durchzuführen, wie die Erhöhung oder Verringerung der Anzahl der Verstärkerschaltungen, die in der in 21 gezeigten vorderen Stufe angeordnet sind, oder der Anzahl der Verstärkerschaltungen, die in der in 22 gezeigten letzteren Stufe angeordnet sind, in einem solchen Fall, in dem eine zu verstärkende Spannung verschieden ist, wie einem Fall der Verstärkung einer elektromotorischen Spannung einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung, die in der Leistungsfähigkeit verschieden ist, oder einer weiteren Stromerzeugungsvorrichtung, oder einem Fall der Verstärkung einer Spannung eines solchen Kondensatorelements, wie eines Kondensators oder einer Sekundärbatterie, oder in einem solchen Fall, in dem eine notwendige zu verstärkende Spannung verschieden ist, wie in einem Fall, in dem eine Spannung, die zum Antreiben eines IC erforderlich ist, verschieden ist.
  • Außerdem kann selbstverständlich eine Verstärkerschaltung mit einer beabsichtigten Leistungsfähigkeit ebenfalls verwirklicht werden, indem die Merkmale der jeweiligen Verstärkerschaltungen kombiniert werden, die in den 13, 17 und 20 gezeigt sind, wie oben beschrieben worden ist.
  • Ausführungsform 11
  • Die Oszillatorschaltung 13 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
  • 24 zeigt ein Oszillatorschaltbild. Ein Ausganganschluss einer Inverterschaltung 343 ist mit einem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 344 und einer ersten Elektrode eines Kondensators 348 verbunden, ein Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 344 ist mit einem Eingangsanschluss der Inverterschaltung 345 und einer ersten Elektrode eines Kondensators 349 verbunden, ein Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 345 ist mit den Eingangsanschlüssen der Inverterschaltung 343 und 346 und einer ersten Elektrode eines Kondensators 350 verbunden. Ein Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 346 ist mit einem Eingangsanschluss der Inverterschaltung 347 verbunden, wobei der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 347 mit einem Taktsignalausgangsanschluss 342 zum Ausgeben eines Taktsignals P1 verbunden ist. Die zweiten Elektroden der Kondensatoren 348, 349 und 350 sind mit einem GND-Anschluss 341 verbunden, der eine Elektrode auf der niedrigeren Potentialseite des Generators oder der Stromversorgung 11 ist. Hierbei ist die Stromversorgung jeder Inverterschaltung mit einem Vdd-Eingangsanschluss 340 verbunden, wobei der geerdete Anschluss jeder Inverterschaltung mit dem GND-Anschluss 341 verbunden ist. Durch die Verwendung der obenbeschriebenen Struktur wird ein Taktsignal mit etwa 50% Tastverhältnis erhalten. Ferner ist in der Oszillatorschaltung 13 gemäß der vorliegenden Erfindung unter der Annahme, dass die Schwellenspannungen der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren und der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren in den Inverterschaltungen jeweils gleich 0,3 V sind, die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung 13 gleich 0,7 V.
  • 25 zeigt ein Diagramm der Oszillatorschaltung 13 gemäß dieser Ausführungsform, die eine Struktur aufweist, die von derjenigen der in 24 gezeigten Oszillatorschaltung verschieden ist.
  • Zuerst wird ein Verbindungszustand derselben beschrieben.
  • Ein Eingangsanschluss 360 für die elektromotorische Spannung zum Eingeben einer elektromotorischen Spannung einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 ist mit dem Gate eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 364 eines Verarmungstyps (normal eingeschalteter Typ) verbunden, während ein Vdd-Eingangsanschluss 362, in den eine verstärkte Spannung Vdd eingegeben wird, mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 364 und den Sources und Substraten der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 376 und 377 verbunden ist.
  • Die Source des Verarmungstyp-N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 364 ist mit den Sources und Substraten der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 368, 370 und 372 und der Source und dem Substrat eines P-Kanal-Typ-MOS- Transistors 374 der Inverterschaltung 366 verbunden.
  • Die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 368 ist mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 369, einer ersten Elektrode eines Kondensators 380 und den Gates des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 370 und eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 371 verbunden.
  • Die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 370 ist der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 371, einer ersten Elektrode des Kondensators 381 und den Gates des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 372 und des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 373 verbunden.
  • Die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 372 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 373, dem Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 368 und des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 369, dem Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 374 und des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 375, und dem Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 379 verbunden.
  • Die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 374 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 375 und dem Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 378 verbunden.
  • Die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 376 ist mit dem Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 377 und der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 378 verbunden.
  • Die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 377 ist mit dem Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 376, der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 379 und einem Taktsignalausganganschluss 361 zum Ausgeben eines Taktsignals P1 verbunden.
  • Die Sources der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 369, 371, 373, 375, 378 und 379 und die zweiten Elektroden der Kondensatoren 380 und 381 sind mit einem GND-Anschluss verbunden.
  • Der durch eine gestrichelte Linie umschlossene Abschnitt 365 zeigt eine Ringoszillatorschaltung, während der durch eine gestrichelte Linie umschlossene Abschnitt 366 eine Inverterschaltung zeigt und der durch eine gestrichelte Linie umschlossene Abschnitt 367 eine Pegelschiebeschaltung zeigt.
  • Die Verbindung mit dem GND-Anschluss bedeutet eine Verbindung mit einem GND-Potential-Eingangsanschluss 363, der mit einer Elektrode auf der niedrigeren Potentialseite der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 verbunden ist.
  • Als Nächstes wird die Operation der jeweiligen Komponenten beschrieben. Der Verarmungstyp-N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 364 regelt eine Spannung von Vdd, die vom Vdd-Eingangsanschluss 362 eingegeben wird. Die regulierte Spannung des Transistors wird gleich einer Spannung, die erhalten wird durch Addieren einer Spannung des Gates des Transistors, d. h. einer elektromotorischen Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120, zum Absolutwert der Schwellenspannung des Transistors. Das heißt, die regulierte Spannung des Transistors steigt an, wenn die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung ansteigt, und sinkt, wenn Vp sinkt.
  • Die Ringoszillatorschaltung 365 erzeugt ein Taktsignal. Die Frequenz des Taktsignals steigt an bzw. sinkt, wenn die Leistungsspannung des Ringoszillators 365, d. h. die regulierte Spannung, ansteigt oder absinkt. Während die Frequenz des Taktsignals ansteigt, wenn die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 ansteigt, sinkt daher die Frequenz des Taktsignals, wenn Vp sinkt.
  • Die Inverterschaltung 366 erhält das Taktsignal und gibt ein Taktsignal aus, das erhalten wird durch Invertieren des Taktsignals bezüglich der Phase.
  • Die Pegelschiebeschaltung 367 nimmt ein Taktsignal von der Ringoszillatorschaltung 365 und ein Taktsignal von der Inverterschaltung 366 auf und gibt ein Taktsignal aus, das erhalten wird durch Umsetzen des Wellenhöhenwertes des Taktsignals von der Inverterschaltung 366 in eine verstärkte Spannung Vdd zum Taktsignalausgangsanschluss 361.
  • Das heißt, durch Anwenden der in 25 gezeigten Anordnung, wie oben beschrieben worden ist, ist es möglich, eine Oszillatorschaltung zu verwirklichen, die die Frequenz eines auszugebenden Taktsignals entsprechend der elektromotorischen Spannung Vp einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 ändern kann.
  • Außerdem weist die Oszillatorschaltung dieser in 25 gezeigten Ausführungsform das Merkmal auf, dass ein Taktsignal in einem Zustand ausgegeben werden kann, in dem eine verstärkte Spannung Vdd oder die elektromotorische Spannung Vp einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung niedrig ist (0,3 V oder dergleichen), indem ein P-Kanal-Typ-MOS-Transistor mit einem P-Typ-Gate versehen wird oder ein N-Kanal-Typ-MOS-Transistor mit einem N-Typ-Gate versehen wird, um somit einen Leckstrom selbst dann zu unterdrücken, wenn der Absolutwert seiner Schwellenspannung bezüglich der anderen MOS-Transistoren außer einem Verarmungstyp-N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 364 und somit der Absolutwert der Schwellenspannung jedes der MOS-Transistoren möglichst niedrig ist (0,2 V oder dergleichen).
  • Ausführungsform 12
  • 26 ist ein Schaltbild der in 12 gezeigten intermittierenden Impulsgeneratorschaltung 121.
  • Zuerst wird deren Verbindungszustand beschrieben.
  • Ein Taktsignaleingangsanschluss 390 zum Eingeben eines Taktsignals P1 von einer aus der Oszillatorschaltung 13 ist mit den Eingangsanschlüssen der Inverterschaltungen 394 oder 395 verbunden, der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 394 ist mit einer ersten Elektrode eines Kondensator 397, dessen zweite Elektrode mit einen GND-Anschluss verbunden ist, und dem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 395 verbunden, der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 395 ist mit einem ersten Eingangsanschluss einer Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 398 verbunden, der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 396 ist mit einem zweiten Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 398 verbunden, der Ausgangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 398 ist mit dem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 399 verbunden, und der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 399 ist mit einem Ausgangsanschluss 391 für den intermittierenden Impuls zum Ausgeben eines intermittierenden Impulssignals P2 verbunden.
  • In den jeweiligen Inverterschaltungen und der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung sind deren Leistungsanschlüsse mit einem Vdd-Anschluss 392 verbunden, in den eine verstärkte Spannung Vdd eingegeben wird, wobei deren GND-Anschlüsse mit einem GND-Potential-Eingangsanschluss 393 verbunden sind, der mit einer Elektrode auf der niedrigeren Potentialseite der thermoelektrischen Umsetzvorrichtung 120 verbunden ist.
  • Als Nächstes wird deren Operation beschrieben. Das vom Taktsignaleingangsanschluss 390 eingegebene Taktsignal P1 wird in den ersten Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 398 über die Inverterschaltung 394 und die Inverterschaltung 395 eingegeben. Dieses Taktsignal, das in den ersten Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 398 eingegeben wird, wird in der Phase stärker als das Taktsignal P1 um eine Zeitspanne verzögert, die notwendig ist, um den Kondensator 397 zu laden/entladen.
  • Andererseits ist ein Taktsignal, das in den zweiten Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 398 über die Inverterschaltung 396 eingegeben wird, in der Phase invers zum Taktsignal P1.
  • Da in der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 398 die Taktsignale, wie oben beschrieben worden ist, in die Eingangsanschlüsse der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung eingegeben werden, gibt der Ausgangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung ein Taktsignal aus, das nur für eine Zeitperiode von dem Zeitpunkt, zu dem der zweite Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung von "Niedrigpegel" auf "Hochpegel" gewechselt hat, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der erste Eingangsanschluss der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung vom "Hochpegel" auf "Niedrigpegel" gewechselt hat, auf "Niedrigpegel" liegt, d. h. nur für eine Zeitperiode, die zum Laden des Kondensators 397 notwendig ist.
  • Die Inverterschaltung 399 invertiert ein von der Zwei-Eingang-Nicht-UND-Schaltung 398 ausgegebenes Impulssignal in der Phase und gibt ein Taktsignal, das erhalten wird durch die Phaseninversion, an den Ausgangsanschluss 391 für das intermittierende Impulssignal aus.
  • Der Ausgangsanschluss 391 für das intermittierende Impulssignal gibt ein Impulssignal, das von der Inverterschaltung 399 ausgegeben wird, als intermittierendes Impulssignal P2 aus.
  • Selbstverständlich kann eine Periode, für die das intermittierende Impulssignal P2 auf "Hochpegel" liegt, verändert werden durch Verändern der Antriebsfähigkeit der Inverterschaltung 394 oder der Kapazität des Kondensators 397.
  • Außerdem weist die intermittierende Impulsgeneratorschaltung 121 der in 26 gezeigten Ausführungsform das Merkmal auf, dass ein intermittierendes Taktsignal selbst in einem Zustand ausgegeben werden kann, indem eine verstärkte Spannung Vdd niedrig ist, indem ein P-Kanal-Typ-MOS-Transistor mit einem P-Typ-Gate versehen ist oder ein N-Kanal-Typ-MOS-Transistor mit einem N-Typ-Gate versehen ist, um somit einen Leckstrom selbst dann zu unterdrücken, wenn der Absolutwert seiner Schwellenspannung bezüglich der der jeweiligen Schaltungen bildenden MOS-Transistoren verringert wird, um somit den Absolutwert der Schwellenspannung jedes der MOS-Transistoren möglichst niedrig zu machen (0,2 V oder dergleichen).
  • Ausführungsform 13
  • 27 ist ein Schaltbild der Spannungserfassungsschaltung 122 der in 12 gezeigten Ausführungsform. Zuerst wird deren Verbindungszustand beschrieben. Ein Eingangsanschluss 400 für die elektromotorische Spannung zum Eingeben der elektromotorischen Spannung Vp einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 ist mit einer ersten Elektrode eines Widerstands Ra 410 und dem Gate eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 423 verbunden.
  • Eine zweite Elektrode des Widerstands Ra ist mit einer ersten Elektrode eines Widerstands Rb und dem Gate eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 425 verbunden.
  • Eine zweite Elektrode des Widerstands Rb ist mit einer ersten Elektrode eines Widerstands Rc und dem Gate eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 427 verbunden, während eine zweite Elektrode des Widerstands Rc mit der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 413 verbunden ist.
  • Ein Eingangsanschluss 401 für das intermittierende Impulssignal zum Eingeben eines intermittierenden Impulssignals P2 ist mit dem Gate eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 413 und dem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 414 verbunden.
  • Der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 414 ist mit dem Gate eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 415 und dem Gate eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 416 verbunden.
  • In einem N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 417 eines Verarmungstyps (normal eingeschalteter Typ) ist die Drain des Transistors mit der Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 415 verbunden, wobei das Gate des Transistors mit der Source des Transistors, der Drain und dem Gate eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 418, der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 416 und den Gates eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 420 und eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 421 verbunden ist.
  • Das Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 419 ist mit der Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 419, den Gates der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 422, 424 und 426 und der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 420 verbunden.
  • Die Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 420 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 421 und den Sources der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 423, 425 und 427 verbunden.
  • Die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 422 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 423 und einem dritten Ausgangsanschluss 402 zum Ausgeben eines dritten Erfassungssignals P33 verbunden.
  • Die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 424 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 425 und einem zweiten Ausgangsanschluss 403 zum Ausgeben eines zweiten Erfassungssignals P32 verbunden.
  • Die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 426 ist mit der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 427 und einem ersten Ausgangsanschluss 404 zum Ausgeben eines ersten Erfassungssignals P31 verbunden.
  • Ein Vdd-Eingangsanschluss 405 zum Eingeben einer verstärkten Spannung Vdd ist mit den Sources und Substraten der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 415, 419, 422, 424 und 426 und der Stromquelle der Inverterschaltung 414 verbunden.
  • Die Sources der N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 413, 416, 418 und 421 sind mit einem GND-Anschluss verbunden.
  • Bezüglich der mit den gestrichelten Linien in 27 umschlossenen Abschnitte bezeichnet das Bezugszeichen 407 einen Spannungsteiler-Widerstandsabschnitt, während 408 einen Referenzspannungsgenerator-Schaltungsabschnitt bezeichnet und 409 einen Komparatorschaltungsabschnitt bezeichnet.
  • Das Verbinden mit dem GND-Anschluss bedeutet das Verbinden mit einem GND-Potential-Eingangsanschluss 406, der mit einer Elektrode auf der niedrigeren Potentialseite der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 verbunden ist.
  • Als Nächstes wird die Operation der jeweiligen Komponenten beschrieben. Der Spannungsteiler-Widerstandsabschnitt 407 gibt geteilte Spannungen der elektromotorischen Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung aus. Die geteilten Spannungen umfassen eine erste geteilte Spannung, die erhalten wird durch Teilen von Vp mit dem Widerstand Ra 410 und einem Widerstand, in welchem der Widerstand Rb 411 und Rc 412 in Serie miteinander verbunden sind, und eine zweite geteilte Spannung, die erhalten wird durch Teilen von Vp mit einem Widerstand, in den der Widerstand Ra 410 und Rb 411 in Serie miteinander verbunden sind, und dem Widerstand Rc 412, wobei die erste geteilte Spannung und die zweite geteilte Spannung jeweils von der ersten Elektrode des Widerstands Rb 411 und der ersten Elektrode des Widerstands Rc 412 ausgegeben werden. Ferner wird eine intermittierende Operation durchgeführt, um den Stromverbrauch zu reduzieren, indem der Spannungsteiler-Widerstandsabschnitt 407 so gesteuert wird, dass er die geteilten Spannungen nur für eine Periode ausgibt, während der das intermittierende Impulssignal P2 auf "Hochpegel" liegt, um somit keine geteilte Spannung auszugeben, indem der durch die Widerstände fließende Strom gesperrt wird, wenn das intermittierende Impulssignal P2 auf "Niedrigpegel" liegt, mittels des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 413, in dessen Gate das intermittierende Impulssignal P2 eingegeben wird.
  • Der Referenzspannungsgenerator-Schaltungsabschnitt 408 gibt eine Referenzspannung aus. Die Referenzspannung wird von der Drain des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 418 ausgegeben. Ferner wird eine intermittierende Operation durchgeführt, um einen Stromverbrauch zu reduzieren, indem der Referenzspannungsgeneratorabschnitt 408 so gesteuert wird, dass er die Referenzspannung nur für eine Periode ausgibt, während der das intermittierende Impulssignal P2 auf "Hochpegel" liegt, und statt der Referenzspannung das GND-Potential ausgibt, indem der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 415 abgeschaltet wird, um einen elektrischen Strom von Vdd zu sperren, und den N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 416 für eine Periode einschaltet, während der das intermittierende Impulssignal P2 auf "Niedrigpegel" liegt, mittels des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 415 und des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 416, in deren Gates über die Inverterschaltung 414 das intermittierende Impulssignal P2 eingegeben wird.
  • Der Komparatorschaltungsabschnitt 409 ist eine Komparatorschaltung, die ein Vergleichsverfahren eines Stromspiegeltyps verwendet, und führt eine Operation aus, die die in das Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 420 eingegebene Referenzspannung mit der elektromotorischen Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120, die in das Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 423 eingegeben wird, vergleicht und ein Erfassungssignal wie folgt auf drei verschiedene Arten ausgibt. In einer ersten Art wird ein Signal eines "Hochpegels" als drittes Erfassungssignal P33 vom dritten Ausgangsanschluss 402 in dem Fall ausgegeben, indem Vp niedriger als die Referenzspannung ist, wird ein Signal eines "Niedrigpegels" als Signal P33 in dem Fall ausgegeben wird, indem Vp höher ist als die Referenzspannung. In der zweiten Art wird die Referenzspannung mit der vom Spannungsteiler-Widerstandsabschnitt 407 in das Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 425 eingegebene erste geteilte Spannung verglichen, wobei ein Signal "Hochpegel" als zweites Erfassungssignal P2 vom zweiten Ausgangsanschluss 403 in dem Fall ausgegeben wird, indem die erste geteilte Spannung niedriger ist als die Referenzspannung, und ein Signal "Niedrigpegel" als Signal P2 in dem Fall eingegeben wird, indem die erste geteilte Spannung höher ist als die Referenzspannung. In einer dritten Weise wird die Referenzspannung mit der zweiten geteilten Spannung verglichen, die von dem Spannungsteiler-Widerstandsabschnitt 407 in das Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 427 eingegeben wird, wobei als erstes Erfassungssignal P31 ein Signal "Hochpegel" vom ersten Ausgangsanschluss 404 in dem Fall ausgegeben wird, indem die zweite geteilte Spannung niedriger ist als die Referenzspannung, und ein Signal "Niedrigpegel" in dem Fall ausgegeben wird, indem die zweite geteilte Spannung höher ist als die Referenzspannung.
  • Ferner führt der Komparatorschaltungsabschnitt 409 eine Erfassungsoperation durch, indem er einen elektrischen Strom zum GND-Anschluss fließen lässt, wenn die Referenzspannung ausgegeben wird, d. h. wenn das intermittierende Impulssignal P2 auf "Hochpegel" liegt, und keine Erfassungsoperation durchführt, indem er keinen elektrischen Strom zum GND-Anschluss fließen lässt, wenn die Referenzspannung nicht ausgegeben wird und das GND-Potential ausgegeben wird, d. h. wenn das intermittierende Impulssignal auf "Niedrigpegel" liegt, mittels des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 421, in dessen Gate die Referenzspannung eingegeben wird. Das heißt, er reduziert einen Stromverbrauch durch intermittierendes Ausführen der Erfassungsoperation.
  • Diese Ausführungsform wurde so gestaltet, dass die erste geteilte Spannung gleich 0,4 V ist, wenn die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 gleich 0,8 V beträgt und die zweite geteilte Spannung gleich 0,4 V ist, wenn die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 1,6 V beträgt, und die Referenzspannung gleich 0,4 V ist. Das heißt, die dritte Erfassungsspannung P33 ist gleich "Niedrigpegel", wenn die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung nicht niedriger als 0,4 V ist, während die Spannung P33 auf "Hochpegel" liegt, wenn Vp niedriger als 0,4 V ist, wobei das zweite Erfassungssignal P2 auf "Niedrigpegel" liegt, wenn VP nicht niedriger als 0,8 V ist, und das Signal P2 auf "Hochpegel" liegt, wenn Vp niedriger als 0,8 V ist, und das erste Erfassungssignal P31 auf "Niedrigpegel" liegt, wenn Vp nicht niedriger als 1,6 V ist, und das Signal P31 auf "Hochpegel" liegt, wenn Vp niedriger als 1,6 V ist.
  • Außerdem weist die Spannungserfassungsschaltung 122 der in 27 gezeigten Ausführungsform das Merkmal auf, dass die jeweiligen Erfassungssignale selbst in einem Zustand ausgegeben werden können, in dem eine verstärkte Spannung Vdd oder die elektromotorische Spannung Vp der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 niedrig ist, indem ein P-Kanal-Typ-MOS-Transistor mit einem darin ausgebildeten P-Typ-Gate versehen wird oder ein N-Kanal-Typ-MOS-Transistor mit einem darin ausgebildeten N-Typ-Gate versehen wird, um somit einen Leckstrom selbst dann zu unterdrücken, wenn der Absolutwert seiner Schwellenspannung bezüglich der MOS-Transistoren, die die jeweiligen Schaltungen bilden, verringert wird, um somit den Absolutwert der Schwellenspannung jedes der MOS-Transistoren möglichst gering zu machen (0,2 V oder dergleichen).
  • Das heißt, durch Ausbilden der Spannungserfassungsschaltung 122 der in 12 gezeigten Ausführungsform in einer solchen Anordnung, wie in 27 gezeigt ist, ist es möglich, eine Spannungserfassungsschaltung mit einem geringen Stromverbrauch zu verwirklichen, wobei die Schaltung eine intermittierende Operation auf der Grundlage eines intermittierenden Impulssignals P2 ausführt.
  • Ausführungsform 14
  • 28 zeigt ein Schaltbild der Signalspeicherschaltung 123 der in 12 gezeigten Ausführungsform. Zuerst wird deren Verbindungszustand be schrieben. Ein erster Eingangsanschluss 430 zum Eingeben eines ersten Erfassungssignals P31, das von der Spannungserfassungsschaltung 122 ausgegeben wird, ist mit einem Signaleingangsanschluss einer ersten Speicherschaltung 439 verbunden, ein zweiter Eingangsanschluss 431 zum Eingeben eines zweiten Erfassungssignals P32, das von der Spannungserfassungsschaltung ausgegeben wird, ist mit einem Signaleingangsanschluss einer zweiten Speicherschaltung 440 verbunden, und ein dritter Eingangsanschluss 432 zum Eingeben eines dritten Erfassungssignals P33, das von der Spannungserfassungsschaltung ausgegeben wird, ist mit einem Signaleingangsanschluss einer dritten Speicherschaltung 441 verbunden.
  • Ein Eingangsanschluss 433 führt das intermittierende Impulssignal zum Eingeben eines intermittierenden Impulssignals P2, das von einer intermittierenden Impulsgeneratorschaltung 121 ausgegeben wird, ist mit einem ersten Eingangsanschluss für das intermittierende Impulssignal jeweils einer ersten Speicherschaltung 439, einer zweiten Speicherschaltung 440 und einer dritten Speicherschaltung 441, sowie dem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 442 verbunden; und der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 442 ist mit einem zweiten Eingangsanschluss für das intermittierende Impulssignal jeweils der ersten Speicherschaltung 439, der zweiten Speicherschaltung 440 und der dritten Speicherschaltung 441 verbunden.
  • Ein Vdd-Eingangsanschluss 437 zum Eingeben einer verstärkten Spannung Vdd ist mit einem Vdd-Eingangsanschluss jeweils der ersten Speicherschaltung 439, der zweiten Speicherschaltung 440 und der dritten Speicherschaltung 441 verbunden, wobei ein GND-Potential-Eingangsanschluss 438, der mit einer Elektrode auf der niedrigeren Potentialseite der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 verbunden ist, mit einem GND-Potential-Eingangsanschluss jeweils der ersten Speicherschaltung 439, der zweiten Speicherschaltung 440 und der dritten Speicherschaltung 441 verbunden ist.
  • Ein Ausgangsanschluss der ersten Speicherschaltung 439 ist mit einem ersten Ausgangsanschluss 434 zum Ausgeben eines ersten Speichersignals P41 verbunden, ein Ausgangsanschluss der zweiten Speicherschaltung 440 ist mit einem zweiten Ausgangsanschluss 435 zum Ausgeben eines zweiten Speichersignals P42 verbunden, und ein Ausgangssignal der dritten Spei cherschaltung 441 ist mit einem dritten Ausgangsanschluss 436 zum Ausgeben eines dritten Speichersignals P43 verbunden.
  • Ferner ist ein Leistungsanschluss der Inverterschaltung 442 mit einem Vdd-Eingangsanschluss 437 zum Eingeben einer verstärkten Spannung Vdd verbunden, wobei ein GND-Anschluss der Inverterschaltung 442 mit einem GND-Potential-Eingangsanschluss 438 verbunden ist, der mit einer Elektrode auf der niedrigeren Potentialseite der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 verbunden ist.
  • Als Nächstes wird deren Operation beschrieben. Da der erste Eingangsanschluss für das intermittierende Impulssignal der jeweiligen Speicherschaltungen auf "Hochpegel" liegt und der zweite Eingangsanschluss für das intermittierende Impulssignal der jeweiligen Speicherschaltungen auf "Niedrigpegel" für eine Zeitperiode liegt, während der das intermittierende Impulssignal P2 auf "Hochpegel" liegt, gibt die erste Speicherschaltung 439 als Erstes das gleiche Signal wie das erste Erfassungssignal P31 an den ersten Ausgangsanschluss 434 aus, während die zweite Speicherschaltung 440 das gleiche Signal wie das zweite Erfassungssignal P32 an den zweiten Ausgangsanschluss 435 ausgibt und die dritte Speicherschaltung 441 das gleiche Signal wie das dritte Erfassungssignal P33 an den dritten Ausgangsanschluss 436 ausgibt.
  • Da der erste Eingangsanschluss für das intermittierende Impulssignal der jeweiligen Speicherschaltungen auf "Niedrigpegel" liegt und der zweite Eingangsanschluss für das intermittierende Impulssignal der jeweiligen Speicherschaltungen auf "Hochpegel" für eine Taktperiode liegt, während der das intermittierende Impulssignal P2 nach "Hochpegel" auf "Niedrigpegel" liegt, speichert als Nächstes die erste Speicherschaltung 439 die Spannung des ersten Erfassungssignals P31 zu dem Zeitpunkt, zu dem das intermittierende Impulssignal P2 "Niedrigpegel" nach "Hochpegel" annimmt, und setzt die Ausgabe der Spannung des gespeicherten ersten Erfassungssignals P31 an den ersten Ausgangsanschluss 434 fort, während die zweite Speicherschaltung 440 die Spannung des zweiten Erfassungssignals P32 zu dem Zeitpunkt speichert, zu dem das intermittierende Impulssignal P2 nach "Hochpegel" auf "Niedrigpegel" wechselt, und die Ausgabe der Spannung des gespeicherten zweiten Erfassungssignals P32 an den zweiten Ausgangsanschluss 435 fortsetzt, und wobei die dritte Speicherschaltung 441 die Spannung des dritten Erfassungssignals P33 zu dem Zeitpunkt speichert, zu dem das intermittierende Impulssignal P2 von "Hochpegel" nach "Niedrigpegel" wechselt, und die Ausgabe der Spannung des gespeicherten dritten Erfassungssignals P33 an den dritten Ausgangsanschluss 436 fortsetzt.
  • Das heißt, durch Ausbilden der in 12 gezeigten Signalspeicherschaltung 123 in der in 28 gezeigten Anordnung ist es möglich, eine Signalspeicherschaltung zu verwirklichen, die ein Erfassungssignal der Spannungserfassungsschaltung 122 als ein Speichersignal unverändert für eine Periode ausgibt, in der die Spannungserfassungsschaltung, die eine intermittierende Operation ausführt, arbeitet, d. h. für eine Periode, in der ein intermittierendes Impulssignal auf "Hochpegel" liegt, und ein Erfassungssignal für eine Periode speichert, in der die Spannungserfassungsschaltung arbeitet, vor einer Periode, in der die Spannungserfassungsschaltung nicht arbeitet, für die Periode, d. h. für eine Periode, in der das intermittierende Impulssignal auf "Niedrigpegel" liegt, und gibt das gespeicherte Erfassungssignal als Speichersignal aus.
  • 29 zeigt ein Schaltbild der ersten Speicherschaltung 439, der zweiten Speicherschaltung 440 und der dritten Speicherschaltung 441, wie in 28 gezeigt ist. Zuerst wird deren Verbindungszustand beschrieben. Ein Erfassungssignaleingangsanschluss 450 zum Eingeben eines Erfassungssignals ist mit der Source eines P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 456 und der Drain eines N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 457 verbunden.
  • Ein erster Eingangsanschluss 451 für das intermittierende Impulssignal, in den ein intermittierendes Impulssignal P2 eingegeben wird, ist mit dem Gate des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 457 und dem Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 458 verbunden.
  • Ein zweiter Eingangsanschluss 452 für das intermittierende Impulssignal, in den ein Signal eingegeben wird, das erhalten wird durch Invertieren der Phase des intermittierenden Impulssignals P2, ist mit dem Gate des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 456 und dem Gate eines N-Kanal-Typ-MOS- Transistors 459 verbunden.
  • Die Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 456 ist mit der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 457, der Source des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 458, der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 459 und dem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 460 verbunden, wobei der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 460 mit dem Eingangsanschluss einer Inverterschaltung 461 verbunden ist.
  • Der Ausgangsanschluss der Inverterschaltung 461 ist mit der Drain des P-Kanal-Typ-MOS-Transistors 458, der Source des N-Kanal-Typ-MOS-Transistors 459 und einem Speichersignalausganganschluss 453 zum Ausgeben eines Speichersignals verbunden.
  • Ein Vdd-Eingangsanschluss 455 zum Eingeben einer verstärkten Spannung Vdd ist mit den Substraten der P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren 456 und 458 und den Leistungsanschlüssen der Inverterschaltungen 460 und 461 verbunden, wobei ein GND-Potential-Eingangsanschluss 455, der mit einer Elektrode auf der niedrigeren Potentialseite der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung verbunden ist, mit den GND-Anschlüssen der Inverterschaltungen 460 und 461 verbunden ist.
  • Als Nächstes wird deren Operation beschrieben. Da der erste Eingangsanschluss 451 für das intermittierende Impulssignal auf "Hochpegel" liegt und der zweite Eingangsanschluss 452 für das intermittierende Impulssignal auf "Niedrigpegel" liegt, wenn das intermittierende Impulssignal P2 auf "Hochpegel" liegt, sind der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 456 und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 457 eingeschaltet, wobei der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 458 und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 459 ausgeschaltet sind, und wobei, da ein vom Erfassungssignaleingangsanschluss 450 eingegebenes Erfassungssignal in den Eingangsanschluss der Inverterschaltung 460 eingegeben wird, das Erfassungssignal aus dem Speichersignalausgangsanschluss 453 unverändert ausgegeben wird.
  • Da der erste Eingangsanschluss 452 für das intermittierende Impulssignal als Nächstes auf "Niedrigpegel" wechselt und der zweite Eingangsanschluss 452 für das intermittierende Impulssignal auf "Hochpegel" wechselt, wenn das intermittierende Impulssignal P2 von "Hochpegel" auf "Niedrigpegel" gewechselt hat, wie oben beschrieben worden ist, sind der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 456 und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 457 ausgeschaltet, wobei der P-Kanal-Typ-MOS-Transistor 458 und der N-Kanal-Typ-MOS-Transistor 459 eingeschaltet sind, und wobei ein vom Erfassungssignaleingangsanschluss 450 eingegebenes Erfassungssignal nicht in den Eingangsanschluss der Inverterschaltung 460 eingegeben wird und das letzte Erfassungssignal zu dem Zeitpunkt, zu dem das intermittierende Impulssignal auf "Hochpegel" gelegen hat, unverändert bleibt, wie es eingegeben wurde, weshalb das letzte Erfassungssignal zu dem Zeitpunkt, zu dem das intermittierende Impulssignal auf "Hochpegel" lag, vom Speichersignalausgangsanschluss 453 fortgesetzt ausgegeben wird.
  • Das heißt, durch Verwenden einer solchen Anordnung, wie in 29 gezeigt ist, ist es möglich, eine Speicherschaltung zu verwirklichen, die ein Erfassungssignal als ein Speichersignal unverändert ausgibt, wenn ein intermittierendes Impulssignal auf "Hochpegel" liegt, d. h. wenn die Spannungserfassungsschaltung arbeitet und das Erfassungssignal ausgibt, und das letzte Erfassungssignal zu dem Zeitpunkt, zu dem das intermittierende Impulssignal auf "Hochpegel" lag, speichert, wenn das intermittierende Impulssignal vom "Hochpegel" auf "Niedrigpegel" gewechselt hat, d. h. wenn die Spannungserfassungsschaltung gestoppt worden ist und kein Erfassungssignal ausgegeben worden ist, und die Ausgabe des gespeicherten Erfassungssignals fortsetzt, bis das nächste intermittierende Impulssignal "Hochpegel" annimmt.
  • In dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben ist, ist es durch Ausführen der Signalspeicherschaltung 123, die in 12 gezeigt ist, in der in 29 gezeigten Anordnung unter Verwendung einer wie in 28 ausgebildeten Speicherschaltung möglich, eine Signalspeicherschaltung zu verwirklichen, die ein Erfassungssignal der Spannungserfassungsschaltung 122, die eine in 12 gezeigte intermittierende Operation ausführt, wenn die Spannungserfassungsschaltung 122 betrieben wird, ausgibt, und ein Erfassungssignal speichert, bevor die Spannungserfassungsschaltung 122 gestoppt wird, d. h. ein Erfassungssignal zu dem Zeitpunkt, zu dem die Spannungserfassungs schaltung 122 in Betrieb ist, wenn die Spannungserfassungsschaltung 122 gestoppt wird, und das gespeicherte Erfassungssignal ausgibt, bis die Spannungserfassungsschaltung 122 zum nächsten Mal arbeitet.
  • Außerdem weist die Signalspeicherschaltung dieser Ausführungsform das Merkmal auf, dass ein Speichersignal selbst in einem Zustand nicht ausgegeben werden kann, in dem eine verstärkte Spannung Vdd oder die elektromotorische Spannung Vp einer thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung niedrig ist, indem ein P-Kanal-Typ-MOS-Transistor mit einem P-Typ-Gate versehen wird oder ein N-Kanal-Typ-MOS-Transistor mit einem N-Typ-Gate versehen wird, bezüglich der jeweiligen MOS-Transistoren, die die Signalspeicherschaltung bilden, um somit einen Leckstrom selbst dann zu verhindern, wenn der Absolutwert seiner Schwellenspannung verringert wird, und somit der Absolutwert der Schwellenspannung der jeweiligen MOS-Transistoren möglichst niedrig gemacht wird (0,2 V oder dergleichen).
  • Ausführungsform 15
  • In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Schaltung, die in den Ausführungsformen 7, 8, 9 und 10 beschrieben worden ist, als Verstärkerschaltung 12 der elektronischen Vorrichtung 10 verwendet, wie in 2 gezeigt ist, während die in der Ausführungsform 11 beschriebene Schaltung als Oszillatorschaltung 13 verwendet wird und die thermoelektrischen Vorrichtungen 71 anstelle des Generators oder der Stromversorgung 11 verwendet werden. Die Spannung der thermoelektrischen Vorrichtungen 71 steigt unmittelbar nach Anlegen der Temperaturdifferenz zwischen den Substraten der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 schart an, jedoch sinkt die Spannung nach Durchlaufen einer Spitze und sättigt bei einem bestimmten Wert. Unmittelbar nach Vorgabe der Temperaturdifferenz zwischen den Substraten kann eine hohe Spannung erzeugt werden, da die gegebene Temperaturdifferenz auf die thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 ausgeübt wird. Im Zeitverlauf breitet sich jedoch die Wärme vom Substrat 50 durch die thermoelektrischen P-Typ- und N-Typ-Materialelemente 52 und 53 zum Substrat 51 aus, wobei die Temperaturdifferenz zwischen den Substraten 50 und 51 abnimmt. Dementsprechend wird die erzeugte Spannung ebenfalls verringert. In der herkömmlichen Verstär kerschaltung 92 ist dann, wenn versucht wird, die von den thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 erzeugte Spannung zu verstärken, die erzeugte Spannung so niedrig, dass es unmöglich ist, die Spannung zu verstärken, aufgrund der Verluste in den Schaltelementen in der Anfangsstufe. Durch Verwenden der Verstärkerschaltung 12 entsprechend der vorliegenden Erfindung kann jedoch die Ausgangsspannung der gesättigten thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtungen 71 verstärkt werden. Obwohl in dieser Ausführungsform die Verstärkerschaltung 12, wie in den Ausführungsformen 7, 8, 9 und 10 beschrieben ist, in die in 2 gezeigte elektronische Vorrichtung eingebaut ist, wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung sicherer erfüllt, wenn die Verstärkerschaltung 12 ebenfalls in die elektronische Vorrichtung 10 eingebaut ist, wie in den 1, 3 und 4 gezeigt ist.
  • Wie oben beschrieben worden ist, umfasst die elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: den Generator, in welchem die Spannung der erzeugten Leistung sich im Zeitverlauf ändert, oder die Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; die Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und die Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt. Die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 muss daher nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden, so dass der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden können. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Die elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: den Generator, in welchem die Spannung der erzeugten Leistung sich im Zeitverlauf ändert, oder die Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; die Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und die Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt. Die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 muss daher nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden. Sobald die Spannung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, kann die Verstärkerschaltung 12 angetrieben werden, weshalb der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden können. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Die elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: den Generator, in welchem die Spannung der erzeugten Leistung sich im Zeitverlauf ändert, oder die Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; die Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und die Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt. Die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 muss daher nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden, so dass der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden können. Sobald ferner die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 4 zu arbeiten, verstärkt die Spannung und treibt die Oszillatorschaltung 4 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Es ist somit möglich, die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung ohne die anderen Stromquellen kontinuierlich anzutreiben. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Die elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: den Generator, in welchem die Spannung der erzeugten Leistung sich im Zeitverlauf ändert, oder die Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; die Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und die Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; und die Stromquelle 30, die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehen ist. Die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 muss daher nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden. Da ferner die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann kontinuierlich arbeiten kann, wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung im Zeitverlauf nicht überschreiten kann, können der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Die elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: den Generator, in welchem die Spannung der erzeugten Leistung sich im Zeitverlauf ändert, oder die Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; die Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und die Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; und die Stromquelle 30, die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehen ist. Die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 muss daher nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden. Da ferner die elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann kontinuierlich arbeiten kann, wenn die Spannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung im Zeitverlauf nicht überschreiten kann, können der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Da ferner die Ausgangsspannung der Stromversorgung 30, die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehen ist, die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung, und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Es ist somit möglich, die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung ohne die anderen Stromquellen kontinuierlich zu betreiben. Da es ferner nicht notwendig ist, dass die unabhängig vom Generator oder der Stromversorgung 11 vorgesehene Stromquelle 30 immer Leistung zur Oszillatorschaltung 13 liefert, kann die Stromquelle 30 verkleinert werden. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann.
  • Die elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: den Generator, in welchem die Spannung der erzeugten Leistung sich im Zeitverlauf ändert, oder die Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; die Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und die Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; die Schottky-Diode 20 zum Gleichrichten der vom Generator oder der Stromversorgung erzeugten Leistung und der von der Verstärkerschaltung 12 erzeugten Leistung; die Steuerschaltung 40 zum Aufteilen der Leistung auf die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung und den Kondensator 41 oder vom Kondensator 41 zur Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung entsprechend dem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung; den Kondensator 41 zum Akkumulieren der verstärkten Leistung, um die Leistung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung zuzuführen; und die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung, die unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung oder der im Kondensator 41 akkumulierten Leistung betrieben wird. Da somit die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden muss, können der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung, und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Somit ist es möglich, die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung ohne die anderen Stromquellen kontinuierlich anzutreiben. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann. Wenn ferner versucht wird, den Kondensator 41, der nicht geladen ist, aufzuladen, wird in dem Fall des Generators oder der Stromversorgung mit einem großen Innenwiderstand die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 sinken, so dass eine beträchtlich lange Zeitperiode zum Laden des Kondensators 41 erforderlich ist. In der elektronischen Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Leistung nach der Verstärkungsoperation auf den Kondensator 41 oder die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung entsprechend dem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung verteilt. Es wird somit die Wirkung erzielt, dass die vom Generator oder der Stromversorgung 11 gelieferte Leistung effizient verbraucht werden kann.
  • Die elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung 71, in der thermoelektrische P-Typ-Materialelemente 52 und thermoelektrische N-Typ-Materialelemente 53 sandwich-artig zwischen zwei Substraten angeordnet sind und den P-N-Übergang durch elektrisch leitende Materialien 54 und 55, wie z. B. Metall, bilden, um in Serie miteinander verbunden zu sein; die Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; die Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; die Schottky-Diode 20 zum Gleichrichten der vom Generator erzeugten Leistung oder der Stromversorgung und der von der Verstärker schaltung 12 verstärkten Leistung; die Steuerschaltung 40 zum Aufteilen der Leistung auf die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung und den Kondensator 41 oder vom Kondensator 41 zur Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung entsprechend dem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung; den Kondensator 41 zum Akkumulieren der verstärkten Leistung, um die Leistung der Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung zuzuführen; und die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung, die unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung oder der im Kondensator 41 akkumulierten Leistung betrieben wird. In dem Fall, in dem die elektronische Vorrichtung 10 kontinuierlich betrieben wird, kann die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung 71 verkleinert werden, da die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Vorrichtung 71 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden muss. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung des Generators oder der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung, und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Somit ist es möglich, die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung ohne die anderen Stromquellen kontinuierlich anzutreiben. Da insbesondere die Ausgangsspannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 71 zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Temperaturdifferenz erzeugt wird, im Zeitverlauf um ein Mehrfaches größer ist als die Spannung in einem konstanten Zustand, ist die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung 71 für eine elektronische Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann. Wenn ferner versucht wird, den Kondensator 41, der nicht geladen ist, aufzuladen, wird in dem Fall des Generators oder der Stromversorgung mit einem großen Innenwiderstand die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 sinken, so dass eine beträchtlich lange Zeitperiode zum Laden des Kondensators 41 erforderlich ist. In der elektronischen Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Leistung nach der Verstärkungsoperation auf den Kondensator 41 oder die Antriebsschaltung 42 der elektronischen Vorrichtung entsprechend dem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung verteilt. Es wird somit die Wirkung erzielt, dass die vom Generator oder der Stromversorgung 11 gelieferte Leistung effizient verbraucht werden kann.
  • Die elektronische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: den Generator, in welchem die Spannung der erzeugten Leistung sich im Zeitverlauf ändert, oder die Stromversorgung 11, in der sich die Spannung im Zeitverlauf ändert; die Verstärkerschaltung 12 zum Verstärken der Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11; und die Oszillatorschaltung 13, die die Verstärkerschaltung 12 antreibt; die Schottky-Diode 20 zum Gleichrichten der vom Generator oder der Stromversorgung erzeugten Leistung und der von der Verstärkerschaltung 12 erzeugten Leistung; die Steuerschaltung 40 zum Aufteilen der Leistung auf das Uhrwerk 75 der elektronischen Vorrichtung und den Kondensator 41 oder vom Kondensator 41 zum Uhrwerk 75 der elektronischen Vorrichtung entsprechend dem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung; den Kondensator 41 zum Akkumulieren der verstärkten Leistung, um die Leistung dem Uhrwerk 75 der elektronischen Vorrichtung zuzuführen; und das Uhrwerk 75, das eine Zeitanzeigefunktion enthält und unter Verwendung der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Leistung oder der im Kondensator 41 akkumulierten Leistung betrieben wird. Da somit die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 nicht immer auf der minimalen Antriebsspannung der Oszillatorschaltung oder höher gehalten werden muss, können der Generator oder die Stromversorgung 11 verkleinert werden. Eine Verkleinerung des Generators oder der Stromversorgung 11 führt zu einem breiteren Anwendungsbereich für eine tragbare Vorrichtung. Sobald ferner die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung überschreitet, beginnt die obenerwähnte Oszillatorschaltung 13 zu arbeiten, verstärkt die Spannung, und treibt die Oszillatorschaltung 13 unter Verwendung der verstärkten Leistung an. Somit ist es möglich, das Uhrwerk 75 der elektronischen Vorrichtung ohne die anderen Stromquellen kontinuierlich anzutreiben. Da ferner die Spannung, die nicht höher ist als die minimale Antriebsspannung der Oszillatorschaltung, welche in der herkömmlichen elektronischen Vorrichtung nicht verstärkt werden kann, verstärkt werden kann, wird die Wirkung erzielt, dass die Leistungseffizienz des Gesamtsystems verbessert werden kann. Wenn ferner versucht wird, den Kondensator 41, der nicht geladen ist, aufzuladen, wird in dem Fall des Generators oder der Stromversorgung mit einem großen Innenwiderstand die Ausgangsspannung des Generators oder der Stromversorgung 11 sinken, so dass eine beträchtlich lange Zeitperiode zum Laden des Kondensators 41 erforderlich ist. In der elektronischen Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Leistung nach der Verstärkungsoperation auf den Kondensator 41 oder das Uhrwerk 75 der elektronischen Vorrichtung entsprechend dem Wert der von der Verstärkerschaltung 12 verstärkten Spannung verteilt. Es wird somit die Wirkung erzielt, dass die vom Generator oder der Stromversorgung 11 gelieferte Leistung effizient verbraucht werden kann.
  • Da ferner gemäß der vorliegenden Erfindung P-Kanal-Typ-MOS-Transistoren und N-Kanal-Typ-MOS-Transistoren geeignet angeordnet sind, um Kondensatoren in MOS-Transistoren zu laden und zu entladen und die Spannung zu verstärken, ist die Verstärkungseffizienz hoch, wobei eine Verstärkerschaltung verwirklicht werden kann, die eine niedrige Spannung verstärken kann.
  • Da das P-Typ-Gate im P-Kanal-Typ-MOS-Transistor ausgebildet ist und das N-Typ-Gate im N-Kanal-Typ-MOS-Transistor ausgebildet ist, kann ferner der Absolutwert der Schwellenspannung jedes MOS-Transistors reduziert werden. Dementsprechend kann die Verstärkerschaltung verwirklicht werden, die eine niedrige Spannung verstärken kann.
  • Ferner ist die Oszillatorschaltung 13 vorgesehen, die eine Frequenz des ausgegebenen Taktsignals entsprechend der elektromotorischen Spannung der Stromquelle ändern kann, die die Leistung mittels einer externen Energie erzeugt, wie z. B. die thermoelektrische Umsetzungsvorrichtung 120. Ferner verstärkt die Verstärkerschaltung 12 die elektromotorische Spannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 durch das Taktsignal, das die Oszillatorschaltung 13 ausgibt. Durch Verwenden einer solchen Struktur kann der Verstärker verwirklicht werden, der die elektromotorische Spannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 ohne Verschwendung in eine verstärkte Leistung umsetzt.
  • Ferner ist die Spannungserfassungsschaltung 122 zum Erfassen der elektromotorischen Spannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung und Ausgeben des Erfassungssignals entsprechend der elektromotorischen Spannung vorgesehen, wobei ein Verstärkungsfaktor der Verstärkerschaltung 12 durch das Erfassungssignal, das die Spannungserfassungsschaltung 122 ausgibt, verändert wird. Eine solche Struktur ermöglicht, das Verstärkersystem zu verwirklichen, das die elektromotorische Spannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 effizient in eine verstärkte Leistung umsetzen kann, selbst wenn die elektromotorische Spannung der thermoelektrischen Umsetzungsvorrichtung 120 verändert wird.
  • Es ist die intermittierende Impulsgeneratorschaltung 121 zum Erzeugen des intermittierenden Impulses aus dem von der Oszillatorschaltung 13 ausgegebenen Taktsignal vorgesehen, so dass die Spannungserfassungsschaltung 122 durch das intermittierende Impulssignal intermittierend angetrieben wird. Ferner ist die Signalspeicherschaltung 123 vorgesehen, um das von der Spannungserfassungsschaltung 122 ausgegebene Erfassungssignal als ein Speichersignal an die Verstärkerschaltung 12 auszugeben, während die Spannungserfassungsschaltung 122 arbeitet, und um das letzte Erfassungssignal, das ausgegeben wurde, als die Spannungserfassungsschaltung 122 arbeitete, zu speichern, während die Spannungserfassungsschaltung 122 nicht arbeitet, und um das gespeicherte Erfassungssignal als ein Speichersignal an die Verstärkerschaltung auszugeben, bis die Spannungserfassungsschaltung 122 wieder arbeitet. Ferner verändert die Verstärkerschaltung den Verstärkungsfaktor entsprechend dem Speichersignal, das die Signalspeicherschaltung 123 ausgibt. Eine solche Struktur ermöglicht, den in der Spannungserfassungsschaltung 122 verbrauchten Strom zu reduzieren und verwirklicht das Verstärkersystem mit einer hohen Verstärkungseffizienz.

Claims (4)

  1. Elektronische Vorrichtung (10), umfassend: eine Stromversorgung (11) zum Erzeugen einer Ausgangsleistung, die sich im Zeitverlauf ändert; eine Verstärkerschaltung (12) zum Verstärken einer Ausgangsspannung der Stromversorgung (11) und zum Erzeugen einer verstärkten Ausgangsspannung; eine Oszillatorschaltung (13) zum Erzeugen eines Impulssignals zum Antreiben der Verstärkerschaltung; und eine Lastschaltung mit einer minimalen Betriebsspannung, die höher ist als diejenige der Oszillatorschaltung (13); dadurch gekennzeichnet, dass die Lastschaltung (42) durch die verstärkte Ausgangsspannung angetrieben wird, wobei die Oszillatorschaltung (13) durch die Ausgangsspannung der Stromversorgung (11) angetrieben wird, um die Oszillation zu starten, und anschließend durch die verstärkte Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung (12) angetrieben wird; und eine Diode (20) vorgesehen ist, die in Vorwärtsrichtung einen Ausgang der Stromversorgung (11) und einen Eingang der Oszillatorschaltung (13) verbindet und die Ausgangsschaltung der Stromversorgung (11) als Antriebsspannung der Oszillatorschaltung (13) eingibt.
  2. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kondensator (41) und eine Steuerschaltung (40) zum Schalten eines Ausgangs des Kondensators (41) mit der verstärkten Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung (12).
  3. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (11) mehrere Substrate und eine thermoelektrische Vorrichtung, die mehrere Paare von thermoelektrischem P-Typ-Material (52) und thermoelektrischem N-Typ-Material (53) umfasst, die einen P-N-Übergang durch ein elektrisch leitendes Material (54, 55) bilden, umfasst, die in Serie miteinander verbunden sind.
  4. Verfahren zum Verstärken einer Eingangsspannung, das die Schritte umfasst: Zuführen einer Ausgangsspannung einer Stromversorgung (11) zum Antreiben eines Oszillators (13), Antreiben einer Verstärkerschaltung (12) mit einem Taktimpuls, der vom Oszillator (13) in Reaktion auf die Ausgangsspannung der Stromversorgung (11) erzeugt wird; gekennzeichnet durch das Zuführen einer verstärkten Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung (12) zum Oszillator (13), so dass der Oszillator (13) anfangs durch die Ausgangsspannung der Stromversorgung (11) angetrieben wird, um die Oszillation zu starten, und anschließend durch die verstärkten Ausgangsspannung angetrieben wird, wodurch die Ausgangsspannung der Stromversorgung (11) nicht auf einem Pegel gehalten werden muss, der wenigstens so groß wie die minimale Betriebsspannung des Oszillators (13) ist, um den Betrieb der Vorrichtung (42) aufrecht zu erhalten, die durch die verstärkte Spannung angetrieben wird; und dadurch dass der Oszillator (13) durch die Ausgangsspannung der Stromversorgung angetrieben wird, um die Oszillation über eine Diode (20) zu starten, die in Vorwärtsrichtung einen Ausgang der Stromversorgung (11) und einen Eingang des Oszillators (13) verbindet.
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