JP2004151750A - 半導体集積回路装置、無線通信端末 - Google Patents
半導体集積回路装置、無線通信端末 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】より好適な受信感度を確保することができるようにする。
【解決手段】非接触ＩＣカードリーダライタ１がリーダライタとして動作するときの送信回路としてのアンテナ駆動回路５１をＣＭＯＳにより実現した場合、アンテナ駆動回路５１には、寄生ダイオードブリッジ回路が形成される。外部非接触ＩＣカードから送信されてきたデータを表す信号がアンテナ２１において受信されたとき、その信号に基づく全波整流信号がアンテナ駆動回路５１の寄生ダイオードブリッジ回路から出力され、外部非接触ＩＣカードから送信されてきたデータが取得される。本発明は、外部の機器と各種の情報を送受信する情報処理装置に適用することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】非接触ＩＣカードリーダライタ１がリーダライタとして動作するときの送信回路としてのアンテナ駆動回路５１をＣＭＯＳにより実現した場合、アンテナ駆動回路５１には、寄生ダイオードブリッジ回路が形成される。外部非接触ＩＣカードから送信されてきたデータを表す信号がアンテナ２１において受信されたとき、その信号に基づく全波整流信号がアンテナ駆動回路５１の寄生ダイオードブリッジ回路から出力され、外部非接触ＩＣカードから送信されてきたデータが取得される。本発明は、外部の機器と各種の情報を送受信する情報処理装置に適用することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置、無線通信端末に関し、特に、チップの小型化を図るとともに、より好適な受信感度を確保することができるようにする半導体集積回路装置、無線通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、非接触ＩＣカードを利用した定期券情報や電子マネー情報の管理システムが普及しつつあり、ユーザは、例えば、改札口において、定期券情報が保持された非接触ＩＣカードを改札機に近接させるだけで改札口を通過することができたり、或いは、電子マネー情報が保持された非接触ＩＣカードをリーダライタに近接させるだけで商品の代金を電子マネーにより支払うことができる。
【０００３】
ところで、ユーザが常時持ち歩くものの１つとして携帯電話機があり、下記特許文献に開示されているように、携帯電話機に、上述した非接触ＩＣカード機能が搭載されている場合、ユーザは、その携帯電話機を利用して、通話や電子メールなどの各種の通信を行うだけでなく、改札口を通過することができたり、或いは、商品の代金を支払うことができ、非常に便利である。
【０００４】
また、携帯電話機などの端末に、非接触ＩＣカード機能だけでなく、非接触ＩＣカードリーダライタ機能を搭載することも各種提案されており、これにより、ユーザは、携帯電話機から非接触ＩＣカードリーダライタに所定のデータを読み取らせるだけでなく、外部の非接触ＩＣカードに記憶されている情報の書き換えなどを、携帯電話機を利用することにより行うことができる。
【０００５】
そこで、このように携帯電話機などに設けられる非接触ＩＣカードリーダライタを、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の１チップＩＣにより実現する場合、そのチップには、携帯電話機が非接触ＩＣカードとして動作するとき利用される回路の他、外部の非接触ＩＣカードに対するデータを送信する送信回路としてのアンテナ駆動回路と、外部の非接触ＩＣカードから送信されてきたデータを受信する受信回路が設けられる。
【０００６】
従って、携帯電話機が非接触ＩＣカードリーダライタとして動作し、外部の非接触ＩＣカードに対してデータを送信するときには送信回路としてのアンテナ駆動回路が駆動され、一方、外部の非接触ＩＣカードから送信されてきたデータを受信するときには受信回路が駆動されることにより、外部の非接触ＩＣカードとの間でデータの送受信が行われる。
【０００７】
【特許文献】
特開平１１−２１３１１１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのように１チップに形成される非接触ＩＣカードリーダライタの受信回路は、一般的に、ダイオードやコンデンサ等から構成される半波整流回路であり、整流されて得られる信号が半波整流信号であることから、後段の検出アンプ等への出力に交流成分が多く残っており、受信感度が悪いという課題があった。
【０００９】
すなわち、受信回路の出力に交流成分が残っていることにより、非接触ＩＣカードから読み取られたデータの誤検出が生じてしまう。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、チップの小型化を図るとともに、より好適な受信感度を確保することができるようにするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体集積回路装置は、近接された第１の通信機器と、電磁誘導を利用した通信を行うアンテナと、第１の通信機器に送信するデータを表す送信データ信号と、送信キャリア信号に基づく差動出力により、アンテナを駆動させる駆動回路と、アンテナから供給され、駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、第１の通信機器から送信されたデータを検出する検出アンプとを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の半導体集積回路装置は、寄生ダイオードブリッジ回路と、寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、駆動回路の電源を供給する電源供給部の間に抵抗が配設されるようにしてもよい。
【００１３】
本発明の半導体集積回路装置は、近接された第２の通信機器に送信する所定のデータに基づいてアンテナの負荷を制御し、第２の通信機器から輻射され、アンテナにおいて受信された電磁波を変調する変調回路をさらに備えるようにしてもよい。
【００１４】
本発明の半導体集積回路装置は、駆動回路に対する電源の供給を制御するスイッチをさらに備えるようにしてもよい。この場合、第２の通信機器と所定のデータの送受信が行われている期間は、スイッチにより電源の供給が遮断される。
【００１５】
本発明の半導体集積回路装置は、駆動回路に対する電源の供給を制御するダイオードをさらに備えるようにしてもよい。この場合、第２の通信機器から輻射され、アンテナにおいて受信された電磁波が、駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流されることにより生成された電圧によってダイオードが逆バイアスされ、電源の供給が遮断される。
【００１６】
本発明の無線通信端末は、近接された第１の通信機器と、電磁誘導を利用した通信を行うアンテナと、第１の通信機器に送信するデータを表す送信データ信号と、送信キャリア信号に基づく差動出力により、アンテナを駆動させる駆動回路と、アンテナから供給され、駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、第１の通信機器から送信されたデータを検出する検出アンプとを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の無線通信端末は、寄生ダイオードブリッジ回路と、寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、駆動回路の電源を供給する電源供給部の間に抵抗が配設されるようにしてもよい。
【００１８】
本発明の無線通信端末は、近接された第２の通信機器に送信する所定のデータに基づいてアンテナの負荷を制御し、第２の通信機器から輻射され、アンテナにおいて受信された電磁波を変調する変調回路をさらに備えるようにしてもよい。
【００１９】
本発明の無線通信端末は、駆動回路に対する電源の供給を制御するスイッチをさらに備えるようにしてもよい。この場合、第２の通信機器と所定のデータの送受信が行われている期間は、スイッチにより電源の供給が遮断される。
【００２０】
本発明の無線通信端末は、駆動回路に対する電源の供給を制御するダイオードをさらに備えるようにしてもよい。この場合、第２の通信機器から輻射され、アンテナにおいて受信された電磁波が、駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流されることにより生成された電圧によってダイオードが逆バイアスされ、電源の供給が遮断される。
【００２１】
本発明の半導体集積回路装置および無線通信端末においては、アンテナを介して、近接された第１の通信機器と電磁誘導を利用した通信が行われ、第１の通信機器に送信するデータを表す送信データ信号と、送信キャリア信号に基づく駆動回路の差動出力により、アンテナが駆動される。また、アンテナから供給され、駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、第１の通信機器から送信されたデータが検出アンプにおいて検出される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、１チップＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成される、本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタ１の構成例を示す図である。
【００２３】
非接触ＩＣカードリーダライタ１は、非接触ＩＣカード部１１とリーダライタ部１２から構成され、図示せぬＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等による制御に応じて、その動作が切り替えられる。すなわち、そのときの状況に応じて、外部の機器に対して非接触ＩＣカードとして動作するのか、または、リーダライタとして動作するのかが適宜切り替えられる。
【００２４】
アンテナ２１は、ループコイル３１とコンデンサ３２から構成される共振回路を有している。このアンテナ２１は、図１に示されるように、非接触ＩＣカード部１１の後段の回路に接続されるとともに、リーダライタ部１２にも接続されている。
【００２５】
従って、アンテナ２１は、非接触ＩＣカードリーダライタ１が非接触ＩＣカードとして動作する期間、および、リーダライタとして動作する期間のいずれの期間においても駆動される。当然、非接触ＩＣカード部１１専用のアンテナとリーダライタ部１２専用のアンテナがそれぞれ設けられるようにしてもよい。
【００２６】
外部のリーダライタから輻射され、アンテナ２１において受信された電磁波から取得された信号は、例えば、非接触ＩＣカードリーダライタ１が非接触ＩＣカードとして動作するとき、アンテナ２１の後段に形成される整流回路２２に供給される。
【００２７】
以下、適宜、非接触ＩＣカードリーダライタ１の外部に存在し、非接触ＩＣカードとして動作する非接触ＩＣカードリーダライタ１に対して所定のデータを読み書きするリーダライタを外部リーダライタと称する。また、同様に、非接触ＩＣカードリーダライタ１の外部に存在し、リーダライタとして動作する非接触ＩＣカードリーダライタ１により所定のデータが読み書きされる非接触ＩＣカードを外部非接触ＩＣカードと称する。
【００２８】
整流回路２２は、ダイオード３３およびコンデンサ３４により構成され、アンテナ２１から供給されてきた信号を整流平滑し、正のレベルの電圧を、図示せぬレギュレータに供給する。レギュレータにおいては、整流回路２２から供給されてきた正のレベルの電圧が安定化され、所定のレベルの直流電圧に変換された後、シーケンサ（図示せず）、および、その他の回路に電力源として供給される。
【００２９】
また、整流回路２２により整流平滑された信号は、コンデンサ３７と抵抗３８により構成されるＨＰＦ（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２４にも供給され、その高域成分が抽出された後、増幅回路や復調回路から構成される受信データ取得部２５に供給される。
【００３０】
受信データ取得部２５により取得された受信データ（外部リーダライタから送信されてきたデータ）は、シーケンサや、インタフェースを介して接続されるＣＰＵ等に出力される。
【００３１】
整流回路２２の後段には、変調回路２３が接続されている。変調回路２３は、抵抗３５とＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３６の直列回路により構成され、アンテナ２１のループコイル３１と並列に接続されている。ＦＥＴ３６は、送信データ供給部２６からの信号（外部リーダライタに送信するデータを表す信号）に基づいてオン／オフを切り替える。すなわち、抵抗３５がアンテナ２１に対して並列に挿入された状態と、挿入されない状態が切り替えられる。
【００３２】
送信データ供給部２６から変調回路２３に出力される信号は、外部リーダライタに送信するデータとして、ＣＰＵやシーケンサ等により処理されたものである。
【００３３】
ＦＥＴ３６のオン／オフが切り替えられることにより、ループコイル３１を介して電磁結合されている回路のインピーダンス（外部リーダライタに設けられているループアンテナの負荷）が変化され、非接触ＩＣカードとして動作する非接触ＩＣカードリーダライタ１から外部リーダライタに対してデータが送信される。
【００３４】
リーダライタ部１２は、差動出力によりアンテナ２１を駆動するアンテナ駆動回路５１、アンテナ駆動回路５１のインバータ６１およびインバータ６５に、例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数の送信キャリア信号を供給する送信キャリア供給部５２、インバータ６４およびインバータ６６に、外部非接触ＩＣカードに送信する送信データを表す信号を供給する送信データ供給部５３、および、アンテナ駆動回路５１からの出力に基づいて、外部非接触ＩＣカードから送信されてきたデータを取得する受信データ取得部５４から構成される。
【００３５】
送信キャリア供給部５２からアンテナ駆動回路５１に出力された送信キャリア信号に対しては、送信データ供給部５３から出力された送信データに基づく変調処理が施される。
【００３６】
具体的には、送信キャリア供給部５２から供給された送信キャリア信号は、インバータ６１およびインバータ６５にそれぞれ入力され、反転された信号がそれぞれのインバータから出力される。インバータ６１の出力信号は、インバータ６２に入力され、再度反転された後、接点ａにおいてインバータ６３の出力信号と重畳される。インバータ６５の出力信号は、接点ｂにおいてインバータ６６の出力信号と重畳される。
【００３７】
一方、送信データ供給部５３からアンテナ駆動回路５１に供給された送信データ信号は、インバータ６４およびインバータ６６にそれぞれ入力され、反転された信号がそれぞれのインバータから出力される。インバータ６４の出力信号は、インバータ６３に入力され、再度反転された後、インバータ６２の出力信号と重畳される。インバータ６６の出力信号は、インバータ６５の出力信号と重畳される。
【００３８】
従って、送信キャリア生成部５２の出力信号（振幅の正負が反転されていない送信キャリア信号）と、送信データ供給部５３の出力信号（振幅の正負が反転されていない送信データ信号）が接点ａにおいて重畳され（ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調され）、振幅の正負が反転された送信キャリア信号と、同様に、振幅の正負が反転された送信データ信号が接点ｂにおいて重畳される。
【００３９】
接点ａおよび接点ｂにおいて重畳された信号は、それぞれアンテナ２１に出力され、対応する電磁波がアンテナ２１から輻射される。
【００４０】
このように、差動出力によりアンテナ２１を駆動させるようにしたため、伝送路中におけるノイズの影響を抑制することができる。
【００４１】
受信データ取得部５４は、アンテナ駆動回路５１から供給されてきた信号に基づいて、外部非接触ＩＣカードから出力されたデータを取得し、それをシーケンサ等に出力する。
【００４２】
具体的には、図２に示されるように、アンテナ駆動回路５１のインバータ６２、インバータ６３、インバータ６５、およびインバータ６６の部分をＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ＩＣにより実現した場合に形成される寄生ダイオードブリッジ回路７１からの出力信号が検出アンプ８１において増幅、復調処理が施され、得られた受信データが受信データ取得部５４に出力される。
【００４３】
後に詳述するように、寄生ダイオードブリッジ回路７１からは、全波整流信号が出力されるため、ダイオードやコンデンサ等から構成される受信回路から出力される半波整流信号に基づいて外部非接触ＩＣカードから送信されてきたデータを取得する場合に較べて、受信感度を向上させることができ、より確実に外部非接触ＩＣカードからのデータを取得することができる。
【００４４】
また、受信専用の回路がチップ内に形成されていない場合であっても、外部非接触ＩＣカードから出力されるデータを取得することが可能であるため、すなわち、リーダライタとしての機能をチップに保持させることができるため、受信専用の回路を設ける場合に較べてチップ面積の削減を図ることができる。
【００４５】
なお、図２においては、ループコイル３１、アンテナ駆動回路５１、寄生ダイオードブリッジ回路７１、および検出アンプ８１以外の、図１の他の構成が省略されているが、例えば、図１の送信データ供給部２６は、図３に示されるように、抵抗３５およびＦＥＴ３６を介して、アンテナ駆動回路５１と並列にループコイル３１に接続される。
【００４６】
また、図４に示されるように、寄生ダイオードブリッジ回路７１の出力側と、図示せぬ電源供給部との間にスイッチ９１を設け、リーダライタとして動作するときには、スイッチ９１をオンの状態とし、一方、非接触ＩＣカードとして動作するときには、スイッチ９１をオフの状態とすることにより、アンテナ駆動回路５１に対する電源の供給を制御することができる。また、抵抗９２を検出アンプ８１に並列に接続することにより、外部非接触ＩＣカードの負荷変動をより確実に検出することができる。
【００４７】
抵抗９２がアンテナ駆動回路５１の外部に設けられることにより、抵抗９２の抵抗値を容易に変更することが可能となる。
【００４８】
なお、図５に示されるように、図４のスイッチ９１に替えて、ダイオード９１Ａがアンテナ駆動回路５１に接続され、その動作によりアンテナ駆動回路５１に対する電源の供給が制御されるようにしてもよい。この場合、寄生ダイオードブリッジ回路７１において整流され、生成された電圧により、逆バイアス電圧がダイオード９１Ａに印加され、電源の供給が遮断される。
【００４９】
ここで、アンテナ駆動回路５１に形成される寄生ダイオードブリッジ回路７１について説明する。
【００５０】
例えば、図６に示されるインバータ１０１をＣＭＯＳインバータにより実現する場合、図７に示されるように、インバータ１０１は、それぞれのドレイン同士が接続されたＰ−ＭＯＳ（ＰチャネルのＭＯＳトランジスタ）１１１とＮ−ＭＯＳ（ＮチャネルのＭＯＳトランジスタ）１１２により実現される。
【００５１】
図７のＣＭＯＳに対してＧＮＤレベルの入力があったとき、Ｐ−ＭＯＳ１１１が導通、Ｎ−ＭＯＳ１１２が非導通の状態となり、ＶＤＤレベルの信号が出力される。一方、入力がＶＤＤレベルのとき、Ｐ−ＭＯＳ１１１が非導通、Ｎ−ＭＯＳ１１２が導通の状態となり、ＧＮＤレベルの信号が出力される。
【００５２】
図８は、図７のＣＭＯＳの断面を示しており、それぞれの領域に含まれる不純物の濃度の違いから、一点鎖線で囲まれるＰ−ＭＯＳ１１１のＢＧ−Ｓ間、ＢＧ−Ｄ間、および、Ｎ−ＭＯＳ１１２のＢＧ−Ｄ間、ＢＧ−Ｓ間のそれぞれの領域間に寄生ダイオードが形成される。
【００５３】
従って、各領域間に形成される寄生ダイオードを加えた場合、図７に示される回路は、図９に示されるものとなる。すなわち、Ｐ−ＭＯＳ１１１のＢＧ−Ｓ間には、Ｓ側をアノードとする寄生ダイオード１２１が形成され、ＢＧ−Ｄ間には、Ｄ側をアノードとする寄生ダイオード１２２が形成される。また、Ｎ−ＭＯＳ１１２のＢＧ−Ｄ間には、Ｄ側をカソードとする寄生ダイオード１２３が形成され、ＢＧ−Ｓ間には、Ｓ側をカソードとする寄生ダイオード１２４が形成される。
【００５４】
図９において、Ｐ−ＭＯＳ１１１のＢＧ−Ｓ間、およびＮ−ＭＯＳ１１２のＳ−ＢＧ間はショートされるため、図６のインバータ１０１をＣＭＯＳにより実現する場合、その回路構成は、最終的に図１０に示されるものとなり、Ｐ−ＭＯＳ１１１のＳ−Ｄ間にＤ側をアノードとする寄生ダイオード１２２が形成され、Ｎ−ＭＯＳ１１２のＤ−Ｓ間にＳ側をアノードとする寄生ダイオード１２３が形成される。
【００５５】
従って、図１１に示されるアンテナ駆動回路５１のうち、一点鎖線で囲まれるインバータ６２、インバータ６３、インバータ６５、およびインバータ６６の部分をＣＭＯＳインバータとして実現した場合、その回路構成は、図１２に示されるように、ＦＥＴと寄生ダイオードから構成されるものとなる。
【００５６】
図１１および図１２においては、インバータ６２およびインバータ６５に対する入力がそれぞれＩＮ１，ＩＮ２として示され、インバータ６２およびインバータ６５の出力がそれぞれＯＵＴ１，ＯＵＴ２として示されている。
【００５７】
図１２において、ＦＥＴ１３１とＦＥＴ１３２には、送信キャリア供給部５２から出力され、インバータ６１において反転された送信キャリア（ＩＮ１）が入力され、一方、ＦＥＴ１３３とＦＥＴ１３４には、送信キャリア供給部５２から出力された送信キャリア（ＩＮ２）が入力される。
【００５８】
ＦＥＴ１３１とＦＥＴ１３２のそれぞれのドレイン間には、ループコイル３１の一端が接続され、そこから出力信号（ＯＵＴ１）が出力される。また、ＦＥＴ１３３とＦＥＴ１３４のそれぞれのドレイン間には、ループコイル３１の一端が接続され、そこから出力信号（ＯＵＴ２）が出力される。
【００５９】
なお、図１２においては、送信データ供給部５３から供給されてきた送信データを表す信号が入力されるＦＥＴ（図１１のインバータ６３およびインバータ６６を実現するＦＥＴ）は省略されているが、実際には、インバータ６３を実現するＦＥＴ（Ｐ−ＭＯＳ，Ｎ−ＭＯＳ）が図１２のＦＥＴ１３１とＦＥＴ１３２に並列に接続され、それぞれの出力が重畳され、変調が施された信号がループコイル３１に出力される。また、インバータ６６を実現するＦＥＴ（Ｐ−ＭＯＳ，Ｎ−ＭＯＳ）がＦＥＴ１３３とＦＥＴ１３４と並列に接続され、それぞれの出力が重畳され、変調が施された信号がループコイル３１に出力される。
【００６０】
図１２に示されるＦＥＴ１３１のＳ−Ｄ間には、Ｄ側をアノードとする寄生ダイオード１４１が形成され、ＦＥＴ１３２のＤ−Ｓ間には、Ｓ側をアノードとする寄生ダイオード１４２が形成されている。また、ＦＥＴ１３３のＳ−Ｄ間には、Ｄ側をアノードとする寄生ダイオード１４３が形成され、ＦＥＴ１３４のＤ−Ｓ間には、Ｓ側をアノードとする寄生ダイオード１４４が形成されている。
【００６１】
そして、これらの寄生ダイオード１４１乃至１４４により、寄生ダイオードブリッジ回路７１が構成される。
【００６２】
図１３は、図１２の寄生ダイオード１４１乃至１４４により構成される寄生ダイオードブリッジ回路７１を示す図である。
【００６３】
寄生ダイオードブリッジ回路７１において、寄生ダイオード１４１のアノードと寄生ダイオード１４２のカソード間のａ点、および、寄生ダイオード１４３のアノードと寄生ダイオード１４４のカソード間のｂ点にはループコイル３１の両端が接続され、ループコイル３１において受信された、外部非接触ＩＣカードからの出力を表す信号が寄生ダイオードブリッジ回路７１に入力される。
【００６４】
寄生ダイオードブリッジ回路７１において整流された信号は、寄生ダイオード１４１と寄生ダイオード１４３間のｃ点に入力され、全波整流信号が検出アンプ８１に出力される。また、ｃ点に入力された全波整流信号は、スイッチ９１および抵抗９２（図４）を介してアンテナ駆動回路５１の外部に出力されるとともに、シリーズレギュレータ１５３に出力される。
【００６５】
シリーズレギュレータ１５３においては、アンテナ駆動回路５１（寄生ダイオードブリッジ回路７１）からの出力電圧と、所定の基準電圧の差に基づいて、内部に設けられる可変素子の抵抗値が制御され、安定化された所定の電圧が出力される。シリーズレギュレータ１５３からの出力電圧は、非接触ＩＣカードリーダライタ１の各部に適宜供給される。
【００６６】
図１４は、図１３のａｂ間に入力される信号の例を示しており、図に示されるような交流信号が、アンテナ２１において受信され、寄生ダイオードブリッジ回路７１に入力される。
【００６７】
図１５は、図１４に示される信号が図１３のａｂ間に入力された場合の寄生ダイオードブリッジ回路７１の出力信号を示す図であり、図１３の接点ｃにおいては、図１４に示されるような平滑化された全波整流信号が検出される。
【００６８】
従って、図１４に示されるような全波整流信号が入力された場合、検出アンプ８１においては、図１６に示されるように、例えば、「０」、「１」のデータが取得される。
【００６９】
以上のように、リーダライタ部１２の送信回路であるアンテナ駆動回路５１をＣＭＯＳにより実現した場合に形成される寄生ダイオードブリッジ７１を受信回路としても利用し、その出力である全波整流信号に基づいて、外部非接触ＩＣカードから出力されたデータを取得するようにしたため、チップ面積の小型化を図ることができると共に、受信感度を向上させることができる。すなわち、データの誤検出を抑制することが可能となる。
【００７０】
以上のような構成を有する非接触ＩＣカードリーダライタ１は、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、携帯電話機、ディジタルカメラ等の、外部の機器と情報を送受信する各種の情報処理装置だけでなく、カードや紙などの所定の媒体にも配設される。
【００７１】
図１７は、図１の非接触ＩＣカードリーダライタ１が設けられる携帯電話機の構成例を示すブロック図である。
【００７２】
ＣＰＵ２０８は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０９に格納されている制御プログラムをＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２１０に展開し、制御プログラムに従って携帯電話機の全体の動作を制御する。
【００７３】
例えば、ＣＰＵ２０８は、ユーザからの指示に基づいて、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２０４を制御し、基地局との間で音声情報などの各種の情報を送受信すると共に、非接触ＩＣカードリーダライタ１を制御し、近接された非接触ＩＣカードなどの機器との間で、電磁誘導を利用した近距離無線通信を行う。
【００７４】
送信部２０２および受信部２０３においては、例えば、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ ＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒ）方式、またはＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式に準拠した通信が行われる。
【００７５】
送信部２０２は、ＤＳＰ２０４から音声情報が供給されてきたとき、ディジタルアナログ変換処理、および周波数変換処理等の所定の処理を施し、得られた音声信号を、基地局により選択された所定の送信キャリア周波数の無線チャネルによりアンテナ２０１から送信する。
【００７６】
受信部２０３は、例えば、音声通話モード時において、アンテナ２０１で受信されたＲＦ信号を増幅して周波数変換処理およびアナログディジタル変換処理等の所定の処理を施し、得られた音声情報をＤＳＰ２０４に出力する。
【００７７】
ＤＳＰ２０４は、受信部２０３から供給されてきた音声情報に対して、例えば、スペクトラム逆拡散処理を施し、得られたデータを音声処理部２０５に出力する。また、ＤＳＰ２０４は、音声処理部２０５から供給されてきた音声情報に対してスペクトラム拡散処理を施し、得られたデータを送信部２０２に出力する。
【００７８】
音声処理部２０５は、マイクロフォン２０７により集音されたユーザの音声を音声情報に変換し、それをＤＳＰ２０４に出力する。また、音声処理部２０５は、ＤＳＰ２０４から供給されてきた音声情報をアナログ音声信号に変換し、対応する音声信号をスピーカ２０６から出力する。
【００７９】
表示部２１１は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などにより構成され、ＣＰＵ２０８から供給されてきた情報に基づいて、対応する画面を表示する。入力部２１２は、携帯電話機の筐体表面に設けられているテンキー、通話ボタン、および電源ボタン等の各種のボタンに対するユーザの入力を検出し、対応する信号をＣＰＵ２０８に出力する。
【００８０】
以上のような構成を有する携帯電話機に設けられる非接触ＩＣカードリーダライタ１においては、上述したように、アンテナの駆動回路をＣＭＯＳにより実現した場合に形成される寄生ダイオードブリッジ回路が受信回路として利用され、寄生ダイオードブリッジ回路の出力に基づいて、外部非接触ＩＣカードからの出力データが取得される。非接触ＩＣカードリーダライタ１において取得されたデータは、適宜、ＣＰＵ２０８に出力され、各種の処理が施される。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、受信専用の回路が設けられていない場合であっても、外部の機器からの出力を取得することができる。
【００８２】
また、本発明によれば、受信感度を向上させることができる。
【００８３】
さらに、本発明によれば、チップ面積の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタの回路図である。
【図２】本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタの構成例を示す図である。
【図３】本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタの他の構成例を示す図である。
【図４】本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタのさらに他の構成例を示す図である。
【図５】本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタの構成例を示す図である。
【図６】インバータを示す図である。
【図７】図６のインバータをＣＭＯＳにより実現した場合の回路図である。
【図８】図７のＦＥＴの断面を示す図である。
【図９】図７の回路の変形例を示す図である。
【図１０】図９の回路の変形例を示す図である。
【図１１】図１のアンテナ駆動回路を示す図である。
【図１２】図１１のインバータをＣＭＯＳにより実現した場合の回路図である。
【図１３】図１２の回路の変形例を示す図である。
【図１４】図１３の回路において検出される信号の例を示す図である。
【図１５】図１３の回路において検出される信号の他の例を示す図である。
【図１６】図１３の回路において検出される信号のさらに他の例を示す図である。
【図１７】本発明を適用した携帯電話機の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 非接触ＩＣカードリーダライタ， １１ 非接触ＩＣカード部， １２ リーダライタ部， ５１ アンテナ駆動回路， ７１ 寄生ダイオードブリッジ回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置、無線通信端末に関し、特に、チップの小型化を図るとともに、より好適な受信感度を確保することができるようにする半導体集積回路装置、無線通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、非接触ＩＣカードを利用した定期券情報や電子マネー情報の管理システムが普及しつつあり、ユーザは、例えば、改札口において、定期券情報が保持された非接触ＩＣカードを改札機に近接させるだけで改札口を通過することができたり、或いは、電子マネー情報が保持された非接触ＩＣカードをリーダライタに近接させるだけで商品の代金を電子マネーにより支払うことができる。
【０００３】
ところで、ユーザが常時持ち歩くものの１つとして携帯電話機があり、下記特許文献に開示されているように、携帯電話機に、上述した非接触ＩＣカード機能が搭載されている場合、ユーザは、その携帯電話機を利用して、通話や電子メールなどの各種の通信を行うだけでなく、改札口を通過することができたり、或いは、商品の代金を支払うことができ、非常に便利である。
【０００４】
また、携帯電話機などの端末に、非接触ＩＣカード機能だけでなく、非接触ＩＣカードリーダライタ機能を搭載することも各種提案されており、これにより、ユーザは、携帯電話機から非接触ＩＣカードリーダライタに所定のデータを読み取らせるだけでなく、外部の非接触ＩＣカードに記憶されている情報の書き換えなどを、携帯電話機を利用することにより行うことができる。
【０００５】
そこで、このように携帯電話機などに設けられる非接触ＩＣカードリーダライタを、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の１チップＩＣにより実現する場合、そのチップには、携帯電話機が非接触ＩＣカードとして動作するとき利用される回路の他、外部の非接触ＩＣカードに対するデータを送信する送信回路としてのアンテナ駆動回路と、外部の非接触ＩＣカードから送信されてきたデータを受信する受信回路が設けられる。
【０００６】
従って、携帯電話機が非接触ＩＣカードリーダライタとして動作し、外部の非接触ＩＣカードに対してデータを送信するときには送信回路としてのアンテナ駆動回路が駆動され、一方、外部の非接触ＩＣカードから送信されてきたデータを受信するときには受信回路が駆動されることにより、外部の非接触ＩＣカードとの間でデータの送受信が行われる。
【０００７】
【特許文献】
特開平１１−２１３１１１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのように１チップに形成される非接触ＩＣカードリーダライタの受信回路は、一般的に、ダイオードやコンデンサ等から構成される半波整流回路であり、整流されて得られる信号が半波整流信号であることから、後段の検出アンプ等への出力に交流成分が多く残っており、受信感度が悪いという課題があった。
【０００９】
すなわち、受信回路の出力に交流成分が残っていることにより、非接触ＩＣカードから読み取られたデータの誤検出が生じてしまう。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、チップの小型化を図るとともに、より好適な受信感度を確保することができるようにするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体集積回路装置は、近接された第１の通信機器と、電磁誘導を利用した通信を行うアンテナと、第１の通信機器に送信するデータを表す送信データ信号と、送信キャリア信号に基づく差動出力により、アンテナを駆動させる駆動回路と、アンテナから供給され、駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、第１の通信機器から送信されたデータを検出する検出アンプとを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の半導体集積回路装置は、寄生ダイオードブリッジ回路と、寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、駆動回路の電源を供給する電源供給部の間に抵抗が配設されるようにしてもよい。
【００１３】
本発明の半導体集積回路装置は、近接された第２の通信機器に送信する所定のデータに基づいてアンテナの負荷を制御し、第２の通信機器から輻射され、アンテナにおいて受信された電磁波を変調する変調回路をさらに備えるようにしてもよい。
【００１４】
本発明の半導体集積回路装置は、駆動回路に対する電源の供給を制御するスイッチをさらに備えるようにしてもよい。この場合、第２の通信機器と所定のデータの送受信が行われている期間は、スイッチにより電源の供給が遮断される。
【００１５】
本発明の半導体集積回路装置は、駆動回路に対する電源の供給を制御するダイオードをさらに備えるようにしてもよい。この場合、第２の通信機器から輻射され、アンテナにおいて受信された電磁波が、駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流されることにより生成された電圧によってダイオードが逆バイアスされ、電源の供給が遮断される。
【００１６】
本発明の無線通信端末は、近接された第１の通信機器と、電磁誘導を利用した通信を行うアンテナと、第１の通信機器に送信するデータを表す送信データ信号と、送信キャリア信号に基づく差動出力により、アンテナを駆動させる駆動回路と、アンテナから供給され、駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、第１の通信機器から送信されたデータを検出する検出アンプとを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の無線通信端末は、寄生ダイオードブリッジ回路と、寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、駆動回路の電源を供給する電源供給部の間に抵抗が配設されるようにしてもよい。
【００１８】
本発明の無線通信端末は、近接された第２の通信機器に送信する所定のデータに基づいてアンテナの負荷を制御し、第２の通信機器から輻射され、アンテナにおいて受信された電磁波を変調する変調回路をさらに備えるようにしてもよい。
【００１９】
本発明の無線通信端末は、駆動回路に対する電源の供給を制御するスイッチをさらに備えるようにしてもよい。この場合、第２の通信機器と所定のデータの送受信が行われている期間は、スイッチにより電源の供給が遮断される。
【００２０】
本発明の無線通信端末は、駆動回路に対する電源の供給を制御するダイオードをさらに備えるようにしてもよい。この場合、第２の通信機器から輻射され、アンテナにおいて受信された電磁波が、駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流されることにより生成された電圧によってダイオードが逆バイアスされ、電源の供給が遮断される。
【００２１】
本発明の半導体集積回路装置および無線通信端末においては、アンテナを介して、近接された第１の通信機器と電磁誘導を利用した通信が行われ、第１の通信機器に送信するデータを表す送信データ信号と、送信キャリア信号に基づく駆動回路の差動出力により、アンテナが駆動される。また、アンテナから供給され、駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、第１の通信機器から送信されたデータが検出アンプにおいて検出される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、１チップＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成される、本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタ１の構成例を示す図である。
【００２３】
非接触ＩＣカードリーダライタ１は、非接触ＩＣカード部１１とリーダライタ部１２から構成され、図示せぬＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等による制御に応じて、その動作が切り替えられる。すなわち、そのときの状況に応じて、外部の機器に対して非接触ＩＣカードとして動作するのか、または、リーダライタとして動作するのかが適宜切り替えられる。
【００２４】
アンテナ２１は、ループコイル３１とコンデンサ３２から構成される共振回路を有している。このアンテナ２１は、図１に示されるように、非接触ＩＣカード部１１の後段の回路に接続されるとともに、リーダライタ部１２にも接続されている。
【００２５】
従って、アンテナ２１は、非接触ＩＣカードリーダライタ１が非接触ＩＣカードとして動作する期間、および、リーダライタとして動作する期間のいずれの期間においても駆動される。当然、非接触ＩＣカード部１１専用のアンテナとリーダライタ部１２専用のアンテナがそれぞれ設けられるようにしてもよい。
【００２６】
外部のリーダライタから輻射され、アンテナ２１において受信された電磁波から取得された信号は、例えば、非接触ＩＣカードリーダライタ１が非接触ＩＣカードとして動作するとき、アンテナ２１の後段に形成される整流回路２２に供給される。
【００２７】
以下、適宜、非接触ＩＣカードリーダライタ１の外部に存在し、非接触ＩＣカードとして動作する非接触ＩＣカードリーダライタ１に対して所定のデータを読み書きするリーダライタを外部リーダライタと称する。また、同様に、非接触ＩＣカードリーダライタ１の外部に存在し、リーダライタとして動作する非接触ＩＣカードリーダライタ１により所定のデータが読み書きされる非接触ＩＣカードを外部非接触ＩＣカードと称する。
【００２８】
整流回路２２は、ダイオード３３およびコンデンサ３４により構成され、アンテナ２１から供給されてきた信号を整流平滑し、正のレベルの電圧を、図示せぬレギュレータに供給する。レギュレータにおいては、整流回路２２から供給されてきた正のレベルの電圧が安定化され、所定のレベルの直流電圧に変換された後、シーケンサ（図示せず）、および、その他の回路に電力源として供給される。
【００２９】
また、整流回路２２により整流平滑された信号は、コンデンサ３７と抵抗３８により構成されるＨＰＦ（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２４にも供給され、その高域成分が抽出された後、増幅回路や復調回路から構成される受信データ取得部２５に供給される。
【００３０】
受信データ取得部２５により取得された受信データ（外部リーダライタから送信されてきたデータ）は、シーケンサや、インタフェースを介して接続されるＣＰＵ等に出力される。
【００３１】
整流回路２２の後段には、変調回路２３が接続されている。変調回路２３は、抵抗３５とＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３６の直列回路により構成され、アンテナ２１のループコイル３１と並列に接続されている。ＦＥＴ３６は、送信データ供給部２６からの信号（外部リーダライタに送信するデータを表す信号）に基づいてオン／オフを切り替える。すなわち、抵抗３５がアンテナ２１に対して並列に挿入された状態と、挿入されない状態が切り替えられる。
【００３２】
送信データ供給部２６から変調回路２３に出力される信号は、外部リーダライタに送信するデータとして、ＣＰＵやシーケンサ等により処理されたものである。
【００３３】
ＦＥＴ３６のオン／オフが切り替えられることにより、ループコイル３１を介して電磁結合されている回路のインピーダンス（外部リーダライタに設けられているループアンテナの負荷）が変化され、非接触ＩＣカードとして動作する非接触ＩＣカードリーダライタ１から外部リーダライタに対してデータが送信される。
【００３４】
リーダライタ部１２は、差動出力によりアンテナ２１を駆動するアンテナ駆動回路５１、アンテナ駆動回路５１のインバータ６１およびインバータ６５に、例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数の送信キャリア信号を供給する送信キャリア供給部５２、インバータ６４およびインバータ６６に、外部非接触ＩＣカードに送信する送信データを表す信号を供給する送信データ供給部５３、および、アンテナ駆動回路５１からの出力に基づいて、外部非接触ＩＣカードから送信されてきたデータを取得する受信データ取得部５４から構成される。
【００３５】
送信キャリア供給部５２からアンテナ駆動回路５１に出力された送信キャリア信号に対しては、送信データ供給部５３から出力された送信データに基づく変調処理が施される。
【００３６】
具体的には、送信キャリア供給部５２から供給された送信キャリア信号は、インバータ６１およびインバータ６５にそれぞれ入力され、反転された信号がそれぞれのインバータから出力される。インバータ６１の出力信号は、インバータ６２に入力され、再度反転された後、接点ａにおいてインバータ６３の出力信号と重畳される。インバータ６５の出力信号は、接点ｂにおいてインバータ６６の出力信号と重畳される。
【００３７】
一方、送信データ供給部５３からアンテナ駆動回路５１に供給された送信データ信号は、インバータ６４およびインバータ６６にそれぞれ入力され、反転された信号がそれぞれのインバータから出力される。インバータ６４の出力信号は、インバータ６３に入力され、再度反転された後、インバータ６２の出力信号と重畳される。インバータ６６の出力信号は、インバータ６５の出力信号と重畳される。
【００３８】
従って、送信キャリア生成部５２の出力信号（振幅の正負が反転されていない送信キャリア信号）と、送信データ供給部５３の出力信号（振幅の正負が反転されていない送信データ信号）が接点ａにおいて重畳され（ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調され）、振幅の正負が反転された送信キャリア信号と、同様に、振幅の正負が反転された送信データ信号が接点ｂにおいて重畳される。
【００３９】
接点ａおよび接点ｂにおいて重畳された信号は、それぞれアンテナ２１に出力され、対応する電磁波がアンテナ２１から輻射される。
【００４０】
このように、差動出力によりアンテナ２１を駆動させるようにしたため、伝送路中におけるノイズの影響を抑制することができる。
【００４１】
受信データ取得部５４は、アンテナ駆動回路５１から供給されてきた信号に基づいて、外部非接触ＩＣカードから出力されたデータを取得し、それをシーケンサ等に出力する。
【００４２】
具体的には、図２に示されるように、アンテナ駆動回路５１のインバータ６２、インバータ６３、インバータ６５、およびインバータ６６の部分をＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ＩＣにより実現した場合に形成される寄生ダイオードブリッジ回路７１からの出力信号が検出アンプ８１において増幅、復調処理が施され、得られた受信データが受信データ取得部５４に出力される。
【００４３】
後に詳述するように、寄生ダイオードブリッジ回路７１からは、全波整流信号が出力されるため、ダイオードやコンデンサ等から構成される受信回路から出力される半波整流信号に基づいて外部非接触ＩＣカードから送信されてきたデータを取得する場合に較べて、受信感度を向上させることができ、より確実に外部非接触ＩＣカードからのデータを取得することができる。
【００４４】
また、受信専用の回路がチップ内に形成されていない場合であっても、外部非接触ＩＣカードから出力されるデータを取得することが可能であるため、すなわち、リーダライタとしての機能をチップに保持させることができるため、受信専用の回路を設ける場合に較べてチップ面積の削減を図ることができる。
【００４５】
なお、図２においては、ループコイル３１、アンテナ駆動回路５１、寄生ダイオードブリッジ回路７１、および検出アンプ８１以外の、図１の他の構成が省略されているが、例えば、図１の送信データ供給部２６は、図３に示されるように、抵抗３５およびＦＥＴ３６を介して、アンテナ駆動回路５１と並列にループコイル３１に接続される。
【００４６】
また、図４に示されるように、寄生ダイオードブリッジ回路７１の出力側と、図示せぬ電源供給部との間にスイッチ９１を設け、リーダライタとして動作するときには、スイッチ９１をオンの状態とし、一方、非接触ＩＣカードとして動作するときには、スイッチ９１をオフの状態とすることにより、アンテナ駆動回路５１に対する電源の供給を制御することができる。また、抵抗９２を検出アンプ８１に並列に接続することにより、外部非接触ＩＣカードの負荷変動をより確実に検出することができる。
【００４７】
抵抗９２がアンテナ駆動回路５１の外部に設けられることにより、抵抗９２の抵抗値を容易に変更することが可能となる。
【００４８】
なお、図５に示されるように、図４のスイッチ９１に替えて、ダイオード９１Ａがアンテナ駆動回路５１に接続され、その動作によりアンテナ駆動回路５１に対する電源の供給が制御されるようにしてもよい。この場合、寄生ダイオードブリッジ回路７１において整流され、生成された電圧により、逆バイアス電圧がダイオード９１Ａに印加され、電源の供給が遮断される。
【００４９】
ここで、アンテナ駆動回路５１に形成される寄生ダイオードブリッジ回路７１について説明する。
【００５０】
例えば、図６に示されるインバータ１０１をＣＭＯＳインバータにより実現する場合、図７に示されるように、インバータ１０１は、それぞれのドレイン同士が接続されたＰ−ＭＯＳ（ＰチャネルのＭＯＳトランジスタ）１１１とＮ−ＭＯＳ（ＮチャネルのＭＯＳトランジスタ）１１２により実現される。
【００５１】
図７のＣＭＯＳに対してＧＮＤレベルの入力があったとき、Ｐ−ＭＯＳ１１１が導通、Ｎ−ＭＯＳ１１２が非導通の状態となり、ＶＤＤレベルの信号が出力される。一方、入力がＶＤＤレベルのとき、Ｐ−ＭＯＳ１１１が非導通、Ｎ−ＭＯＳ１１２が導通の状態となり、ＧＮＤレベルの信号が出力される。
【００５２】
図８は、図７のＣＭＯＳの断面を示しており、それぞれの領域に含まれる不純物の濃度の違いから、一点鎖線で囲まれるＰ−ＭＯＳ１１１のＢＧ−Ｓ間、ＢＧ−Ｄ間、および、Ｎ−ＭＯＳ１１２のＢＧ−Ｄ間、ＢＧ−Ｓ間のそれぞれの領域間に寄生ダイオードが形成される。
【００５３】
従って、各領域間に形成される寄生ダイオードを加えた場合、図７に示される回路は、図９に示されるものとなる。すなわち、Ｐ−ＭＯＳ１１１のＢＧ−Ｓ間には、Ｓ側をアノードとする寄生ダイオード１２１が形成され、ＢＧ−Ｄ間には、Ｄ側をアノードとする寄生ダイオード１２２が形成される。また、Ｎ−ＭＯＳ１１２のＢＧ−Ｄ間には、Ｄ側をカソードとする寄生ダイオード１２３が形成され、ＢＧ−Ｓ間には、Ｓ側をカソードとする寄生ダイオード１２４が形成される。
【００５４】
図９において、Ｐ−ＭＯＳ１１１のＢＧ−Ｓ間、およびＮ−ＭＯＳ１１２のＳ−ＢＧ間はショートされるため、図６のインバータ１０１をＣＭＯＳにより実現する場合、その回路構成は、最終的に図１０に示されるものとなり、Ｐ−ＭＯＳ１１１のＳ−Ｄ間にＤ側をアノードとする寄生ダイオード１２２が形成され、Ｎ−ＭＯＳ１１２のＤ−Ｓ間にＳ側をアノードとする寄生ダイオード１２３が形成される。
【００５５】
従って、図１１に示されるアンテナ駆動回路５１のうち、一点鎖線で囲まれるインバータ６２、インバータ６３、インバータ６５、およびインバータ６６の部分をＣＭＯＳインバータとして実現した場合、その回路構成は、図１２に示されるように、ＦＥＴと寄生ダイオードから構成されるものとなる。
【００５６】
図１１および図１２においては、インバータ６２およびインバータ６５に対する入力がそれぞれＩＮ１，ＩＮ２として示され、インバータ６２およびインバータ６５の出力がそれぞれＯＵＴ１，ＯＵＴ２として示されている。
【００５７】
図１２において、ＦＥＴ１３１とＦＥＴ１３２には、送信キャリア供給部５２から出力され、インバータ６１において反転された送信キャリア（ＩＮ１）が入力され、一方、ＦＥＴ１３３とＦＥＴ１３４には、送信キャリア供給部５２から出力された送信キャリア（ＩＮ２）が入力される。
【００５８】
ＦＥＴ１３１とＦＥＴ１３２のそれぞれのドレイン間には、ループコイル３１の一端が接続され、そこから出力信号（ＯＵＴ１）が出力される。また、ＦＥＴ１３３とＦＥＴ１３４のそれぞれのドレイン間には、ループコイル３１の一端が接続され、そこから出力信号（ＯＵＴ２）が出力される。
【００５９】
なお、図１２においては、送信データ供給部５３から供給されてきた送信データを表す信号が入力されるＦＥＴ（図１１のインバータ６３およびインバータ６６を実現するＦＥＴ）は省略されているが、実際には、インバータ６３を実現するＦＥＴ（Ｐ−ＭＯＳ，Ｎ−ＭＯＳ）が図１２のＦＥＴ１３１とＦＥＴ１３２に並列に接続され、それぞれの出力が重畳され、変調が施された信号がループコイル３１に出力される。また、インバータ６６を実現するＦＥＴ（Ｐ−ＭＯＳ，Ｎ−ＭＯＳ）がＦＥＴ１３３とＦＥＴ１３４と並列に接続され、それぞれの出力が重畳され、変調が施された信号がループコイル３１に出力される。
【００６０】
図１２に示されるＦＥＴ１３１のＳ−Ｄ間には、Ｄ側をアノードとする寄生ダイオード１４１が形成され、ＦＥＴ１３２のＤ−Ｓ間には、Ｓ側をアノードとする寄生ダイオード１４２が形成されている。また、ＦＥＴ１３３のＳ−Ｄ間には、Ｄ側をアノードとする寄生ダイオード１４３が形成され、ＦＥＴ１３４のＤ−Ｓ間には、Ｓ側をアノードとする寄生ダイオード１４４が形成されている。
【００６１】
そして、これらの寄生ダイオード１４１乃至１４４により、寄生ダイオードブリッジ回路７１が構成される。
【００６２】
図１３は、図１２の寄生ダイオード１４１乃至１４４により構成される寄生ダイオードブリッジ回路７１を示す図である。
【００６３】
寄生ダイオードブリッジ回路７１において、寄生ダイオード１４１のアノードと寄生ダイオード１４２のカソード間のａ点、および、寄生ダイオード１４３のアノードと寄生ダイオード１４４のカソード間のｂ点にはループコイル３１の両端が接続され、ループコイル３１において受信された、外部非接触ＩＣカードからの出力を表す信号が寄生ダイオードブリッジ回路７１に入力される。
【００６４】
寄生ダイオードブリッジ回路７１において整流された信号は、寄生ダイオード１４１と寄生ダイオード１４３間のｃ点に入力され、全波整流信号が検出アンプ８１に出力される。また、ｃ点に入力された全波整流信号は、スイッチ９１および抵抗９２（図４）を介してアンテナ駆動回路５１の外部に出力されるとともに、シリーズレギュレータ１５３に出力される。
【００６５】
シリーズレギュレータ１５３においては、アンテナ駆動回路５１（寄生ダイオードブリッジ回路７１）からの出力電圧と、所定の基準電圧の差に基づいて、内部に設けられる可変素子の抵抗値が制御され、安定化された所定の電圧が出力される。シリーズレギュレータ１５３からの出力電圧は、非接触ＩＣカードリーダライタ１の各部に適宜供給される。
【００６６】
図１４は、図１３のａｂ間に入力される信号の例を示しており、図に示されるような交流信号が、アンテナ２１において受信され、寄生ダイオードブリッジ回路７１に入力される。
【００６７】
図１５は、図１４に示される信号が図１３のａｂ間に入力された場合の寄生ダイオードブリッジ回路７１の出力信号を示す図であり、図１３の接点ｃにおいては、図１４に示されるような平滑化された全波整流信号が検出される。
【００６８】
従って、図１４に示されるような全波整流信号が入力された場合、検出アンプ８１においては、図１６に示されるように、例えば、「０」、「１」のデータが取得される。
【００６９】
以上のように、リーダライタ部１２の送信回路であるアンテナ駆動回路５１をＣＭＯＳにより実現した場合に形成される寄生ダイオードブリッジ７１を受信回路としても利用し、その出力である全波整流信号に基づいて、外部非接触ＩＣカードから出力されたデータを取得するようにしたため、チップ面積の小型化を図ることができると共に、受信感度を向上させることができる。すなわち、データの誤検出を抑制することが可能となる。
【００７０】
以上のような構成を有する非接触ＩＣカードリーダライタ１は、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、携帯電話機、ディジタルカメラ等の、外部の機器と情報を送受信する各種の情報処理装置だけでなく、カードや紙などの所定の媒体にも配設される。
【００７１】
図１７は、図１の非接触ＩＣカードリーダライタ１が設けられる携帯電話機の構成例を示すブロック図である。
【００７２】
ＣＰＵ２０８は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０９に格納されている制御プログラムをＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２１０に展開し、制御プログラムに従って携帯電話機の全体の動作を制御する。
【００７３】
例えば、ＣＰＵ２０８は、ユーザからの指示に基づいて、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２０４を制御し、基地局との間で音声情報などの各種の情報を送受信すると共に、非接触ＩＣカードリーダライタ１を制御し、近接された非接触ＩＣカードなどの機器との間で、電磁誘導を利用した近距離無線通信を行う。
【００７４】
送信部２０２および受信部２０３においては、例えば、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ ＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒ）方式、またはＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式に準拠した通信が行われる。
【００７５】
送信部２０２は、ＤＳＰ２０４から音声情報が供給されてきたとき、ディジタルアナログ変換処理、および周波数変換処理等の所定の処理を施し、得られた音声信号を、基地局により選択された所定の送信キャリア周波数の無線チャネルによりアンテナ２０１から送信する。
【００７６】
受信部２０３は、例えば、音声通話モード時において、アンテナ２０１で受信されたＲＦ信号を増幅して周波数変換処理およびアナログディジタル変換処理等の所定の処理を施し、得られた音声情報をＤＳＰ２０４に出力する。
【００７７】
ＤＳＰ２０４は、受信部２０３から供給されてきた音声情報に対して、例えば、スペクトラム逆拡散処理を施し、得られたデータを音声処理部２０５に出力する。また、ＤＳＰ２０４は、音声処理部２０５から供給されてきた音声情報に対してスペクトラム拡散処理を施し、得られたデータを送信部２０２に出力する。
【００７８】
音声処理部２０５は、マイクロフォン２０７により集音されたユーザの音声を音声情報に変換し、それをＤＳＰ２０４に出力する。また、音声処理部２０５は、ＤＳＰ２０４から供給されてきた音声情報をアナログ音声信号に変換し、対応する音声信号をスピーカ２０６から出力する。
【００７９】
表示部２１１は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などにより構成され、ＣＰＵ２０８から供給されてきた情報に基づいて、対応する画面を表示する。入力部２１２は、携帯電話機の筐体表面に設けられているテンキー、通話ボタン、および電源ボタン等の各種のボタンに対するユーザの入力を検出し、対応する信号をＣＰＵ２０８に出力する。
【００８０】
以上のような構成を有する携帯電話機に設けられる非接触ＩＣカードリーダライタ１においては、上述したように、アンテナの駆動回路をＣＭＯＳにより実現した場合に形成される寄生ダイオードブリッジ回路が受信回路として利用され、寄生ダイオードブリッジ回路の出力に基づいて、外部非接触ＩＣカードからの出力データが取得される。非接触ＩＣカードリーダライタ１において取得されたデータは、適宜、ＣＰＵ２０８に出力され、各種の処理が施される。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、受信専用の回路が設けられていない場合であっても、外部の機器からの出力を取得することができる。
【００８２】
また、本発明によれば、受信感度を向上させることができる。
【００８３】
さらに、本発明によれば、チップ面積の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタの回路図である。
【図２】本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタの構成例を示す図である。
【図３】本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタの他の構成例を示す図である。
【図４】本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタのさらに他の構成例を示す図である。
【図５】本発明を適用した非接触ＩＣカードリーダライタの構成例を示す図である。
【図６】インバータを示す図である。
【図７】図６のインバータをＣＭＯＳにより実現した場合の回路図である。
【図８】図７のＦＥＴの断面を示す図である。
【図９】図７の回路の変形例を示す図である。
【図１０】図９の回路の変形例を示す図である。
【図１１】図１のアンテナ駆動回路を示す図である。
【図１２】図１１のインバータをＣＭＯＳにより実現した場合の回路図である。
【図１３】図１２の回路の変形例を示す図である。
【図１４】図１３の回路において検出される信号の例を示す図である。
【図１５】図１３の回路において検出される信号の他の例を示す図である。
【図１６】図１３の回路において検出される信号のさらに他の例を示す図である。
【図１７】本発明を適用した携帯電話機の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 非接触ＩＣカードリーダライタ， １１ 非接触ＩＣカード部， １２ リーダライタ部， ５１ アンテナ駆動回路， ７１ 寄生ダイオードブリッジ回路
Claims (10)
- 近接された第１の通信機器と、電磁誘導を利用した通信を行うアンテナと、
前記第１の通信機器に送信するデータを表す送信データ信号と、送信キャリア信号に基づく差動出力により、前記アンテナを駆動させる駆動回路と、
前記アンテナから供給され、前記駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、前記第１の通信機器から送信されたデータを検出する検出アンプと
を備えることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 前記寄生ダイオードブリッジ回路と、前記寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、前記駆動回路の電源を供給する電源供給部の間に抵抗が配設される
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置。 - 近接された第２の通信機器に送信する所定のデータに基づいて前記アンテナの負荷を制御し、前記第２の通信機器から輻射され、前記アンテナにおいて受信された電磁波を変調する変調回路をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置。 - 前記駆動回路に対する電源の供給を制御するスイッチをさらに備え、
前記第２の通信機器と前記所定のデータの送受信が行われている期間、前記スイッチにより前記電源の供給が遮断される
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体集積回路装置。 - 前記駆動回路に対する電源の供給を制御するダイオードをさらに備え、
前記第２の通信機器から輻射され、前記アンテナにおいて受信された電磁波が、前記駆動回路に形成される前記寄生ダイオードブリッジ回路において整流されることにより生成された電圧によって前記ダイオードが逆バイアスされ、前記電源の供給が遮断される
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体集積回路装置。 - 近接された第１の通信機器と、電磁誘導を利用した通信を行うアンテナと、
前記第１の通信機器に送信するデータを表す送信データ信号と、送信キャリア信号に基づく差動出力により、前記アンテナを駆動させる駆動回路と、
前記アンテナから供給され、前記駆動回路に形成される寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、前記第１の通信機器から送信されたデータを検出する検出アンプと
を備えることを特徴とする無線通信端末。 - 前記寄生ダイオードブリッジ回路と、前記寄生ダイオードブリッジ回路において整流された信号に基づいて、前記駆動回路の電源を供給する電源供給部の間に抵抗が配設される
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信端末。 - 近接された第２の通信機器に送信する所定のデータに基づいて前記アンテナの負荷を制御し、前記第２の通信機器から輻射され、前記アンテナにおいて受信された電磁波を変調する変調回路をさらに備える
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信端末。 - 前記駆動回路に対する電源の供給を制御するスイッチをさらに備え、
前記第２の通信機器と前記所定のデータの送受信が行われている期間、前記スイッチにより前記電源の供給が遮断される
ことを特徴とする請求項８に記載の無線通信端末。 - 前記駆動回路に対する電源の供給を制御するダイオードをさらに備え、
前記第２の通信機器から輻射され、前記アンテナにおいて受信された電磁波が、前記駆動回路に形成される前記寄生ダイオードブリッジ回路において整流されることにより生成された電圧によって前記ダイオードが逆バイアスされ、前記電源の供給が遮断される
ことを特徴とする請求項８に記載の無線通信端末。
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