JP2014073028A - 整流回路とこれを用いた無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の実施形態による整流回路は、電界効果トランジスタと、バイアス電圧発生回路とを有する整流回路であって、前記電界効果トランジスタは、制御端子と、P型拡散層を電極とした第1の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第2の電流入出力端子を備え、前記バイアス電圧発生回路は、前記制御端子と前記第2の電流入出力端子との間に直流電圧を印加することを特徴としている。
【選択図】 図1
Description
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る整流回路の回路図である。整流回路1は、急峻なS値を有する電界効果トランジスタを有する。本実施形態では、急峻なS値を有する電界効果トランジスタとして、トンネル型電界効果トランジスタ(トンネルFET)を例に説明する。
図9は、本発明の第2の実施形態に係る整流回路の回路図である。整流回路1aは、急峻なS値を有する電界効果トランジスタ(例えばトンネルFET)を用いて構成される。本実施形態では、整流回路1aは、バイアス電圧発生回路10a、10bとトンネルFET20a、20bを有するとして説明する。バイアス電圧発生回路10a、10bやトンネルFET20a、20bは、第1の実施形態にて説明したバイアス電圧発生回路10やトンネルFET20と同様の構成である。
図11は、本発明の第3の実施形態に係る整流回路の回路図である。整流回路1cでは、可変バイアス電圧発生回路11a、11bを用いる。その他の構成は、第2の実施形態にて説明した整流回路1bと同様であるため、説明を省略する。
図14は、本発明の第4の実施形態に係る整流回路の回路図である。本実施形態のトンネルFET20a、20b、20cやバイアス電圧発生回路10a、10b、10cは、第1の実施形態にて説明したものと同様である。トンネルFET20aのソース電極が正側端子T1に接続され、トンネルFET20aのドレイン電極にトンネルFET20bのソース電極が接続され、トンネルFET20bのドレイン電極にトンネルFET20cのソース電極が接続され、トンネルFET20cのドレイン電極が負側端子T2に接続される。トンネルFET20a、20b、20cのゲート電極はそれぞれバイアス電圧発生回路10a、10b、10cを介してドレイン電極と接続される。入力端子TA1、TA2には、差動のAC信号が入力される。入力された差動信号は、キャパシタC11、C12を介して、トンネルFET20b、20cのソース電極にそれぞれ入力される。このようにトンネルFET20a、20b、20cを直列に接続し、差動信号を入力端子TA1、TA2に入力することにより、第1の実施形態の整流回路と比較して、振幅が倍の信号が入力されるため、整流効率や感度を向上させることができる。なお、本実施形態の整流回路においても、第2の実施形態と同様に整流回路1dを複数縦積みした構成とすることもできる。すなわち、図14に示す整流回路1dの正側端子T1または負側端子T2に整流回路1dと同様の回路を接続しても良い。
実施の形態5にかかる整流回路は、整流素子として、ダイオード接続されたフローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタを使用し、そのフローティングゲートに、このフローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタが整流特性を発現するのに要する閾値電圧未満であって好ましくはその閾値電圧近傍の定電圧がチャージされていることを特徴としている。
実施の形態6にかかる整流回路は、実施の形態5にかかる整流回路1eの変形例であり、スイッチSW1〜SW3と、制御回路210と、DC電圧源220a〜220cからなる構成が外部装置として提供されることを特徴としている。図24は、実施の形態6にかかる整流回路を示す回路図である。図24に示す整流回路1fにおいて、図16と共通する部分には同一の符号を付しており、ここではそれらの説明を省略する。
実施の形態7にかかる整流回路もまた、実施の形態5にかかる整流回路の変形例であり、フローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタM71,M72の制御ゲート端子とソース端子との間にそれぞれキャパシタを設け、このキャパシタの保持電圧を制御することができることを特徴としている。
図26は、本発明の第4の実施形態に係る整流回路の回路図である。本実施形態のフローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタM71、M72、M73は、
実施の形態5で説明したフローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタと同様である。フローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタM71のソース電極が正側端子T1に接続され、フローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタM71のドレイン電極にフローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタM72のソース電極が接続され、フローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタM72のドレイン電極にフローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタM73のソース電極が接続され、フローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタM73のドレイン電極が負側端子T2に接続される。フローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタM71、M72、M73のゲート電極はそれぞれドレイン電極と接続される。入力端子TA1、TA2には、差動のAC信号が入力される。入力された差動信号は、キャパシタC11、C12を介して、トンネルFET20b、20cのソース電極にそれぞれ入力される。このようにフローティングゲートトンネル型電界効果トランジスタM71、M72、M73を直列に接続し、差動信号を入力端子TA1、TA2に入力することにより、第5の実施形態の整流回路と比較して、振幅が倍の信号が入力されるため、整流効率や感度を向上させることができる。なお、本実施形態の整流回路においても、整流回路1hを複数縦積みした構成とすることもできる。すなわち、図26に示す整流回路1hの正側端子T1または負側端子T2に整流回路1hと同様の回路を接続しても良い。
図27は、実施の形態1〜8のいずれかに記載の整流回路を用いた無線受信装置を示すブロック図である。この無線受信装置は、整流回路401、ベースバンド増幅器402、ADC(analog to digital converter)403、デジタル信号処理部404、DC発生回路405、クロック発生器406、アンテナ407を用いて構成される。整流回路401は、実施の形態1〜7のいずれかに記載の整流回路である。DC発生回路405は、例えば図4のDC発生回路110に相当する。整流回路401は、アンテナ407から入力された信号を自乗検波して信号の包絡線をベースバンド信号として出力する。ベースバンド増幅器402は、入力されたベースバンド信号を増幅する。ADC403は、クロック発生器406から出力されるクロックに応じて動作し、入力された信号をデジタル信号へ変換する。デジタル信号処理部404は、クロック発生器406から出力されるクロックに応じて動作し、入力された信号からID等の所定のデータを抽出し、これらのデータが規定の信号と一致する場合には、制御信号を出力する。
図28は、実施の形態1〜8のいずれかに記載の整流回路を用いて構成されたRFIDタグを示すブロック図である。図28に示すRFIDタグ500は、ループアンテナ510と、実施の形態1〜8のいずれか一つに示した整流回路と同じ構成の整流回路520と、逆流防止回路530と、信号処理回路540と、メモリ550と、二次電池であるバッテリ560とを備えて構成される。特に、このRFIDタグ500は、バッテリ560による電源電圧によって駆動するRFIDタグであり、その動作において、整流回路520から電源電圧を生成することを必須要件としない。すなわち、整流回路520と、逆流防止回路530と、信号処理回路540と、メモリ550は、バッテリ560から引き伸ばされた電源ラインPLおよび接地ラインGLにそれぞれ接続されている。
Claims (9)
- 電界効果トランジスタと、
バイアス電圧発生回路とを有する整流回路であって、
前記電界効果トランジスタは、制御端子と、P型拡散層を電極とした第1の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第2の電流入出力端子を備え、
前記バイアス電圧発生回路は、前記制御端子と前記第2の電流入出力端子との間に直流電圧を印加することを特徴とする整流回路。 - 前記第1の電流入出力端子は、前記整流回路の正側の端子に接続され、前記第2の電流入出力端子は、前記整流回路の負側の端子に接続されることを特徴とする請求項1に記載の整流回路。
- 前記第2の電流入出力端子にAC入力電圧が入力され、前記第1の電流入出力端子からDC電流を出力することを特徴とする請求項1または2に記載の整流回路。
- AC入力電圧が入力されるキャパシタと、
第1の電界効果トランジスタと、
第2の電界効果トランジスタと、
バイアス電圧発生回路とを有する整流回路であって、
前記第1の電界効果トランジスタは、第1の制御端子と、P型拡散層を電極とした第1の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第2の電流入出力端子を備え、前記第2の電流入出力回路が前記キャパシタに接続され、
前記第2の電界効果トランジスタは、第2の制御端子と、P型拡散層を電極とした第3の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第4の電流入出力端子を備え、前記第3の電流入出力回路が前記キャパシタに接続され、
前記バイアス電圧発生回路は、前記制御端子と前記第2の電流入出力端子との間および前記制御端子と前記第4の電流入出力端子との間に直流電圧を印加することを特徴とする整流回路。 - 差動信号が入力される第1および第2のキャパシタと、
第1の電界効果トランジスタと、
第2の電界効果トランジスタと、
第3の電界効果トランジスタと、
バイアス電圧発生回路とを有する整流回路であって、
前記第1の電界効果トランジスタは、第1の制御端子と、P型拡散層を電極とした第1の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第2の電流入出力端子を備え、前記第2の電流入出力回路が前記第1のキャパシタに接続され、
前記第2の電界効果トランジスタは、第2の制御端子と、P型拡散層を電極とした第3の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第4の電流入出力端子を備え、前記第3の電流入出力回路が前記第1のキャパシタに接続され、前記第4の電流入出力端子が前記第2のキャパシタに接続され、
前記第3の電界効果トランジスタは、第3の制御端子と、P型拡散層を電極とした第5の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第6の電流入出力端子を備え、前記第5の電流入出力回路が前記第2のキャパシタに接続され、
前記バイアス電圧発生回路は、前記制御端子と前記第2の電流入出力端子との間および前記制御端子と前記第4の電流入出力端子との間に直流電圧を印加することを特徴とする整流回路。 - 前記バイアス電圧発生回路によって、前記制御端子と前記第2の電流入出力端子との間に印加される直流電圧の値は、可変であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の整流回路。
- AC入力電圧が入力されるキャパシタと、
第1のフローティングゲートトランジスタと、
第2のフローティングゲートトランジスタとを有する整流回路であって、
前記第1のフローティングゲートトランジスタは、第1の制御端子と、P型拡散層を電極とした第1の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第2の電流入出力端子を備え、前記第2の電流入出力回路が前記キャパシタに接続され、
前記第2のフローティングゲートトランジスタは、第2の制御端子と、P型拡散層を電極とした第3の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第4の電流入出力端子を備え、前記第3の電流入出力回路が前記キャパシタに接続され、
前記第1フローティングゲートおよび前記第2フローティングゲートは、電荷注入によって供給される電圧を、直流電圧として蓄積することを特徴とする整流回路。 - 差動信号が入力される第1および第2のキャパシタと、
第1のフローティングゲートトランジスタと、
第2のフローティングゲートトランジスタと、
第3のフローティングゲートトランジスタとを有する整流回路であって、
前記第1のフローティングゲートトランジスタは、第1の制御端子と、P型拡散層を電極とした第1の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第2の電流入出力端子を備え、前記第2の電流入出力回路が前記第1のキャパシタに接続され、
前記第2のフローティングゲートトランジスタは、第2の制御端子と、P型拡散層を電極とした第3の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第4の電流入出力端子を備え、前記第3の電流入出力回路が前記第1のキャパシタに接続され、前記第4の電流入出力端子が前記第2のキャパシタに接続され、
前記第3のフローティングゲートトランジスタは、第3の制御端子と、P型拡散層を電極とした第5の電流入出力端子と、N型拡散層を電極とした第6の電流入出力端子を備え、前記第5の電流入出力回路が前記第2のキャパシタに接続され、
前記第1、第2、第3のフローティングゲートは、電荷注入によって供給される電圧を、直流電圧として蓄積することを特徴とする整流回路。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の整流回路と、
前記整流回路に信号を入力するアンテナと、
前記整流回路から出力された信号を増幅するベースバンド回路と、
前記ベースバンド回路から出力された信号をデジタルに変換するADCと、
前記ADCから出力された信号の判別を行い、規定の信号と一致した場合に制御信号を出力する信号処理部とを有することを特徴とする無線通信装置。
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