JP4156863B2 - Semiconductor integrated circuit and IC card - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and IC card Download PDF

Info

Publication number
JP4156863B2
JP4156863B2 JP2002138349A JP2002138349A JP4156863B2 JP 4156863 B2 JP4156863 B2 JP 4156863B2 JP 2002138349 A JP2002138349 A JP 2002138349A JP 2002138349 A JP2002138349 A JP 2002138349A JP 4156863 B2 JP4156863 B2 JP 4156863B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
power supply
current
stabilized power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002138349A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003330555A (en
Inventor
滋 門川
哲 松村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Technology Corp
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Renesas Technology Corp
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Technology Corp, Hitachi ULSI Systems Co Ltd filed Critical Renesas Technology Corp
Priority to JP2002138349A priority Critical patent/JP4156863B2/en
Publication of JP2003330555A publication Critical patent/JP2003330555A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4156863B2 publication Critical patent/JP4156863B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外部の電源電圧を受けて所定の内部電源を得る安定化電源回路を備えた半導体集積回路に適用して有用な技術に関し、特にICカード用LSI(大規模集積回路)に利用して特に有用な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
クレジットカードや公衆電話のプリペイドカード等において、各種情報を記録するのにIC(集積回路)チップを埋め込んだICカードが利用されることがある。ICカードには接触型と非接触型と2つのタイプがあり、接触型ICカードでは電源電圧や情報の入出力がカード表面に形成された端子パッドを介して行われる。
接触型ICカードでは、複数世代の読取装置に対応するため入力される外部電源は1.8〜5Vと幅を広くする必要があり、ICチップにはこのような外部電源から内部回路に必要な内部電源電圧を生成する安定化電源回路を備えるのが一般的である。
【0003】
ICカード用の安定化電源回路としては、例えば図13に示すように、外部電源である入力電圧VDDをソース端子に受けてドレイン端子に内部電源として供給される電圧VDD1を出力する出力制御MOSトランジスタQO4と、出力電圧VDD1を分圧した帰還電圧Vretと基準電圧Vrefとを比較して出力制御MOSトランジスタQO4のゲートを制御する誤差増幅器11と、該誤差増幅器11の出力端に接続され、その出力電流の制御範囲を大きくとるためにソース接地のNチャネル駆動MOSFET(以下NMOSと記す)QD2と定電流源QIとからなる増幅回路12などを備えた回路が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の安定化電源回路では、電源供給の開始時に出力制御MOSトランジスタQO4はオン状態にあるため、外部電源として立ち上がりが急峻で大きな電圧が印加された場合に電圧平滑用のフィルタコンデンサCf1に流れ込む電流が大きくなり、読取装置やICカードに設定された電流仕様を超えてしまう恐れがあった。特に、上記の駆動段にソース接地Nチャネル形MOS QD2を用いている場合には、出力電圧VDD1が安定するまで出力制御MOSトランジスタQO4のゲート電圧はほぼ0Vとなり、そのドレイン電流は最大の状態に保持されてしまう。また、フィルタコンデンサCf1を設けていない場合であっても、内部回路には様々な寄生容量が生じるため、同様の現象が発生する。
【0005】
また、ICカードでは部品点数を減らすため、電圧平滑用のフィルタコンデンサCf1もチップ内に設けなければならないので、その容量は余り大きくできず、内部回路の負荷や入力電圧VDDの変動をフィルタコンデンサCf1であまり吸収することができなかった。そのため、誤差増幅器11と駆動回路12とを含めた帰還回路全体の応答が悪いと、図14(a)に示すように、内部回路の負荷が急激に変動した場合に、出力電圧VDD1が急降下したり跳ね上がったりしてしまうという問題が生じる。また、図14(b)に示すように、入力電圧VDDの急激な変動に対しても出力電圧VDDの跳ね上がりが生じるという問題があった。このような出力電圧VDD1の降下はその大きさによっては内部回路を誤動作させる一方、出力電圧VDD1の跳ね上がりは素子破壊を招く恐れがある。
【0006】
出力制御MOSトランジスタQO4は、許容範囲の広い入力電圧VDDに対応するため素子サイズを大きくする必要がある。その結果、ゲート容量が大きくなるので、帰還動作の応答速度を上げるには上記駆動回路の駆動力を大きくしなければならない。しかしながら、駆動力を大きくすると駆動回路の消費電力延いてはICチップ全体の消費電力が増加するというトレードオフの関係があるため、さほど駆動力を大きくすることが出来ず、帰還動作の応答性を十分に高めることが出来ないという課題があった。
【0007】
また、駆動段にプッシュプル型の駆動回路を適用することで駆動力を増すことが出来るが、差動増幅器の後段にプッシュプル型の駆動回路を設ける場合には、そのプッシュ側の駆動MOSは差動増幅器の正相出力で駆動できるが、プル側の駆動MOSを駆動するには差動増幅器の負相出力をレベルシフトして用いる必要があり、レベルシフトする分、回路構成が複雑となり、その回路遅延により応答速度が低下してしまう。
【0008】
この発明の目的は、電源供給の開始時に過大な電流が流れてしまうのを回避することのできる安定化電源回路を備えたICカード用LSIを提供することにある。
この発明の他の目的は、外部電源や内部回路の負荷が急激に変動した場合でも出力電圧VDD1の急激な上下動を回避することが出来る安定化電源回路を備えたICカード用LSIを提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面から明らかになるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、第1電源電圧(外部電源)を入力して第2電源電圧(内部電源)を生成する出力制御MOSFETと、内部電源に係る帰還電圧と基準電位とを比較して上記出力制御MOSFETのゲートを制御する電圧比較器とを有する安定化電源回路において、電流量の制限される経路に接続された電流制限用MOSFETと、該電流制限用MOSFETを上記出力制御MOSFETとカレントミラー接続させるスイッチと、電源投入時から一定期間上記スイッチをオン状態とする時定数回路とを設けたものである。これにより、電源投入時(電源供給の開始時)に過大な電流が流れるのを回避することが出来る。
【0010】
また、上記出力制御MOSFETを強制的にオフさせるスイッチトランジスタと、内部電源に係る帰還電圧と基準電位とを比較して内部電源が標準電圧より高い所定電圧を上回った場合に上記スイッチトランジスタをオン状態にする第2の電圧比較回路とを備えたものである。この構成により、帰還回路の応答速度の不十分さを補って内部電源の大きな跳ね上がりを抑えることが出来る。
【0011】
また、上記帰還電圧の出力ノードに、帰還電圧が或る電圧幅以上に振れるのを阻止する電圧クランプ手段を設けたものである。従来の安定化電源回路では、例えば、外部電源や内部回路の負荷が標準状態からずれて帰還電圧が極度に下がり、その後、すぐに外部電源や内部負荷が標準状態に復帰した場合に、帰還回路の遅延により、外部電源や内部負荷が標準状態にあり且つ帰還電圧が極度に下がった状態が発生してしまい、それにより内部電源を反対側に跳ね上げてしまうといった反動現象を生じることがあるが、上記構成によりこの反動現象を低減することが出来る。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
[第1実施例]
図1は、本発明の第1実施例に係る安定化電源回路を示す回路構成図、図2はこの回路のより詳細な回路図である。
この安定化電源回路100は、ICカード用LSI(大規模集積回路)に内蔵されるのに適したもので、外部から供給される第1電源電圧としての入力電圧VDDを受けて内部回路に供給する第2電源電圧としての出力電圧VDD1を生成する。
【0013】
回路構成は、入力電圧VDDをソース端子に受けてドレイン端子に出力電圧VDD1を出力する出力制御MOSトランジスタQO4と、出力電圧VDD1を分圧して帰還電圧Vretを生成する分割抵抗R1,R2(帰還回路)と、電圧平滑用のフィルタコンデンサCf1と、帰還電圧Vrtと基準電圧Vrefとの差電圧を増幅する電圧比較回路としての誤差増幅器11と、定電流源QIおよびNチャネル形の駆動MOS QD2からなり誤差増幅器11の出力を受けて出力制御MOSトランジスタQO4のゲートを駆動するシングルエンド型の駆動段と、入力電圧VDDの供給開始時の流入電流を制限するための電流制限回路20と、電流制限回路20のスイッチSW1,SW2の制御信号を生成する時定数回路30(図2参照)等を備えたものである。
【0014】
電流制限回路20は、駆動段のNMOS QD2に流れる電流を制限するNMOS QD1およびスイッチSW1、並びに、出力制御MOSトランジスタQO4に流れる電流を制限する電流制限用MOSFETとしてのPMOS QD3およびスイッチSW2から構成される。これら第1NMOS QD1とPMOS QD3とは、スイッチSW1,SW2がオン状態のときだけ作用し、オフ状態のときには回路に何も作用を及ぼさない。
【0015】
電流制限回路20のNMOS QD1は、ソース端子がグランドに、ドレイン端子がスイッチSW1を介して誤差増幅器11の出力端子と駆動MOS QD2の接続ノードn1に接続され、且つ、ゲート・ドレイン間が結合される。そして、スイッチSW1がオンされることで誤差増幅器11からの出力電流IoEをグランドへ流す。また、スイッチSW1がオンされることで駆動MOS QD2とカレントミラー接続されるので、この駆動MOS QD2の電流を上記出力電流IoEにミラー比を掛けた値に制限する。上記の出力電流IoEは、誤差増幅器11の定電流MOS Q2により供給される動作電流以下に制限されている。
【0016】
すなわち、電流制限回路20のNMOS QD1と駆動MOS QD2とのミラー比をa:bとすれば、スイッチSW1がオン状態のときの駆動MOS QD2のドレイン電流IQD2は次式(1)のようになる。
IQD2=IoE×(b/a) ・・・・ (1)
【0017】
電流制限回路20のPMOS QD3は、ソース端子が入力電圧VDDが印加される外部電源線に、ドレイン端子がスイッチSW2を介して駆動MOS QD2のドレイン端子と出力制御MOSトランジスタQO4のゲート端子との接続ノードn2に接続され、且つ、ゲート・ドレイン間が結合される。そして、スイッチSW2がオンされることで、PMOS QD3のソース・ドレイン間に制限された電流を流す。さらに、スイッチSW1がオンされることで出力制御MOSトランジスタQO4とカレントミラー接続され、この出力制御MOSトランジスタQO4に流れる電流を、PMOS QD3に流れる電流にミラー比を掛けた値に制限する。
【0018】
詳細には、スイッチSW1,SW2がオン状態のときに、PMOS QD3に流れる電流は(IQD2−IoD)となるから、電流制限回路20のPMOS QD3と出力制御MOSトランジスタQD4とのミラー比をc:dとすれば、出力制御MOSトランジスタQO4に流れる電流IQD4は次式(2)のように制限される。
IQD4={IoE×(b/a)−IoD}×(d/c) ・・・・ (2)
【0019】
電流制限回路20のスイッチSW1,SW2は、図2に示すように、MOSトランジスタから構成され、そのゲートには時定数回路30からの制御信号が入力されるようになっている。時定数回路30は、入力電圧VDDの印加開始から抵抗R30とコンデンサC30で決まる期間だけ、スイッチSW1,SW2をオンさせ、上記期間の経過後に、スイッチSW1,SW2をオフさせる。スイッチSW1,SW2をオンさせる期間は、出力制御MOSトランジスタQO4に流れる上記制限された電流IQD4でフィルタコンデンサCf1を充電したときに、出力電圧VDD1が十分に安定する長さに設定するのが良い。この時間Tは次式(3)で表わされる。
T>(Cf1×VDD1)/IQD4 ・・・・ (3)
但し、VDD1=Vref×{R2/(R2+R1)}
【0020】
上記の構成により、入力電圧VDDの供給が開始されたときにICカード用LSIの内部回路に流れ込む流入電流が制限されるので、ICカードやその読取装置に設定された電流仕様を確実に満たすことが出来る。そして、電流が安定するころに速やかに電流制限回路20の作用が解除されて、通常の安定化電源回路100の動作が得られる。
【0021】
[第2実施例]
図3には、本発明の第2実施例に係る安定化電源回路の回路図を示す。
この安定化電源回路100は、誤差増幅器11の出力を生成するのに、図2のようなアクティブ負荷MOS Q5,Q6を使用せずに、1個の負荷MOS Q6aを使用してそのカレントミラー出力を誤差増幅器11の出力としたものである。そのため、誤差増幅器11の出力を受ける駆動MOS QD2の電流は、負荷MOS Q6aの電流にミラー比を掛けた値に制限されたものとなる。
【0022】
従って、第2実施例の電流制限回路20aは、図2の第1実施例の回路に比べて、駆動MOS QD2の電流を制限する構成が省かれ、出力制御MOSトランジスタQO4の電流を制限するPMOS QD3とそれを作用させるスイッチSW2だけの構成となっている。
【0023】
この第2実施例に係る安定化電源回路100では、第1実施例の回路に比べて、回路構成が簡単で回路素子数が少なくなるが、誤差増幅器11、駆動段および出力制御MOSトランジスタQO4のトータルの利得が低くなるので、第1実施例の回路の方が安定した電源供給性能という点では優れている。
【0024】
[第3実施例]
図4には、本発明の第3実施例に係る安定化電源回路の回路構成図を、図5にはこの回路のより詳細な回路図を示す。
第3実施例の安定化電源回路100は、内部回路に供給される出力電圧VDD1が大きく跳ね上がってしまうのを防止する構成が付加されたものである。それにより入力電圧VDDや内部回路の負荷に急激な変化があった場合でも、出力電圧VDD1が内部回路の耐圧を超えてしまうなどの不具合を回避することが出来る。
【0025】
この安定化電源回路100は、出力電圧VDD1の跳上り防止回路40として、標準電圧よりも大きい所定の制限電圧を出力電圧VDD1が超えたことを検出する第2電圧比較回路としての電圧比較器42と、出力制御MOSトランジスタQO4のゲート端子とソース端子とを接続させるスイッチMOSトランジスタQ13とを備えたものである。図5に示すように、上記電圧比較器42は、PMOS Q13を駆動するため、誤差増幅器11を構成する各MOSFETと逆の導電性のMOSFETにより構成されている。
【0026】
電圧比較器42は、出力電圧VDD1を抵抗分割した第2帰還電圧Vret2と基準電圧Vrefとを比較することで上記の検出を行う。第2帰還電圧Vret2の抵抗分割比は誤差増幅器11に入力される帰還電圧Vretよりも電圧が低くなるように設定され、それにより誤差増幅器11と電圧比較器42の動作開始点がずれるようになっている。半導体の製造プロセスにおいて抵抗比はばらつきなく形成することが出来るので、電圧比較器42の動作開始点と誤差増幅器11の動作開始点との関係は、製造プロセスのバラツキに影響されないものにすることが出来る。
【0027】
このような跳上り防止回路40を備えた安定化電源回路100によれば、入力電圧VDDや内部回路の負荷が急激に変動して、出力電圧VDD1が大きく跳ね上がり制限電圧を超えそうになった場合に、電圧比較器42がそれを検出して速やかに出力制御MOSトランジスタQO4のゲート・ソース間を短絡させるので、出力制御MOSトランジスタQO4がオフして、出力電圧VDD1が大きく跳ね上がってしまうのを防止することが出来る。
なお、誤差増幅器11と電圧比較器42の動作開始点をずらすのに、帰還電圧Vretは両者に同じものを入力する一方、基準電圧を2種類生成して各々に異なるものを入力するように構成しても良い。
【0028】
[第4実施例]
図6には、本発明の第4実施例に係る安定化電源回路の回路図を示す。
この第4実施例の安定化電源回路100は、電圧比較器42の動作開始点を誤差増幅器11と異ならせるのに、比較する電圧を変えるのではなく、電圧比較器42で差動入力を行う2つの入力MOS Q10a,Q11aの素子サイズを正負で異ならせることで実現したものであり、第3実施例の場合と同様の作用を得ることが出来る。
【0029】
[第5実施例]
図7には、本発明の第5実施例に係る安定化電源回路の回路構成図、図8にはこの回路のより詳細な回路図を示す。
第5実施例の安定化電源回路100は、従来の安定化電源回路と同様の構成にクランプ回路50を付加して、帰還電圧Vretを標準時より小さなクランプ電圧(第1電圧)よりも低くならないようにしたものである。
【0030】
クランプ回路50は、帰還電圧Vretの出力線と入力電圧VDDが印加される電源線との間に接続されるNチャネル形のクランプMOS N1と、該クランプMOS N1のゲート端子に供給される基準電圧Vref2と、基準電圧Vref2に変動が生じた場合にこの変動がゲート端子に伝わるのを遅延させる抵抗R50およびコンデンサC50などからなる。
【0031】
クランプMOS N1は、帰還電圧Vretが標準時の電圧のときにはオフされて何ら作用しないが、帰還電圧Vretが一定値(=ゲート電位Vg−閾値電圧Vth)より下がったときにオンされてクランプ作用を及ぼすようになっている。すなわち、入力電圧VDDや内部負荷の急激な変動により、出力電圧VDD1および帰還電圧Vretが一時的に降下するような場合に、クランプMOS N1がオンされて帰還電圧Vretを所定の電圧(基準電圧Vref2−閾値電圧Vth)にクランプする。
【0032】
また、クランプMOS N1をオンさせる入力電圧VDDや内部負荷の急激な変動は、基準電圧Vref2の変動にもなって現れる場合があるが、基準電圧Vrefの変動は抵抗R50とコンデンサC50の時定数回路によりクランプMOS N1のゲートにすぐに伝わらないので、一時的な帰還電圧Vretの降下に対しては常に所定電圧でのクランプが可能となる。
【0033】
このようなクランプ回路50が付加された安定化電源回路100によれば、入力電圧VDDや内部負荷が一時的に大きく変動してすぐに元のレベルに戻るような変動があった場合に、次に説明するような作用を及ぼして出力電圧VDD1の変動をおさえることが出来る。
【0034】
一般的に、例えば、入力電圧VDDが標準電圧より一旦小さくなってすぐ元の標準電圧に戻るようなパルス的な変動をした場合、先ず、入力電圧VDDが小さくなったことで出力電圧VDD1が小さくなり、それに伴って帰還電圧Vretが小さくなる。そして、この帰還電圧Vretの低下が帰還回路によりフィードバックされて出力制御MOSトランジスタQO4のゲートがより開かれるように制御される。しかし、誤差増幅器11と駆動段による帰還動作には遅延があるので、ゲートが開かれる制御がなされるときには、既に入力電圧VDDが元の標準電圧に戻っていて、出力電圧VDD1が逆に標準時より上昇してしまうといった反動現象が生じる。
【0035】
このような場合に、上記のクランプ回路50がないと、入力電圧VDDの一時的な低下が非常に大きかった場合に、それに伴う帰還電圧Vretの低下も非常に大きくなるので、それによる出力電圧VDD1の跳ね返りも大きくなってしまう。
【0036】
それに対して、上記のクランプ回路50が付加されていると、入力電圧VDDの一時的な低下が非常に大きかった場合でも、帰還電圧Vretの低下は一定のレベルに抑えられるので、それによる出力電圧VDD1の跳ね返りも一定値以下に抑制することが出来る。
【0037】
図9には、クランプ回路が付加された安定化電源回路の他の回路例を示す。同図に示されるように、この実施例は図8のクランプ回路50から抵抗R50とコンデンサC50を取り除いたものであるが、かかるか井6は入力電圧VDDや内部負荷の変動が基準電圧Vref3に余り影響しない回路構成の場合に有効である。
【0038】
[第6実施例]
図10には、本発明の第6実施例に係る安定化電源回路の回路図を示す。
第6実施例の安定化電源回路100は、クランプ回路60として、帰還電圧Vretの出力線とグランドGDとの間に接続されたPチャネル形のクランプMOS P1と、該クランプMOS P1のゲート端子に供給される基準電圧Vref3と、基準電圧Vref3に変動が生じた場合にこの変動がゲート端子に伝わるのを遅延させる抵抗R60およびコンデンサC60とを備えたものである。
【0039】
第5実施例に係るクランプ回路が、帰還電圧Vretを一定値以下に低下させなかったのに対して、この第6実施例に係るクランプ回路は、帰還電圧Vretを標準時より大きいクランプ電圧(第2電圧)以上に上昇させないようにするものである。そして、このクランプ回路によれば、入力電圧VDDや内部負荷の急激な変動により、出力電圧VDD1がパルス的に跳ね上がった場合に、次にその反動で出力電圧VDD1が大きく低下してしまうのを防止することが出来る。
【0040】
図11には、クランプ回路が付加された安定化電源回路の他の回路例を示す。同図に示されるように、この実施例は図10のクランプ回路60から抵抗R60とコンデンサC60を取り除いたものであるが、かかる回路は入力電圧VDDや内部負荷の変動が基準電圧Vref3に余り影響しない回路構成の場合に有効である。
【0041】
図12には、上記安定化電源回路が内蔵されるICカード用LSIの全体構成を示すブロック図である。
本発明の実施例のICカード用LSIは、上述の安定化電源回路100と、入力電圧VDDの印加開始時にマイクロコンピュータ100をリセットさせるパワーオンリセット回路110と、CPU121、不揮発性メモリ122、RAM123,ROM124およびCPU121の機能を補助するコプロセッサ125等を有するマイクロコンピュータ120と、外部信号と内部信号との電圧変換を行う電圧変換回路130などを備えたもので、安定化電源回路100により生成された出力電圧VDD1(内部電源電圧)はマイクロコンピュータ120の動作電圧として供給されるようになっている。
【0042】
このICカード用LSIは、内部に複数のLSIやコンデンサ等の外付け部品の搭載が許容されるPCMCIA規格のPCカードなどと異なり、外付け部品を必要としないで構成されるクレジットカードや電話のプリペイドカードなど薄型のカードに埋め込まれるのに適している。図12の実施例のICカードは、表面に端子電極を有し、この端子電極とICカード用LSIの外部端子とが電気的に接続される接触型ICとして構成される。
【0043】
以上のように、第1と第2実施例に係る安定化電源回路100を内蔵したICカード用LSIによれば、ICカード用LSIへの過大な流入電流を制限して電流仕様が確実に満たされると云う効果が得られる。また、第3〜第6実施例に係る安定化電源回路100を内蔵したICカード用LSIによれば、安定化電源回路100の帰還動作の遅延に基づく内部電源電圧(出力電圧VDD1)の跳ね上がりや跳ね下がりを低減して、回路素子の破壊や回路の誤動作を確実に防ぐことが出来る。
【0044】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、第1実施例の電流制限回路20と、第3実施例の跳上り防止回路40と、第5と第6実施例のクランプ回路50,60とは、それぞれ安定化電源回路100に独立的に作用を及ぼすものであるので、1個の安定化電源回路にこれらを全て備えるように構成しても良い。
また、Pチャネル形MOSとNチャネル形MOSとを入れ替えることで、極性を逆にした安定化電源回路を構成できる。
【0045】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるICカード用LSIについて説明したがこの発明はそれに限定されるものでなく、安定化電源回路を備える種々のLSIに広く利用することができる。
【0046】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、本発明に従うと、外部から供給される第1電源電圧の許容電圧範囲が広くても、常に過大な流入電流を制限することができ、確実に電流仕様を満たすことが出来るという効果がある。
【0047】
また、外部から供給される第1電源電圧や内部負荷の急激な変動があった場合でも、内部回路へ供給する第2電源電圧の跳ね上がりや跳ね下がりを極力抑え、第2電源電圧が回路素子の耐圧を超えてしまったり、第2電源電圧が著しく低下して内部回路の誤動作を招くといった不具合を回避できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る安定化電源回路を示す回路構成図である。
【図2】図1の回路の詳細を示す回路図である。
【図3】本発明の第2実施例に係る安定化電源回路を示す回路図である。
【図4】本発明の第3実施例に係る安定化電源回路を示す回路構成図である。
【図5】図4の回路の詳細を示す回路図である。
【図6】本発明の第4実施例に係る安定化電源回路を示す回路図である。
【図7】本発明の第5実施例に係る安定化電源回路を示す回路構成図である。
【図8】図7の回路の詳細を示す回路図である。
【図9】図8の安定化電源回路の変形例を示す回路図である。
【図10】本発明の第6実施例に係る安定化電源回路を示す回路図である。
【図11】図10の安定化電源回路の変形例を示す回路図である。
【図12】本発明の実施例のICカード用LSIの全体構成を示すブロック図である。
【図13】従来のICカード用LSIに設けられる安定化電源回路の一例を示す回路図である。
【図14】従来の安定化電源回路の特性を示す波形図である。
【符号の説明】
11 誤差増幅器
20 電流制限回路
30 時定数回路
40 跳上り防止回路
42 電圧比較器
50 クランプ回路
60 クランプ回路
100 安定化電源回路
Cf1 フィルタコンデンサ
N1 クランプMOS
P1 クランプMOS
QO4 出力制御MOSトランジスタ
QD1,QD3 電流制限用MOS
R1,R2 分割抵抗
SW1,SW2 スイッチ
VDD 入力電圧(第1電源電圧)
VDD1 出力電圧(第2電源電圧)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique that is useful when applied to a semiconductor integrated circuit having a stabilized power supply circuit that receives an external power supply voltage and obtains a predetermined internal power supply, and is particularly used for an LSI (large scale integrated circuit) for an IC card. And particularly useful technology.
[0002]
[Prior art]
An IC card in which an IC (integrated circuit) chip is embedded may be used for recording various kinds of information in a credit card or a public telephone prepaid card. There are two types of IC cards, a contact type and a non-contact type. In the contact type IC card, input / output of power supply voltage and information is performed via terminal pads formed on the card surface.
In the contact type IC card, it is necessary to widen the input external power supply to 1.8 to 5 V in order to support a plurality of generation readers, and the IC chip is necessary for the internal circuit from such an external power supply. Generally, a stabilized power supply circuit that generates an internal power supply voltage is provided.
[0003]
As a stabilized power supply circuit for an IC card, for example, as shown in FIG. 13, an output control MOS transistor that receives an input voltage VDD as an external power supply at a source terminal and outputs a voltage VDD1 supplied as an internal power supply to a drain terminal. QO4 is compared with the feedback voltage Vret obtained by dividing the output voltage VDD1 and the reference voltage Vref to control the gate of the output control MOS transistor QO4, and is connected to the output terminal of the error amplifier 11 and its output In order to increase the current control range, a circuit including an amplifier circuit 12 including an N-channel drive MOSFET (hereinafter referred to as NMOS) QD2 having a common source and a constant current source QI is used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional stabilized power supply circuit, the output control MOS transistor QO4 is in an ON state at the start of power supply. Therefore, when a large voltage is applied as an external power supply, the voltage smoothing filter capacitor Cf1 is applied. There is a risk that the current flowing into the IC increases and exceeds the current specifications set for the reading device and the IC card. In particular, when the source-grounded N-channel type MOS QD2 is used in the above driving stage, the gate voltage of the output control MOS transistor QO4 becomes almost 0V until the output voltage VDD1 is stabilized, and the drain current is in the maximum state. It will be retained. Even if the filter capacitor Cf1 is not provided, various parasitic capacitances are generated in the internal circuit, and the same phenomenon occurs.
[0005]
In addition, in order to reduce the number of components in the IC card, the voltage smoothing filter capacitor Cf1 must also be provided in the chip. Therefore, the capacity cannot be increased so much that the fluctuation of the internal circuit load and the input voltage VDD are affected by the filter capacitor Cf1. It was not able to absorb much. Therefore, if the response of the entire feedback circuit including the error amplifier 11 and the drive circuit 12 is poor, as shown in FIG. 14A, the output voltage VDD1 rapidly drops when the load of the internal circuit fluctuates rapidly. Or the problem of jumping up. In addition, as shown in FIG. 14B, there is a problem that the output voltage VDD jumps even when the input voltage VDD changes rapidly. Such a drop in the output voltage VDD1 may cause the internal circuit to malfunction depending on the magnitude of the drop, while a jump in the output voltage VDD1 may cause element destruction.
[0006]
The output control MOS transistor QO4 needs to have a large element size in order to cope with the input voltage VDD having a wide allowable range. As a result, since the gate capacitance increases, the driving force of the driving circuit must be increased to increase the response speed of the feedback operation. However, there is a trade-off relationship that increasing the driving force increases the power consumption of the driving circuit and thus the power consumption of the entire IC chip. Therefore, the driving force cannot be increased so much and the response of the feedback operation is reduced. There was a problem that it could not be raised sufficiently.
[0007]
In addition, the driving force can be increased by applying a push-pull type driving circuit to the driving stage, but when a push-pull type driving circuit is provided at the subsequent stage of the differential amplifier, the driving MOS on the push side is It can be driven by the positive phase output of the differential amplifier, but to drive the pull-side drive MOS, it is necessary to use the negative phase output of the differential amplifier with a level shift, and the circuit configuration becomes complicated by the level shift, The response speed decreases due to the circuit delay.
[0008]
An object of the present invention is to provide an IC card LSI having a stabilized power supply circuit capable of avoiding an excessive current flowing at the start of power supply.
Another object of the present invention is to provide an IC card LSI having a stabilized power supply circuit capable of avoiding a sudden up-and-down movement of the output voltage VDD1 even when the load of the external power supply or the internal circuit suddenly fluctuates. There is.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Outlines of representative ones of the inventions disclosed in the present application will be described as follows.
That is, the output control MOSFET that generates the second power supply voltage (internal power supply) by inputting the first power supply voltage (external power supply), and the gate of the output control MOSFET by comparing the feedback voltage related to the internal power supply with the reference potential. In a stabilized power circuit having a voltage comparator for controlling the current, a current limiting MOSFET connected to a path in which the amount of current is limited, a switch for connecting the current limiting MOSFET to the output control MOSFET in a current mirror, and And a time constant circuit for turning on the switch for a certain period from when the power is turned on. As a result, it is possible to prevent an excessive current from flowing when the power is turned on (at the start of power supply).
[0010]
Further, the switch transistor for forcibly turning off the output control MOSFET is compared with the feedback voltage related to the internal power supply and the reference potential, and the switch transistor is turned on when the internal power supply exceeds a predetermined voltage higher than the standard voltage. And a second voltage comparison circuit. With this configuration, it is possible to compensate for the insufficient response speed of the feedback circuit and suppress a large jump of the internal power supply.
[0011]
Further, voltage clamping means for preventing the feedback voltage from swinging beyond a certain voltage width is provided at the output node of the feedback voltage. In a conventional stabilized power supply circuit, for example, when the load of the external power supply or internal circuit deviates from the standard state, the feedback voltage drops extremely, and then immediately after the external power supply or internal load returns to the standard state, the feedback circuit Due to this delay, the external power supply and the internal load are in the standard state and the feedback voltage is extremely lowered, which may cause a reaction phenomenon in which the internal power supply is flipped up to the opposite side. With the above configuration, this reaction phenomenon can be reduced.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a stabilized power supply circuit according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a more detailed circuit diagram of this circuit.
The stabilized power supply circuit 100 is suitable for being built in an IC card LSI (large scale integrated circuit), and receives an input voltage VDD as a first power supply voltage supplied from the outside and supplies it to an internal circuit. The output voltage VDD1 as the second power supply voltage is generated.
[0013]
The circuit configuration includes an output control MOS transistor QO4 that receives the input voltage VDD at the source terminal and outputs the output voltage VDD1 to the drain terminal, and divided resistors R1 and R2 that divide the output voltage VDD1 to generate the feedback voltage Vret (feedback circuit). ), A voltage smoothing filter capacitor Cf1, an error amplifier 11 as a voltage comparison circuit for amplifying a difference voltage between the feedback voltage Vrt and the reference voltage Vref, a constant current source QI and an N-channel type driving MOS QD2. A single-ended drive stage that receives the output of the error amplifier 11 and drives the gate of the output control MOS transistor QO4, a current limiting circuit 20 for limiting the inflow current at the start of supply of the input voltage VDD, and a current limiting circuit A time constant circuit 30 (see FIG. 2) for generating control signals for the 20 switches SW1 and SW2 is provided. It is a thing.
[0014]
The current limiting circuit 20 includes an NMOS QD1 and a switch SW1 that limit the current flowing through the NMOS QD2 in the driving stage, and a PMOS QD3 and a switch SW2 as a current limiting MOSFET that limits the current flowing through the output control MOS transistor QO4. The These first NMOS QD1 and PMOS QD3 act only when the switches SW1 and SW2 are in the on state, and have no effect on the circuit when the switch is in the off state.
[0015]
The NMOS QD1 of the current limiting circuit 20 has a source terminal connected to the ground, a drain terminal connected to the output terminal of the error amplifier 11 and the connection node n1 of the driving MOS QD2 via the switch SW1, and the gate and drain are coupled. The When the switch SW1 is turned on, the output current IoE from the error amplifier 11 is caused to flow to the ground. Also, since the switch SW1 is turned on to make a current mirror connection with the driving MOS QD2, the current of the driving MOS QD2 is limited to a value obtained by multiplying the output current IoE by the mirror ratio. The output current IoE is limited to be equal to or less than the operating current supplied by the constant current MOS Q2 of the error amplifier 11.
[0016]
That is, if the mirror ratio between the NMOS QD1 and the driving MOS QD2 of the current limiting circuit 20 is a: b, the drain current IQD2 of the driving MOS QD2 when the switch SW1 is in the on state is expressed by the following equation (1). .
IQD2 = IoE × (b / a) (1)
[0017]
In the PMOS QD3 of the current limiting circuit 20, the source terminal is connected to the external power supply line to which the input voltage VDD is applied, and the drain terminal is connected to the drain terminal of the driving MOS QD2 and the gate terminal of the output control MOS transistor QO4 via the switch SW2. Connected to the node n2, and the gate and drain are coupled. When the switch SW2 is turned on, a limited current flows between the source and drain of the PMOS QD3. Further, when the switch SW1 is turned on, the output control MOS transistor QO4 is connected to the current mirror, and the current flowing through the output control MOS transistor QO4 is limited to a value obtained by multiplying the current flowing through the PMOS QD3 by the mirror ratio.
[0018]
More specifically, since the current flowing through the PMOS QD3 becomes (IQD2-IoD) when the switches SW1 and SW2 are on, the mirror ratio between the PMOS QD3 of the current limiting circuit 20 and the output control MOS transistor QD4 is c: If d, the current IQD4 flowing through the output control MOS transistor QO4 is limited as shown in the following equation (2).
IQD4 = {IoE × (b / a) −IoD} × (d / c) (2)
[0019]
As shown in FIG. 2, the switches SW1 and SW2 of the current limiting circuit 20 are composed of MOS transistors, and control signals from the time constant circuit 30 are input to the gates thereof. The time constant circuit 30 turns on the switches SW1 and SW2 only during a period determined by the resistor R30 and the capacitor C30 from the start of application of the input voltage VDD, and turns off the switches SW1 and SW2 after the above period has elapsed. The period during which the switches SW1 and SW2 are turned on is preferably set to such a length that the output voltage VDD1 is sufficiently stable when the filter capacitor Cf1 is charged with the limited current IQD4 flowing through the output control MOS transistor QO4. This time T is expressed by the following equation (3).
T> (Cf1 × VDD1) / IQD4 (3)
However, VDD1 = Vref × {R2 / (R2 + R1)}
[0020]
With the above configuration, since the inflow current that flows into the internal circuit of the IC card LSI when the supply of the input voltage VDD is started is limited, the current specifications set for the IC card and its reader are surely satisfied. I can do it. Then, when the current becomes stable, the action of the current limiting circuit 20 is quickly released, and the normal operation of the stabilized power supply circuit 100 is obtained.
[0021]
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a circuit diagram of a stabilized power circuit according to the second embodiment of the present invention.
This stabilized power supply circuit 100 does not use the active load MOSs Q5 and Q6 as shown in FIG. 2 to generate the output of the error amplifier 11, but uses a single load MOS Q6a to output the current mirror output. Is the output of the error amplifier 11. Therefore, the current of the driving MOS QD2 that receives the output of the error amplifier 11 is limited to a value obtained by multiplying the current of the load MOS Q6a by the mirror ratio.
[0022]
Therefore, in the current limiting circuit 20a of the second embodiment, the configuration for limiting the current of the driving MOS QD2 is omitted as compared with the circuit of the first embodiment of FIG. 2, and the PMOS for limiting the current of the output control MOS transistor QO4 is omitted. Only the QD3 and the switch SW2 for operating the QD3 are configured.
[0023]
In the stabilized power supply circuit 100 according to the second embodiment, the circuit configuration is simple and the number of circuit elements is reduced as compared with the circuit of the first embodiment. However, the error amplifier 11, the drive stage, and the output control MOS transistor QO4 Since the total gain is low, the circuit of the first embodiment is superior in terms of stable power supply performance.
[0024]
[Third embodiment]
FIG. 4 shows a circuit configuration diagram of a stabilized power circuit according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows a more detailed circuit diagram of this circuit.
The stabilized power supply circuit 100 according to the third embodiment is provided with a configuration for preventing the output voltage VDD1 supplied to the internal circuit from greatly jumping up. As a result, even when the input voltage VDD or the load on the internal circuit changes suddenly, problems such as the output voltage VDD1 exceeding the withstand voltage of the internal circuit can be avoided.
[0025]
The stabilized power supply circuit 100 is a voltage comparator 42 as a second voltage comparison circuit that detects that the output voltage VDD1 has exceeded a predetermined limit voltage that is higher than the standard voltage, as a jump prevention circuit 40 for the output voltage VDD1. And a switch MOS transistor Q13 for connecting the gate terminal and the source terminal of the output control MOS transistor QO4. As shown in FIG. 5, the voltage comparator 42 is composed of a conductive MOSFET opposite to each MOSFET constituting the error amplifier 11 in order to drive the PMOS Q13.
[0026]
The voltage comparator 42 performs the above detection by comparing the second feedback voltage Vret2 obtained by resistance-dividing the output voltage VDD1 with the reference voltage Vref. The resistance division ratio of the second feedback voltage Vret2 is set so that the voltage is lower than the feedback voltage Vret input to the error amplifier 11, so that the operation start points of the error amplifier 11 and the voltage comparator 42 are shifted. ing. Since the resistance ratio can be formed without variation in the semiconductor manufacturing process, the relationship between the operation start point of the voltage comparator 42 and the operation start point of the error amplifier 11 should not be affected by variations in the manufacturing process. I can do it.
[0027]
According to the stabilized power supply circuit 100 provided with such a jump prevention circuit 40, when the input voltage VDD or the load of the internal circuit fluctuates rapidly, the output voltage VDD1 is likely to greatly jump and exceed the limit voltage. In addition, since the voltage comparator 42 detects it and quickly short-circuits the gate and source of the output control MOS transistor QO4, the output control MOS transistor QO4 is turned off to prevent the output voltage VDD1 from jumping greatly. I can do it.
In order to shift the operation start points of the error amplifier 11 and the voltage comparator 42, the same feedback voltage Vret is input to both, while two types of reference voltages are generated and different ones are input to each. You may do it.
[0028]
[Fourth embodiment]
FIG. 6 shows a circuit diagram of a stabilized power circuit according to the fourth embodiment of the present invention.
In the stabilized power supply circuit 100 of the fourth embodiment, in order to make the operation start point of the voltage comparator 42 different from that of the error amplifier 11, instead of changing the voltage to be compared, the voltage comparator 42 performs differential input. This is realized by making the element sizes of the two input MOSs Q10a and Q11a different between positive and negative, and the same operation as in the third embodiment can be obtained.
[0029]
[Fifth embodiment]
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a stabilized power supply circuit according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a more detailed circuit diagram of this circuit.
In the stabilized power supply circuit 100 of the fifth embodiment, the clamp circuit 50 is added to the same configuration as the conventional stabilized power supply circuit so that the feedback voltage Vret does not become lower than the clamp voltage (first voltage) smaller than the standard time. It is a thing.
[0030]
The clamp circuit 50 includes an N-channel clamp MOS N1 connected between the output line of the feedback voltage Vret and the power supply line to which the input voltage VDD is applied, and a reference voltage supplied to the gate terminal of the clamp MOS N1. The circuit includes a resistor R50, a capacitor C50, and the like that delay the transmission of the fluctuation to the gate terminal when the fluctuation occurs in the Vref2 and the reference voltage Vref2.
[0031]
The clamp MOS N1 is turned off and does not act when the feedback voltage Vret is a standard voltage, but is turned on and exerts a clamping action when the feedback voltage Vret falls below a certain value (= gate potential Vg−threshold voltage Vth). It is like that. That is, when the output voltage VDD1 and the feedback voltage Vret temporarily drop due to a sudden change in the input voltage VDD or the internal load, the clamp MOS N1 is turned on and the feedback voltage Vret is set to a predetermined voltage (reference voltage Vref2 -Clamp to threshold voltage Vth).
[0032]
In addition, an abrupt change in the input voltage VDD or the internal load for turning on the clamp MOS N1 may appear as a change in the reference voltage Vref2, but the change in the reference voltage Vref is a time constant circuit of the resistor R50 and the capacitor C50. Because of this, the signal is not immediately transmitted to the gate of the clamp MOS N1, so that it is always possible to clamp at a predetermined voltage against a temporary drop in the feedback voltage Vret.
[0033]
According to the stabilized power supply circuit 100 to which such a clamp circuit 50 is added, when the input voltage VDD or the internal load fluctuates temporarily temporarily and there is a fluctuation that immediately returns to the original level, As described above, the fluctuation of the output voltage VDD1 can be suppressed.
[0034]
In general, for example, when the input voltage VDD fluctuates like a pulse once such that it once becomes smaller than the standard voltage and immediately returns to the original standard voltage, first, the output voltage VDD1 becomes small because the input voltage VDD becomes small. Accordingly, the feedback voltage Vret decreases. The lowering of the feedback voltage Vret is fed back by the feedback circuit so that the gate of the output control MOS transistor QO4 is further opened. However, since there is a delay in the feedback operation by the error amplifier 11 and the drive stage, when the control for opening the gate is performed, the input voltage VDD has already returned to the original standard voltage, and the output voltage VDD1 is reversed from the standard time. The reaction phenomenon of rising will occur.
[0035]
In such a case, if the above-described clamp circuit 50 is not provided, if the temporary decrease in the input voltage VDD is very large, the accompanying decrease in the feedback voltage Vret also becomes very large. The bounce will also increase.
[0036]
On the other hand, when the clamp circuit 50 is added, even when the input voltage VDD temporarily decreases significantly, the decrease in the feedback voltage Vret can be suppressed to a constant level. The rebound of VDD1 can also be suppressed below a certain value.
[0037]
FIG. 9 shows another circuit example of the stabilized power supply circuit to which the clamp circuit is added. As shown in the figure, this embodiment is obtained by removing the resistor R50 and the capacitor C50 from the clamp circuit 50 of FIG. 8. However, the well 6 has a variation in the input voltage VDD and the internal load to the reference voltage Vref3. This is effective in the case of a circuit configuration that does not affect much.
[0038]
[Sixth embodiment]
FIG. 10 is a circuit diagram of a stabilized power circuit according to the sixth embodiment of the present invention.
The stabilized power supply circuit 100 according to the sixth embodiment includes, as a clamp circuit 60, a P-channel clamp MOS P1 connected between the output line of the feedback voltage Vret and the ground GD, and a gate terminal of the clamp MOS P1. A reference voltage Vref3 to be supplied, and a resistor R60 and a capacitor C60 that delay the transmission of the fluctuation to the gate terminal when the fluctuation occurs in the reference voltage Vref3 are provided.
[0039]
While the clamp circuit according to the fifth embodiment did not reduce the feedback voltage Vret below a certain value, the clamp circuit according to the sixth embodiment has a clamp voltage (second voltage) higher than the standard time. (Voltage) is not raised more than. According to this clamp circuit, when the output voltage VDD1 jumps up in a pulse due to a sudden change in the input voltage VDD or the internal load, the output voltage VDD1 is prevented from greatly decreasing due to the reaction next. I can do it.
[0040]
FIG. 11 shows another circuit example of the stabilized power supply circuit to which the clamp circuit is added. As shown in the figure, this embodiment is obtained by removing the resistor R60 and the capacitor C60 from the clamp circuit 60 of FIG. 10, but in this circuit, the fluctuation of the input voltage VDD and the internal load greatly affects the reference voltage Vref3. This is effective in the case of a circuit configuration that does not.
[0041]
FIG. 12 is a block diagram showing the overall configuration of an IC card LSI in which the stabilized power supply circuit is incorporated.
An IC card LSI according to an embodiment of the present invention includes the above-described stabilized power supply circuit 100, a power-on reset circuit 110 that resets the microcomputer 100 at the start of application of the input voltage VDD, a CPU 121, a nonvolatile memory 122, a RAM 123, A microcomputer 120 having a coprocessor 125 or the like that assists the functions of the ROM 124 and the CPU 121, and a voltage conversion circuit 130 that performs voltage conversion between an external signal and an internal signal are generated by the stabilized power supply circuit 100. The output voltage VDD1 (internal power supply voltage) is supplied as the operating voltage of the microcomputer 120.
[0042]
This IC card LSI is different from PCMCIA standard PC cards that allow multiple external components such as LSIs and capacitors to be mounted inside, and is not used for credit cards or telephones that do not require external components. Suitable for embedding in thin cards such as prepaid cards. The IC card of the embodiment of FIG. 12 has a terminal electrode on the surface, and is configured as a contact IC in which this terminal electrode and an external terminal of the IC card LSI are electrically connected.
[0043]
As described above, according to the IC card LSI incorporating the stabilized power supply circuit 100 according to the first and second embodiments, an excessive inflow current to the IC card LSI is limited and the current specification is reliably satisfied. The effect that it is said. Further, according to the IC card LSI incorporating the stabilized power supply circuit 100 according to the third to sixth embodiments, the internal power supply voltage (output voltage VDD1) jumps up based on the feedback operation delay of the stabilized power supply circuit 100. It is possible to reduce the jumping down and reliably prevent the destruction of the circuit element and the malfunction of the circuit.
[0044]
The invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor.
For example, the current limiting circuit 20 of the first embodiment, the jump prevention circuit 40 of the third embodiment, and the clamp circuits 50 and 60 of the fifth and sixth embodiments are independent of the stabilized power circuit 100, respectively. Therefore, a single stabilized power supply circuit may be provided with all of them.
Further, by replacing the P channel type MOS and the N channel type MOS, a stabilized power supply circuit having a reversed polarity can be configured.
[0045]
In the above description, the IC card LSI, which is the field of use behind the invention made by the present inventor, has been described. However, the present invention is not limited thereto, and various LSIs having a stabilized power supply circuit can be used. Can be widely used.
[0046]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
That is, according to the present invention, even if the allowable voltage range of the first power supply voltage supplied from the outside is wide, an excessive inflow current can always be limited and the current specification can be surely satisfied. .
[0047]
Even when the first power supply voltage supplied from the outside or the internal load suddenly fluctuates, the second power supply voltage supplied to the internal circuit is suppressed from jumping up or down as much as possible. There is an effect that it is possible to avoid problems such as exceeding the withstand voltage or causing a malfunction of the internal circuit due to a significant decrease in the second power supply voltage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a stabilized power circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing details of the circuit of FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit diagram showing a stabilized power circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a stabilized power supply circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing details of the circuit of FIG. 4;
FIG. 6 is a circuit diagram showing a stabilized power circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a stabilized power circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram showing details of the circuit of FIG. 7;
9 is a circuit diagram showing a modification of the stabilized power supply circuit of FIG.
FIG. 10 is a circuit diagram showing a stabilized power circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
11 is a circuit diagram showing a modification of the stabilized power supply circuit of FIG.
FIG. 12 is a block diagram illustrating an overall configuration of an IC card LSI according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of a stabilized power supply circuit provided in a conventional IC card LSI.
FIG. 14 is a waveform diagram showing characteristics of a conventional stabilized power supply circuit.
[Explanation of symbols]
11 Error amplifier 20 Current limit circuit 30 Time constant circuit 40 Jump-up prevention circuit 42 Voltage comparator 50 Clamp circuit 60 Clamp circuit 100 Stabilized power supply circuit Cf1 Filter capacitor N1 Clamp MOS
P1 clamp MOS
QO4 output control MOS transistors QD1, QD3 Current limiting MOS
R1, R2 Dividing resistors SW1, SW2 Switch VDD Input voltage (first power supply voltage)
VDD1 output voltage (second power supply voltage)

Claims (2)

外部から供給される第1電源電圧をソース端子に受けてドレイン端子に第2電源電圧を出力する出力制御MOSFETと、上記第2電源電圧の大きさに応じて変化する帰還電圧を発生させる帰還回路と、上記帰還電圧と基準電位とを比較して上記第2電源電圧が標準電圧になるように上記出力制御MOSFETのゲートを制御する電圧比較回路とを有する安定化電源回路を備えた半導体集積回路であって、
上記安定化電源回路は、電流量の制限される経路にソース・ドレインが接続され且つゲート端子とドレイン端子とが結合される電流制限用MOSFETと、該電流制限用MOSFETを上記出力制御MOSFETとカレントミラー接続させることが可能なスイッチと、電源投入時に上記スイッチをオン状態とし所定時間経過後にオフ状態とする時定数回路とを備えていることを特徴とする半導体集積回路。
An output control MOSFET that receives the first power supply voltage supplied from the outside at the source terminal and outputs the second power supply voltage to the drain terminal, and a feedback circuit that generates a feedback voltage that changes according to the magnitude of the second power supply voltage. And a voltage comparison circuit that controls the gate of the output control MOSFET so that the second power supply voltage becomes a standard voltage by comparing the feedback voltage with a reference potential, and a semiconductor integrated circuit including a stabilized power supply circuit Because
The stabilized power supply circuit includes a current limiting MOSFET in which a source and a drain are connected to a path in which a current amount is limited and a gate terminal and a drain terminal are coupled, and the current limiting MOSFET is connected to the output control MOSFET and a current. A semiconductor integrated circuit comprising: a switch that can be mirror-connected; and a time constant circuit that turns on the switch when power is turned on and turns it off after a predetermined time has elapsed.
請求項1に記載の半導体集積回路が搭載されるとともに、該半導体集積回路の所定の端子とカード表面に形成された外部接続用端子とが電気的に接続され、上記第1電源電圧が上記外部接続用端子から上記半導体集積回路に供給されるように構成されていることを特徴とするICカード The semiconductor integrated circuit according to claim 1 is mounted, a predetermined terminal of the semiconductor integrated circuit is electrically connected to an external connection terminal formed on the card surface, and the first power supply voltage is set to the external An IC card configured to be supplied from a connection terminal to the semiconductor integrated circuit .
JP2002138349A 2002-05-14 2002-05-14 Semiconductor integrated circuit and IC card Expired - Fee Related JP4156863B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002138349A JP4156863B2 (en) 2002-05-14 2002-05-14 Semiconductor integrated circuit and IC card

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002138349A JP4156863B2 (en) 2002-05-14 2002-05-14 Semiconductor integrated circuit and IC card

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003330555A JP2003330555A (en) 2003-11-21
JP4156863B2 true JP4156863B2 (en) 2008-09-24

Family

ID=29699812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002138349A Expired - Fee Related JP4156863B2 (en) 2002-05-14 2002-05-14 Semiconductor integrated circuit and IC card

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4156863B2 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100884235B1 (en) * 2003-12-31 2009-02-17 삼성전자주식회사 Nonvolatile memory card
JP2007148862A (en) * 2005-11-29 2007-06-14 Toppan Printing Co Ltd Series regulator
KR100659296B1 (en) 2005-12-27 2006-12-20 삼성전자주식회사 Limiter of controlling overvoltage and rfid tag having the same
JP4812085B2 (en) 2005-12-28 2011-11-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor integrated circuit
JP5028972B2 (en) * 2006-11-27 2012-09-19 富士通セミコンダクター株式会社 Operational amplifier circuit
JP4960179B2 (en) 2007-08-28 2012-06-27 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Data processing apparatus, power supply voltage generation circuit, and power supply voltage generation method thereof
JP5194760B2 (en) * 2007-12-14 2013-05-08 株式会社リコー Constant voltage circuit
JP4971970B2 (en) * 2007-12-27 2012-07-11 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Step-down circuit, semiconductor device, and step-down circuit control method
JP5014194B2 (en) 2008-02-25 2012-08-29 セイコーインスツル株式会社 Voltage regulator
JP5434248B2 (en) * 2009-05-12 2014-03-05 ミツミ電機株式会社 Regulator circuit
KR101005136B1 (en) * 2009-05-29 2011-01-04 주식회사 하이닉스반도체 Apparatus for generating high voltage
WO2010146678A1 (en) * 2009-06-17 2010-12-23 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 Circuit module
JP6108808B2 (en) 2011-12-23 2017-04-05 株式会社半導体エネルギー研究所 Reference potential generation circuit
JP6130112B2 (en) * 2012-09-07 2017-05-17 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 Voltage regulator
JP2014067240A (en) * 2012-09-26 2014-04-17 Renesas Electronics Corp Semiconductor device
JP2015184912A (en) * 2014-03-24 2015-10-22 シナプティクス・ディスプレイ・デバイス合同会社 Semiconductor integrated circuit, display panel driver and display device
CN111124031B (en) * 2018-10-31 2021-07-13 圣邦微电子(北京)股份有限公司 Test control circuit of current-limiting circuit
CN110011649A (en) * 2019-03-26 2019-07-12 山东超越数控电子股份有限公司 One kind switching power supply system, method and operation terminal based on DCPS digitally controlled power source

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003330555A (en) 2003-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4156863B2 (en) Semiconductor integrated circuit and IC card
US7209332B2 (en) Transient detection circuit
KR19980071694A (en) Step-up Circuits and Semiconductor Memory Devices
WO1992016887A1 (en) Semiconductor device and built-in power circuit
JPS63112893A (en) Semiconductor integrated circuit
KR960011964B1 (en) Output buffer device
US7359277B2 (en) High speed power-gating technique for integrated circuit devices incorporating a sleep mode of operation
US6777985B2 (en) Input/output buffer having reduced skew and methods of operation
JP3636848B2 (en) CMOS hysteresis circuit
US6346835B1 (en) Power-on reset signal preparing circuit
KR100191880B1 (en) Output circuit for gunning transceiver logic
US5710516A (en) Input logic signal buffer circuits
JP3687482B2 (en) Power-on reset circuit
JP5119072B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JP3722741B2 (en) Voltage supply circuit
JP2611543B2 (en) MOS transistor output circuit
KR100630977B1 (en) Power on reset circuit
JP4147174B2 (en) Power-on reset circuit
JP3299071B2 (en) Output buffer circuit
KR100369351B1 (en) Data input buffer of semiconductor device
JP3022812B2 (en) Output buffer circuit
JP3455463B2 (en) Input buffer circuit
JP3629221B2 (en) Voltage control circuit for semiconductor device
JP2930227B2 (en) Output buffer circuit of semiconductor integrated circuit
JP2933620B1 (en) Output buffer circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050419

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20070427

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070730

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080304

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080417

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080708

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080710

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130718

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees