JP4499251B2 - Portable electronic device having power supply circuit and backup battery - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電源回路およびバックアップ電池を有する携帯用電子機器に関し、詳しくは、装置が動作停止時にバックアップ電池の電力により時計機構(時計回路)を動作させて時間計測を続行するようなパーソナルコンピュータをはじめとして、PHS、携帯電話等の携帯用電話機、PDAなどのバックアップ電池を有する携帯型電子機器の電源回路において、この電源回路の主要部分をIC化した場合にバックアップ電池への電源切換えのためのトランジスタ素子の占有面積を低減でき、バックアップ電池からの逆流を容易に阻止できるようなIC化に適した電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、パーソナルコンピュータをはじめとして、PHS、携帯電話等の携帯用電話機、携帯用電子機器などにおいては、装置の電源が遮断された状態でもバックアップ電池により動作が必要な内部回路に電力が供給されている。
そのような回路として、例えば、正しい時刻を表示するために時間計測をする時計機構やSRAM等のデータ保持、受信待機回路などがある。
特に、携帯用電子機器にあっては、通常、装置の電源が投入されたときに電池駆動(メイン電池)により装置が動作するが、このときメイン電池からバックアップ電池への充電が行われる。そして、装置の電源が遮断されたときにはバックアップ電池から遮断状態において必要とされる各回路に電力が供給される。そのために電源の切換が内部で行われる。
図6は、この場合の電源切換回路を有する電源回路10であって、11は、内蔵されている電池、12は、電池11の電圧を昇圧するDC/DCコンバータ、13は、昇圧された電力を受けて電圧を安定化するレギュレータ、14は、切換スイッチ回路であり、PチャネルMOSFET(P−MOS)トランジスタQ1,Q2の直列回路からなり、レギュレータ13の出力と出力端子18との間に挿入されている。15は、切換制御回路であり、16は、バックアップ電池、17は、バックアップ電池16と出力端子(パッド)18との間にバックアップ電池16の出力電流の方向において順方向に接続されたダイオード、19は、出力端子18とバックアップ電池16との間に挿入された充電電流調整のための抵抗である。
また、20は、電源投入に応じて動作する出力端子18に接続された負荷回路であり、21は、装置の電源が遮断されたときにはバックアップ電池16からの電力で動作し続ける出力端子18に接続された時計機構(時計回路)等の負荷回路、そして22は、電源投入スイッチである。
なお、負荷回路20は、電源スイッチ22が遮断されたときに電力供給を停止するために電源スイッチ22と連動してOFFになるスイッチ22aが負荷回路20の電力供給ラインに設けられている。
【0003】
電源スイッチ22により装置の電源が投入されているときには、切換制御回路15がそれを受けて切換制御回路15は、トランジスタQ1のゲートにLOWレベル(以下“L”)の制御信号を加えて、“L”アクティブのトランジスタQ1をON状態に設定してON状態のトランジスタQ1と、ドレイン−バックゲートの寄生ダイオードを形成しているトランジスタQ2を介して負荷回路20に電力が供給される。なお、この場合、レギュレータ13側から出力端子18に向かってトランジスタQ1,Q2は、それぞれソース−ドレイン−ドレイン−ソースの順に接続されていて、それぞれのトランジスタのバックゲートがソース側に吊られているので、ドレイン側の電圧が高くなったトランジスタQ2は、寄生ダイオードにより導通する。もちろん、このときトランジスタQ2には、これがONになるように制御信号を加えてもよい。
ところで、MOSトランジスタをIC化した場合には、通常、バックゲートとソースあるいはドレイン間でPN接合の寄生ダイオードが形成される。この寄生ダイオードがバックアップ電池からの電流を出力端子からメイン電源側にリークさせる悪影響を与える。そのために、この例のように2つのトランジスタQ1,Q2が必要になる。
【0004】
電源スイッチ22が遮断されたときには、切換制御回路15は、トランジスタQ1のゲートにHIGHレベル(以下“H”)の制御信号を加えてあるいはハイインピーダンスの状態に設定してトランジスタQ1をOFF状態にする。このときには、負荷回路20は、電源スイッチ22に連動するスイッチ22aがOFF状態になって電力供給が遮断されるが、負荷回路21には、バックアップ電池16、ダイオード17を介して電力が供給される。このときにバックアップ電池16からの電流がダイオード17あるいは抵抗19を介してトランジスタQ2に加えられるが、トランジスタQ2のソース側が高い電圧となるので、トランジスタQ2により構成されるドレイン−バックゲートの寄生ダイオードが逆バイアスされるのでトランジスタQ2のOFF状態が維持される。
なお、図中、一点鎖線で示す枠部分がICとして集積化された回路である。
ところで、バッテリを複数有する電子装置の電源切換回路がすでに公知であり(特許文献1)、また、電池駆動での電源切換回路が公知である(特許文献2)。
[特許文献1]特開平8−336243号公報
[特許文献2]特開昭62−155737号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような電源切換回路にあっては、逆流防止のためにスイッチ回路としてのトランジスタとダイオード動作をするトランジスタとを直列に設けなければならず、しかも、これらトランジスタの電流容量が大きいためにIC化した場合にこれら2つのMOSトランジスタにより占有面積が増加する問題点がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、電源切換えのためのトランジスタ素子の占有面積を低減でき、バックアップ電池からの逆流を容易に阻止でき、IC化に適した電源回路を提供することにある。
この発明の他の目的は、電源切換えのためのトランジスタ素子の占有面積を低減でき、バックアップ電池からの逆流を容易に阻止でき、IC化に適したバックアップ電池を有する携帯用電子機器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するためのこの発明の電源回路および携帯型携帯用電子機器の特徴は、装置に設けられ、この装置の電源が投入されたときに直流電源から電力を受けて出力端子にその電力を送出するMOSFETトランジスタを有し、装置の電源が遮断されたときに出力端子にバックアップ電池からの電流が加わる電源回路において、MOSFETトランジスタを第1のトランジスタとし、この第1のトランジスタに並列に設けられたNチャンネルMOSFETの第2のトランジスタおよびPチャネルMOSFETの第3のトランジスタとからなり、これら第2および第3のトランジスタの接続点が第1のトランジスタのバックゲートに接続されているバックゲートバイアス回路と、装置の電源が投入されたときに第1のトランジスタをONにする制御信号を第1のトランジスタのゲートに加えかつ第2および第3のトランジスタのゲートに制御信号を送出していずれか一方のトランジスタをONにしいずれか他方のトランジスタをOFFにして第1のトランジスタのバックゲートを第1のトランジスタのソースに接続し、電源が遮断されたときに第1のトランジスタをOFFにする制御信号を第1のトランジスタのゲートに加えかつ第2および第3のトランジスタのゲートに制御信号を送出していずれか一方のトランジスタをOFFにしいずれか他方のトランジスタをONにして第1のトランジスタのバックゲートにバックアップ電池からの電圧を加えて第1のトランジスタの寄生ダイオードを逆バイアスする制御回路とを備えるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
このように、電源が投入されたときに第1のトランジスタがONになり、電源が遮断されたときには第1のトランジスタがOFFになりかつ第1のトランジスタの寄生ダイオードを逆バイアスするように第1のトランジスタのバックゲートを第2、第3のトランジスタのいずれかをONにしてバックアップ電池の電圧でバイアスするので、電源が遮断されたときにバックアップ電池からの電流が直流電源側にリークすることがほとんどない。
そこで、比較的大きな電流を流す電源切換用のトランジスタ素子は、1個で済む。この場合のバックゲートバイアスのためのトランジスタは、微少電流を流せば済むので専有面積が小さいトランジスタになる。制御回路も各トランジスタのON/OFF制御を行う回路であるので、その電流値は小さくて済む。その結果、電源切換えのためのトランジスタ素子は1個となって、結果としてこれら回路をIC化した場合にその占有面積を低減できる。
【0008】
【実施例】
図1は、この発明のバックアップ電池を有する電源回路を適用した一実施例のブロック図、図2は、図1における各トランジスタを中心とする半導体断面構造による接続状態の模式図、図3は、その動作を説明するためのタイミングチャート、図4は、この発明のバックアップ電池を有する電源回路を適用した他の実施例のブロック図、図5は、その動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、図6と同一の構成要素は同一の符号で示す。
図1において、1は、電源回路であり、2は、図6の切換スイッチ回路14に換えて設けられた切換スイッチ回路であり、3は、図6の切換制御回路15に換えてもうけられた切換制御回路である。その他の構成は、図6と同様である。
【0009】
切換スイッチ回路2は、P−MOSトランジスタQ1と、NチャネルMOSFET(N−MOS)トランジスタQ3,P−MOSトランジスタQ4の直列回路とを有していて、この直列回路がP−MOSトランジスタQ1と並列に接続され、トランジスタQ1のバックゲートのバイアス回路となっている。
すなわち、トランジスタQ3のソース(S)側がレギュレータ13の出力側に接続され、トランジスタQ3のドレイン(D)がトランジスタQ4のドレイン(D)に接続され、トランジスタQ4のソース(S)が出力端子18に接続され、トランジスタQ1のバックゲートがトランジスタQ3のドレイン(D)とトランジスタQ4のドレイン(D)との接続点Nに接続ライン8を介して接続されている。また、トランジスタQ3のバックゲートはグランドGNDに接続され、トランジスタQ4のバックゲートはそのソース(S)側に接続されている。
【0010】
トランジスタQ1のゲートは、切換制御回路3から制御信号を受てON/OFFする。また、トランジスタQ3,Q4のゲートも切換制御回路3から制御信号を受けてON/OFFする。
切換制御回路3は、電源投入スイッチ22のON/OFF状態を検出する電源電圧検出回路(DET)4と、バッファアンプ5、バッファアンプ5の出力とグランドGND間に挿入された負荷抵抗R、インバータ6、そして相互にカソード側が接続されたダイオードD1,D2からなる電源切換回路7とからなる。ダイオードD1のアノード側は、DC/DCコンバータ12の出力ラインに接続され、ダイオードD2のアノード側は、出力端子18に接続されていて、相互接続されたカソードは、インバータ6の電源供給ラインに接続されている。これにより、インバータ6は、電源スイッチ22が投入(ON)されているときにはDC/DCコンバータ12からの電力で動作し、電源スイッチ22がOFFし、電源が遮断されているときには、出力端子18を介してバックアップ電池16からの電力で動作する。
なお、一点鎖線で示す枠がIC化された部分である。
【0011】
DET4は、DC/DCコンバータ12の出力ラインの電圧と基準電圧VREFと比較するコンパレータで構成され、電源スイッチ22が投入されたときに検出信号が“H”となり、電源遮断状態のとき(電源スイッチ22がOFFのとき)には検出信号は、“L”となる。バッファアンプ5は、この“H”、“L”の信号をバッファ増幅して負荷抵抗Rに、“H”、“L”の電圧信号を発生する。インバータ6がそれを受けて反転して電源が投入されているときにはトランジスタQ1のゲートに“L”を加える。このときに、バッファアンプ5の“H”の出力は、トランジスタQ3,Q4のゲートに供給される。トランジスタQ3のゲートに“H”が加えられることで、トランジスタQ3がONとなり、トランジスタQ1のバックゲートは、自己のソース側に接続される。その結果、ゲートに“L”の信号が加えられたトランジスタQ1がONとなり、負荷回路20、21に電力が供給される。
このとき、トランジスタQ4のゲートには“H”が加えられるので、このトランジスタは、OFF状態になっている。
【0012】
電源スイッチ22が遮断されたときには、検出信号が“L”となり、バッファアンプ5の出力が“L”になる。そこで、インバータ6の出力が“H”となって、それがトランジスタQ1のゲートに加えられる。これによりトランジスタQ1はOFF状態になる。バッファアンプ5の“L”の出力は、トランジスタQ3,Q4のゲートに供給され、トランジスタQ4のゲートに“L”が加えられることで、トランジスタQ4がONとなり、トランジスタQ1のバックゲートは、ドレイン側に接続される。その結果、トランジスタQ1のバックゲート−ドレイン間の寄生ダイオードが逆バイアスされて寄生ダイオードもOFF状態となる。
これによりバックアップ電池16からの電流がレギュレータ13側(電源回路IC側)に流れることが阻止される。
このとき、トランジスタQ3は、OFFとなっている。さらにこのとき、トランジスタQ4がONしているのでトランジスタQ3のドレイン側がバックアップ電池16から出力端子18を介して高い電圧を受けてNチャンネルのトランジスタQ3のドレインと、グランドGNDに接続されているバックゲートとの間が逆バイアスとなり、トランジスタQ3の寄生ダイオードもOFF状態となる。これにより並列に接続されているトランジスタQ3,Q4のバックゲートバイアス回路もレギュレータ13側とは遮断される。
なお、電源スイッチ22が遮断されたときには、バッファアンプ5には、バックアップ電池16側からの電力供給がないので、前記の“L”は、プルダウン抵抗により発生することになる。また、ここでの各トランジスタのON/OFF状態は、電圧がトランジスタに加わっていない状態も含めた意味である。
【0013】
図2は、図1におけるトランジスタQ1,Q3,Q4を中心とする半導体断面構造による接続状態の模式図であって、それぞれのソースとドレインそしてバックゲートとの関係を示すものである。なお、これらトランジスタは、1つのICに集積されるので、そのサブストレートは、1つでるが、説明の都合上、それぞれに分けて部分記載してある。
電源スイッチ22が遮断されたときには、DET4の検出信号が“L”となり、トランジスタQ3,Q4のゲートG3,G4がそれぞれ“L”となる。それぞれのバックゲートは、バックゲートの接続ライン8により接続されている。このバックゲートの電圧は、ON状態のトランジスタQ4、接続ライン8を介してトランジスタQ1のバックゲートに加えられる。これによりトランジスタQ1のソース(S)とバックゲート(ウエル領域)間のPN接合が逆バイアスされることになる。その結果、バックアップ電池16からの電流がレギュレータ13側に流れないで、阻止される。
ここでのトランジスタQ3,Q4は、トランジスタQ1のバックゲートにバイアスをかけるだけのトランジスタであるので、理論的には電流が“0”であり、電流がほとんどながれない。そのため小さな電流容量のトランジスタで済むので、その占有面積は、図6における削除された大きな電流を流す図6のトランジスタQ2よりも非常に小さくなる。もちろん、切換制御回路3の各回路を含めても、トランジスタQ2よりも小さな占有面積で済む。
【0014】
図3は、この場合の電源が投入された状態から遮断状態に移るときの各トランジスタの動作と電圧の関係を示したものであり、図3において、(a)はDC/DCコンバータ12の出力電圧(例えば3.9V)、(b)はトランジスタQ1のゲートの電圧、(c)はトランジスタQ3のゲートの電圧、(d)はトランジスタQ4のゲートの電圧、(e)は出力端子18の電圧、(f)は、トランジスタQ1のバックゲートの電圧、(g)は、各トランジスタのON/OFFの状態をそれぞれ示している。
【0015】
図4は、他の実施例であって、図2のインバータ6をCMOSインバータとして、図2のバッファアンプ5をこのCMOSインバータ5a、5bを2段接続することにより構成した具体例である。
その他の構成は、図1と同様である。
図3のタイミングチャートに対応して各部のバッファアンプ5のインバータ5a,5bとインバータ6の各部の波形を示すと、図5のようになる。図5において、(a)はDC/DCコンバータの出力電圧(例えば3.9V)、(b)はDET4の検出信号の電圧、(c)はインバータ5aの出力電圧、(d)はインバータ5bの出力電圧、(e)はインバータ6の出力電圧であり、それぞれの波形は、図3と同様に電源がONからOFFにされたときの過渡現象の状態を表している。
なお、全体的な動作は、図1と同様なものであるので割愛する。
この実施例では、切換制御回路3の主要部がインバータで済むので、回路が簡単になる利点がある。
【0016】
以上説明してきたが、MOSFETは、バイディレクショナルで動作するので、実施例では、トランジスタQ3のソース側をレギュレータ13の出力に接続し、ドレイン側をトランジスタQ4のドレイン側に接続しているが、これを、逆に、トランジスタQ3のドレイン側をレギュレータ13の出力に、ソース側をトランジスタQ4のドレイン側に接続してもよいことはもちろんである。
また、この明細書および特許請求の範囲におけるバックアップ電池には、通常のボタン電池等をはじめとして強誘電体コンデンサ等の電池機能を持つコンデンサも含むものである。
【0017】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明にあっては、電源が投入されたときに第1のトランジスタがONになり、電源が遮断されたときには第1のトランジスタがOFFになりかつ第1のトランジスタの寄生ダイオードを逆バイアスするように第1のトランジスタのバックゲートを、第2、第3のトランジスタのいずれかをONにしてバックアップ電池の電圧でバイアスするので、電源が遮断されたときにバックアップ電池からの電流が直流電源側にリークすることがほとんどない。
そこで、比較的大きな電流を流す電源切換用のトランジスタ素子は、1個で済む。この場合のバックゲートバイアスのためのトランジスタは、微少電流を流せば済むので専有面積が小さいトランジスタになる。制御回路も各トランジスタのON/OFF制御を行う回路であるので、その電流値は小さくて済む。その結果、電源切換えのためのトランジスタ素子は1個となって、結果としてこれら回路をIC化した場合にその占有面積を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明のバックアップ電池を有する電源回路を適用した一実施例のブロック図である。
【図2】図2は、図1における各トランジスタを中心とする半導体断面構造による接続状態の模式図である。
【図3】図3は、その動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図4】図4は、この発明のバックアップ電池を有する電源回路を適用した他の実施例のブロック図である。
【図5】図5は、その動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図6】図6は、従来のバックアップ電池を有する電源回路の説明図である。
【符号の説明】
1,10…電源回路、2…切換スイッチ回路、3…切換制御回路、
4…電源電圧検出回路(DET)、5…バッファアンプ、
6…インバータ、7…電源切換回路、
8…接続ライン、
11…電池、12…DC/DCコンバータ、
13…レギュレータ、14…バイアス回路、
15…切換制御回路、16…バックアップ電池、
17…ダイオード、18…出力端子、
20…18とバックアップ、20,21…負荷回路、
22…電源投入スイッチ、R…負荷抵抗、
D1,D2…ダイオード、Q1〜Q4…MOSFETトランジスタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a portable electronic device having a power supply circuit and a backup battery, and more particularly, to a personal computer in which time measurement is continued by operating a clock mechanism (clock circuit) with the power of the backup battery when the apparatus stops operating. First, in a power supply circuit of a portable electronic device having a backup battery such as a PHS, a mobile phone such as a mobile phone, and a PDA, when the main part of the power supply circuit is integrated into an IC, the power supply to the backup battery is switched. The present invention relates to a power supply circuit suitable for an IC that can reduce the area occupied by transistor elements and can easily prevent backflow from a backup battery.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in personal computers, PHS, mobile phones such as mobile phones, and portable electronic devices, power is supplied to internal circuits that need to be operated by a backup battery even when the power of the device is cut off. Yes.
Examples of such a circuit include a clock mechanism that measures time to display the correct time, data retention such as SRAM, and a reception standby circuit.
In particular, in a portable electronic device, the device normally operates by battery driving (main battery) when the device is turned on. At this time, the main battery is charged to the backup battery. When the power of the apparatus is cut off, power is supplied from the backup battery to each circuit required in the cut-off state. For this purpose, the power supply is switched internally.
FIG. 6 shows a power supply circuit 10 having a power supply switching circuit in this case, wherein 11 is a built-in battery, 12 is a DC / DC converter that boosts the voltage of the
The
[0003]
When the power source of the device is turned on by the
By the way, when the MOS transistor is integrated into an IC, a PN junction parasitic diode is usually formed between the back gate and the source or drain. This parasitic diode has an adverse effect of leaking current from the backup battery from the output terminal to the main power source. Therefore, two transistors Q1 and Q2 are required as in this example.
[0004]
When the
In the figure, the frame portion indicated by the alternate long and short dash line is a circuit integrated as an IC.
By the way, a power supply switching circuit for an electronic device having a plurality of batteries is already known (Patent Document 1), and a battery-driven power switching circuit is known (Patent Document 2).
[Patent Document 1] JP-A-8-336243
[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-155737
[Problems to be solved by the invention]
In such a power supply switching circuit, a transistor as a switch circuit and a diode-operating transistor must be provided in series to prevent backflow, and since these transistors have a large current capacity, they are integrated into an IC. In this case, there is a problem that the occupied area increases due to these two MOS transistors.
The object of the present invention is to solve such problems of the prior art, which can reduce the occupied area of the transistor element for switching the power source, can easily prevent the backflow from the backup battery, and can be integrated into an IC. The object is to provide a suitable power supply circuit.
Another object of the present invention is to provide a portable electronic device having a backup battery that can reduce the occupied area of the transistor element for switching the power source, can easily prevent the backflow from the backup battery, and is suitable for IC integration. It is in.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A feature of the power supply circuit and portable portable electronic device of the present invention for achieving such an object is that the device is provided with power from a DC power supply to the output terminal when the power of the device is turned on. In a power supply circuit having a MOSFET transistor for transmitting the power and applying a current from a backup battery to the output terminal when the power supply of the apparatus is shut off, the MOSFET transistor is a first transistor, and is parallel to the first transistor. The second transistor of the N-channel MOSFET and the third transistor of the P-channel MOSFET provided on the back of the first transistor, and the connection point of these second and third transistors is connected to the back gate of the first transistor first transistor when the gate bias circuit, the power supply of the apparatus is turned on A control signal to be turned on is applied to the gate of the first transistor and a control signal is sent to the gates of the second and third transistors to turn on one of the transistors and turn off the other transistor to turn the first transistor off. A back gate of the first transistor is connected to the source of the first transistor, a control signal is applied to the gate of the first transistor to turn off the first transistor when the power is shut off, and the second and third transistors A control signal is sent to the gate of the first transistor, one of the transistors is turned off, and the other transistor is turned on, and the voltage from the backup battery is applied to the back gate of the first transistor, thereby setting the parasitic diode of the first transistor. And a reverse bias control circuit.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Thus, the first transistor is turned on when the power is turned on, the first transistor is turned off when the power is turned off, and the first transistor is reverse-biased so that the parasitic diode of the first transistor is reverse-biased. Since the back gate of the transistor is biased with the voltage of the backup battery by turning on either the second or third transistor, the current from the backup battery may leak to the DC power supply side when the power supply is cut off. rare.
Therefore, only one transistor element for switching the power source that allows a relatively large current to flow is required. In this case, the transistor for the back gate bias is a transistor having a small exclusive area because only a small current needs to flow. Since the control circuit is also a circuit that performs ON / OFF control of each transistor, the current value is small. As a result, the number of transistor elements for switching the power source is one, and as a result, when these circuits are integrated, the occupied area can be reduced.
[0008]
【Example】
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment to which a power supply circuit having a backup battery of the present invention is applied, FIG. 2 is a schematic diagram of a connection state by a semiconductor cross-sectional structure centering on each transistor in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of another embodiment to which the power supply circuit having the backup battery of the present invention is applied, and FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation. In addition, the same component as FIG. 6 is shown with the same code | symbol.
In FIG. 1, 1 is a power supply circuit, 2 is a changeover switch circuit provided in place of the
[0009]
The
That is, the source (S) side of the transistor Q3 is connected to the output side of the
[0010]
The gate of the transistor Q1 is turned ON / OFF in response to a control signal from the switching
The switching
Note that the frame indicated by the alternate long and short dash line is an IC part.
[0011]
The
At this time, since "H" is applied to the gate of the transistor Q4, this transistor is in the OFF state.
[0012]
When the
This prevents the current from the
At this time, the transistor Q3 is OFF. Further, at this time, since the transistor Q4 is ON, the drain side of the transistor Q3 receives a high voltage from the
When the
[0013]
FIG. 2 is a schematic diagram of the connection state by the semiconductor cross-sectional structure centering on the transistors Q1, Q3, and Q4 in FIG. 1, and shows the relationship between each source, drain, and back gate. Since these transistors are integrated in one IC, the number of the substrates is one, but for convenience of explanation, they are partially described separately.
When the
Since the transistors Q3 and Q4 here are transistors that only bias the back gate of the transistor Q1, the current is theoretically "0" and the current hardly flows. Therefore, since a transistor having a small current capacity is sufficient, the occupied area is much smaller than that of the transistor Q2 in FIG. 6 in which a large current deleted in FIG. 6 flows. Of course, even if each circuit of the switching
[0014]
FIG. 3 shows the relationship between the operation of each transistor and the voltage when the power is turned on in this case, and in FIG. 3, (a) shows the output of the DC /
[0015]
FIG. 4 shows another embodiment in which the
Other configurations are the same as those in FIG.
Corresponding to the timing chart of FIG. 3, the waveforms of the respective parts of the
The overall operation is the same as that shown in FIG.
In this embodiment, since the main part of the switching
[0016]
As described above, since the MOSFET operates bi-directionally, in the embodiment, the source side of the transistor Q3 is connected to the output of the
The backup battery in this specification and claims includes a capacitor having a battery function such as a ferroelectric capacitor as well as a normal button battery.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first transistor is turned on when the power is turned on, and the first transistor is turned off when the power is turned off. Since the back gate of the first transistor is biased with the voltage of the backup battery by turning on either the second or third transistor so that the parasitic diode is reverse-biased, the power supply is cut off from the backup battery. Current hardly leaks to the DC power supply side.
Therefore, only one transistor element for switching the power source that allows a relatively large current to flow is required. In this case, the transistor for the back gate bias is a transistor having a small exclusive area because a very small current is required to flow. Since the control circuit is also a circuit that performs ON / OFF control of each transistor, the current value is small. As a result, the number of transistor elements for switching the power source is one, and as a result, when these circuits are integrated, the occupied area can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment to which a power supply circuit having a backup battery according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram of a connection state by a semiconductor cross-sectional structure centering on each transistor in FIG. 1;
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation;
FIG. 4 is a block diagram of another embodiment to which a power supply circuit having a backup battery according to the present invention is applied.
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation;
FIG. 6 is an explanatory diagram of a power supply circuit having a conventional backup battery.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
4 ... power supply voltage detection circuit (DET), 5 ... buffer amplifier,
6 ... Inverter, 7 ... Power supply switching circuit,
8 ... Connection line,
11 ... Battery, 12 ... DC / DC converter,
13 ... Regulator, 14 ... Bias circuit,
15 ... switching control circuit, 16 ... backup battery,
17 ... Diode, 18 ... Output terminal,
20 ... 18 and backup, 20,21 ... load circuit,
22 ... Power-on switch, R ... Load resistance,
D1, D2 ... diodes, Q1-Q4 ... MOSFET transistors.
Claims (4)
前記MOSFETトランジスタを第1のトランジスタとし、この第1のトランジスタに並列に設けられたNチャンネルMOSFETの第2のトランジスタおよびPチャネルMOSFETの第3のトランジスタとからなり、これら第2および第3のトランジスタの接続点が前記第1のトランジスタのバックゲートに接続されているバックゲートバイアス回路と、
前記装置の電源が投入されたときに前記第1のトランジスタをONにする制御信号を前記第1のトランジスタのゲートに加えかつ前記第2および第3のトランジスタのゲートに制御信号を送出していずれか一方のトランジスタをONにしいずれか他方のトランジスタをOFFにして前記第1のトランジスタのバックゲートを前記第1のトランジスタのソースに接続し、前記装置の電源が遮断されたときに前記第1のトランジスタをOFFにする制御信号を前記第1のトランジスタのゲートに加えかつ前記第2および第3のトランジスタのゲートに制御信号を送出して前記いずれか一方のトランジスタをOFFにし前記いずれか他方のトランジスタをONにして前記第1のトランジスタのバックゲートに前記バックアップ電池からの電圧を加えて前記第1のトランジスタの寄生ダイオードを逆バイアスする制御回路とを備えることを特徴とする電源回路。 Provided in the apparatus, back up to the output terminal when the power of the chromatic and the apparatus MOSFET transistor delivering the power to the output terminal receives power from the DC power supply when the power of the apparatus is turned is interrupted In the power supply circuit where the current from the battery is applied,
The MOSFET transistor is a first transistor , and includes a second transistor of an N-channel MOSFET and a third transistor of a P-channel MOSFET provided in parallel with the first transistor. These second and third transistors A back gate bias circuit in which the connection point is connected to the back gate of the first transistor;
A control signal for turning on the first transistor when the device is turned on is applied to the gate of the first transistor and sent to the gates of the second and third transistors. One of the transistors is turned on, the other transistor is turned off, the back gate of the first transistor is connected to the source of the first transistor, and the first power supply is turned off when the power of the device is shut off. the other one of the transistors in the OFF one of the transistors the one by sending a control signal to the gates of the addition and the second and third transistors of the control signal the first transistor to turn OFF the transistor ON and apply the voltage from the backup battery to the back gate of the first transistor Power supply circuit, comprising a control circuit for reverse biasing the parasitic diodes of the first transistor.
前記MOSFETトランジスタを第1のトランジスタとし、この第1のトランジスタに並列に設けられたNチャンネルMOSFETの第2のトランジスタおよびPチャネルMOSFETの第3のトランジスタとからなり、これら第2および第3のトランジスタの接続点が前記題1のトランジスタのバックゲートに接続されたバックゲートバイアス回路と、
前記装置の電源が投入されたときに前記第1のトランジスタをONにする制御信号を前記第1のトランジスタのゲートに加えかつ前記第2および第3のトランジスタのゲートに制御信号を送出していずれか一方のトランジスタをONにしいずれか他方のトランジスタをOFFにして前記第1のトランジスタのバックゲートを前記第1のトランジスタのソースに接続し、前記装置の電源が遮断されたときに前記第1のトランジスタをOFFにする制御信号を前記第1のトランジスタのゲートに加えかつ前記第2および第3のトランジスタのゲートに制御信号を送出して前記いずれか一方のトランジスタをOFFにし前記いずれか他方のトランジスタをONにして前記第1のトランジスタのバックゲートに前記バックアップ電池からの電圧を加えて前記第1のトランジスタの寄生ダイオードを逆バイアスする制御回路とを備えることを特徴とするバックアップ電池を有する携帯用電子機器。 Provided in the apparatus, the backup battery to the output terminal when the power of the chromatic and the apparatus MOSFET transistor for delivering power to the output terminal receives power from the DC power supply when the power of the apparatus is turned is interrupted In portable electronic devices where current from
The MOSFET transistor is a first transistor , and includes a second transistor of an N-channel MOSFET and a third transistor of a P-channel MOSFET provided in parallel with the first transistor. These second and third transistors A back gate bias circuit in which the connection point is connected to the back gate of the transistor of the title 1;
A control signal for turning on the first transistor when the device is turned on is applied to the gate of the first transistor and sent to the gates of the second and third transistors. One of the transistors is turned on, the other transistor is turned off, the back gate of the first transistor is connected to the source of the first transistor, and the first power supply is turned off when the power of the device is shut off. the other one of the transistors in the OFF one of the transistors the one by sending a control signal to the gates of the addition and the second and third transistors of the control signal the first transistor to turn OFF the transistor ON and apply the voltage from the backup battery to the back gate of the first transistor Portable electronic device having a backup battery, characterized by comprising a control circuit for reverse biasing the parasitic diodes of the first transistor.
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