JP4525084B2

JP4525084B2 - 損失電流遮断回路および携帯端末

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Publication number: JP4525084B2
Application number: JP2004015150A
Authority: JP
Inventors: 繁有沢
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2024-01-23
Also published as: JP2005208959A

Description

本発明は，プルダウンによって流れる損失電流を遮断する損失電流遮断回路および携帯端末に関する。

従来，クレジットカードやキャッシュカードといった携帯カードにおいては，ユーザ情報やユーザＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の固定データ情報を，携帯カードに備わる磁気記憶媒体に記憶していた。また，半導体記憶媒体の大容量化，小型化によって半導体記憶媒体を含む電子部品を携帯カードに埋設することが可能となり，単に固定データ情報を記憶するだけでなく，高度なデータ情報の読み取り，書き込みを行うことができるようになった。このような携帯カードとしては，無線データを介して非接触式にデータの読み書きを行う非接触式ＩＣカードがある。

上記非接触式ＩＣカードは，例えば，鉄道の改札システムに導入され，改札機の通過時に乗車券として利用するものが実用化されている。また，このような非接触式ＩＣカードを携帯電話等の携帯端末に装備し，携帯端末の汎用性を高める研究もされている。

ここで，上記非接触式ＩＣカードを単に携帯端末に内装して，携帯端末のホストコンピュータと接続すると，電源を外部から受電して動作する非接触式ＩＣカードの本来の長所を生かせず，携帯端末の電源が入っていないときはかかる非接触式ＩＣカードの機能を利用できない。このような問題を解決し，非接触式ＩＣカードに関連する処理をユーザの作業負担を強いることなく円滑に開始することができる技術が知られている（例えば，特許文献１）。

また，上記携帯端末に備わるバッテリからの電源と，非接触式ＩＣカード機能における搬送波を整流して得られる電源とをシームレスに切り換える半導体集積回路装置の技術も構築されてきた（例えば，特許文献２）。

特開２００３−１４１４７７号公報特開２００３−０３６４２７号公報

かかる両電源を選択する選択信号は，上記バッテリからの電源によって動作する。従って，バッテリの減少または使用不能状態に伴って選択信号も無効になる。このような状態を防止するため選択信号の入力端にはプルダウン機能部が設けられていた。

しかし，このようなプルダウン機能部は，通常使用時に損失電流を生じ，携帯端末等の少消費電力を要する機器にとって深刻な問題であった。

本発明は，従来の電源選択回路が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，プルダウンによる損失電流を遮断しつつ，携帯端末に備わるバッテリからの電源と，非接触式ＩＣカード機能に対する搬送波を整流して得られる電源とを確実に切り換えることが可能な，新規かつ改良された損失電流遮断回路および携帯端末を提供することである。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，信号線が電気的に開放されたとき，信号線のレベルをローにするプルダウン部と；前記プルダウン部とグランドとの間に挿入され，前記プルダウン部とグランドをオンオフするスイッチ部と；を備え，前記スイッチ部のオン時には，前記プルダウン部が機能し，前記スイッチ部のオフ時には，前記信号線からプルダウン部を介して流れる損失電流が遮断され，前記信号線を介した選択信号によって，主電源と補助電源とが切り換えられる電源切換部と，前記補助電源が供給されていることを検出する補助電源検出部とをさらに備え，前記補助電源検出部によって前記補助電源の供給が検出されている時には，前記主電源の供給時においても前記スイッチ部をオンして前記プルダウン部が機能し，前記補助電源の供給が検出されない時には，スイッチ部をオフして前記プルダウン部を開放する，損失電流遮断回路が提供される。

信号線のレベルは，ハイレベル，ローレベル，ハイインピーダンスの３つの状態が考えられ，上記プルダウン部によるプルダウン機能を要するのは，ハイインピーダンスの時のみである。かかる構成により，プルダウンを必要としないとき，即ち信号線にハイレベルまたはローレベルの電圧が印加されているときにはプルダウンを切ることが可能となり，損失電流の発生を防止できる。

上記電源切換部は，選択信号がハイレベルのとき主電源，ローレベルのとき補助電源が選択される。上記選択信号は主電源が使用不能となったとき，補助電源を利用できるように切り換えるべくローレベルを出力する。しかし，選択信号を生成する回路素子が主電源によって動作している場合，選択信号は開放（ハイインピーダンス）状態となる。かかる上記の構成において，補助電源の供給の検知によってプルダウン部が機能し，選択信号がローレベルであると判断されるため，電源として補助電源を選択できる。

かかる構成により，補助電源の供給を自動的に検出することができる。例えば，補助電源が無線信号を利用した交流信号であった場合，その交流信号の搬送波が所定のレベル以上であり，かつ，本損失電流遮断回路が受けるべき周波数の搬送波であることを検出する。この所定のレベルは，上記補助電源が損失電流遮断回路を動作することができる最低のレベルであっても良い。

前記選択信号は，前記主電源が有効に供給される有効電圧以上のとき主電源を選択する信号であるとしても良い。また，この信号と，損失電流遮断回路を含む半導体装置の動作命令との論理積による信号であっても良い。上記有効電圧は，損失電流遮断回路が動作するのに十分な電圧であり，上記半導体装置の動作命令とは，半導体装置において無線データを介して非接触式にデータの読み書き（近距離無線規格（ＮＦＣ）モード）を行うときや，携帯端末としての機能部とデータの送受信を行うときに携帯端末としての機能部から出される命令である。

上記近距離無線規格（ＮＦＣ：ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）とは，１０ｃｍ程度の狭い範囲内のみにおいて非接触式に通信を行うことができる，１３．５６ＭＨｚのＲＦ搬送波周波数と最大２１２Ｋｂｐｓの通信速度を有する通信方式をいう。また，損失電流遮断回路を含む半導体装置や携帯端末としての機能部は，どちらも携帯端末内に設けられ，半導体装置は，主として上記ＮＦＣによる非接触式ＩＣカードとして，携帯端末機能部は，入力部や表示部を利用した本来の携帯端末として動作する。上記半導体装置は，外部インターフェースとして，アンテナ部等に接続される無線インターフェースと，携帯端末機能部に接続される有線インターフェースを有する。

かかる選択信号は，前記主電源が有効に供給される有効電圧以上のとき主電源を選択すべくハイレベルを出力する。

また，無線データを介して非接触式にデータの読み書きを行う非接触式読み書き機能を伴う携帯端末に内装された損失電流遮断回路であって：上記主電源は上記携帯端末のバッテリ，上記補助電源は外部から供給される無線交流信号を整流した電源であることを特徴とする，上記損失電流遮断回路も提供される。

上記に示した携帯端末は，それ自体で充電可能なバッテリを主電源として有し，携帯端末としての機能や非接触ＩＣカードとしての機能は，通常主電源により果たされる。かかる主電源が使用不能になったとき，携帯端末としての機能部も動作不能になるが，非接触ＩＣカードとしての機能は上記補助電源によって動作可能である。

主電源と補助電源の両者が供給されている場合，損失電流遮断回路を含む半導体装置によって排他的な制御がされ，主電源が選択される。補助電源は，無線信号であるが故，補助電源を発生する別体の装置との距離や周りの状況に依存して受電できる電気エネルギーが変化する。従って，安定かつ確実な非接触式の通信を行うため主電源が選択される。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，信号線が電気的に開放されたとき，信号線のレベルをローにするプルダウン部と；前記プルダウン部とグランドとの間に挿入され，前記プルダウン部とグランドをオンオフするスイッチ部と；前記信号線を介した選択信号によって，主電源と補助電源とが切り換えられる電源切換部と；前記補助電源が供給されていることを検出する補助電源検出部と；を備える損失電流遮断回路を含み，無線データを介して非接触式にデータの読み書きを行う非接触式ＩＣカードの機能を伴う携帯端末であって：前記スイッチ部のオン時には，前記プルダウン部が機能し，前記スイッチ部のオフ時には，前記信号線からプルダウン部を介して流れる損失電流が遮断され，前記補助電源検出部によって前記補助電源の供給が検出されている時には，前記主電源の供給時においても前記スイッチ部をオンして前記プルダウン部が機能し，前記補助電源の供給が検出されない時には，スイッチ部をオフして前記プルダウン部を開放する，携帯端末も提供される。

上記携帯端末は，例えば，携帯型パーソナルコンピュータ，ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ），携帯電話を含む。

また，上記損失電流遮断回路を備える半導体装置は，上記のような非接触式ＩＣカードの機能だけでなく，別体の非接触ＩＣカードに対してデータを読み書きすることが可能な非接触式のリーダライタ機能も備えるとしても良い。さらにこれらの非接触式の通信は近距離無線規格（ＮＦＣ）によってなされ，アンテナ部等の非接触式ＩＣカード機能部を共有できるとしても良い。

以上説明したように本発明によれば，非接触式ＩＣカード機能を有する損失電流遮断回路またはそれを含む半導体装置や携帯端末において，プルダウンによる損失電流を遮断しつつ，携帯端末に備わるバッテリからの電源と，非接触式ＩＣカード機能に対する搬送波を整流して得られた電源とを確実に切り換えることができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態：使用例１）
本実施形態は，損失電流遮断回路を設けた半導体装置を内装する携帯端末，特に，この半導体装置を介して非接触式ＩＣカードとしての機能を有する携帯電話を例に挙げている。

図１は，本実施形態における携帯電話を非接触式ＩＣカードとして使用する改札システムを説明する概略図である。図１において，ユーザ１００は携帯電話１１０を携帯し，改札１１２は，リーダライタ装置１１４と改札通過板１１６とを含んで構成される。

図１の改札システムについて簡単に説明すると，ユーザ１００は，携帯電話１１０を取り出し，改札機１１２に近づく。この携帯電話１１０を改札機１１２に設けられたリーダライタ装置１１４に翳すと，リーダライタ装置１１４は，携帯電話１１０内蔵の非接触式ＩＣカード（実際には非接触式ＩＣカード機能を有した半導体装置）を検知し，かかる装置間で通信を開始する。

リーダライタ装置１１４は，先ず，携帯電話１１０の非接触式ＩＣカード部と相互認証を行い，前納された乗車料金の残高等を確認して当該乗車賃を差し引く。このような決済が完了すると，改札通過板１１６を納めて（１１８），ユーザ１００に改札の通過を許可する。これによってユーザ１１０は改札機１１２を通過できる。

（第２の実施形態：使用例２）
本実施形態は，第１の実施形態同様，損失電流遮断回路を設けた半導体装置を内装する携帯電話を例に挙げている。

図２は，本実施形態における携帯電話を非接触式ＩＣカードとして使用する商品決済システムを説明する概略図である。図２において，ユーザ１００は買い物かご１３０に商品を入れ，携帯電話１１０を携帯している。レジ１３２は，リーダライタ装置１３４と決済ゲート１３６と金額表示部１３８を含んで構成される。

ユーザ１００は，ＩＣタグが添付された商品を買い物かご１３０に入れ，レジ１３２に備わる決済ゲート１３６を通過する。この決済ゲート１３６は，通過した商品に添付されたＩＣタグを全て読み込む。読み込んだ結果は，レジ１３２で処理され，合計金額として金額表示部１３８に表示される。ユーザ１００は，その金額を確認するとレジ１３２に設けられたリーダライタ装置１３４の所定範囲内１４０で携帯電話１１０を翳し，決済を行う。

ここで，決済ゲート１３６は，商品に添付されたＩＣタグのみを自動読み込みし，携帯電話１１０の非接触式ＩＣカード機能部とは通信を行わない。この決済ゲート１３６で自動的に決済しないのは，ユーザ１００に対して決済金額の確認をとるためと，不正な決済を防止するためである。この点において，かかる近距離無線規格（ＮＦＣ）を利用した非接触式ＩＣカードは，所定の通信範囲（１０ｃｍ程度）以内の処理を要し，このような商品決済システムに適している。

上記のようなリーダライタ装置１３４と，携帯端末としての携帯電話１１０との通信は，ループコイルで構成されたアンテナを利用して電磁誘導により行われる。例えば本実施形態では，携帯電話１１０に備わる非接触式ＩＣカード部にクレジット，プリペイド，またユーザ権限等の情報が保持され，その情報による電気信号を，アンテナを介して電磁波信号に変え，さらにリーダライタ装置１３４のアンテナを介して電気信号に復元する。このようにして両装置間の決済処理が行われる。

（第３の実施形態：携帯端末に備わる半導体装置）
本実施形態では，非接触式ＩＣカードとしての機能を有し，携帯端末の主たる機能にも接続され，両者間の共有情報の処理を行う半導体装置を説明する。

図３は，上記のような半導体装置２００の概略的な構成を表したブロック図である。上記半導体装置２００は，大きく分けてアナログ部２１０と，カード機能部２２０と，制御部２３０とから構成される。

上記アナログ部２１０は，電源制御回路２５０と，主電源レギュレータ２５４とを含んで構成される。上記電源制御回路２５０は，ＭＶ_ＤＤ端子から入力された主電源２５２の電源を制御し，ＢＡＴ＿ＥＮ端子等からの信号に応じて出力をオンオフする。上記主電源レギュレータ２５４は，電源制御回路２５０から給電された電気エネルギーを半導体装置２００で使用する電源電圧に変換する。また，主電源レギュレータ２５４は，この電源電圧を安定化する効果もある。

上記カード機能２２０は，過電圧保護回路２６０と，補助電源レギュレータ２６２と，変調回路２６４と，復調回路２６８と，搬送波検出器２７０と，クロック検出器２７２とを含んで構成される。

上記過電圧保護回路２６０は，外部から供給された交流信号を整流した補助電源がＣＰ端子から供給され，その電圧が所定の電圧を超えたとき，かかる電圧を電流として放出し，電圧を一定に保つ。このように制限された電気エネルギーを上記補助電源レギュレータ２６２において半導体装置２００で使用する一定の電源電圧に変換する。ここで上記主電源レギュレータ２５４と補助電源レギュレータ２６２とは出力同士が接続されているが，両レギュレータの排他的な処理によりいずれか一方が選択されるようになっている。

上記変調回路２６４は，ＳＰＵ２８８から供給された送信信号を変調し，変調された信号は無線インターフェースを介してアンテナ２６６から送出される。一方，アンテナ２６６から受信された信号は，上記復調回路２６８によりＳＰＵ２８８で処理可能な電気信号に復調され，ＳＰＵ２８８に送信される。

上記搬送波検出器２７０は，アンテナ２６６で受信された電波中に搬送波が含まれるか否かを判断する。搬送波検出器２７０により搬送波が含まれると判断された場合，搬送波検出器２７０から電源制御回路２５０に搬送波検出信号が出力される。上記クロック抽出器２７２は，アンテナ２６６から入力された電波に基づいて，クロックを抽出し，抽出されたクロックをクロック選択器（図示せず）に供給する。かかるクロック選択器は，クロック抽出器２７２から供給されたクロックと，外部から入力された例えば１３．５６ＭＨｚのクロックのいずれかを選択し，選択したクロックを半導体装置２００の各部に供給する。なお，カード機能部２２０は，後述する制御部２３０のＣＰＵ２８０により，その全体の動作が制御される。

上記制御部２３０は，ＣＰＵ２８０と，ＲＯＭ２８２と，ＥＥＰＲＯＭ２８４と，ＳＲＡＭ２８６と，ＳＰＵ２８８と，ＤＥＳエンジン２９０と，ＣＲＣ２９２と，ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｅｃｅｉｖｅｒｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）２９４と，Ｉ^２Ｃ＿Ｉ／Ｆ２９６と，Ｉ／Ｏ２９８とを含んで構成され，各部は内部バスによって相互接続されている。

上記ＣＰＵ２８０は，半導体装置２００内の動作を統括的に制御するメイン・コントローラであり，オペレーティング・システム（ＯＳ）の制御下で，例えばＲＯＭ２８２あるいはＥＥＰＲＯＭ２８４に格納されたプログラム・コードを実行する。また，ＳＲＡＭ２８６は，ＣＰＵ２８０からのデータをスタックし，上記プログラムの実行を補助する。かかるＣＰＵ２８０での動作の一例としては，カード機能部２２０を介して送受信されるデータの処理に関するアプリケーションの実行がある。

上記ＳＰＵ（信号処理部）２８８は，カード機能部２２０を介して変復調されたデータの送受信処理を行う。上記ＤＥＳエンジン２９０は，カード機能部２２０を介して送受信されるデータを手順公開型の秘密鍵暗号により暗号化及び復号化処理等を行う。上記ＣＲＣ２９２は，カード機能部２２０を介して受信したデータの巡回冗長検査，即ちエラーチェック等を行う。

また，ＵＡＲＴ２９４，Ｉ^２Ｃ＿Ｉ／Ｆ２９６，Ｉ／Ｏ２９８は，本半導体装置２００を携帯電話器やＰＤＡ，パーソナルコンピュータなどの携帯端末（図示せず）の主たる機能と通信を行うための有線インターフェースを構成する。

本実施形態では，ＣＰＵ２８０は，カード機能部２２０搬送波検出器２７０からの搬送波検出通知を受け，それに応じた処理を行う。また，ＣＰＵ２８０は，カード機能部２２０の状態や外部の携帯端末機能部からの指令信号によって動作モード（非接触式ＩＣカードモード，携帯端末モード）を切り換え，通信フェーズに応じて半導体装置２００内を制御する。

また，ＳＲＡＭ２８６のメモリ空間における特定のアドレスは，上記搬送波検出器２７０からの搬送波検出の有無や半導体装置２００の内部状態をインジケートするための内部状態フラグに割り当てられており，ＣＰＵ２８０は，この通信状態や内部状態の変化に応じて，内部状態フラグの設定内容を更新する。

上記ＵＡＲＴ２９４，Ｉ^２Ｃ＿Ｉ／Ｆ２９６，Ｉ／Ｏ２９８の有線インターフェースを介して接続される携帯端末の主たる機能部も，このＳＲＡＭ２８６にアクセスして，半導体装置２００の通信状態や内部状態を検知することができる。従って，半導体装置２００が備わる携帯端末はかかる半導体装置２００の情報を読み取り，改札を通過する時はプリペイドされた蓄積金の残高を表示したり，レジにてクレジット機能を利用する時には「精算中」等を表示したりすることができる。

また，上述したように，半導体装置２００では主電源２５２と補助電源とが選択して使用され，通常，別体のリーダライタ装置との通信確保のため携帯端末に備わる主電源２５２，即ちバッテリが利用される。かかるバッテリの電圧が所定のしきい値以下になると携帯端末としての機能は停止されるが，外部からの補助電源によって動作可能な本半導体装置２００は補助電源を選択して動作する。

上述の構成により，携帯端末において，本来の携帯端末としての機能と非接触式ＩＣカードとしての機能を共有でき，さらに両者を相互的に利用することによって，より汎用性の高い電子機器を所有することが可能となる。また，上記の実施形態では，半導体装置２００が非接触式の通信形態としてカード機能部２２０を有する場合を説明したが，かかる場合に限定されるものではなく，カードのリーダライタ機能部も含めて構成することができる。このとき上記リーダライタ機能部は，カード機能部２２０とアンテナ部等の各構成を共有できる。

（第４の実施形態：携帯端末に備わる損失電流遮断回路）
本実施形態では，携帯端末に備わる主電源と外部からの無線信号により生成される補助電源とを切り換える損失電流遮断回路に関して説明する。

図４は，上記のような損失電流遮断回路４００の概略的な構成を表したブロック図である。上記損失電流遮断回路４００は，電源切換部４１０を含む。

上記電源切換部４１０は，主電源４１２により動作する回路素子からの選択信号４１４に従って，主電源４１２と補助電源４１６のどちらか一方を損失電流遮断回路４００の電源として出力する。通常の状態において，かかる損失電流遮断回路４００は主電源４１２により動作する。従って，主電源４１２からの給電が有効であるとき，即ち主電源４１２の電圧が回路の十分な動作を可能にする所定のしきい値以上であるとき，選択信号４１４は，主電源４１２を選択すべくハイレベルになり，電源切換部４１０の接点Ｃは接点Ａに接続される。ここで選択信号４１４は，上記しきい値の他に，近距離無線規格（ＮＦＣ）の動作指令と論理積をとったものであっても良い。

また，選択信号４１４がローレベルのときは，電源切換部４１０において外部から供給される補助電源４１６が出力される。即ち，電源切換部４１０の接点Ｃは接点Ｂに接続される。

しかし，図４に示した損失電流遮断回路４００の下では，主電源４１２の電圧が所定のしきい値以下となり選択信号４１４の信号自体が無効になると，選択信号４１４は開放（ハイインピーダンス）状態となる。通常，ディジタル素子の入力において，かかる開放状態はハイレベルまたは不定と判断され，電源出力を補助電源４１６に切り換えることができない。

図５は，上記の問題を解決した損失電流遮断回路４００の概略的な構成を表したブロック図である。上記損失電流遮断回路４００は，電源切換部４１０の他に選択信号４１４に接続されたプルダウン部を含む。

上記プルダウン部４２０は，抵抗等で形成され，グランド４２２に接地される。かかる構成によって，主電源４１２の電圧がしきい値以下となり選択信号４１４の入力が開放状態となっても，選択信号４１４はローレベルに固定され，出力電源として補助電源４１６を選択することができる。

上記選択信号４１４は，通常，ハイレベルが供給され，主電源４１２が選択される。ここで，上記のようなプルダウン部４２０を有する回路構成をとると，選択信号４１４の信号線からプルダウン部４２０を介して損失電流Ｉ_ｌｏｓｓ４２４が流れる。この損失電流Ｉ_ｌｏｓｓは，選択信号４１４のハイレベルの電圧とプルダウン部４２０の抵抗値とから定まる。上記抵抗値は，１０ｋΩ〜１００ｋΩが利用される。抵抗値をこれ以上大きくした場合，外部からのノイズに弱くなり，また空間占有率が高くなるなどの問題が生じる。上記の損失電流Ｉ_ｌｏｓｓは，携帯端末等の少消費電力を要する機器にとって深刻な問題である。

図６は，改善した損失電流遮断回路４００の概略的な構成を表したブロック図である。上記損失電流遮断回路４００は，電源切換部４１０と，プルダウン部４２０と，スイッチ部４３０と，補助電源検出部４３２とを含んで構成される。構成要素として既に述べた電源切換部４１０と，プルダウン部４２０とは実質的に機能が同一なので重複説明を省略する。

上記スイッチ部４３０は，プルダウン部４２０とグランド４２２との間に挿入され，上記プルダウン部４２０とグランド４２２をオンオフする。また，上記補助電源検出部４３２は，上記補助電源４１６が供給されていることを検出し，上記スイッチ部４３０に出力する。スイッチ部４３０は，この補助電源４１６の検出信号によりオンされる。

かかる構成により，主電源４１２を利用するため選択信号４１４にハイレベルが供給されている場合でも，補助電源検出部４３２で補助電源４１６の供給が検出されなければプルダウン部４２０は開放状態となり，損失電流Ｉ_ｌｏｓｓは発生しない。

（第５の実施形態：携帯端末に備わる半導体装置）
本実施形態では，第４の実施形態で説明した損失電流遮断回路を具体的な回路ブロックに置き換えてなる半導体装置が示される。

図７は，本実施形態による半導体装置を概略的に表したブロック図である。かかる半導体装置５００は，第３の実施形態で説明した半導体装置の本実施形態に関する部分を抜粋したものであり，また，第４の実施形態で説明した損失電流遮断回路を具体的に実現するものである。

上記半導体装置５００は，主電源レギュレータ２５４と，電源切換部としても機能する電源制御回路２５０および補助電源レギュレータ２６２と，補助電源検出部としての搬送波検出器２７０と，プルダウン部としてのプルダウン抵抗５１０と，スイッチ部としてのトランジスタ５２０とを含んで構成される。ここで，第３の実施形態における構成要素として既に述べたものは実質的に機能が同一なので重複説明を省略し，ここでは追加された構成を主に説明する。

上記電源制御回路２５０は，主電源２５２と主電源レギュレータ２５４との接続をＢＡＴ＿ＥＮ端子の入力に応じてオンオフする。補助電源として外部から入力された交流電源は整流器５３０で直流に変換され，補助電源レギュレータ２６２に供給される。

かかる半導体装置５００は，主電源２５２と補助電源とから選択された一方の電源を利用する。通常，主電源２５２を選択すべく，ＢＡＴ＿ＥＮ（ＢａｔｔｅｒｙＥｎａｂｌｅ）端子およびＲＦ＿ＤＩＳ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｓａｂｌｅ）端子にはハイレベル信号が入力される。これに応じて電源制御回路２５０内のインバータ５３２の出力がローレベルとなり，主電源２５２と主電源レギュレータ２５４が接続され，また，補助電源レギュレータ２６２のトランジスタ５３４がオフすることによって補助電源レギュレータ２６２の出力は開放される。従って，Ｖ_ＤＤとして供給される電源は，主電源２５２による電源のみとなる。ここで，トランジスタ５２０は，逆電圧による回路破壊を防止するため保護素子のダイオード（図示せず）を備えることもできる。

半導体装置５００に補助電源が供給されていないときは，搬送波検出器２７０において搬送波が検出されず，ローレベル信号が出力され，スイッチ部としてのトランジスタ５２０はオフとなる。従って，プルダウン抵抗５１０は開放状態となり損失電流の発生を防止することができる。上記補助電源が供給されるのは，主電源２５２の供給時間に対してわずかな時間であり，主電源２５２を供給している間に補助電源が供給されたとしても問題にならない。

また，図７の回路において，主電源２５２と主電源レギュレータ２５４が直接ではなく，電源制御回路２５０を経由して接続されているのは，主電源２５２が動作に要する信号として選択されていないときバッテリの過放電を招くからである。

次に，主電源２５２が消費され所定のしきい値以下となった場合を説明する。この状態においては，主電源２５２からの電源供給が閉ざされ，上記ＢＡＴ＿ＥＮ端子やＲＦ＿ＤＩＳ端子にローレベルは印加されない。このとき，補助電源が供給されると，その補助電源の供給を受けて動作する搬送波検出器２７０からトランジスタ５２０に搬送波検出信号であるハイレベルが出力される。この搬送波検出信号によってトランジスタ５２０はオンされ，プルダウン抵抗５１０は本来のプルダウン機能を果たす。このプルダウン機能によりＢＡＴ＿ＥＮ端子やＲＦ＿ＤＩＳ端子に繋がる信号線がローレベルを示し，電源制御回路２５０はオフ，補助電源レギュレータ２６２はオンされる。ここで補助電源レギュレータ２６２に備わるトランジスタ５３４は，補助電源からの電源により動作する。

上記の例で補助電源が供給されていない場合，トランジスタ５２０はオフであるが，両電源が供給されていない，言うなれば半導体装置５００が動作不能な状態なので特段の状態に移行する必要がない。

（第６の実施形態：携帯端末に備わる半導体装置）
本実施形態では，第５の実施形態で説明した半導体装置の信号レベル関係を詳説する。

図８Ａ，Ｂ，Ｃは，主電源と補助電源とが供給されているときのＢＡＴ＿ＥＮ端子とＲＦ＿ＤＩＳ端子のレベルの関係を説明する説明図である。ここでは，主電源や補助電源が供給されているときをロジックレベル「１」とし，供給されていないときをロジックレベル「０」とする。また，ＢＡＴ＿ＥＮやＲＦ＿ＤＩＳに関しては，ハイレベルを「１」，ローレベルを「０」，開放（ハイインピーダンス）を「ＨｉＺ」としている。

図８Ａは，図７においてプルダウン抵抗５１０およびトランジスタ５２０を除いた場合を説明したものである。ここでは，主電源が「１」のときＢＡＴ＿ＥＮやＲＦ＿ＤＩＳは「１」になる。しかし，主電源が０のとき，かかるＢＡＴ＿ＥＮおよびＲＦ＿ＤＩＳは「ＨｉＺ」６１０となり，意図する補助電源への切り換えができない。

図８Ｂは，図７におけるＢＡＴ＿ＥＮやＲＦ＿ＤＩＳの信号線にプルダウン抵抗５１０のみが接続され，その他端はトランジスタ５２０を介さずグランドに接地されている場合を説明したものである。この場合，主電源が「０」のとき，ＢＡＴ＿ＥＮおよびＲＦ＿ＤＩＳは「０」となり，意図する補助電源への切り換えが行われることが理解される。しかし，主電源が「１」のときＢＡＴ＿ＥＮおよびＲＦ＿ＤＩＳは「１」６２０であり，この信号線から上記プルダウン抵抗５１０を経由して損失電流が流れる。

図８Ｃは，図８Ｂのプルダウン抵抗５１０とグランドとの間にトランジスタ５２０を挿入した場合を説明したものである。かかる場合，主電源と補助電源が共に「１」の場合，図８Ｂで説明したのと同様にＢＡＴ＿ＥＮおよびＲＦ＿ＤＩＳは「１」６３０，かつプルダウン抵抗５１０を経由した損失電流が流れる。しかし，通常の状態である主電源が「１」，補助電源が「０」の状態では，プルダウン抵抗５１０がトランジスタ５２０のオフによって機能しなくなり，ＢＡＴ＿ＥＮおよびＲＦ＿ＤＩＳは「１」６３２であるが，上記のような損失電流は発生しない。さらに図８Ｂで説明したのと相違するのは，主電源と補助電源が共に「０」のときＢＡＴ＿ＥＮおよびＲＦ＿ＤＩＳは「ＨｉＺ」６３４となることであるが，この時は，主電源や補助電源が無効であり，さらに半導体装置５００を動作する必要がないことからかかる状態の「ＨｉＺ」は無視することができる。

（第７の実施形態：携帯端末に備わる損失電流遮断回路の変形例）
上記第６の実施形態においては，主電源と補助電源が共に供給されている場合，スイッチ部としてのトランジスタ５２０がオンして，損失電流が生じていた。これは，主電源が無効になると主電源の無効を示す信号自体も無効となり，主電源が無効であることを継続的に判断できないことから，判断可能な補助電源の供給を利用して少なくとも主電源が供給され補助電源が供給されていないとき，損失電流を防止しようという考えに基づいている。本実施形態では，上述した半導体装置の変形例であり，主電源のオンオフ情報を利用することによって補助電源の供給の有無に拘わらず損失電流を防止する。

図９は，図６に示された損失電流遮断回路４００を変形した損失電流遮断回路７００の概略的な構成を表したブロック図である。上記損失電流遮断回路７００は，電源切換部４１０と，プルダウン部４２０と，スイッチ部４３０と，主電源オフ記憶保持部７１０とを含んで構成される。構成要素として既に述べた電源切換部４１０と，プルダウン部４２０と，スイッチ部４３０とは実質的に機能が同一なので重複説明を省略する。

上記主電源オフ記憶保持部７１０は，主電源オフ信号７１２を不揮発的に記憶保持する。この主電源オフ信号７１２は，主電源４１２が有効でなくなった直後，即ち有効と認められる所定のしきい値電圧を下回った時から主電源４１２が無効になるまでの短時間に，外部の制御部によってセットされる信号である。本実施形態においては，主電源４１２が無効になるときにはハイレベルが，主電源４１２がバッテリの充電等により再び有効になったときにはローレベルが主電源オフ記憶保持部７１０にセットされる。

上記のように構成することにより，主電源４１２が無効のときのみスイッチ部４３０をオン，即ちプルダウン部４２０を有効にすることができ，補助電源供給の如何に拘わらず損失電流を防止することができる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，上記実施形態において，主電源と補助電源を携帯端末のバッテリと外部供給電源を挙げて説明したが，かかる電源に限定されず，電気エネルギーが生成される電源であれば良い。また，プルダウン部として抵抗を，スイッチ部としてトランジスタを挙げているが，かかる機能が実現されれば他の回路素子で構成することもできる。

本発明は，プルダウンによって流れる損失電流を遮断する損失電流遮断回路および携帯端末に適用可能である。

第１の実施形態における携帯電話を非接触式ＩＣカードとして使用する改札システムを説明する概略図である。第２の実施形態における携帯電話を非接触式ＩＣカードとして使用する商品決済システムを説明する概略図である。半導体装置の概略的な構成を表したブロック図である。損失電流遮断回路の概略的な構成を表したブロック図である。損失電流遮断回路の概略的な構成を表したブロック図である。損失電流遮断回路の概略的な構成を表したブロック図である。第５実施形態による半導体装置を概略的に表したブロック図である。主電源と補助電源とが供給されているときのＢＡＴ＿ＥＮ端子とＲＦ＿ＤＩＳ端子のレベルの関係を説明する説明図である。主電源と補助電源とが供給されているときのＢＡＴ＿ＥＮ端子とＲＦ＿ＤＩＳ端子のレベルの関係を説明する説明図である。主電源と補助電源とが供給されているときのＢＡＴ＿ＥＮ端子とＲＦ＿ＤＩＳ端子のレベルの関係を説明する説明図である。図６の損失電流遮断回路を変形したものの概略的な構成を表したブロック図である。

符号の説明

４００損失電流遮断回路
４１０電源切換部
４１２主電源
４１４選択信号
４１６補助電源
４２０プルダウン部
４３０スイッチ部
４３２補助電源検出部

Claims

信号線が電気的に開放されたとき，信号線のレベルをローにするプルダウン部と；
前記プルダウン部とグランドとの間に挿入され，前記プルダウン部とグランドをオンオフするスイッチ部と；
を備え，
前記スイッチ部のオン時には，前記プルダウン部が機能し，前記スイッチ部のオフ時には，前記信号線からプルダウン部を介して流れる損失電流が遮断され，
前記信号線を介した選択信号によって，主電源と補助電源とが切り換えられる電源切換部と，
前記補助電源が供給されていることを検出する補助電源検出部とをさらに備え，
前記補助電源検出部によって前記補助電源の供給が検出されている時には，前記主電源の供給時においても前記スイッチ部をオンして前記プルダウン部が機能し，前記補助電源の供給が検出されない時には，スイッチ部をオフして前記プルダウン部を開放する，損失電流遮断回路。
前記選択信号は，前記主電源が有効に供給される有効電圧以上のとき主電源を選択する信号である，請求項１に記載の損失電流遮断回路。
無線データを介して非接触式にデータの読み書きを行う非接触式読み書き機能を伴う携帯端末に内装された損失電流遮断回路であって：
前記主電源は前記携帯端末のバッテリ，前記補助電源は外部から供給される無線交流信号を整流した電源である，請求項１に記載の損失電流遮断回路。
信号線が電気的に開放されたとき，信号線のレベルをローにするプルダウン部と；
前記プルダウン部とグランドとの間に挿入され，前記プルダウン部とグランドをオンオフするスイッチ部と；
前記信号線を介した選択信号によって，主電源と補助電源とが切り換えられる電源切換部と；
前記補助電源が供給されていることを検出する補助電源検出部と；
を備える損失電流遮断回路を含み，無線データを介して非接触式にデータの読み書きを行う非接触式ＩＣカードの機能を伴う携帯端末であって：
前記スイッチ部のオン時には，前記プルダウン部が機能し，前記スイッチ部のオフ時には，前記信号線からプルダウン部を介して流れる損失電流が遮断され，
前記補助電源検出部によって前記補助電源の供給が検出されている時には，前記主電源の供給時においても前記スイッチ部をオンして前記プルダウン部が機能し，前記補助電源の供給が検出されない時には，スイッチ部をオフして前記プルダウン部を開放する，携帯端末。