(57)【要約】【課題】接触型動作モードと非接触型動作モードを有して、安定した電源電圧を内部回路に供給すること。【解決手段】半導体集積回路装置Ｕ２は、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢ、整流回路Ｂ１、電源電圧端子ＶDD、シャントレギュレータ回路Ｂ２、シリーズレギュレータ回路Ｂ３を具備する。内部電源ラインＶDDAの電圧が第１設定電圧Ｖ１以上に上昇した際には、シャントレギュレータ回路Ｂ２はプルダウントランジスタＭ１にプルダウン電流Ｉ１を流す。内部電源ラインＶDDAの電圧が第２設定電圧Ｖ２以下に低下した際には、シリーズレギュレータ回路Ｂ３はプルアップトランジスタＭ２にプルアップ電流Ｉ２を流す。第１設定電圧Ｖ１のレベルは、第２設定電圧Ｖ２のレベルよりも高いレベルに設定される。２つのレギュレータ回路Ｂ２、Ｂ３の動作の競合が、防止される。【選択図】図３
2010140068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナに接続可能なアンテナ端子と、
前記アンテナ端子に供給される高周波信号を整流することにより直流電圧を内部電源ラインに出力する整流回路と、
外部からの電源電圧が供給可能な電源電圧端子と、
前記内部電源ラインと接地電位との間に接続されたプルダウントランジスタを含み、前記内部電源ラインの電圧が第１設定電圧以上に上昇した際には前記プルダウントランジスタにプルダウン電流を流すシャントレギュレータ回路と、
前記電源電圧端子と前記内部電源ラインとの間に接続されたプルアップトランジスタを含み、前記内部電源ラインの電圧が第２設定電圧以下に低下した際には前記プルアップトランジスタにプルアップ電流を流すシリーズレギュレータ回路とを含み、
前記第１設定電圧の電圧レベルは前記第２設定電圧の電圧レベルよりも高いレベルに設定されたものであることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
前記シャントレギュレータ回路は、前記内部電源ラインと前記接地電位との間に接続された第１分圧回路と、当該第１分圧回路の分圧出力と第１基準電圧とに応答して前記プルダウントランジスタの入力端子を制御する第１演算増幅器とを更に含むものであり、
前記シリーズレギュレータ回路は、前記内部電源ラインと前記接地電位との間に接続された第２分圧回路と、当該第２分圧回路の分圧出力と第２基準電圧とに応答して前記プルアップトランジスタの入力端子を制御する第２演算増幅器とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置。
【請求項３】
前記プルダウントランジスタはＮチャンネルＭＯＳトランジスタであり、前記プルアップトランジスタはPチャンネルＭＯＳトランジスタであることを特徴とするものである請求項２に記載の半導体集積回路装置。
【請求項４】
アンテナに接続可能なアンテナ端子と、
前記アンテナ端子に供給される高周波信号を整流することにより直流電圧を内部電源ラインに出力する整流回路と、
外部からの電源電圧が供給可能な電源電圧端子と、
前記内部電源ラインと接地電位との間に接続されたプルダウントランジスタを含み、前記内部電源ラインの電圧が第１設定電圧以上に上昇した際には前記プルダウントランジスタにプルダウン電流を流すシャントレギュレータ回路と、
前記電源電圧端子と前記内部電源ラインとの間に接続されたプルアップトランジスタを含み、前記内部電源ラインの電圧が第２設定電圧以下に低下した際には前記プルアップトランジスタにプルアップ電流を流すシリーズレギュレータ回路と、
前記シャントレギュレータ回路と前記シリーズレギュレータ回路に接続された制御回路とを含み、
前記シャントレギュレータ回路と前記シリーズレギュレータ回路とが同時に動作する場合に、前記制御回路は前記第１設定電圧の電圧レベルを前記第２設定電圧の電圧レベルよりも高いレベルに制御可能とされたものであることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項５】
前記シャントレギュレータ回路は、前記内部電源ラインと前記接地電位との間に接続された第１分圧回路と、当該第１分圧回路の分圧出力と第１基準電圧とに応答して前記プルダウントランジスタの入力端子を制御する第１演算増幅器とを更に含むものであり、
前記シリーズレギュレータ回路は、前記内部電源ラインと前記接地電位との間に接続された第２分圧回路と、当該第２分圧回路の分圧出力と第２基準電圧とに応答して前記プルアップトランジスタの入力端子を制御する第２演算増幅器とを更に含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体集積回路装置。
【請求項６】
前記制御回路は前記アンテナ端子への前記高周波信号の供給を検出するものであり、
前記制御回路は、前記高周波信号の前記供給の検出結果に応答して、前記シリーズレギュレータ回路の前記第２分圧回路を制御することによって前記第２設定電圧の前記電圧レベルを前記第１設定電圧の前記電圧レベルよりも低いレベルに制御可能とされたものであることを特徴とする請求項５に記載の半導体集積回路装置。
【請求項７】
前記制御回路は前記電源電圧端子への前記電源電圧の供給を検出するものであり、
前記制御回路は、前記電源電圧の前記供給の検出結果応答して、前記シャントレギュレータ回路の前記第１分圧回路を制御することによって前記第１設定電圧の前記電圧レベルを前記第２設定電圧の前記電圧レベルよりも高いレベルに制御可能とされたものであることを特徴とする請求項５に記載の半導体集積回路装置。
【請求項８】
前記制御回路は前記アンテナ端子への前記高周波信号の供給を検出するものであり、前記制御回路は前記電源電圧端子への前記電源電圧の供給を検出するものである。
前記制御回路は、前記高周波信号の前記供給の検出結果に応答して、前記シリーズレギュレータ回路の前記第２分圧回路を制御することによって前記第２設定電圧の前記電圧レベルを前記第１設定電圧の前記電圧レベルよりも低いレベルに制御可能とされたものであり、
前記制御回路は、前記電源電圧の前記供給の検出結果応答して、前記シャントレギュレータ回路の前記第１分圧回路を制御することによって前記第１設定電圧の前記電圧レベルを前記第２設定電圧の前記電圧レベルよりも高いレベルに制御可能とされたものであることを特徴とする請求項５に記載の半導体集積回路装置。
【請求項９】
前記プルダウントランジスタはＮチャンネルＭＯＳトランジスタであり、前記プルアップトランジスタはPチャンネルＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項８に記載の半導体集積回路装置。
【請求項１０】
アンテナと、
外部からの電源電圧が供給可能な接触端子と
半導体集積回路装置とを内蔵する非接触／接触電子装置であって、
前記半導体集積回路装置は、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の半導体集積回路装置であることを特徴とする非接触／接触電子装置。
【請求項１１】
データを処理するデータ処理回路と、
前記データ処理回路によって処理される前記データを入力するデータ入力装置と、
前記データ処理回路によって処理される前記データを表示する表示装置とを具備する携帯情報端末であるって、
前記携帯情報端末は、請求項１０に記載の非接触／接触電子装置を内蔵可能に構成されたことを特徴とする携帯情報端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置およびそれを用いた非接触／接触電子装置ならびに携帯情報端末に関するもので、特に非接触動作モードと接触動作モードとを有して、安定した電源電圧を内部回路に供給するのに有益な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
中央処理ユニット(ＣＰＵ：Central Processing Unit)とメモリ等との機能を有した半導体集積回路装置をカードの内部に内蔵して、この半導体集積回路装置の接触端子をカード表面上に備えた接触型ＩＣカードが金融等の分野で普及している。
【０００３】
この接触型ＩＣカードは、ＣＰＵ等によってメモリの書き込み・消去および読み出しが管理されて、暗号処理機能等を有することで、接触型ＩＣカードの高セキュリティ性能が実現されている。このような機能を実現するＣＰＵ等では、昨今の半導体プロセスの微細化によって素子耐圧が低下しており、ＣＰＵに供給される電源電圧はその素子耐圧を超過しないレベルに制限される。そのために、ＣＰＵには、電源電圧端子の電圧レベルを制限するレギュレータ回路を介して電源電圧を供給することが一般的である。
【０００４】
一方、バッテリ等の電源を持たず、アンテナによって受信した電磁波から内部回路が動作するための電源電圧を生成して動作する非接触型ＩＣカードが交通等の分野で利用されている。この非接触型ＩＣカードは、リーダ・ライタ(質問器)からの電磁波の変調により送信される入力データを受信して、受信した入力データを信号処理して出力データを生成する。この出力データに応答するアンテナ端子間の負荷変動によって電磁波を変調して、出力データをリーダ・ライタ(質問器)に送信するものである。
【０００５】
接触型ＩＣカードと同様に、非接触型ＩＣカードにおいても上記のような機能を実現するためにＣＰＵやメモリ等が搭載されるので、ＣＰＵ等にはその構成素子の素子耐圧を超過しないように制限された電源電圧が供給されなければならない。
【０００６】
下記特許文献１には、非接触型ＩＣカードに搭載されるシリーズレギュレータでは負荷変動の補償電流はリーダ・ライタとの通信品質の劣化を生じる一方、非接触型ＩＣカードに搭載されるシャントレギュレータの電流は負荷変調回路の電流変化を相殺すると言う問題を解決する方法が記載されている。下記特許文献１に記載された方法によれば、非接触型ＩＣカードのリーダ・ライタへの送信時にシリーズレギュレータが動作してシャントレギュレータが停止する一方、リーダ・ライタへの送信時以外はシリーズレギュレータが停止してシャントレギュレータが動作するものである。
【０００７】
また、接触型ＩＣカードの機能と非接触型ＩＣカードの機能とを兼用するデュアルウェイＩＣカードも、普及し始めている。このデュアルウェイＩＣカードでは、その動作状態に応答して接触端子である電源電圧端子からレギュレータ回路を介して供給される電源電圧とアンテナにより受信される電磁波から生成される電源電圧とのいずれかが選択される。選択された電源電圧が、デュアルウェイＩＣカード内部に搭載されるＣＰＵ等の内部回路に供給されるものである。従って電源電圧端子またはアンテナを介して供給された電力によって、デュアルウェイＩＣカードの内部回路は接触型ＩＣカードの機能と非接触型ＩＣカードの機能とを両立することが可能になる。
【０００８】
一方、下記特許文献２には、接触型ＩＣカードの機能と非接触型ＩＣカードの機能とを有するコンビネーションカードにおいて、接触モードで使用される接触端子である電源端子が非接触モードにおいて通電状態であることから接触端子から電力の漏洩が生じると言う問題を解決する方法が記載されている。すなわち、非接触モードにおいて接触端子の漏洩が生じると、非接触モードの動作時において、電源端子にＩＣチップ内部よりも高電圧が印加されると、ＩＣチップが電気的攻撃に曝露されるという問題が生じるものである。従って、下記特許文献２に記載の方法は、接触端子とコンビネーションカードの内部回路との間に信号スイッチを接続すると伴に電源端子である接触端子とコンビネーションカードの内部回路との間に電源スイッチを接続して、非接触モードの動作時に信号スイッチと電源スイッチをオフとするものである。それによって、非接触モードの動作時に、全ての接触端子をコンビネーションカードの内部回路から電気的に絶縁することが可能となるものである。
【０００９】
【特許文献１】国際公開番号  ＷＯ  ２００５／０７２０６５  Ａ２  公報
【特許文献２】特開２０００−１１３１４８号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者等は、本発明に先立ち、接触端子である電源電圧端子から供給される電源電圧によって動作する接触型ＩＣカードの機能とアンテナによって受信した電磁波から生成される電源電圧によって動作する非接触型ＩＣカードの機能とを兼用するデュアルウェイＩＣカードに搭載される半導体集積回路の研究・開発に従事した。
【００１１】
この研究・開発では、本発明者等はデュアルウェイＩＣカードに搭載される半導体集積回路に内蔵されるレギュレータに関して下記のような検討を行った。
【００１２】
まず、接触端子である電源電圧端子から供給された電源電圧を所定の電圧レベルに制限することによって内部回路の電源電圧を生成するためのレギュレータ回路(接触用のレギュレータ回路)には、半導体集積回路で一般的に利用されるシリーズレギュレータ回路が採用されることにされた。一方、アンテナによって受信される電磁波を整流した電圧を所定の電圧レベルに制限することにより内部回路の電源電圧を生成するレギュレータ回路(非接触用のレギュレータ回路)には、シャントレギュレータが採用されることにされた。
【００１３】
接触用シリーズレギュレータ回路は、内部の電源電圧が所定の電圧レベルに到達していない場合は、電源電圧端子から大きなプルアップ電流を供給することで内部の電源電圧を上昇するように動作する。しかし、接触用シリーズレギュレータ回路は、内部の電源電圧が所定の電圧レベルを超過した場合には、電源電圧端子から供給されるプルアップ電流を低減させることで内部の電源電圧を低下するように動作する。
【００１４】
一方、非接触用シャントレギュレータ回路は、内部の電源電圧が所定の電圧レベルに到達していない場合には、内部の電源ラインから接地電位へプルダウン電流を流入しない。しかし、内部の電源電圧のレベルが所定の電圧レベルに到達すると、内部の電源ラインから接地電位へ大きなプルダウン電流を流入することによって内部の電源電圧のレベルを低下するように負帰還をかけることで、所定の電圧レベルを維持するように動作する。
【００１５】
しかし、デュアルウェイＩＣカードに搭載される半導体集積回路に内蔵される接触用シリーズレギュレータ回路と非接触レギュレータ回路とは、場合によっては、動作の競合が発生して無駄な消費電力を消費すると言う問題が本発明者等によって見出されたものである。
【００１６】
それは、内部の電源電圧が同一の電圧レベルの状態で、接触用シリーズレギュレータ回路が電源電圧端子から大きなプルアップ電流を供給するのと同時に、非接触用シャントレギュレータ回路が内部の電源ラインから接地電位へプルダウン電流を流入するものである。その結果、接触用シリーズレギュレータ回路による内部の電源ラインのプルアップ動作と非接触用シャントレギュレータ回路による内部の電源ラインのプルダウンとは、相殺されてしまう。
【００１７】
特に、接触用シリーズレギュレータ回路の制限レベルよりも非接触用シャントレギュレータ回路の制限レベルが低い場合には、接触用シリーズレギュレータ回路と非接触用シャントレギュレータ回路が完全に競合してしまい、大きな消費電力を消費するものである。また、このような競合動作は、消費電流の増大だけではなく、上記特許文献２に記載のような非接触型ＩＣカードの通信性能の劣化の発生の可能性も本願発明者等によって見出された。
【００１８】
本発明は、以上のような本発明に先立った本発明者等の検討の結果、なされたものである。
【００１９】
従って、本発明の目的とするところは、接触端子である電源電圧端子から供給される電源電圧によって動作する接触型動作モードとアンテナによって受信した電磁波から生成される電源電圧によって動作する非接触型動作モードとを有する半導体集積回路において、安定した電源電圧を内部回路に供給することを可能とすることにある。
【００２０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本願において開示される発明のうちの代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００２２】
すなわち、本発明の代表的な半導体集積回路装置(Ｕ２)は、
アンテナ(Ｌ１)に接続可能なアンテナ端子(ＬＡ、ＬＢ)と、
前記アンテナ端子(ＬＡ、ＬＢ)に供給される高周波信号を整流することにより直流電圧を内部電源ライン(ＶDDA)に出力する整流回路(Ｂ１)と、
外部からの電源電圧が供給可能な電源電圧端子(ＶDD)と、
前記内部電源ライン(ＶDDA)と接地電位(ＶSS)との間に接続されたプルダウントランジスタ(Ｍ１)を含み、前記内部電源ライン(ＶDDA)の電圧が第１設定電圧(Ｖ１)以上に上昇した際には前記プルダウントランジスタにプルダウン電流(Ｉ１)を流すシャントレギュレータ回路(Ｂ２)と、
前記電源電圧端子(ＶDD)と前記内部電源ライン(ＶDDA)との間に接続されたプルアップトランジスタ(Ｍ２)を含み、前記内部電源ライン(ＶDDA)の電圧が第２設定電圧(Ｖ２)以下に低下した際には前記プルアップトランジスタにプルアップ電流(Ｉ２)を流すシリーズレギュレータ回路(Ｂ３)とを含み、
前記第１設定電圧(Ｖ１)の電圧レベルは前記第２設定電圧(Ｖ２)の電圧レベルよりも高いレベルに設定されたものであるか、または、設定可能とされたものであることを特徴とするものである(図３、図５、図１１、図１３参照)。
【発明の効果】
【００２３】
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通りである。
【００２４】
すなわち、接触型動作モードと非接触型動作モードを有する半導体集積回路装置において、安定した電源電圧を内部回路に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
《代表的な実施の形態》
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００２６】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態による半導体集積回路装置(Ｕ２)は、
アンテナ(Ｌ１)に接続可能なアンテナ端子(ＬＡ、ＬＢ)と、
前記アンテナ端子(ＬＡ、ＬＢ)に供給される高周波信号を整流することにより直流電圧を内部電源ライン(ＶDDA)に出力する整流回路(Ｂ１)と、
外部からの電源電圧が供給可能な電源電圧端子(ＶDD)と、
前記内部電源ライン(ＶDDA)と接地電位(ＶSS)との間に接続されたプルダウントランジスタ(Ｍ１)を含み、前記内部電源ライン(ＶDDA)の電圧が第１設定電圧(Ｖ１)以上に上昇した際には前記プルダウントランジスタにプルダウン電流(Ｉ１)を流すシャントレギュレータ回路(Ｂ２)と、
前記電源電圧端子(ＶDD)と前記内部電源ライン(ＶDDA)との間に接続されたプルアップトランジスタ(Ｍ２)を含み、前記内部電源ライン(ＶDDA)の電圧が第２設定電圧(Ｖ２)以下に低下した際には前記プルアップトランジスタにプルアップ電流(Ｉ２)を流すシリーズレギュレータ回路(Ｂ３)とを含み、
前記第１設定電圧(Ｖ１)の電圧レベルは前記第２設定電圧(Ｖ２)の電圧レベルよりも高いレベルに設定されたものであることを特徴とするものである(図３参照)。
【００２７】
前記実施の形態によれば、接触型動作モードと非接触型動作モードを有する半導体集積回路装置において、安定した電源電圧を内部回路に供給することができる。
【００２８】
好適な実施の形態は、前記シャントレギュレータ回路(Ｂ２)は、前記内部電源ライン(ＶDDA)と前記接地電位(ＶSS)との間に接続された第１分圧回路(Ｂ５)と、当該第１分圧回路(Ｂ５)の分圧出力と第１基準電圧(ＶR1)とに応答して前記プルダウントランジスタ(Ｍ１)の入力端子を制御する第１演算増幅器(Ａ１)とを更に含むものである。
【００２９】
前記シリーズレギュレータ回路(Ｂ３)は、前記内部電源ライン(ＶDDA)と前記接地電位(ＶSS)との間に接続された第２分圧回路(Ｂ６)と、当該第２分圧回路(Ｂ６)の分圧出力と第２基準電圧(ＶR2)とに応答して前記プルアップトランジスタ(Ｍ２)の入力端子を制御する第２演算増幅器(Ａ２)とを更に含むことを特徴とするものである(図３参照)。
【００３０】
より好適な実施の形態によれば、前記プルダウントランジスタ(Ｍ１)はＮチャンネルＭＯＳトランジスタであり、前記プルアップトランジスタ(Ｍ２)はPチャンネルＭＯＳトランジスタであることを特徴とするものである(図３参照)。
【００３１】
〔２〕本発明の別の観点の代表的な実施の形態による半導体集積回路装置(Ｕ２)は、
アンテナ(Ｌ１)に接続可能なアンテナ端子(ＬＡ、ＬＢ)と、
前記アンテナ端子(ＬＡ、ＬＢ)に供給される高周波信号を整流することにより直流電圧を内部電源ライン(ＶDDA)に出力する整流回路(Ｂ１)と、
外部からの電源電圧が供給可能な電源電圧端子(ＶDD)と、
前記内部電源ライン(ＶDDA)と接地電位(ＶSS)との間に接続されたプルダウントランジスタ(Ｍ１)を含み、前記内部電源ライン(ＶDDA)の電圧が第１設定電圧(Ｖ１)以上に上昇した際には前記プルダウントランジスタにプルダウン電流(Ｉ１)を流すシャントレギュレータ回路(Ｂ２)と、
前記電源電圧端子(ＶDD)と前記内部電源ライン(ＶDDA)との間に接続されたプルアップトランジスタ(Ｍ２)を含み、前記内部電源ライン(ＶDDA)の電圧が第２設定電圧(Ｖ２)以下に低下した際には前記プルアップトランジスタにプルアップ電流(Ｉ２)を流すシリーズレギュレータ回路(Ｂ３)と、
前記シャントレギュレータ回路(Ｂ２)と前記シリーズレギュレータ回路(Ｂ３)に接続された制御回路(Ｂ４、Ｂ７)とを含み、
前記シャントレギュレータ回路(Ｂ２)と前記シリーズレギュレータ回路(Ｂ３)とが同時に動作する場合に、前記制御回路(Ｂ４、Ｂ７)は前記第１設定電圧(Ｖ１)の電圧レベルを前記第２設定電圧(Ｖ２)の電圧レベルよりも高いレベルに制御可能とされたものであることを特徴とするものである(図５、図１１、図１３参照)。
【００３２】
前記実施の形態によれば、接触型動作モードと非接触型動作モードを有する半導体集積回路装置において、安定した電源電圧を内部回路に供給することができる。
【００３３】
好適な実施の形態は、前記シャントレギュレータ回路(Ｂ２)は、前記内部電源ライン(ＶDDA)と前記接地電位(ＶSS)との間に接続された第１分圧回路(Ｂ５)と、当該第１分圧回路(Ｂ５)の分圧出力と第１基準電圧(ＶR1)とに応答して前記プルダウントランジスタ(Ｍ１)の入力端子を制御する第１演算増幅器(Ａ１)とを更に含むものである。
【００３４】
前記シリーズレギュレータ回路(Ｂ３)は、前記内部電源ライン(ＶDDA)と前記接地電位(ＶSS)との間に接続された第２分圧回路(Ｂ６)と、当該第２分圧回路(Ｂ６)の分圧出力と第２基準電圧(ＶR2)とに応答して前記プルアップトランジスタ(Ｍ２)の入力端子を制御する第２演算増幅器(Ａ２)とを更に含むことを特徴とするものである(図３参照)。
【００３５】
他の好適な実施の形態は、前記制御回路(Ｂ４、Ｂ７)は前記アンテナ端子(ＬＡ、ＬＢ)への前記高周波信号の供給を検出するものである。
【００３６】
前記制御回路(Ｂ４、Ｂ７)は、前記高周波信号の前記供給の検出結果に応答して、前記シリーズレギュレータ回路(Ｂ３)の前記第２分圧回路(Ｂ６)を制御することによって前記第２設定電圧(Ｖ２)の前記電圧レベルを前記第１設定電圧(Ｖ１)の前記電圧レベルよりも低いレベルに制御可能とされたものであることを特徴とするものである(図５、図６参照)。
【００３７】
更に他の好適な実施の形態は、前記制御回路(Ｂ４、Ｂ７)は前記電源電圧端子(ＶDD)への前記電源電圧の供給を検出するものである。
【００３８】
前記制御回路(Ｂ４、Ｂ７)は、前記電源電圧の前記供給の検出結果応答して、前記シャントレギュレータ回路(Ｂ２)の前記第１分圧回路(Ｂ５)を制御することによって前記第１設定電圧(Ｖ１)の前記電圧レベルを前記第２設定電圧(Ｖ２)の前記電圧レベルよりも高いレベルに制御可能とされたものであることを特徴とするものである(図１１、図１２参照)。
【００３９】
より好適な実施の形態は、前記制御回路(Ｂ４、Ｂ７)は前記アンテナ端子(ＬＡ、ＬＢ)への前記高周波信号の供給を検出するものであり、前記制御回路(Ｂ４、Ｂ７)は前記電源電圧端子(ＶDD)への前記電源電圧の供給を検出するものである。
【００４０】
前記制御回路(Ｂ４、Ｂ７)は、前記高周波信号の前記供給の検出結果に応答して、前記シリーズレギュレータ回路(Ｂ３)の前記第２分圧回路(Ｂ６)を制御することによって前記第２設定電圧(Ｖ２)の前記電圧レベルを前記第１設定電圧(Ｖ１)の前記電圧レベルよりも低いレベルに制御可能とされたものである。
【００４１】
前記制御回路(Ｂ４、Ｂ７)は、前記電源電圧の前記供給の検出結果応答して、前記シャントレギュレータ回路(Ｂ２)の前記第１分圧回路(Ｂ５)を制御することによって前記第１設定電圧(Ｖ１)の前記電圧レベルを前記第２設定電圧(Ｖ２)の前記電圧レベルよりも高いレベルに制御可能とされたものであることを特徴とするものである(図１３、図１４参照)。
【００４２】
更により好適な実施の形態は、前記プルダウントランジスタ(Ｍ１)はＮチャンネルＭＯＳトランジスタであり、前記プルアップトランジスタ(Ｍ２)はPチャンネルＭＯＳトランジスタであることを特徴とするものである(図１３参照)。
【００４３】
〔３〕本発明の代表的な実施の形態による非接触／接触電子装置(Ｕ１、Ｕ１５)は、
アンテナ(Ｌ１)と、
外部からの電源電圧が供給可能な接触端子(Ｕ１０)と
半導体集積回路装置(Ｕ２)とを内蔵する。
【００４４】
前記半導体集積回路装置(Ｕ２)は、上記〔１〕乃至上記〔２〕で説明した半導体集積回路装置であることを特徴とするものである。
【００４５】
〔４〕本発明の代表的な実施の形態による携帯情報端末(Ｕ１２)は、
データを処理するデータ処理回路と、
前記データ処理回路によって処理される前記データを入力するデータ入力装置と、
前記データ処理回路によって処理される前記データを表示する表示装置とを具備するものである。
【００４６】
前記携帯情報端末は、上記〔３〕で説明した非接触／接触電子装置(Ｕ１、Ｕ１５)を内蔵可能に構成されたことを特徴とするものである。
【００４７】
《実施の形態の説明》
次に、実施の形態について更に詳述する。尚、発明を実施するための最良の形態を説明するための全図において、前記の図と同一の機能を有する部品には同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。
【００４８】
［第１の実施の形態］
《非接触電子装置および半導体集積回路装置の構成》
図１は、本発明の第１の実施の形態による半導体集積回路装置Ｕ２を内蔵する非接触電子装置Ｕ１の構成を示す図である。
【００４９】
図１において、非接触電子装置Ｕ１は、アンテナＬ１、容量Ｃ１、半導体集積回路装置Ｕ２、外部接触端子Ｕ１０を内蔵するものである。尚、アンテナＬ１と容量Ｃ１の並列接続により構成された共振回路は、リーダ・ライタからの電磁波のＲＦ周波数と共振するものである。この共振容量Ｃ１は、アンテナＬ１の寄生容量等も考慮して調整されるため、必ずしも共振回路に接続されるものではない。
【００５０】
半導体集積回路装置Ｕ２は、電源回路Ｕ３と、内部回路Ｕ４と、アンテナＬ１を接続するためのアンテナ端子ＬＡ、ＬＢと、外部接触端子Ｕ１０に接続される電源電圧端子ＶDDと、接地端子ＶSSと、信号入出力端子ＰＩＯを有している。尚、外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDと接地端子ＶSSの間に印加される電源電圧は、携帯電話等の携帯情報端末に搭載されるバッテリーから供給されることが可能である。
【００５１】
図２は、本発明の１つの実施の形態による半導体集積回路装置Ｕ２を内蔵する非接触電子装置Ｕ１を搭載する携帯電話Ｕ１２とリーダ・ライタＵ１１とを示す図である。ここでは、携帯情報端末の一例として、折りたたみ型の筐体を持つ携帯電話Ｕ１２を示しているが、その筐体の形状や機能は特に限定されるものではなく、携帯が可能な音楽再生機器等とすることも可能である。
【００５２】
図２において、携帯情報端末である携帯電話Ｕ１２は、折りたたみ型の筐体Ｕ１３と、筐体Ｕ１３の本体の内側表面に配置されデータを入力する入力装置Ｕ１４と、筐体Ｕ１３の内部で入力装置Ｕ１４の裏面側等に配置された非接触電子装置Ｕ１５を含むものである。図２では示されないが、筐体Ｕ１３の蓋の内側表面に液晶表示装置(ＬＣＤ)が配置されている。また、筐体Ｕ１３の内部には、音声またはデータによって通信を行うための送受信回路およびデータ処理回路が配置されている。従って、データ処理回路に入出力されるデータ等が、液晶表示装置(ＬＣＤ)に表示される。尚、非接触電子装置Ｕ１５は、携帯電話Ｕ１２に着脱可能な形で内蔵されることも可能である。
【００５３】
図２に示す非接触電子装置Ｕ１５は、図１に示す非接触電子装置Ｕ１であり、半導体集積回路装置Ｕ２と、アンテナＬ１と、容量Ｃ１と、外部接触端子Ｕ１０を形成する金属端子とを具備する。非接触電子装置Ｕ１５とデータ送受信を行う外部のリーダ・ライタＵ１１からの電磁波を受けるアンテナＬ１は、プリント基板の配線等により形成される渦巻き状のコイルによって構成され、外部との接触端子Ｕ１０は非接触電子装置Ｕ１の表面上に金属端子によって形成される。図１に示す非接触電子装置Ｕ１は半導体集積回路装置Ｕ２の電源電圧端子ＶDD、接地端子ＶSSおよび信号入出力端子ＰＩＯと接続された外部接触端子Ｕ１０を有し、これらの端子を介して携帯情報端末に具備されるデータ処理回路等に接続される。これにより、非接触電子装置Ｕ１５の内部回路のデータは、入力装置Ｕ１４の操作によって液晶表示装置(ＬＣＤ)に表示されることも可能である。
【００５４】
また、特に限定はされるものではないが、半導体集積回路装置Ｕ２は、公知の半導体集積回路装置の製造技術によって、単結晶シリコン等のような１個の半導体基板上に形成される。
【００５５】
非接触電子装置Ｕ１５が搭載される携帯情報端末Ｕ１２は、リーダ・ライタＵ１１の近傍に置かれた時に、携帯電話Ｕ１２の電源投入の有無とは無関係に、リーダ・ライタＵ１１との間でデータの送受信を行うものである。リーダ・ライタＵ１１からの電磁波を受信したアンテナＬ１は、一対のアンテナ端子ＬＡ、ＬＢの間に高周波の交流信号を出力する。この時に、高周波交流信号は、部分的に情報信号(データ)によって変調されている。
【００５６】
《電源回路の構成および動作》
図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２に含まれる電源回路Ｕ３は、整流回路Ｂ１、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３、検出回路Ｂ４によって構成されている。好ましい実施の形態では、電源回路Ｕ３の整流回路Ｂ１の出力端子に平滑容量が接続されて、高周波信号による出力電圧変動を制限するものである。
【００５７】
この電源回路Ｕ３は、以下の機能を持つものである。
【００５８】
電源電圧端子ＶDDからは電源電圧が供給されていない状態で、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢに高周波信号が供給される場合には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２によってアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから供給される高周波信号から生成され制限された電圧が内部電源ラインＶDDAに供給される。一方、電源電圧端子ＶDDから電源電圧が供給された状態で、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢに高周波信号が供給されていない場合には、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３によって電源電圧端子ＶDDから供給された電源電圧を所定の電圧レベルに制限した電圧が内部電源ラインＶDDAに供給される。また、電源電圧端子ＶDDから電源電圧が供給された状態で、かつ、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢにも高周波信号が供給される場合には、電源電圧端子ＶDDから供給される電源電圧とアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから供給される高周波信号から生成される電圧の両者とから、内部回路Ｕ４が動作するための安定した電源電圧を生成する。この時には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２と接触レギュレータ回路Ｂ３の両者が動作する。電源電圧端子ＶDDから供給される電源電圧よりもアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから供給される電力が小さい場合には、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３によって制限された電源電圧が内部電源ラインＶDDAに供給される。電源電圧端子ＶDDから供給される電力よりもアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから供給される電力が大きい場合には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２によって制限された電源電圧が内部電源ラインＶDDAに供給される。
【００５９】
検出回路Ｂ４は、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号が供給されているか否かを検出する機能を有するものである。従って、検出回路Ｂ４はアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号が供給されていることを検出して、検出信号Ｓ１を生成する。この検出信号Ｓ１は、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作状態と接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の動作状態の制御等に利用されるものである。
【００６０】
内部電源ラインＶDDAから供給される電圧を電源電圧として動作する内部回路Ｕ４は、受信回路Ｕ５と、送信回路Ｕ６と、信号処理回路Ｕ７と、メモリＵ８と、Ｉ／Ｏ回路Ｕ９から構成されている。受信回路Ｕ５は非接触電子装置Ｕ１に配置されたアンテナＬ１によって受信された交流信号に重畳された情報信号を復調して、復調により得られたディジタルの情報信号を信号処理回路Ｕ７に供給する。送信回路Ｕ６は信号処理回路Ｕ７から出力されるディジタル信号の情報信号に応答して、アンテナＬ１から送信される交流信号を情報信号によって変調する。リーダ・ライタＵ１１は、アンテナＬ１からの変調された電磁波に応答して、信号処理回路Ｕ７からの情報信号を受信する。メモリＵ８は、リーダ・ライタＵ１１から信号処理回路Ｕ７へ送信された情報データの記憶と、信号処理回路Ｕ７からリーダ・ライタＵ１１へ送信された情報データの記憶等に利用される。
【００６１】
また、信号処理回路Ｕ７は、Ｉ／Ｏ回路Ｕ９と信号入出力端子ＰＩＯと接触端子Ｕ１０を介して外部装置と信号の転送を実行することもできる。信号入出力端子ＰＩＯを介して信号の転送を実行する時には、内部回路Ｕ４は、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDおよび接地端子ＶSSから供給される電源電圧を利用して動作する。
【００６２】
更に、内部回路Ｕ４は、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDおよび接地端子ＶSSから電源電圧が供給されている場合にも、アンテナＬ１の交流信号を利用してリーダ・ライタＵ１１と情報信号の送受信を実行することもできる。
【００６３】
≪電源回路の詳細な構成≫
図３は、図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２に含まれる電源回路Ｕ３の詳細な構成を示す図である。
【００６４】
図３において、電源回路Ｕ３は、整流回路Ｂ１と、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２と、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３と、検出回路Ｂ４とによって構成されている。
【００６５】
整流回路Ｂ１は、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢに供給される高周波信号を整流して、グランド電位ＶSSを基準とした直流電圧を、内部電源ラインＶDDAに出力する。
【００６６】
非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２は内部電源ラインＶDDAに接続され、分圧回路Ｂ５、演算増幅器Ａ１、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１によって構成されている。尚、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１は、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタである。分圧回路Ｂ５が内部電源ラインＶDDAと接地端子ＶSSとの間に接続され、分圧回路Ｂ５は分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２を含み、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点に生成される分圧電圧が演算増幅器Ａ１の非反転入力端子(＋)に供給される。また演算増幅器Ａ１の反転入力端子(−)と接地端子ＶSSの間には基準電圧源ＶR1が接続され、演算増幅器Ａ１は非反転入力端子(＋)と反転入力端子(−)の電位差に応答した出力電圧をプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１のゲート端子に供給する。
【００６７】
以上の構成によって、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２は内部電源ラインＶDDAの電圧に応答してプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に流れるプルダウン電流Ｉ１を制御することによって、内部電源ラインＶDDAの電圧の上昇が所定の上限制限レベルＶCLを超過しないように制限される。つまり、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから過剰電力が供給された場合に、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に流れるプルダウン電流Ｉ１によって電力を消費することによって、内部電源ラインＶDDAの電圧上昇が所定の上限制限レベルＶCLを超過しないように負帰還が実行される。すなわち、この上限制限レベルＶCLは、ＶCL＝ＶDDA(max)＝ＶR1・(Ｒ１＋Ｒ２)／Ｒ２の式によって設定される。
【００６８】
一方、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDおよび接地端子ＶSSから供給された電源電圧は、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３を介して内部電源ラインＶDDAに供給される。
【００６９】
接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３は、分圧回路Ｂ６、演算増幅器Ａ２、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２によって構成されている。尚、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２は、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタである。内部電源ラインＶDDAと接地端子ＶSSとの間に分圧回路Ｂ６が接続され、分圧回路Ｂ６は分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４を含み、分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の接続点に生成される分圧電圧が演算増幅器Ａ２の非反転入力端子(＋)に供給される。また演算増幅器Ａ２の反転入力端子(−)と接地端子ＶSSの間には基準電圧源ＶR2が接続され、演算増幅器Ａ２は非反転入力端子(＋)と反転入力端子(−)の電位差に応答した出力電圧をプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のゲート端子に供給する。
【００７０】
以上の構成によって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３は内部電源ラインＶDDAの電圧に応答してプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に流れるプルアップ電流Ｉ２を制御することによって、内部電源ラインＶDDAの電圧が所定の上限制限レベルＶCを超過しないように制限する。つまり、内部電源ラインＶDDAの電圧が高い場合には、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２に流れるプルアップ電流Ｉ２を減少することによって、内部電源ラインＶDDAの電圧が所定の上限制限レベルＶCを超過しないように負帰還が実行される。すなわち、この上限制限レベルＶCは、ＶC＝ＶDDA(mini)＝ＶR2・(Ｒ３＋Ｒ４)／Ｒ４の式によって設定される。
【００７１】
検出回路Ｂ４は、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号が供給されているか否かを検出する機能を有しているので、検出回路Ｂ４はアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号が供給されていることを検出して検出信号Ｓ１を生成する。
【００７２】
図３に示す電源回路Ｕ３では、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が制御され、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号が供給された場合には非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が動作を開始するように制御される。
【００７３】
図４は、図３に示す電源回路Ｕ３の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に流れるプルアップ電流Ｉ２および非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に流れるプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示す図である。
【００７４】
非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLが第１設定電圧レベルＶ１に設定されて、内部電源ラインＶDDAの電圧が第１設定電圧レベルＶ１以上に上昇すると、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるものである。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２は、内部電源ラインＶDDAの電圧の上昇を上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１に制限するように負帰還を実行するものである。
【００７５】
また接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCが第２設定電圧レベルＶ２に設定されて、内部電源ラインＶDDAの電圧が第２設定電圧レベルＶ２以下に低下すると、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２が大きなプルアップ電流Ｉ２が流れるものである。従って、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３は、内部電源ラインＶDDAの電圧の低下を上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２に制限するように負帰還を実行するものである。
【００７６】
この際に、上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１と上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２とはともに、内部電源ラインＶDDAに供給される電源電圧によって動作する内部回路Ｕ４の最低動作電圧ＶMよりも高い電圧値に設定される一方、内部電源ラインＶDDAに供給される電源電圧によって動作する内部回路Ｕ４を構成する素子の素子降伏電圧ＶNよりも低い電圧値に設定される。
【００７７】
また、上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１は、上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２よりも高いレベルに設定されている。その結果、内部電源ラインＶDDAに供給される同一レベルの電源電圧に応答して、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるのと同時に接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に大きなプルアップ電流Ｉ２が流れるのが防止される。もしも、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるのと同時に接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に大きなプルアップ電流Ｉ２が流れると、無駄な消費電力の消費が生じるものである。従って、半導体集積回路装置Ｕ２の製造バラツキを考慮して、上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１は、上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２よりも所定の電圧差ＤＶ１の分だけ高いレベルに設定されている。
【００７８】
以上のように設定することで、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１がプルダウン電流を流す時には、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２はプルアップ電流Ｉ２を流さない状態に制御される。従って、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから内部回路Ｕ４が動作するために十分な高周波電力が供給されている時には、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDの消費電流を遮断することが可能になる。
【００７９】
［第２の実施の形態］
≪電源回路の他の詳細な構成≫
図５は、図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２に含まれる本発明の第２の実施の形態による電源回路Ｕ３の他の詳細な構成を示す図である。
【００８０】
図５に示す電源回路Ｕ３は、図３に示した電源回路Ｕ３に含まれた整流回路Ｂ１、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３、検出回路Ｂ４に追加して制御回路Ｂ７が付加されている。
【００８１】
図５に示す電源回路Ｕ３でも、検出回路Ｂ４はアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号が供給されているか否かを検出する機能を有しているので、検出回路Ｂ４はアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号が供給されていることを検出して検出信号Ｓ１を生成する。図５に示す電源回路Ｕ３に追加された制御回路Ｂ７は検出回路Ｂ４から生成される検出信号Ｓ１に応答して制御信号Ｓ２を生成して、制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３に含まれる分圧回路Ｂ６では分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比が可変制御される。
【００８２】
すなわち、図５に示す電源回路Ｕ３では、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が制御され、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号が供給された場合には非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が動作を開始するように制御される。この時には、制御回路Ｂ７は検出回路Ｂ４から生成される検出信号Ｓ１に応答して制御信号Ｓ２を生成して、制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３に含まれる分圧回路Ｂ６では分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４が大きな値から小さな値に変化される。この時の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCは、ＶC＝ＶDDA(mini)＝ＶR2・(Ｒ３＋Ｒ４)／Ｒ４の式に従って小さな値に設定される。一方、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号が供給されていない場合には、検出回路Ｂ４からの検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が非動作状態に制御され、この時に制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３に含まれる分圧回路Ｂ６で分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４が小さな値から大きな値に変化される。この時の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCは、ＶC＝ＶDDA(mini)＝ＶR2・(Ｒ３＋Ｒ４)／Ｒ４の式に従って大きな値に設定される。これによって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２が可変制御されるものである。図５に示す電源回路Ｕ３のその他の構成は、図３に示した電源回路Ｕ３と同一である。
【００８３】
図６は、図５に示す電源回路Ｕ３の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に流れるプルアップ電流Ｉ２および非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に流れるプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示す図である。
【００８４】
図６の下には、図５の電源回路Ｕ３の非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１のプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性が示されている。図６の下に示された依存性は、図４の下に示された図３の電源回路Ｕ３の非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１のプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性と全く同一となるものである。
【００８５】
図６の上には、図５の電源回路Ｕ３の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に流れるプルアップ電流Ｉ２の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性が示されている。
【００８６】
図６の上の破線I2aは、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が無い状態で検出回路Ｂ４からの検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が非動作状態に制御された場合での接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に流れるプルアップ電流Ｉ２の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示している。この時に制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって分圧回路Ｂ６で分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４が大きな値に設定されている。この時の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCは、ＶC＝ＶDDA(mini)＝ＶR2・(Ｒ３＋Ｒ４)／Ｒ４の式に従って大きな値に設定される。これによって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２aが大きな値に設定されるものである。例えば、大きな値に設定された第２設定電圧レベルＶ２aは、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１と略同一のレベルに設定されている。
【００８７】
図６の上の実線I2bは、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が有る状態で検出回路Ｂ４からの検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が動作状態に制御された場合の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に流れるプルアップ電流Ｉ２の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示している。この時に制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって分圧回路Ｂ６で分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４が小さな値に設定されている。この時の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCは、ＶC＝ＶDDA(mini)＝ＶR2・(Ｒ３＋Ｒ４)／Ｒ４の式に従って小さな値に設定される。これによって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２ｂが小さな値に設定されるものである。例えば、小さな値に設定された第２設定電圧レベルＶ２ｂは、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１よりも低いレベルに設定されている。
【００８８】
その結果、内部電源ラインＶDDAに供給される同一レベルの電源電圧に応答して、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるのと同時に接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に大きなプルアップ電流Ｉ２が流れるのが防止される。もしも、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるのと同時に接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に大きなプルアップ電流Ｉ２が流れると、無駄な消費電力の消費が生じるものである。従って、半導体集積回路装置Ｕ２の製造バラツキを考慮して、上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１は、上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２ｂよりも所定の電圧差ＤＶ２の分だけ高いレベルに設定されている。
【００８９】
以上のように設定することで、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１がプルダウン電流を流す時には、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２はプルアップ電流Ｉ２を流さない状態に制御される。従って、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから内部回路Ｕ４が動作するために十分な高周波電力が供給されている時には、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDの消費電流を遮断することが可能になる。
【００９０】
この際に、上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１と上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２ａ、Ｖ２ｂとは、内部電源ラインＶDDAに供給される電源電圧によって動作する内部回路Ｕ４の最低動作電圧ＶMよりも高い電圧値に設定される一方、内部電源ラインＶDDAに供給される電源電圧によって動作する内部回路Ｕ４を構成する素子の素子降伏電圧ＶNよりも低い電圧値に設定される。
【００９１】
≪接触用シリーズレギュレータ回路の分圧回路≫
図７は、図５に示した電源回路Ｕ３の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３に含まれた分圧回路Ｂ６の具体的な構成を示す図である。
【００９２】
図７に示す分圧回路Ｂ６は、図５と同様に分圧回路Ｂ６は分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４とを含む。しかし、図７に示す分圧回路Ｂ６では、分圧抵抗Ｒ４は２個の直列抵抗Ｒ５、Ｒ６とＮチャンネルＭＯＳトランジスタＭ３とによって構成されている。
【００９３】
図７に示す分圧回路Ｂ６では、分圧抵抗Ｒ３の一端は内部電源ラインＶDDAに接続され、分圧抵抗Ｒ３の他端は分圧出力端子Ｐ２と分圧抵抗Ｒ４の１個目の直列抵抗Ｒ５の一端に接続され、分圧抵抗Ｒ４の１個目の直列抵抗Ｒ５の他端は分圧抵抗Ｒ４の２個目の直列抵抗Ｒ６の一端とＮチャンネルＭＯＳトランジスタＭ３のドレインとに接続され、直列抵抗Ｒ６の他端とＮチャンネルＭＯＳトランジスタＭ３のソースとは接地端子ＶSSに接続され、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＭ３のゲートは入力端子Ｐ１に供給される制御信号によって制御される。
【００９４】
従って、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が無い状態で検出回路Ｂ４からの検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が非動作状態に制御され、制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって分圧回路Ｂ６で分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４が大きな値に設定される際には、入力端子Ｐ１に供給される制御信号はハイレベルとされる。従って、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＭ３はオンに制御されるので、ＭＯＳトランジスタのオン抵抗を無視すると分圧抵抗Ｒ４の抵抗値は２個の直列抵抗Ｒ５、Ｒ６の一個目の直列抵抗Ｒ５のみとなる。
【００９５】
逆に、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が有る状態では検出回路Ｂ４からの検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が動作状態に制御されて、制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって分圧回路Ｂ６で分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４が小さな値に設定される際には、入力端子Ｐ１に供給される制御信号はローレベルとされる。従って、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＭ３はオフに制御されるので、分圧抵抗Ｒ４の抵抗値は２個の直列抵抗Ｒ５、Ｒ６の和の値となる。
【００９６】
≪半導体集積回路装置の動作波形≫
図８は、図５に示す本発明の第２の実施の形態による電源回路Ｕ３を含む図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２の動作波形を示す図である。
【００９７】
図８は、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDから電源電圧を供給した後に、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力が供給された場合における各部の動作波形および動作状態を示している。特に、図５に示した電源回路Ｕ３の制御回路Ｂ７には、検出回路Ｂ４から生成された検出信号Ｓ１と図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２の内部回路Ｕ４が信号処理を行っているか否かを示す制御信号Ｓ３と供給されている。従って、検出信号Ｓ１と制御信号Ｓ３とに応答して制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって、図５に示した電源回路Ｕ３の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ)が制御される。
【００９８】
図８に示すように、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDから電源電圧が供給されると、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３によって制限された電圧が内部電源ラインＶDDAに供給される。この時には、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶcは、ハイレベル側の第２設定電圧レベルＶ２ａに制御されている。
【００９９】
この後に、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力が供給されると、検出回路Ｂ４は電力が供給されたことを検知して検出信号Ｓ１の極性を反転させるので、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が動作を開始する。
【０１００】
ところで、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLは、理想的には第１設定電圧レベルＶ１に制御されるものであるが、図８に示す例では半導体素子の誤差等の影響によって、第１設定電圧レベルＶ１がハイレベル側第１設定電圧レベルＶ１ｘやローレベル側第１設定電圧レベルＶ１ｙにバラツキを持つものとなる。非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLとしての第１設定電圧レベルＶ１がこのようなバラツキを持っている場合の内部電源ラインＶDDAとプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１が流すプルダウン電流Ｉ１およびプルアップＭＯＳトランジスタＭ２が流すプルアップ電流Ｉ２の動作波形例が、図８に示されている。
【０１０１】
ここで、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLが接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に比較して高い電圧レベルＶ１ｘの場合の内部電源ラインＶDDAの電圧波形をＷ１、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２が流すプルアップ電流Ｉ２の電流波形をＷ２、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１が流すプルダウン電流Ｉ１の電流波形をＷ３にそれぞれ示している。
【０１０２】
また、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLが接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に比較して低い電圧レベルＶ１ｙの場合の内部電源ラインＶDDAの電圧波形をＷ４、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２が流すプルアップ電流Ｉ２の電流波形をＷ５に、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１が流すプルダウン電流Ｉ１の電流波形をＷ６にそれぞれ示している。
【０１０３】
非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLが接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に比較して高い電圧レベルＶ１ｘの場合には、下記のように動作する。
【０１０４】
図８に示すように、最初に接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDから電源電圧が供給されることによって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３が動作を開始して接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に比較的大きなプルアップ電流Ｉ２が流れる。しかし、最初はアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力が供給されていないので、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作は停止されているので、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１のプルダウン電流Ｉ１は遮断された状態となっている。接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３が動作を開始することによって、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に設定される。
【０１０５】
その後、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力の供給が開始され、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作が開始される。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作の開始によって、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に比較的大きなプルダウン電流Ｉ１が流れる。また、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作の開始によって、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘ)に設定されようとする。しかし、この時には接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３も動作を開始しており、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に設定されようとする。この時には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘ)よりも接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)が低レベルであるので、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の高レベルの上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘ)に設定されるものとなる。また、内部電源ラインＶDDAに設定された非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の高レベルの上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘ)によって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２は遮断された状態となるものである。
【０１０６】
その後、制御回路Ｂ７が出力される制御信号Ｓ２によって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶcは、高電圧レベルＶ２ａから低電圧レベルＶ２ｂに変更される。従って、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２の遮断は継続される。その間に、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２は内部電源ラインＶDDAの電圧レベルを高レベルの上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘ)に維持するために、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１には比較的大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるものである。
【０１０７】
非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLが接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に比較して低い電圧レベルＶ１ｙの場合は、下記のように動作する。
【０１０８】
図８に示すように、最初に接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDから電源電圧が供給されることによって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３が動作を開始して接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に比較的大きなプルアップ電流Ｉ２が流れる。しかし、最初はアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力が供給されていないので、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作は停止されているので、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１のプルダウン電流Ｉ１は遮断された状態となっている。接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３が動作を開始することによって、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に設定される。
【０１０９】
その後、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力の供給が開始され、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作が開始される。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作の開始によって、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に比較的大きなプルダウン電流Ｉ１が流れる。また、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作の開始によって、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｙ)に設定されようとする。しかし、この時には接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３も動作を開始しており、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に設定されようとする。この時には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｙ)よりも接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)が高レベルであるので、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の高レベルの上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に設定されるものとなる。その間に、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３は内部電源ラインＶDDAの電圧レベルを高レベルの上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に維持するために、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２には比較的大きなプルアップ電流Ｉ２が流れるものである。
【０１１０】
しかしこの時には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に比較的大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるのと同時に、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２にも比較的大きなプルアップ電流Ｉ２が流れている。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作と接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の動作とが、競合するものとなる。すなわち、図８の期間Ｔ1の動作波形Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６に示すように、電源電圧端子ＶDDから接地端子ＶSSへプルアップ電流Ｉ２とプルダウン電流Ｉ１とが流れるので、大きな消費電力を消費する。
【０１１１】
ここで、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２と接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３との両者が動作した状態のまま、図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２に含まれる内部回路Ｕ４が信号入出力端子ＰＩＯ等を利用して実行している信号処理(C-Processing)の動作を完了させる。動作の完了によって、内部回路Ｕ４を待機状態(Standby)に遷移させる一方、制御信号Ｓ３は内部回路Ｕ４による信号処理の完了を制御回路Ｂ７に通知する。その結果、制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２は、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶcを、高電圧レベルＶ２ａから低電圧レベルＶ２ｂに変更する。従って、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２は、遮断されるようになる。その間に、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２は内部電源ラインＶDDAの電圧レベルを低レベルの上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｙ)に維持するために、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１には比較的大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるものである。
【０１１２】
この後、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから供給される高周波信号を利用して、図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２の内部回路Ｕ４はリーダ・ライタＵ１１とデータの転送を実行するものである。この時には、内部回路Ｕ４は整流回路Ｂ１と非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２とによって生成される内部電源ラインＶDDAによって供給された電源電圧で動作するものである。そのため、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDからの電源供給の有無と無関係に、上述と同様の安定した動作を実行することが可能となって、その通信性能等の劣化の発生が生じることはない。
【０１１３】
以上のように、検出回路Ｂ４が生成する検出信号Ｓ１と内部回路Ｕ４の動作状態に応答した制御信号Ｓ３を利用して、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶcを高電圧レベルＶ２ａから低電圧レベルＶ２ｂに変更するものである。それによって、大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるのと同時に大きなプルアップ電流Ｉ２が流れる非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２と接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３との動作が競合する競合時間Ｔ１を短時間に制限することができる。それにより、更にまた、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLと接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)との差を、小さくすることができる。従って、内部電源ラインＶDDAの電源電圧供給源の相違による図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２の内部回路の性能の相違を、極めて小さくすることが可能になる。更に、内部回路Ｕ４が信号処理を実行している状態で、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２と接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３との動作の競合を回避するために、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)を大幅に低くする必要がなくなる。そのため、内部回路Ｕ４の最低動作電圧ＶMが比較的高い場合でも、安定した電源電圧制御を可能とすることができる。
【０１１４】
≪半導体集積回路装置の他の動作波形≫
図９は、図５に示す本発明の第２の実施の形態による電源回路Ｕ３を含む図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２の他の動作波形を示す図である。
【０１１５】
図９は、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDから電源電圧を供給した後に、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力が供給された場合における各部の動作波形および動作状態を示している。
【０１１６】
特に、図５に示した電源回路Ｕ３の制御回路Ｂ７には、検出回路Ｂ４が生成された検出信号Ｓ１と、図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２の内部回路Ｕ４が動作するために必要な電力がアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから供給されているか否かを示す制御信号Ｓ３とが供給されている。この検出信号Ｓ１と制御信号Ｓ３との情報に応答して、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶC(＝Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ)が制御される様子を示すものである。
【０１１７】
図９に示すように、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDから電源電圧が供給されると、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３によって制限された電圧が内部電源ラインＶDDAに供給される。この時には、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶcは、ハイレベル側の第２設定電圧レベルＶ２ａに制御されている。
【０１１８】
この後に、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力が供給されると、検出回路Ｂ４は電力が供給されたことを検知して検出信号Ｓ１の極性を反転させるので、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が動作を開始する。
【０１１９】
ところで、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLは、理想的には第１設定電圧レベルＶ１に制御されるものであるが、図９に示す例でも半導体素子の誤差等の影響によって、第１設定電圧レベルＶ１がハイレベル側第１設定電圧レベルＶ１ｘやローレベル側第１設定電圧レベルＶ１ｙにバラツキを持つものとなる。非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLとしての第１設定電圧レベルＶ１がこのようなバラツキを持っている場合の内部電源ラインＶDDAとプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１が流すプルダウン電流Ｉ１およびプルアップＭＯＳトランジスタＭ２が流すプルアップ電流Ｉ２の動作波形例が、図９に示されている。
【０１２０】
ここで、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLが接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に比較して高い電圧レベルＶ１ｘの場合の内部電源ラインＶDDAの電圧波形をＷ１、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２が流すプルアップ電流Ｉ２の電流波形をＷ２、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１が流すプルダウン電流Ｉ１の電流波形をＷ３にそれぞれ示している。
【０１２１】
また、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLが接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に比較して低い電圧レベルＶ１ｙの場合の内部電源ラインＶDDAの電圧波形をＷ４、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２が流すプルアップ電流Ｉ２の電流波形をＷ５に、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１が流すプルダウン電流Ｉ１の電流波形をＷ６にそれぞれ示している。
【０１２２】
非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLが接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に比較して高い電圧レベルＶ１ｘの場合には、下記のように動作する。
【０１２３】
図９に示すように、最初に接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDから電源電圧が供給されることによって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３が動作を開始して接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に比較的大きなプルアップ電流Ｉ２が流れる。しかし、最初はアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力が供給されていないので、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作は停止されているので、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１のプルダウン電流Ｉ１は遮断された状態となっている。接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３が動作を開始することによって、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に設定される。
【０１２４】
その後、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力の供給が開始され、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作が開始される。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作の開始によって、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に比較的大きなプルダウン電流Ｉ１が流れる。また、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作の開始によって、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘ)に設定されようとする。しかし、この時には接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３も動作を開始しており、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に設定されようとする。この時には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘ)よりも接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)が低レベルであるので、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の高レベルの上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘ)に設定されるものとなる。また、内部電源ラインＶDDAに設定された非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の高レベルの上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘ)によって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２は遮断された状態となるものである。
【０１２５】
その後、制御回路Ｂ７が出力される制御信号Ｓ２によって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶcは、高電圧レベルＶ２ａから低電圧レベルＶ２ｂに変更される。従って、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２の遮断は継続される。その間に、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２は内部電源ラインＶDDAの電圧レベルを高レベルの上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘ)に維持するために、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１には比較的大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるものである。
【０１２６】
非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLが接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に比較して低い電圧レベルＶ１ｙの場合は、下記のように動作する。
【０１２７】
図９に示すように、最初に接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDから電源電圧が供給されることによって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３が動作を開始して接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に比較的大きなプルアップ電流Ｉ２が流れる。しかし、最初はアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力が供給されていないので、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作は停止されているので、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１のプルダウン電流Ｉ１は遮断された状態となっている。接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３が動作を開始することによって、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に設定される。
【０１２８】
その後、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力の供給が開始され、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作が開始される。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作の開始によって、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に比較的大きなプルダウン電流Ｉ１が流れる。また、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作の開始によって、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｙ)に設定されようとする。しかし、この時には接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３も動作を開始しており、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に設定されようとする。この時には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｙ)よりも接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)が高レベルであるので、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の高レベルの上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に設定されるものとなる。その間に、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３は内部電源ラインＶDDAの電圧レベルを高レベルの上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に維持するために、プルアップＭＯＳトランジスタＭ２には比較的大きなプルアップ電流Ｉ２が流れるものである。
【０１２９】
しかしこの時には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に比較的大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるのと同時に、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２にも比較的大きなプルアップ電流Ｉ２が流れている。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作と接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の動作とが、競合するものとなる。すなわち、図８の期間Ｔ1の動作波形Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６に示すように、電源電圧端子ＶDDから接地端子ＶSSへプルアップ電流Ｉ２とプルダウン電流Ｉ１とが流れるので、大きな消費電力を消費する。
【０１３０】
ここで、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２と接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３との両者が動作した状態のまま、図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２に含まれる内部回路Ｕ４が信号入出力端子ＰＩＯ等を利用して実行している信号処理(C-Processing)の動作を完了させる。動作が完了した後に、内部回路Ｕ４の動作に必要な電力がアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから供給されていることを示す制御信号Ｓ３に応答して、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶcは高電圧レベルＶ２ａから低電圧レベルＶ２ｂに変更されるものとなる。従って、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２は、遮断されるようになる。その間に、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２は内部電源ラインＶDDAの電圧レベルを低レベルの上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｙ)に維持するために、プルダウンＭＯＳトランジスタＭ１には比較的大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるものである。
【０１３１】
この後、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから供給される高周波信号を利用して、図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２の内部回路Ｕ４はリーダ・ライタＵ１１とデータの転送を実行するものである。この時には、内部回路Ｕ４は整流回路Ｂ１と非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２とによって生成される内部電源ラインＶDDAによって供給された電源電圧で動作するものである。そのため、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDからの電源供給の有無と無関係に、上述と同様の安定した動作を実行することが可能となって、その通信性能等の劣化の発生が生じることはない。
【０１３２】
≪半導体集積回路装置の更に他の動作波形≫
図１０は、図５に示す本発明の第２の実施の形態による電源回路Ｕ３を含む図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２の更に他の動作波形を示す図である。
【０１３３】
図１０は、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDから電源電圧を供給した後に、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力が供給される以前に携帯情報端末Ｕ１２の使用者(Ｕｓｅｒ)が非接触動作モードのための命令ＣＯＭ０を入力するものである。
【０１３４】
図１０に示すように、最初に接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDから電源電圧が供給されることによって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３が動作を開始して接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に比較的大きなプルアップ電流Ｉ２が流れる。しかし、最初はアンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力が供給されていないので、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作は停止されているので、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１のプルダウン電流Ｉ１は遮断された状態となっている。接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３が動作を開始することによって、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)に設定される。この間に、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３から内部電源ラインＶDDAに供給される上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ａ)の電源電圧によって半導体集積回路装置Ｕ２の内部回路Ｕ４は信号入出力端子ＰＩＯと外部接触端子Ｕ１０とを介して外部とデータ転送を実行することが可能である。
【０１３５】
その後、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力の供給が開始される以前に、携帯情報端末Ｕ１２の使用者(Ｕｓｅｒ)によって非接触動作モードのための命令ＣＯＭ０が入力される。
【０１３６】
すなわち、携帯情報端末Ｕ１２の使用者(Ｕｓｅｒ)がアンテナＬ１を利用した通信を実行する場合には、携帯情報端末Ｕ１２の入力装置Ｕ１４を利用して携帯情報端末Ｕ１２に非接触動作モードのための命令ＣＯＭ０を入力するものである。するとこの命令ＣＯＭ０に応答して、携帯情報端末Ｕ１２は外部接触端子Ｕ１０を介して非接触電子装置Ｕ１に内蔵される半導体集積回路装置Ｕ２に命令ＣＯＭ１を伝達するものである。この命令ＣＯＭ１は、接触モードから非接触動作モードに移行するための命令である。この命令ＣＯＭ１に応答して、半導体集積回路装置Ｕ２の内部回路Ｕ４は待機状態(Standby)に遷移される一方、制御回路Ｂ７が出力される制御信号Ｓ２によって接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶcは高電圧レベルＶ２ａから低電圧レベルＶ２ｂに変更される。従って、この上限制限レベルＶcの低下によって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２の電流値は減少される。
【０１３７】
その後、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の電力の供給が開始され、検出回路Ｂ４が出力する検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作が開始される。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作の開始によって、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に比較的大きなプルダウン電流Ｉ１が流れる。また、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の動作の開始によって、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘまたはＶ１ｙ)に設定されようとする。しかし、この時には接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３も動作を開始しており、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の低レベルの上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ｂ)に設定されようとする。この時には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘまたはＶ１ｙ)よりも接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶc(＝Ｖ２ｂ)が低レベルであるので、内部電源ラインＶDDAの電圧レベルは非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の高レベルの上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘまたはＶ１ｙ)に設定されるものとなる。また、内部電源ラインＶDDAに設定された非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の高レベルの上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｘまたはＶ１ｙ)によって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２は遮断された状態となるものである。
【０１３８】
この後、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから供給される高周波信号を利用して、図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２の内部回路Ｕ４はリーダ・ライタＵ１１とデータの転送を実行するものである。この時には、内部回路Ｕ４は整流回路Ｂ１と非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２とによって生成される内部電源ラインＶDDAによって供給された電源電圧で動作するものである。そのため、接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDからの電源供給の有無と無関係に、上述と同様の安定した動作を実行することが可能となって、その通信性能等の劣化の発生が生じることはない。
【０１３９】
［第３の実施の形態］
≪電源回路の更に他の詳細な構成≫
図１１は、図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２に含まれる本発明の第３の実施の形態による電源回路Ｕ３の更に他の詳細な構成を示す図である。
【０１４０】
図１１に示す電源回路Ｕ３は、図５に示した電源回路Ｕ３に含まれた整流回路Ｂ１、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３、検出回路Ｂ４、制御回路Ｂ７を含んでいる。
【０１４１】
図１１に示す電源回路Ｕ３が図５に示した電源回路Ｕ３と相違するのは、外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧が制御回路Ｂ７に供給され、制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２が非接触シャントレギュレータＢ２に含まれる分圧回路Ｂ５に供給される点である。従って、図１１に示す電源回路Ｕ３に含まれた非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の分圧回路Ｂ５の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗比Ｒ１／Ｒ２は、制御信号Ｓ２のレベルによって可変設定される。一方、図１１に示す電源回路Ｕ３に含まれた接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の分圧回路Ｂ３の分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４は、図５の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のように制御信号Ｓ２のレベルによって可変設定されるのではなく、一定値に設定されている。図１１に示す電源回路Ｕ３のその他の構成は、図５に示す電源回路Ｕ３のその他の構成と同一である。
【０１４２】
外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がローレベル(接地電位ＶSS)である場合には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の分圧回路Ｂ５の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗比Ｒ１／Ｒ２は小さな値に設定される。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLは、ＶCL＝ＶDDA(mini)＝ＶR1・(Ｒ１＋Ｒ２)／Ｒ２の式に従って小さな値に設定される。
【０１４３】
外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がハイレベル(電源電圧ＶDD)である場合には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の分圧回路Ｂ５の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗比Ｒ１／Ｒ２は大きな値に設定される。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLは、ＶCL＝ＶDDA(mini)＝ＶR1・(Ｒ１＋Ｒ２)／Ｒ２の式に従って大きな値に設定される。
【０１４４】
図１２は、図１１に示す電源回路Ｕ３の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２および非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１のプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示す図である。
【０１４５】
図１２の上には、図１１の電源回路Ｕ３の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性が示されている。図１２の上に示された依存性は、図４の上に示された図３の電源回路Ｕ３の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性と全く同一となるものである。
【０１４６】
図１２の下には、図１１の電源回路Ｕ３の非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に流れるプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性が示されている。
【０１４７】
図１２の下の破線I1aは、外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がローレベル(接地電位ＶSS)である場合での非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に流れるプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示している。この時に制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって分圧回路Ｂ５で分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗比Ｒ１／Ｒ２は小さな値に設定されている。この時の非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ａ)は、ＶCL＝ＶDDA(mini)＝ＶR1・(Ｒ１＋Ｒ２)／Ｒ２の式に従って小さな値に設定される。これによって、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ａが小さな値に設定されるものである。例えば、小さな値に設定された第１設定電圧レベルＶ１ａは、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２と略同一のレベルに設定されている。
【０１４８】
図１２の下の実線I1bは、外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がハイレベル(電源電圧ＶDD)である場合での非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に流れるプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示している。この時に制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって分圧回路Ｂ５で分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗比Ｒ１／Ｒ２は大きな値に設定されている。この時の非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｂ)は、ＶCL＝ＶDDA(mini)＝ＶR1・(Ｒ１＋Ｒ２)／Ｒ２の式に従って大きな値に設定される。これによって、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ｂが大きな値に設定されるものである。例えば、大きな値に設定された第１設定電圧レベルＶ１ｂは、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ａよりも所定の電圧差ＤＶ３の分だけ高いレベルに設定されている。
【０１４９】
その結果、内部電源ラインＶDDAに供給される同一レベルの電源電圧に応答して、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるのと同時に接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に大きなプルアップ電流Ｉ２が流れるのが防止される。
【０１５０】
この際に、上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２と上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ａ、Ｖ１ｂとは、内部電源ラインＶDDAに供給される電源電圧によって動作する内部回路Ｕ４の最低動作電圧ＶMよりも高い電圧値に設定される一方、内部電源ラインＶDDAに供給される電源電圧によって動作する内部回路Ｕ４を構成する素子の素子降伏電圧ＶNよりも低い電圧値に設定される。
【０１５１】
［第４の実施の形態］
≪電源回路の異なる詳細な構成≫
図１３は、図１に示す半導体集積回路装置Ｕ２に含まれる本発明の第４の実施の形態による電源回路Ｕ３の異なる詳細な構成を示す図である。
【０１５２】
図１３に示す電源回路Ｕ３は、図１１に示した電源回路Ｕ３に含まれた整流回路Ｂ１、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３、検出回路Ｂ４、制御回路Ｂ７を含んでいる。
【０１５３】
図１３に示す電源回路Ｕ３が図１１に示した電源回路Ｕ３と相違するのは、図１３に示す電源回路Ｕ３に含まれた接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の分圧回路Ｂ３の分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４が、図１１に示した接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のように一定値に設定されるではなく、図５の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のように制御信号Ｓ２のレベルによって可変設定されるのではなく、一定値に設定される点である。
【０１５４】
すなわち、図１３に示す電源回路Ｕ３の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCは、ＶC＝ＶDDA(mini)＝ＶR2・(Ｒ３＋Ｒ４)／Ｒ４の式に従って設定されるものである。従って、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が無い場合には、検出回路Ｂ４からの検出信号Ｓ１により非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が非動作状態に制御され、この時に制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２により接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３に含まれる分圧回路Ｂ６で分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４が大きな値に設定される。この時の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCは、ＶC＝ＶDDA(mini)＝ＶR2・(Ｒ３＋Ｒ４)／Ｒ４の式に従って大きな値に設定される。一方、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が有る場合には、検出回路Ｂ４からの検出信号Ｓ１により非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が動作状態に制御され、この時に制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２により接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３に含まれる分圧回路Ｂ６で分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４が小さな値に設定される。その結果、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCは、ＶC＝ＶDDA(mini)＝ＶR2・(Ｒ３＋Ｒ４)／Ｒ４の式に従って小さな値に設定される。
【０１５５】
図１３に示す電源回路Ｕ３のその他の構成は、図１１に示す電源回路Ｕ３のその他の構成と同一である。すなわち、図１３に示す電源回路Ｕ３に含まれた非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の分圧回路Ｂ５の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗比Ｒ１／Ｒ２は、図１１に示す電源回路Ｕ３と全く同様に、制御信号Ｓ２のレベルによって可変設定される。
【０１５６】
従って、図１３に示す電源回路Ｕ３でも、外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がローレベル(接地電位ＶSS)である場合には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の分圧回路Ｂ５の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗比Ｒ１／Ｒ２は小さな値に設定される。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLは、ＶCL＝ＶDDA(mini)＝ＶR1・(Ｒ１＋Ｒ２)／Ｒ２の式に従って小さな値に設定される。
【０１５７】
また、図１３に示す電源回路Ｕ３でも、外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がハイレベル(電源電圧ＶDD)である場合には、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の分圧回路Ｂ５の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗比Ｒ１／Ｒ２は大きな値に設定される。従って、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLは、ＶCL＝ＶDDA(mini)＝ＶR1・(Ｒ１＋Ｒ２)／Ｒ２の式に従って大きな値に設定される。
【０１５８】
図１４は、図１３に示す電源回路Ｕ３の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２のプルアップ電流Ｉ２および非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１のプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示す図である。
【０１５９】
図１４の上には、図１３の電源回路Ｕ３の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に流れるプルアップ電流Ｉ２の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性が示されている。
【０１６０】
図１４の上の破線I2aは、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が無い状態で検出回路Ｂ４からの検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が非動作状態に制御された場合での接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に流れるプルアップ電流Ｉ２の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示している。この時に制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって分圧回路Ｂ６で分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４が大きな値に設定されている。この時の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCは、ＶC＝ＶDDA(mini)＝ＶR2・(Ｒ３＋Ｒ４)／Ｒ４の式に従って大きな値に設定される。これによって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２aが大きな値に設定されるものである。例えば、大きな値に設定された第２設定電圧レベルＶ２aは、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ａと略同一のレベルに設定されている。
【０１６１】
図１４の上の実線I2bは、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が有る状態で検出回路Ｂ４からの検出信号Ｓ１によって非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２が動作状態に制御された場合の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に流れるプルアップ電流Ｉ２の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示している。この時に制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって分圧回路Ｂ６で分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗比Ｒ３／Ｒ４が小さな値に設定されている。この時の接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCは、ＶC＝ＶDDA(mini)＝ＶR2・(Ｒ３＋Ｒ４)／Ｒ４の式に従って小さな値に設定される。これによって、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２ｂが小さな値に設定されるものである。例えば、小さな値に設定された第２設定電圧レベルＶ２ｂは、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ａよりも低いレベルに設定されている。
【０１６２】
図１４の下には、図１３の電源回路Ｕ３の非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に流れるプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性が示されている。
【０１６３】
図１４の下の破線I1aは、外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がローレベル(接地電位ＶSS)である場合での非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に流れるプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示している。この時に制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって分圧回路Ｂ５で分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗比Ｒ１／Ｒ２は小さな値に設定されている。この時の非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ａ)は、ＶCL＝ＶDDA(mini)＝ＶR1・(Ｒ１＋Ｒ２)／Ｒ２の式に従って小さな値に設定される。これによって、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ａが小さな値に設定される。例えば、小さな値に設定された第１設定電圧レベルＶ１ａは、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２ａと略同一のレベルに設定されている。
【０１６４】
図１４の下の実線I1bは、外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がハイレベル(電源電圧ＶDD)である場合での非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に流れるプルダウン電流Ｉ１の内部電源ラインＶDDAの電圧に対する依存性を示している。この時に制御回路Ｂ７から生成される制御信号Ｓ２によって分圧回路Ｂ５で分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗比Ｒ１／Ｒ２は大きな値に設定されている。この時の非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCL(＝Ｖ１ｂ)は、ＶCL＝ＶDDA(mini)＝ＶR1・(Ｒ１＋Ｒ２)／Ｒ２の式に従って大きな値に設定される。これによって、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ｂが大きな値に設定されるものである。例えば、大きな値に設定された第１設定電圧レベルＶ１ｂは、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ａよりも高いレベルに設定されている。
【０１６５】
従って、図１３に示した電源回路Ｕ３では、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が有る状態と外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がハイレベル(電源電圧ＶDD)である状態では、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２ｂが小さな値に設定され、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ｂが大きな値に設定されるものである。すなわち、第２設定電圧レベルＶ２ｂと第１設定電圧レベルＶ１ｂとの差は、所定の電圧差ＤＶ４となる。
【０１６６】
しかし、図１３に示した電源回路Ｕ３では、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が無い状態と外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がハイレベル(電源電圧ＶDD)である状態では、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２ａが大きな値に設定され、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ｂが大きな値に設定されるものである。すなわち、第２設定電圧レベルＶ２ａと第１設定電圧レベルＶ１ｂとの差は、所定の電圧差ＤＶ４の略半分となる。
【０１６７】
また、図１３に示した電源回路Ｕ３では、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が有る状態と外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がローレベル(接地電位ＶSS)である状態では、接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２ｂが小さな値に設定され、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ａが小さな値に設定されるものである。すなわち、第２設定電圧レベルＶ２ｂと第１設定電圧レベルＶ１ａとの差は、所定の電圧差ＤＶ４の略半分となる。
【０１６８】
その結果、図１３に示した電源回路Ｕ３では、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢから高周波信号の供給が有る状態と外部接触端子Ｕ１０の電源電圧端子ＶDDに供給される電源電圧がハイレベル(電源電圧ＶDD)である状態では、第２設定電圧レベルＶ２ｂと第１設定電圧レベルＶ１ｂとの差は、最大の所定の電圧差ＤＶ４となる。また、この最大の所定の電圧差ＤＶ４は、半導体集積回路装置Ｕ２の製造バラツキ、温度変化、電源電圧の変動、アンテナ端子ＬＡ、ＬＢの高周波信号の受信信号レベルの変動があっても十分確保されることが可能である。従って、内部電源ラインＶDDAに供給される同一レベルの電源電圧に応答して、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２のプルダウンＭＯＳトランジスタＭ１に大きなプルダウン電流Ｉ１が流れるのと同時に接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３のプルアップＭＯＳトランジスタＭ２に大きなプルアップ電流Ｉ２が流れるのが確実に防止される。
【０１６９】
この際に、上限制限レベルＶCである第２設定電圧レベルＶ２ａ、Ｖ２ｂと上限制限レベルＶCLである第１設定電圧レベルＶ１ａ、Ｖ１ｂとは、内部電源ラインＶDDAに供給される電源電圧によって動作する内部回路Ｕ４の最低動作電圧ＶMよりも高い電圧値に設定される一方、内部電源ラインＶDDAに供給される電源電圧によって動作する内部回路Ｕ４を構成する素子の素子降伏電圧ＶNよりも低い電圧値に設定される。
【０１７０】
以上本発明者によってなされた発明を種々の実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１７１】
例えば、図３、図５、図１１、図１３で示した非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２や接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の回路の構成はそれに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１７２】
また、非接触用シャントレギュレータ回路Ｂ２の基準電圧源ＶR1と接触用シリーズレギュレータ回路Ｂ３の基準電圧源ＶR2とは、共通の基準電圧源によって構成されることが可能である。
【０１７３】
また、本発明の実施の形態による半導体集積回路装置を内蔵する非接触電子装置は携帯電話端末や携帯が可能な音楽再生機器だけではなく、パーソナルデジタルアシスタント(ＰＤＡ)等のバッテリー動作可能な携帯情報端末全般に搭載されることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による半導体集積回路装置を内蔵する非接触電子装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の１つの実施の形態による半導体集積回路装置を内蔵する非接触電子装置を搭載する携帯電話とリーダ・ライタとを示す図である。
【図３】図３は、図１に示す半導体集積回路装置に含まれる電源回路の詳細な構成を示す図である。
【図４】図４は、図３に示す電源回路の接触用シリーズレギュレータ回路のプルアップＭＯＳトランジスタに流れるプルアップ電流および非接触用シャントレギュレータ回路のプルダウンＭＯＳトランジスタに流れるプルダウン電流の内部電源ラインの電圧に対する依存性を示す図である。
【図５】図５は、図１に示す半導体集積回路装置に含まれる本発明の第２の実施の形態による電源回路の他の詳細な構成を示す図である。
【図６】図６は、図５に示す電源回路の接触用シリーズレギュレータ回路のプルアップＭＯＳトランジスタに流れるプルアップ電流および非接触用シャントレギュレータ回路のプルダウンＭＯＳトランジスタに流れるプルダウン電流の内部電源ラインの電圧に対する依存性を示す図である。
【図７】図７は、図５に示した電源回路の接触用シリーズレギュレータ回路に含まれた分圧回路の具体的な構成を示す図である。
【図８】図８は、図５に示す本発明の第２の実施の形態による電源回路を含む図１に示す半導体集積回路装置の動作波形を示す図である。
【図９】図９は、図５に示す本発明の第２の実施の形態による電源回路を含む図１に示す半導体集積回路装置の他の動作波形を示す図である。
【図１０】図１０は、図５に示す本発明の第２の実施の形態による電源回路を含む図１に示す半導体集積回路装置の更に他の動作波形を示す図である。
【図１１】図１１は、図１に示す半導体集積回路装置に含まれる本発明の第３の実施の形態による電源回路の更に他の詳細な構成を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す電源回路の接触用シリーズレギュレータ回路のプルアップＭＯＳトランジスタのプルアップ電流および非接触用シャントレギュレータ回路のプルダウンＭＯＳトランジスタのプルダウン電流の内部電源ラインの電圧に対する依存性を示す図である。
【図１３】図１３は、図１に示す半導体集積回路装置に含まれる本発明の第４の実施の形態による電源回路の異なる詳細な構成を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す電源回路の接触用シリーズレギュレータ回路のプルアップＭＯＳトランジスタのプルアップ電流および非接触用シャントレギュレータ回路のプルダウンＭＯＳトランジスタのプルダウン電流の内部電源ラインの電圧に対する依存性を示す図である。
【符号の説明】
【０１７５】
Ａ１、Ａ２  演算増幅器
Ｂ１  整流回路
Ｂ２  非接触用シャントレギュレータ回路
Ｂ３  接触用シリーズレギュレータ回路
Ｂ４  検出回路
Ｂ５、Ｂ６  分圧回路
Ｂ７  制御回路
Ｃ１  共振容量
ＣＯＭ０、ＣＯＭ１  命令
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ１ａ、Ｉ１ｂ、Ｉ２ａ、Ｉ２ｂ  電流
Ｌ１  アンテナ
ＬＡ、ＬＢ  アンテナ接続端子
Ｍ１〜Ｍ３  ＭＯＳトランジスタ
ＰＩＯ  信号入出力端子
Ｒ１〜Ｒ６  抵抗
Ｓ１  検出信号
Ｓ２、Ｓ３  制御信号
Ｔ１、Ｔ２  時間
Ｕ１  非接触電子装置
Ｕ２  半導体集積回路装置
Ｕ３  電源回路
Ｕ４  内部回路
Ｕ５  受信回路
Ｕ６  送信回路
Ｕ７  信号処理回路
Ｕ８  メモリ
Ｕ９  Ｉ／Ｏ回路
Ｕ１０  外部接触端子
Ｕ１１  リーダ・ライタ
Ｕ１２  携帯電話
Ｕ１３  携帯電話Ｕ１１の筐体
Ｕ１４  入力装置
Ｕ１５  非接触電子装置
ＶR1、ＶR2  基準電圧源
ＶC  接触用シリーズレギュレータＢ３の上限制限レベル
ＶCL  非接触用シャントレギュレータＢ２の上限制限レベル
ＶDD  電源電圧端子
ＶDDA  内部電源ライン
ＶSS  接地端子
【図１】
2010140068.tif 000003
【図２】
2010140068.tif 000004
【図３】
2010140068.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010140068.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010140068.tif 000009
【図８】
2010140068.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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