(57)【要約】【課題】変調回路の消費電力を低減する。【解決手段】負荷と、ダイオードと、トランジスタとを有し、前記ダイオードのアノードは、前記負荷を介してアンテナの一端に電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、前記トランジスタのソース又はドレインの他方は、前記アンテナの他端に電気的に接続され、前記トランジスタのゲートに入力される信号により、当該トランジスタの導通・非導通が制御される。【選択図】図３
2010109972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷と、ダイオードと、スイッチとを有し、
前記ダイオードのアノードは、前記負荷を介してアンテナの一端に電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは、前記スイッチの一端に電気的に接続され、
前記スイッチの他端は、前記アンテナの他端に電気的に接続されていることを特徴とする変調回路。
【請求項２】
負荷と、ダイオードと、トランジスタとを有し、
前記ダイオードのアノードは、前記負荷を介してアンテナの一端に電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは、前記トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記トランジスタのソース又はドレインの他方は、前記アンテナの他端に電気的に接続され、
前記トランジスタのゲートに入力される信号により、当該トランジスタの導通・非導通が制御されることを特徴とする変調回路。
【請求項３】
抵抗と、ダイオードと、スイッチとを有し、
前記抵抗の一端は、アンテナの一端に電気的に接続され、
前記抵抗の他端は、前記ダイオードのアノードに電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは、前記スイッチの一端に電気的に接続され、
前記スイッチの他端は、前記アンテナの他端に電気的に接続されていることを特徴とする変調回路。
【請求項４】
抵抗と、ダイオードと、トランジスタとを有し、
前記抵抗の一端は、アンテナの一端に電気的に接続され、
前記抵抗の他端は、前記ダイオードのアノードに電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは、前記トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記トランジスタのソース又はドレインの他方は、前記アンテナの他端に電気的に接続され、
前記トランジスタのゲートに入力される信号により、当該トランジスタの導通・非導通が制御されることを特徴とする変調回路。
【請求項５】
容量と、ダイオードと、スイッチとを有し、
前記容量の一方の電極は、アンテナの一端に電気的に接続され、
前記容量の他方の電極は、前記ダイオードのアノードに電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは、前記スイッチの一端に電気的に接続され、
前記スイッチの他端は、前記アンテナの他端に電気的に接続されていることを特徴とする変調回路。
【請求項６】
容量と、ダイオードと、トランジスタとを有し、
前記容量の一方の電極は、アンテナの一端に電気的に接続され、
前記容量の他方の電極は、前記ダイオードのアノードに電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは、前記トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、
前記トランジスタのソース又はドレインの他方は、前記アンテナの他端に電気的に接続され、
前記トランジスタのゲートに入力される信号により、当該トランジスタの導通・非導通が制御されることを特徴とする変調回路。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、前記ダイオードは、可撓性基板上に形成されていることを特徴とする変調回路。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一において、前記ダイオードは、ダイオード接続されたトランジスタであることを特徴とする変調回路。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一に記載の変調回路と、前記アンテナと、整流回路と、復調回路と、定電圧回路と、論理回路とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一に記載の変調回路を有する携帯電話機。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれか一に記載の変調回路を有するパーソナルコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する発明は、無線によりデータの交信（送信・受信）が可能な半導体装置（データキャリア）に関する。特に、ロードスイッチング方式を用いた変調回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、個別の対象物にＩＤ（個体識別番号）を与えることで、その対象物が持っている情報の履歴を明確にし、生産、または管理等に役立てるといった個体認識技術が注目されている。特に、無線通信によりデータの送受信を行うＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術が世の中に普及されつつある。ＲＦＩＤ技術を用いた無線通信システムは、無線通信装置（質問器）とデータキャリア（応答器）から構成され、無線により両者の間でデータのやりとりを行う通信システムである。無線通信装置は、リーダ／ライタ、携帯電話機、パーソナルコンピュータなど、無線による信号の送受信が可能であるものを指すが、本明細書においては代表的にリーダ／ライタと表記する。また、データキャリアは、一般にＲＦタグ、ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、無線タグ、電子タグ等と呼ばれているが、本明細書においては代表的にＲＦタグと表記する。
【０００３】
ＲＦタグは、無線によりリーダ／ライタとデータのやりとりを行うために必要とされる様々な回路を有しているが、このような回路の一つとして変調回路がある。変調回路は、論理回路から出力される応答信号に従ってリーダ／ライタから出力されている搬送波を変調し、リーダ／ライタに応答信号を送信する機能を有する。
【０００４】
リーダ／ライタに応答信号を送信する方法の一つとしては、ＲＦタグの有するアンテナ両端間の負荷インピーダンスを変化させることによって変調を行うロードスイッチング方式（負荷変調方式）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ロードスイッチング方式の変調回路は、スイッチング素子と負荷を有する。スイッチング素子としては一般にトランジスタが用いられており、負荷としては一般に抵抗が用いられている。トランジスタと抵抗はアンテナ両端間に直列に接続されており、トランジスタのゲートには論理回路からの応答信号が入力される。
【０００６】
論理回路からの応答信号により、トランジスタはオン（導通）・オフ（非導通）のいずれかの状態となる。理想的な変調回路においてトランジスタがオフ状態のとき、変調回路には電流がほとんど流れず、アンテナ両端間のインピーダンスも変化しない。一方、理想的な変調回路においてトランジスタがオン状態のとき、トランジスタにはドレイン電流が生成されるため、アンテナから変調回路に対して所定の電流が流れ、アンテナの一端の電位が変化する。このため、アンテナ両端間のインピーダンスが変化する。このように、ロードスイッチング方式の変調回路は、論理回路からの応答信号によってトランジスタの導通・非導通を制御することによってアンテナ両端間のインピーダンスを可変とし、リーダ／ライタにデータを送信する。
【０００７】
なお、アンテナは平衡デバイスであるため、ＲＦタグにおけるアンテナの一端とアンテナの他端とには、それぞれある周波数の正弦波が入力される。アンテナの一端とアンテナの他端の信号は、１８０°位相がずれた関係にある。しかし、回路の説明を簡単にするために、アンテナの他端の電位を固定の電位（０Ｖ）として、以下説明する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２５１１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
理想的な変調回路は上述したように動作するものであるが、実際に変調回路を作製した場合、現実的には上述したように変調回路を動作させることは困難であり、以下のような課題がある。
【００１０】
論理回路からの応答信号によってトランジスタが導通状態となり、アンテナの一端の電位が正のとき、アンテナの一端から変調回路を介してアンテナの他端に向けて順電流が流れる。一方で、アンテナの一端に流れる高周波（電位）は絶えず変動しているものであり、アンテナの一端に流れる高周波がマイナス値になると、アンテナの他端の電位（０Ｖ）がアンテナの一端の電位に比較して高くなってしまう。このとき、アンテナの他端から変調回路を介してアンテナの一端に向けて逆流電流が流れる。この逆流電流により、トランジスタにおいて無駄な消費電力が生成される。これはＲＦタグ全体の消費電力に対して割合が大きく、ＲＦタグの最大通信距離拡大の妨げとなる。
【００１１】
本発明の一態様は、上記問題を鑑みてなされたものであり、変調回路の消費電力を低減することを課題とする。また、本発明の一態様は、変調回路の消費電力を低減することにより、変調回路を有する半導体装置全体の消費電力を低減することを課題とする。また、本発明の一態様は、変調回路を有するＲＦタグの消費電力を低減することにより、ＲＦタグの最大通信距離を拡大することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、上記課題の少なくとも一つを解決するため、以下の構成を用いる。すなわち、本発明の一態様においては、変調回路の逆流電流の発生を防止するため、アンテナの一端とスイッチ（例えばトランジスタ）との間にダイオードを設けることを特徴とする。
【００１３】
本発明の一態様に係る変調回路の構成は、負荷と、ダイオードと、スイッチとを有する。そして、前記ダイオードのアノードは、前記負荷を介してアンテナの一端に電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記スイッチの一端に電気的に接続され、前記スイッチの他端は、前記アンテナの他端に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る変調回路の構成は、負荷と、ダイオードと、トランジスタとを有する。そして、前記ダイオードのアノードは、前記負荷を介してアンテナの一端に電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、前記トランジスタのソース又はドレインの他方は、前記アンテナの他端に電気的に接続され、前記トランジスタのゲートに入力される信号により、当該トランジスタの導通・非導通が制御されることを特徴とする。
【００１５】
また、前記構成において、負荷、ダイオード、及びスイッチ（またはトランジスタ）の接続関係は、前記接続関係に限定されるものではない。すなわち、アンテナの両端間に、負荷、ダイオード、及びスイッチが直列接続されていれば変調回路の消費電力を低減することができるものであって、負荷、ダイオード、及びスイッチが直列接続される順番は、順不同でよい。例えば、前記ダイオードのアノードは、アンテナの一端に電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記負荷を介して前記スイッチの一端に電気的に接続され、前記スイッチの他端は、前記アンテナの他端に電気的に接続されている構成であってもよい。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る変調回路の構成は、抵抗と、ダイオードと、スイッチとを有する。そして、前記抵抗の一端は、アンテナの一端に電気的に接続され、前記抵抗の他端は、前記ダイオードのアノードに電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記スイッチの一端に電気的に接続され、前記スイッチの他端は、前記アンテナの他端に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る変調回路の構成は、抵抗と、ダイオードと、トランジスタとを有する。そして、前記抵抗の一端は、アンテナの一端に電気的に接続され、前記抵抗の他端は、前記ダイオードのアノードに電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、前記トランジスタのソース又はドレインの他方は、前記アンテナの他端に電気的に接続され、前記トランジスタのゲートに入力される信号により、当該トランジスタの導通・非導通が制御されることを特徴とする。
【００１８】
また、前記構成において、抵抗、ダイオード、及びスイッチ（またはトランジスタ）の接続関係は、前記接続関係に限定されるものではない。すなわち、アンテナの両端間に、抵抗、ダイオード、及びスイッチが直列接続されていれば変調回路の消費電力を低減することができるものであって、抵抗、ダイオード、及びスイッチが直列接続される順番は、順不同でよい。例えば、前記ダイオードのアノードは、アンテナの一端に電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記抵抗の一端に電気的に接続され、前記抵抗の他端は、前記スイッチの一端に電気的に接続され、前記スイッチの他端は、前記アンテナの他端に電気的に接続されている構成であってもよい。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る変調回路の構成は、容量と、ダイオードと、スイッチとを有する。そして、前記容量の一方の電極は、アンテナの一端に電気的に接続され、前記容量の他方の電極は、前記ダイオードのアノードに電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記スイッチの一端に電気的に接続され、前記スイッチの他端は、前記アンテナの他端に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る変調回路の構成は、容量と、ダイオードと、トランジスタとを有する。そして、前記容量の一方の電極は、アンテナの一端に電気的に接続され、前記容量の他方の電極は、前記ダイオードのアノードに電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続され、前記トランジスタのソース又はドレインの他方は、前記アンテナの他端に電気的に接続され、前記トランジスタのゲートに入力される信号により、当該トランジスタの導通・非導通が制御されることを特徴とする。
【００２１】
また、前記構成において、容量、ダイオード、及びスイッチ（またはトランジスタ）の接続関係は、前記接続関係に限定されるものではない。すなわち、アンテナの両端間に、容量、ダイオード、及びスイッチが直列接続されていれば変調回路の消費電力を低減することができるものであって、容量、ダイオード、及びスイッチが直列接続される順番は、順不同でよい。例えば、前記ダイオードのアノードは、アンテナの一端に電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記容量の一方の電極に電気的に接続され、前記容量の他方の電極は、前記スイッチの一端に電気的に接続され、前記スイッチの他端は、前記アンテナの他端に電気的に接続されている構成であってもよい。
【００２２】
また、前記構成において、前記ダイオードは、可撓性基板上に形成されていることを特徴の一つとする。また、前記ダイオードは、ダイオード接続されたトランジスタであることを特徴の一つとする。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の構成は、前記変調回路と、アンテナと、整流回路と、復調回路と、定電圧回路と、論理回路とを有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の構成は、前記変調回路と、アンテナと、整流回路と、復調回路と、定電圧回路と、論理回路と、クロック生成回路とを有することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の一態様に係る半導体装置（ＲＦタグ）は、リーダ／ライタと交信する周波数帯に依存性はなく、任意の周波数帯域に用いるＲＦタグに適用可能である。具体的には、周波数３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ（例えば１３．５６ＭＨｚ）のＨＦ帯、周波数３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ（例えば４３３ＭＨｚ、９５３ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ）のＵＨＦ帯、周波数１３５ｋＨｚのいずれの場合にも本発明の一態様に係るＲＦタグは適用可能である。
【００２６】
本発明の一態様に係るＲＦタグは、ＩＤタグ、ＩＣタグ、ＩＣチップ、無線タグ、電子タグ等の無線によりデータの交信が可能なものであれば、全てその範疇に含まれるものとする。
【００２７】
また、本発明の一態様に係る変調回路は、ＲＦタグ以外の半導体装置にも利用することができる。例えば、本発明の一態様に係る変調回路を携帯電話機、パーソナルコンピュータ（好ましくは、ノート型のパーソナルコンピュータ）等の半導体装置に搭載することにより、リーダ／タイタとデータのやり取りを行うことができる。
【００２８】
また、本明細書において、「ＡとＢとが電気的に接続されている」と記載する場合は、ＡとＢとが電気的に接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＡとＢとが機能的に接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合）と、ＡとＢとが直接接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟まずに接続されている場合）とを含むものとする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一態様により、変調回路の逆流電流の発生を防ぐことができるため、変調回路の消費電力を低減させることができる。また、変調回路の消費電力を低減することにより、変調回路を有する半導体装置全体の消費電力を低減するができる。また、変調回路を有するＲＦタグの消費電力を低減することにより、ＲＦタグの最大通信距離を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一態様に係るＲＦタグ全体を示すブロック図である。
【図２】本発明の一態様に係るＲＦタグ全体を示すブロック図である。
【図３】本発明の一態様に係る変調回路の一例を示す回路図である。
【図４】本発明の一態様に係る変調回路の一例を示す回路図である。
【図５】本発明の一態様に係る変調回路の一例を示す回路図である。
【図６】本発明の一態様に係る変調回路の一例を示す上面図（レイアウト）である。
【図７】本発明の一態様に係るＲＦタグに対し、静電対策を施した構成の一例を示す断面図である。
【図８】本発明の一態様に係るＲＦタグの使用例を示す図である。
【図９】比較例の変調回路を示す回路図である。
【図１０】比較例の変調回路を示す上面図（レイアウト）である。
【図１１】本発明の一態様に係る変調回路及び整流回路と比較例の変調回路及び整流回路の消費電流を比較した図である。
【図１２】本発明の一態様に係る整流回路が生成する直流電圧と比較例の整流回路が生成する直流電圧を比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の一態様に係る実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更しうることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態において、同じ物を指し示す符号は異なる図面において共通とする。
【００３２】
また、以下に説明する実施の形態及び実施例それぞれにおいて、特に断りがない限り、本明細書に記載されている他の実施形態及び実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一態様として用いるＲＦタグ全体のブロック図を示すものである。ＲＦタグ１００は、受信されたデータに基づいて、応答信号を生成するなどといった機能的処理を行う論理回路１０１と、リーダ／ライタと信号の送受信（交信）を行うアンテナ回路１０２と、アンテナ回路１０２において受信された振幅変調波（搬送波に変調波を重畳して生成されたもの）を復調し、パルス信号を取り出す復調回路１０３と、論理回路１０１から出力される応答信号に従ってリーダ／ライタから出力されている搬送波を変調し、リーダ／ライタに応答信号を返信する変調回路１０４と、アンテナ回路１０２において受信された搬送波または振幅変調波から直流電圧を生成するための整流回路１１３と、整流回路１１３により生成された直流電圧を一定の電源電位とする定電圧回路１１４と、クロック生成回路１１７とを有する。
【００３４】
このように、ＲＦタグ１００は、無線によりリーダ／ライタとデータのやりとりを行うために必要とされる複数の回路を有しているが、このような複数の回路のうち、本発明の一態様は、特に変調回路１０４の回路構成に特徴がある。すなわち、本発明の一態様に係る変調回路１０４は、アンテナの一端とスイッチ（例えばトランジスタ）との間にダイオードが設けられていることを特徴とする。このような特徴を有する変調回路１０４は、逆流電流の発生を防止することができるため、変調回路１０４の消費電力を低減させることができる。
【００３５】
アンテナ回路１０２は、アンテナ１１１及び共振容量１１２を有する。アンテナ１１１は、その形状等によってリーダ／ライタからの搬送波の受信能力が異なるものであるが、本発明においては特に限定されるものではない。共振容量１１２は、アンテナ１１１との組み合わせによって、アンテナ回路１０２の共振周波数を、リーダ／ライタからの搬送波の周波数に最適化するために設けられる容量である。なお、本実施の形態では共振容量１１２を設ける構成としているが、必ずしも設ける必要はなく、この場合はアンテナ１１１のみでリーダ／ライタからの搬送波の周波数に対して最適化すればよい。
【００３６】
整流回路１１３は、アンテナ回路１０２で受信した搬送波または振幅変調波を整流し、直流電圧ＶＤＣを生成する機能を有する。整流回路１１３が生成する直流電圧ＶＤＣの電位は、搬送波の振幅の大きさに相当する電力によって変化する。電力が大きい場合は、直流電圧ＶＤＣも高くなり、電力が小さい場合は、直流電圧ＶＤＣも低くなる。
【００３７】
定電圧回路１１４は、電力の大きさによって変化する直流電圧ＶＤＣを一定の電源電位Ｖｄｄ（高電源電位と呼ぶことができる）にして、論理回路１０１に供給する機能を有する。論理回路１０１は、供給される電位が変化してしまうと、動作が不安定になる。このため、論理回路１０１には一定の電位が供給される必要がある。本実施の形態では、定電圧回路１１４によって論理回路１０１に一定の電源電位Ｖｄｄが供給されている。なお、ＲＦタグ１００を構成する各々の回路において、低電源電位（以下、ＶＳＳ）は共通であり、例えばＶＳＳをＧＮＤ（＝０Ｖ）とすることができる。
【００３８】
クロック生成回路１１７は、アンテナ回路１０２で受信した搬送波または振幅変調波を参照して論理回路１０１の動作に必要なクロック信号ＣＬＫを生成し、論理回路１０１に供給する機能を有する。このようなクロック生成回路１１７の一例として、入力された搬送波からアナログ−デジタル変換器によって搬送波と同じ周波数の矩形波を生成し、その矩形波を分周回路によって回路動作に最適な周波数（例えば搬送波の周波数の１／１６）に落としたものをクロック信号ＣＬＫとして出力する、といった構成の回路などが挙げられるが、この構成に限定されるものではない。
【００３９】
クロック生成回路１１７には、一定の周波数のクロック信号ＣＬＫを安定して論理回路１０１に供給する機能が求められる。このため、先に説明した論理回路１０１と同様に、クロック生成回路１１７には一定の電位が供給される必要がある。
【００４０】
クロック生成回路１１７に供給する一定の電位としては、論理回路１０１と同様に、定電圧回路１１４で生成された電源電位Ｖｄｄを用いてもよい。しかしながら、電源電位Ｖｄｄは他の回路にも供給されるものであり、他の回路の動作によって電源電位Ｖｄｄが変動するおそれがある場合は、他の回路に供給される電源電位Ｖｄｄとは別の電源電位Ｖｄｄ＿ＣＬＫを定電圧回路１１４で生成し、その電源電位Ｖｄｄ＿ＣＬＫをクロック生成回路１１７に供給する構成とすることが好ましい。この構成を採用することにより、クロック生成回路１１７は一定の周波数のクロック信号ＣＬＫを安定して論理回路１０１に供給することが容易となる。
【００４１】
図２は、本発明の一態様として用いるＲＦタグ全体のブロック図を示すものである。図２のクロック生成回路１１７は図１のクロック生成回路１１７とは異なり、アンテナ回路が受信した搬送波または振幅変調波を参照せずに、論理回路１０１の動作に必要なクロック信号ＣＬＫを生成し、論理回路１０１に供給する。このようなクロック生成回路の一例としてリングオシレータなどの発振回路が挙げられるが、この構成に限定されるものではない。
なお、図２に示すＲＦタグ１００において、クロック生成回路１１７以外の回路は図１に示すＲＦタグ１００の有する回路と同様のものを用いることができるので、ここでは説明を省略する。
【００４２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した変調回路の構成及び動作の詳細について説明する。図３は、本発明の一態様に係る変調回路の回路構成の一例を示したものである。
【００４３】
まず、本実施の形態における変調回路の構成について図３（Ａ）を用いながら説明する。変調回路３００は、ロードスイッチング方式を用いたものであり、負荷３０１と、ダイオード３０２と、スイッチ３０３を有する。そして、ダイオード３０２のアノード（一端）は、負荷３０１を介してアンテナ３０４の一端に電気的に接続され、ダイオード３０２のカソード（他端）は、スイッチ３０３の一端に電気的に接続され、スイッチ３０３の他端は、アンテナ３０４の他端に電気的に接続されている。
【００４４】
なお、本明細書で説明するアンテナは平衡デバイスであるため、ＲＦタグにおけるアンテナの一端とアンテナの他端とには、それぞれある周波数の正弦波が入力される。アンテナの一端とアンテナの他端の信号は、１８０°位相がずれた関係にある。しかし、回路の説明を簡単にするために、アンテナの他端の電位を固定の電位（０Ｖ）として、以下説明する。また、本実施の形態に限らず、他の実施の形態及び実施例においても同様とする。
【００４５】
また、図３（Ａ）においては、アンテナ回路３０７がアンテナ３０４及び共振容量３０６から構成された例を示しているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、アンテナ回路３０７として、アンテナ３０４のみから構成することも可能である。これは、本実施の形態におけるアンテナの構成に限らず、他の実施の形態におけるアンテナの構成においても同様である。
【００４６】
負荷３０１としては、例えば容量で構成することができる。また、負荷３０１として抵抗で構成することもできる。また、スイッチ３０３としては、例えばトランジスタで構成することができる。なお、トランジスタの極性は限定されず、Ｐチャネル型のトランジスタを用いることもできるし、Ｎチャネル型のトランジスタを用いることもできる。また、トランジスタの活性層の構成についても特に限定されない。例えば、活性層を構成する材料として、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウムなどの半導体を用いることができる。半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質（アモルファス）、微結晶（セミアモルファスまたはマイクロクリスタルとも呼ばれる）、多結晶、単結晶のいずれでも用いることができる。
【００４７】
また、半導体の材料として、上述したシリコンなどの単体以外にも、化合物半導体や酸化物半導体を用いることもできる。化合物半導体の一例としては、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＳｉＧｅが挙げられる。また、酸化物半導体の一例としては、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化マグネシウム亜鉛、酸化ガリウム、インジウム酸化物、及び上記酸化物半導体の複数より構成されるものが挙げられる。なお、上記酸化物半導体の複数より構成されるものの一例としては、酸化亜鉛とインジウム酸化物と酸化ガリウムとから構成される酸化物半導体（インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物半導体層）が挙げられる。
【００４８】
ダイオード３０２の種類は特に限定されず、整流効果を得られるものであれば、ＰＮダイオードや、ＰＩＮダイオード、ショットキーバリアダイオード、定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）、ダイオード接続したトランジスタ等を用いることができる。例えば、ゲートとソースまたはドレインの一方とをダイオード接続したＮチャネル型のトランジスタを用いることができる。また、ゲートとソースまたはドレインの一方とをダイオード接続したＰチャネル型のトランジスタを用いることもできる。また、ダイオード接続したトランジスタを複数直列に接続したトランジスタ群（以下、ダイオード接続したトランジスタ群という）を用いることもできる。また、ＰＮダイオードやＰＩＮダイオードを用いる場合は、それぞれ横接合型のものとすることが好ましい。ダイオード３０２として、横接合型のＰＮダイオードまたは横接合型のＰＩＮダイオードを用いる場合、ＲＦタグのような半導体装置を構成する上で必要とされるトランジスタと併せて同一基板上にこれらのダイオードを作製する際に、既存のプロセスを変更することなく作製することが可能となるためである。なお、ダイオード３０２に限らず、本発明の一態様で用いる全てのダイオードは、これら様々な種類のダイオードを適宜用いることが可能である。
【００４９】
次に、本実施の形態における変調回路の動作について説明する。スイッチ３０３は、論理回路からの信号（副搬送波、サブキャリアと呼ばれることもある）３０５により、オン（導通）・オフ（非導通）のいずれかの状態となる。なお、論理回路からの信号３０５の変調方式の一例としては、搬送波の振幅を変化させるＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を用いることができる。
【００５０】
まず、スイッチ３０３がオフ状態にあるとき、アンテナ３０４の一端から負荷３０１及びダイオード３０２を介してアンテナ３０４の他端に向けて電流がほとんど流れず、アンテナ３０４両端間のインピーダンスも変化しない。
【００５１】
一方、スイッチ３０３がオン状態にあり、アンテナ３０４の一端の電位が正の場合は、アンテナ３０４の一端から負荷３０１及びダイオード３０２を介してアンテナ３０４の他端に向けて順電流が流れる。そして、順電流が流れることにより、アンテナ３０４の一端の電位が変化し、アンテナ３０４両端間のインピーダンスが変化する。
【００５２】
また、スイッチ３０３がオン状態にあり、アンテナ３０４の一端の電位が負の場合は、アンテナ３０４の一端の電位（負の値）よりもアンテナ３０４の他端の電位（０Ｖ）の方が高くなるが、本実施の形態では負荷３０１を介してアンテナ３０４の一端にダイオード３０２のアノードが電気的に接続され、アンテナ３０４の他端にダイオード３０２のカソードが電気的に接続されていることにより、アンテナ３０４の他端からアンテナ３０４の一端に向けて逆流電流が発生することを防止できる。このように、本実施の形態における変調回路３００は、アンテナ３０４の一端とスイッチ３０３との間にダイオード３０２を設けることにより、スイッチ３０３において無駄な消費電力が発生することを抑制できる。
【００５３】
また、ダイオード３０２を設けることによって変調回路３００の逆流電流が低減した分、従来よりも低消費電力でＲＦタグを動作させることが可能となり、ＲＦタグの最大通信距離を拡大することができる。この理由は、以下のように説明することができる。
【００５４】
実施の形態１において説明した図１に示すとおり、アンテナ回路１０２は、変調回路１０４以外に復調回路１０３や整流回路１１３にも電気的に接続されている。このため、変調回路３００の逆流電流が低減すると、その低減量に応じて復調回路１０３や整流回路１１３に供給される電流量が増加することとなる。整流回路１１３に供給される電流量が増加すると、整流回路１１３で生成される直流電圧が増加する。したがって、リーダ／ライタからアンテナ回路１０２を介して供給される電力が従来より少なくてもＲＦタグ１００が動作可能となる。このように、ＲＦタグ１００が動作するために必要な電力量を従来よりも少なくすることができるため、ＲＦタグ１００の最大通信距離を拡大することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態においては、負荷３０１とスイッチ３０３との間にダイオード３０２を設ける構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、図３（Ｂ）に示すように、アンテナ３０４の一端と負荷３０１との間にダイオード３０２を設ける構成とすることもできる。
【００５６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２で説明した変調回路の構成において、負荷３０１として抵抗を用い、ダイオード３０２としてダイオード接続したトランジスタを用い、スイッチ３０３としてトランジスタを用いた場合の構成について説明する。なお、実施の形態２で説明したように、ダイオード３０２として用いるダイオード接続したトランジスタの極性は限定されないが、本実施の形態ではダイオード接続したＮチャネル型のトランジスタを用いて説明する。また、実施の形態２で説明したように、スイッチ３０３として用いるトランジスタの極性は限定されないが、本実施の形態ではＮチャネル型のトランジスタを用いて説明する。
【００５７】
図４（Ａ）は、本実施の形態における変調回路の回路構成を示したものである。変調回路４００は、ロードスイッチング方式を用いたものであり、抵抗４０１と、ダイオード接続したＮチャネル型のトランジスタ４０２（以下、「ダイオード接続のトランジスタ４０２」と表記する）と、トランジスタ４０３を有する。そして、ダイオード接続のトランジスタ４０２のソースまたはドレインの一方、及びゲートは、抵抗４０１を介してアンテナ４０４の一端に電気的に接続され、ダイオード接続のトランジスタ４０２のソースまたはドレインの他方は、トランジスタ４０３のソースまたはドレインの一方に電気的に接続され、トランジスタ４０３のソースまたはドレインの他方は、アンテナ４０４の他端に電気的に接続されている。このような回路構成を有する変調回路４００のレイアウト（上面図）の一例を図６に示す。
【００５８】
図６においては、抵抗４０１、ダイオード接続のトランジスタ４０２、トランジスタ４０３の各素子が配線によって接続されたレイアウトを示している。また、図６においては、各素子を接続する配線として、アンテナ４０４の一端と抵抗４０１の一端とを電気的に接続するための配線４１１、抵抗４０１の他端とダイオード接続のトランジスタ４０２のソースまたはドレインの一方とを電気的に接続するための配線４１２、ダイオード接続のトランジスタ４０２のソースまたはドレインの他方とトランジスタ４０３のソースまたはドレインの一方とを電気的に接続するための配線４１３、トランジスタ４０３のソースまたはドレインの他方とアンテナ４０４の他端とを電気的に接続するための配線４１４、論理回路からの信号４０５をトランジスタ４０３のゲートに入力するための配線（ゲート配線）４１５等を示している。また、抵抗４０１としてはリンなどの不純物を含有するシリコン４１６を用いて形成している。
【００５９】
次に、変調回路４００の動作について説明する。トランジスタ４０３のゲートには、論理回路からの信号（２値信号）４０５が入力される。ゲートに入力される論理回路から信号４０５がＨｉ（Ｈ）の場合はトランジスタ４０３が導通（オン）状態となり、Ｌｏｗ（Ｌ）の場合はトランジスタ４０３が非導通（オフ）状態となる。
【００６０】
まず、トランジスタ４０３がオフ状態にあるとき、アンテナ４０４の一端から抵抗４０１及びダイオード接続のトランジスタ４０２を介してアンテナの他端に向けて電流がほとんど流れず、アンテナ４０４両端間のインピーダンスも変化しない。
【００６１】
一方、トランジスタ４０３がオン状態にあり、アンテナ４０４の一端の電位が正の場合は、アンテナ４０４の一端から抵抗４０１及びダイオード接続のトランジスタ４０２を介してアンテナ４０４の他端に向けて順電流が流れる。そして、順電流が流れることにより、アンテナ４０４の一端の電位が変化し、アンテナ４０４両端間のインピーダンスが変化する。
【００６２】
また、トランジスタ４０３がオン状態にあり、アンテナ４０４の一端の電位が負の場合は、アンテナ４０４の一端の電位（負の値）よりもアンテナ４０４の他端の電位（０Ｖ）の方が高くなるが、本実施の形態ではダイオード接続のトランジスタ４０２が設けられていることにより、アンテナ４０４の他端からアンテナ４０４の一端に向けて逆流電流が発生することを防止できる。すなわち、アンテナ４０４の一端の電位が負の場合、抵抗４０１を介してアンテナ４０４の一端に電気的に接続されるのは、ダイオード接続のトランジスタ４０２のソースとなる。このとき、ソースとゲートは電気的に接続されている（すなわち、Ｖｇｓ＝０Ｖとなる）ため、ダイオード接続のトランジスタ４０２には電流が流れない。このように、本実施の形態における変調回路４００は、アンテナ４０４の一端とトランジスタ４０３との間にダイオード接続のトランジスタ４０２を設けることにより、トランジスタ４０３において無駄な消費電力が発生することを抑制できる。
【００６３】
なお、本実施の形態においては、抵抗４０１とトランジスタ４０３との間にダイオード接続のトランジスタ４０２を設ける構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、図４（Ｂ）に示すように、アンテナ４０４の一端と抵抗４０１との間にダイオード接続のトランジスタ４０２を設ける構成とすることもできる。
【００６４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態２で説明した変調回路の構成において、負荷３０１として容量を用い、ダイオード３０２としてダイオード接続したトランジスタを用い、スイッチ３０３としてトランジスタを用いた場合の構成について説明する。なお、実施の形態２で説明したように、ダイオード３０２として用いるダイオード接続したトランジスタの極性は限定されないが、本実施の形態ではダイオード接続したＮチャネル型のトランジスタを用いて説明する。また、実施の形態２で説明したように、スイッチ３０３として用いるトランジスタの極性は限定されないが、本実施の形態ではＮチャネル型のトランジスタを用いて説明する。したがって、本実施の形態で説明する変調回路の構成は、実施の形態３における抵抗４０１を容量に置き換えたものとみることができる。
【００６５】
図５は、本実施の形態における変調回路の回路構成を示したものである。変調回路５００は、ロードスイッチング方式を用いたものであり、容量５０１と、ダイオード接続したＮチャネル型のトランジスタ５０２（以下、「ダイオード接続のトランジスタ５０２」と表記する）と、トランジスタ５０３を有する。そして、ダイオード接続のトランジスタ５０２のソースまたはドレインの一方、及びゲートは、容量５０１を介してアンテナ５０４の一端に電気的に接続され、ダイオード接続のトランジスタ５０２のソースまたはドレインの他方は、トランジスタ５０３のソースまたはドレインの一方に電気的に接続され、トランジスタ５０３のソースまたはドレインの他方は、アンテナ５０４の他端に電気的に接続されている。また、容量５０１の一方の電極はアンテナ５０４の一端に電気的に接続され、容量５０１の他方の電極はダイオード接続のトランジスタ５０２のソースまたはドレインの一方、及びゲートに電気的に接続されている。
【００６６】
次に、変調回路５００の動作について説明する。トランジスタ５０３のゲートには、論理回路からの信号（２値信号）５０５が入力される。ゲートに入力される論理回路から信号５０５がＨｉ（Ｈ）の場合はトランジスタ５０３が導通（オン）状態となり、Ｌｏｗ（Ｌ）の場合はトランジスタ５０３が非導通（オフ）状態となる。
【００６７】
まず、トランジスタ５０３がオフ状態にあるとき、容量５０１の他方の電極に保持されている電荷の量はほとんど変化しないため、容量５０１の一方の電極に電気的に接続されたアンテナ５０４の一端の電位は変化しない。このため、アンテナ５０４両端間のインピーダンスも変化しない。
【００６８】
一方、トランジスタ５０３がオン状態にあり、アンテナ５０４の一端の電位が正の場合は、容量５０１の他方の電極に保持されていた電荷の一部がグランドに放電されるため、容量５０１の一方の電極に電気的に接続されたアンテナ５０４の一端の電位が変化する。この結果、アンテナ５０４両端間のインピーダンスが変化する。
【００６９】
また、トランジスタ５０３がオン状態にあり、アンテナ５０４の一端の電位が負の場合は、アンテナ５０４の一端の電位（負の値）よりもアンテナ５０４の他端の電位（０Ｖ）の方が高くなるが、本実施の形態ではダイオード接続のトランジスタ５０２が設けられていることにより、容量５０１の他方の電極に保持されている電荷の量は変化しない。このように、本実施の形態における変調回路５００は、アンテナ５０４の一端とトランジスタ５０３との間にダイオード接続のトランジスタ５０２を設けることにより、トランジスタ５０３において無駄な消費電力が発生することを抑制できる。
【００７０】
なお、本実施の形態においては、容量５０１とトランジスタ５０３との間にダイオード接続のトランジスタ５０２を設ける構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、図５（Ｂ）に示すように、アンテナ５０４の一端と容量５０１の一方の電極との間にダイオード接続のトランジスタ５０２を設ける構成とすることもできる。
【００７１】
（実施の形態５）
ＲＦタグを始めとする半導体装置は、微小な半導体素子を複数用いて形成された半導体集積回路を有する。本発明の一態様における変調回路も、半導体素子を用いて形成されている。このため、外部からの静電気放電（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：ＥＳＤ）による回路の誤動作や半導体素子の損傷を生じやすい。特に、表面積の大きい導電体であるアンテナを有するＲＦタグは、静電気放電が生じる可能性が高い。本実施の形態においては、そのような静電気放電から半導体集積回路を保護する構成の一例について説明する。
【００７２】
図７（Ａ）〜（Ｄ）に構成例を示す。本実施の形態においては、導電性材料を有する遮蔽体を半導体集積回路の近傍に設けることにより、半導体集積回路を保護することができる。なお、遮蔽体は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、蒸着法などの各種乾式法、塗布法、印刷法、液滴吐出法（インクジェット法）などの各種湿式法により形成することができる。
【００７３】
図７（Ａ）は、遮蔽体１１０１が半導体集積回路チップの外側全体を覆うように形成された例を示している。遮蔽体１１０１は、リーダ／ライタから発せられる搬送波または振幅変調波の、アンテナにおける受信を極力妨げない程度の膜厚で形成すればよい。
【００７４】
なお、図７（Ａ）では、遮蔽体１１０１が半導体集積回路チップの上面、下面、及び側面を覆うように形成されているが、形成の方法としては、上面及び側面の一部に遮蔽体を形成した後、半導体集積回路を裏返して下面及び側面の一部に遮蔽体を形成し、全面を覆うように形成すればよい。
【００７５】
図７（Ｂ）は、遮蔽体１１０２が絶縁体の内側に設けられ、半導体集積回路の全面を覆うように形成された例である。このように半導体集積回路の全面を覆うように遮蔽体１１０２を形成するには、半導体集積回路を絶縁体で挟持、接着する前に、個々の半導体集積回路チップに分断し、遮蔽体１１０２を形成する必要があるが、特にこの形態に限定されるものではない。例えば、半導体集積回路を絶縁体で挟持、接着する前に、半導体集積回路の上面、下面に遮蔽体を形成しておき、絶縁体で挟持、接着した後、レーザ光を照射して分断すると、分断面において遮蔽体が溶融し、半導体集積回路チップの側面を上下から溶着して覆うように形成することができる。
【００７６】
図７（Ｃ）は、遮蔽体１１０３が絶縁体の内側に設けられ、半導体集積回路の片面のみに形成された例である。本例では、遮蔽体１１０３はアンテナが設けられている側の面に形成されているが、この面と逆側の面に形成してもよい。
【００７７】
遮蔽体が半導体集積回路の片面のみに形成されることにより、リーダ／ライタから発せられる搬送波または振幅変調波のアンテナにおける受信を遮蔽体が妨害することを抑制できるため、良好な通信精度を確保することができる。
【００７８】
図７（Ａ）〜（Ｃ）においては、導電性の材料を用いて遮蔽体を膜状に形成した例を示したが、図７（Ｄ）に示すように、遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇを島状に形成してもよい。遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇ各々は、導電性材料で形成されているために導電性を有するが、半導体集積回路上に互いに点在して形成されている。このため、例えば１１０４ａと１１０４ｂ、１１０４ｃと１１０４ｇの間では互いに導通していない。すなわち、遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇ各々としては導電性を有するにも関わらず、遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇ全体としては絶縁体に等しい膜とみなすことができる。このような構成で遮蔽体を形成すると、遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇ各々は導電性を有しているため、静電気放電に対して良好に半導体集積回路を保護することができる。また同時に、遮蔽体１１０４ａ〜１１０４ｇ全体としては絶縁体に等しい膜とみなすことができるため、リーダ／ライタから発せられる搬送波または振幅変調波のアンテナにおける受信を遮蔽体が妨害することを抑制できるため、良好な通信精度を確保することができる。
【００７９】
図７（Ａ）〜（Ｄ）で説明した遮蔽体を形成する材料としては、導電体又は半導体が好ましく、例えば金属膜、金属酸化物膜、半導体膜、又は金属窒化物膜が挙げられる。具体的な材料としては、チタン、モリブデン、タングステン、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、タンタル、カドミウム、亜鉛、鉄、シリコン、ゲルマニウム、ジルコニウム、バリウムから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料、化合物材料、窒化物材料、酸化物材料等を用いることができる。
【００８０】
なお、窒化物材料としては、窒化タンタル、窒化チタンなどを用いることができる。
【００８１】
また、酸化物材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ））、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛等を用いることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウム（Ｇａ）を含む酸化亜鉛、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いることもできる。
【００８２】
また、遮蔽体を形成する材料として、半導体に不純物元素などを添加して導電性を付与した半導体膜などを用いることができる。例えば、不純物元素としてリンを含む多結晶シリコン膜を用いることができる。
【００８３】
また、遮蔽体を形成する材料として、導電性高分子（導電性ポリマー）を用いてもよい。導電性高分子としては、いわゆるπ共役系導電性高分子を用いることができる。一例として、ポリアニリン及び／又はその誘導体、ポリピロール及び／又はその誘導体、ポリチオフェン及び／又はその誘導体が挙げられる。また、他の例として、これらの２種以上を有する共重合体が挙げられる。
【００８４】
共役導電性高分子の具体例としては、ポリピロ−ル、ポリ（３−メチルピロ−ル）、ポリ（３−ブチルピロ−ル）、ポリ（３−オクチルピロ−ル）、ポリ（３−デシルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジメチルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジブチルピロ−ル）、ポリ（３−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メトキシピロ−ル）、ポリ（３−エトキシピロ−ル）、ポリ（３−オクトキシピロ−ル）、ポリ（３−カルボキシルピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロ−ル）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【００８５】
また、導電性高分子を含む遮蔽体には、有機樹脂やドーパント（ハロゲン類、ルイス酸、無機酸、有機酸、遷移金属ハロゲン化物、有機シアノ化合物、非イオン性界面活性剤等）をさらに含んでいてもよい。
【００８６】
本発明の一態様に係る変調回路を有するＲＦタグにおいて、導電性材料を有する遮蔽体が半導体集積回路の近傍に設けられた構造を採用することにより、ＲＦタグの信頼性を向上させることができる。
【００８７】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る変調回路を備えたＲＦタグの使用例について図８を用いながら説明する。ＲＦタグの用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図８（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図８（Ｃ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図８（Ｂ）参照）、乗り物類（自転車等、図８（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、または電子機器（液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置、または携帯電話機）等の物品、若しくは各物品に取り付ける荷札（図８（Ｅ）、図８（Ｆ）参照）等に設けて使用することができる。
【００８８】
本発明の一態様に係るＲＦタグ４０００は、プリント基板に実装、表面に貼る、または埋め込むことにより、物品に固定される。例えば、本であれば紙に埋め込み、有機樹脂からなるパッケージであれば当該有機樹脂の内部に埋め込み、各物品に固定される。本発明の一態様に係るＲＦタグ４０００は、小型、薄型、軽量を実現するため、物品に固定した後もその物品自体のデザイン性を損なうことがない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、または証書類等に本発明の一態様に係るＲＦタグ４０００を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、または電子機器等に本発明の一態様に係るＲＦタグを取り付けることにより、検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。また、乗り物類であっても、本発明の一態様に係るＲＦタグを取り付けることにより、盗難などに対するセキュリティ性を高めることができる。
【００８９】
以上のように、本発明の一態様に係る変調回路を搭載したＲＦタグを本実施の形態に挙げた各用途に用いることにより、従来よりも最大通信距離に優れた物品の認証ができる。
【実施例１】
【００９０】
本実施例では、本発明の一態様に係る変調回路を用いたＲＦタグの電気特性について説明する。
【００９１】
本発明の一態様に係る変調回路としては、実施の形態３で説明した図４（Ａ）に示す変調回路４００の構成を用いた。また、図９は、比較例の変調回路９００の構成を示す回路図であり、図４（Ａ）に示す変調回路４００の構成と比較すると、ダイオード接続のトランジスタ４０２が設けられていない点で相違している。また、本測定に用いたＲＦタグは、変調回路以外に整流回路や論理回路などを有しているが、変調回路以外の回路構成については本発明の一態様に係るＲＦタグ、比較例のＲＦタグ共に同様の構成のものを用いた。
【００９２】
次に、整流回路、変調回路それぞれにおける消費電流の計算方法について説明する。
リーダライタからの搬送波に相当する電力をＲＦタグのアンテナを介して投入し、整流回路、変調回路それぞれで消費される電流（消費電流）を高周波回路シミュレーションによって計算した。なお、変調回路のトランジスタのゲートにはＨｉ（Ｈ）の信号を入力して、常にトランジスタを導通（オン）状態と仮定して計算した。
【００９３】
図１１に、リーダ／ライタの出力電流に対し、本発明の一態様に係るＲＦタグにおける整流回路と変調回路の消費電流を計算した結果と、比較例のＲＦタグにおける整流回路と変調回路の消費電流を計算した結果を示す。シミュレーション条件として、リーダ／ライタの出力電力に相当するパラメータであるリーダ／ライタの出力電流を２０ｍＡ〜１０００ｍＡまで変化させた。
【００９４】
図１１に示すように、リーダ／ライタの出力電流が同じ値であるとき、本発明の一態様に係るＲＦタグにおける変調回路と比較例のＲＦタグにおける変調回路の消費電流を比較すると、本発明の一態様に係るＲＦタグにおける変調回路の消費電流の方が小さくなっている。一方、リーダ／ライタの出力電流が同じ値であるとき、本発明の一態様に係るＲＦタグにおける整流回路と比較例のＲＦタグにおける整流回路の消費電流を比較すると、本発明の一態様に係るＲＦタグにおける整流回路の消費電流の方が大きくなっている。このように、本発明の一態様に係るＲＦタグはダイオードを有する変調回路が用いられていることにより、比較例の変調回路を用いた場合に比べて変調回路の消費電流が低減されるとともに、整流回路の消費電流が増加することが確認された。そして、整流回路の消費電流が増加することにより、整流回路で生成される直流電圧が増加する。
【００９５】
図１２に、整流回路において生成される直流電圧ＶＤＣの計算結果を示す。リーダ／ライタの出力電流が同じ値であるとき、比較例のＲＦタグにおける整流回路で生成される直流電圧よりも、本発明の一態様に係るＲＦタグにおける整流回路で生成される直流電圧の方が大きいことが確認された。
【００９６】
以上の結果が示すように、本発明の一態様に係るＲＦタグはダイオードを有する変調回路が用いられていることにより、変調回路における逆流電流の発生を防止できるため、変調回路の消費電流を低減させることができる。そして、この結果、整流回路の消費電流（すなわち、整流回路に供給される電流量）を増加させることができる。さらに、整流回路における消費電流の増加により、整流回路で生成する直流電圧を大きくすることができる。すなわち、比較例のＲＦタグに比較して本発明の一態様に係るＲＦタグは、最大通信距離を拡大することができる。
【実施例２】
【００９７】
本実施例では、本発明の一態様に係る変調回路を用いたＲＦタグの応答特性について説明する。
【００９８】
本実施例で説明するＲＦタグは、周波数９５３ＭＨｚ帯、ＥＰＣｇｌｏｂａｌ  Ｃｌａｓｓ−１  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ−２に準拠したものを用いた。また、本実施例で説明するＲＦタグの回路構成は、実施例１で説明したものと同様であり、図４（Ａ）に示す本発明の一態様に係る変調回路を有するＲＦタグと、図９に示す比較例の変調回路を有するＲＦタグを用いた。
【００９９】
本実施例で用いた本発明の一態様に係る変調回路の上面図を図６に示し、比較例のＲＦタグの変調回路の上面図を図１０に示す。図６に関する説明は、実施の形態３において上述したので、ここでは説明を省略する。一方、図１０は、図６における配線４１２と配線４１３とが結合された配線４２０を有している点で図６と相違するが、この点以外では共通したレイアウトとなっている。図１０に示す比較例のＲＦタグの変調回路においては、ダイオード接続のトランジスタ４０２のソースとドレインとが短絡しているので、等価回路として考えるとダイオード４０２が設けられていない構成と考えることができる。すなわち、抵抗４０１とトランジスタ４０３は、ダイオード接続のトランジスタ４０２を介さず、直接接続されている構成とみなすことができる。
【０１００】
なお、ＲＦタグの作製方法の観点から見ると、マスク変更をすることなく、本発明の一態様に係るＲＦタグと比較例のＲＦタグとを同一基板上に同時に作製できるという特徴を有する。すなわち、図６に示すＲＦタグは、図１０に示すＲＦタグを作製した後、図１０における配線４２０を分断することによって、図６における配線４１２、配線４１３を形成することができる。配線４２０の分断方法としては、例えばレーザースクライブを用いることができる。このように、配線４２０の分断プロセスを追加するのみで、互いに異なる変調回路を有する２種類のＲＦタグを同一基板上に容易に作製することができる。
【０１０１】
次に、ＲＦタグの測定に用いた測定装置について説明する。測定装置は、主にリーダ／ライタと高周波プローブと測定用プローブシステムから構成される。リーダ／ライタは、ＥＰＣｇｌｏｂａｌ  Ｃｌａｓｓ−１  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ−２に準拠したものを用いた。リーダ／ライタは、搬送波の電力設定を行った後、同軸ケーブルによって接続された高周波プローブを介してＲＦタグに変調高周波信号を出力している。なお、測定に用いたＲＦタグは、アンテナを設けない構成としている。このため、高周波プローブは、ＲＦタグに設けられた入力端子（アンテナの一端と等電位となる端子）とグランド端子（アンテナの他端と等電位となる端子）にリーダ／ライタからの変調高周波信号（出力信号）を直接供給している。また、測定用プローブシステムは遮光、電磁シールドされており、ＲＦタグを固定するために用いている。
【０１０２】
次に、ＲＦタグの測定方法について説明する。リーダ／ライタからの搬送波の出力電力値を変化させながら、リーダ／ライタからの変調高周波信号をＲＦタグに入力し、ＲＦタグが正常な応答を返した回数を測定した。なお、各出力電力値に対する測定回数は５回とした。
【０１０３】
比較例の変調回路（図９、図１０参照）を有するＲＦタグと、本発明の一態様に係る変調回路（図４（Ａ）、図６参照）を有するＲＦタグの応答率を表１に示す。なお、表１においては、リーダ／ライタの出力電力の範囲において、応答率が変化する箇所に限定して示している。ＲＦタグの応答率が０になってしまう点が、そのＲＦタグが応答するのに必要とされる最低出力電力を示している。比較例のＲＦタグでは、リーダ／ライタの出力電力が５．２８ｍＷあたりから６０％と応答率が弱くなってきているが、本発明の一態様に係るＲＦタグでは、５．０４ｍＷまで１００％の応答率が得られている。すなわち、本発明の一態様に係る変調回路を用いることにより、比較例の変調回路に比較してＲＦタグの最低出力電力の値を０．２４ｍＷ低減させることができた。また、低電力側にＲＦタグの応答範囲を拡大することができた。
【０１０４】
【表１】
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【０１０５】
以上の結果が示すように、本発明の一態様に係る変調回路をＲＦタグに搭載することにより、比較例の変調回路を用いた場合に比較してＲＦタグの最低出力電力の値が低減されることが確認できた。すなわち、比較例のＲＦタグに比較して本発明の一態様に係るＲＦタグは、より低消費電力でリーダ／ライタと交信できるため、ＲＦタグの最大通信距離の拡大を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【０１０６】
１００    ＲＦタグ
１０１    論理回路
１０２    アンテナ回路
１０３    復調回路
１０４    変調回路
１１１    アンテナ
１１２    共振容量
１１３    整流回路
１１４    定電圧回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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