(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電圧源から電源電圧を選択する回路であって、
第１電圧源を選択するように構成された第１トランジスタと、
第２電圧源を選択するように構成された第２トランジスタと、
前記第１トランジスタ、前記第１電圧源、及び前記第２電圧源に結合され、前記第１、第２電圧源のいずれかが０Ｖとされる一時的なモード（transient mode）に基板電流が前記第１トランジスタのバルクノードを介して流れるのを抑制するために、最も高い電圧を供給する電圧源を自動的に使用する、第１寄生電流抑制部と、
前記第２トランジスタ、前記第１電圧源、及び前記第２電圧源に結合され、前記一時的なモードに基板電流が前記第２トランジスタのバルクノードを介して流れるのを抑制するために、最も高い電圧を供給する電圧源を自動的に使用する、第２寄生電流抑制部と
を備え、前記第１寄生電流抑制部は、
前記第１電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードと、前記第１トランジスタの前記バルクノードに接続されたソースノードとを有する第３トランジスタと、
前記第２電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードと、前記第３トランジスタの前記ソースノードに接続されたソースノードとを有する第４トランジスタと
を更に備え、前記第２寄生電流抑制部は、
前記第１電圧源に接続されたゲートノードと、前記第２電圧源に接続されたソースノードと、前記第２トランジスタの前記バルクノードに接続されたドレインノード及びバルクノードとを有する第５トランジスタと、
前記第１電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードと、前記第５トランジスタの前記ドレインノードに接続されたソースノードとを有する第６トランジスタと
を更に備える回路。
【請求項２】
前記第１寄生電流抑制部は、前記最も高い電圧を前記第１トランジスタの前記バルクノードに印加し、前記第２寄生電流抑制部は、前記最も高い電圧を前記第２トランジスタの前記バルクノードに印加する、請求項１の回路。
【請求項３】
前記第３及び第４トランジスタは、ｎチャネルトランジスタである、請求項１の回路。
【請求項４】
前記第５トランジスタはｐチャネルトランジスタであり、前記第６トランジスタはｎチャネルトランジスタである、請求項１の回路。
【請求項５】
前記第１トランジスタは、前記第１電圧源に接続されたソースノード、前記第１寄生電流抑制部に結合された前記バルクノード、出力ノードに結合されたドレインノード、及び第１電圧選択信号を受信するゲートノードを有するｐチャネルトランジスタであり、更に
前記第２トランジスタは、前記第２電圧源に接続されたソースノード、前記第２寄生電流抑制部に結合された前記バルクノード、前記出力ノードに結合されたドレインノード、及び第２電圧選択信号を受信するゲートノードを有するｐチャネルトランジスタである、請求項１の回路。
【請求項６】
前記第１トランジスタは、前記第１電圧選択信号がＯＮ状態の際、前記第１電圧源と前記出力ノードとの間の電流経路を完成（complete）し、
前記第２トランジスタは、前記第２電圧選択信号がＯＮ状態に設定されている際、前記第２電圧源と前記出力ノードとの間の電流経路を完成する、
請求項５の回路。
【請求項７】
前記回路は、携帯端末における１つまたはそれ以上のコンポーネントに対して、複数の電圧源から選択された電源電圧を供給する、請求項１の回路。
【請求項８】
前記選択された電源電圧は、前記携帯端末内の直交変調器及び可変利得増幅器ユニット中の変圧器の１次側に供給される、請求項７の回路。
【請求項９】
前記選択された電源電圧は、前記携帯端末内の低雑音増幅器、ダウンコンバータ、または電圧制御発振器の少なくとも１つに供給される、請求項７の回路。
【請求項１０】
選択可能な電圧源における寄生電流を低減する回路であって、
第１電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードを有し、前記第１電圧源がアクティブである際に、第１電源切り替えトランジスタのバルクノードとソースノードとを結合する、第１ｎチャネルトランジスタと、
第２電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードと、前記第１ｎチャネルトランジスタのソースノードに接続されたソースノードとを有し、前記第１電圧源が非アクティブとされて０Ｖである際に、前記第１電源切り替えトランジスタに逆バイアス電圧を印加する、第２ｎチャネルトランジスタと
を備え、前記第１電源切り替えトランジスタは、前記第１電圧源に接続された前記ソースノード、出力ノードに結合されたドレインノード、前記第１及び第２ｎチャネルトランジスタのソースノードに接続された前記バルクノード、及び第１電圧選択信号を受信するゲートノードを有するｐチャネルトランジスタである回路。
【請求項１１】
前記第１電圧源に接続されたゲートノードと、前記第２電圧源に接続されたソースノードとを有し、前記第１電圧源が非アクティブである際に、第２電源切り替えトランジスタのバルクノードとソースノードとを結合する、第１ｐチャネルトランジスタと、
前記第１電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードと、前記第１ｐチャネルトランジスタのドレインノードに接続されたソースノードとを有し、前記第１電圧源がアクティブである際に、前記第２電源切り替えトランジスタに逆バイアス電圧を印加する、第３ｎチャネルトランジスタと
を更に備え、前記第２電源切り替えトランジスタは、前記第２電圧源に接続された前記ソースノード、前記第１ｐチャネルトランジスタのドレインノード及びバルクノード並びに前記第３ｎチャネルトランジスタの前記ソースノードに接続された前記バルクノード、前記出力ノードに結合されたドレインノード、及び第２電圧選択信号を受信するゲートノードを有するｐチャネルトランジスタである、請求項１０の回路。
【請求項１２】
前記逆バイアス電圧は、前記第１、第２電圧源のうちで最も高い電圧を選択することにより、自動的に供給される、請求項１１の回路。
【請求項１３】
前記第１電圧選択信号がＯＮ状態の際、前記第１電源切り替えトランジスタは導通し、前記第１電圧源と前記出力ノードとの間の電流経路を完成する、請求項１０の回路。
【請求項１４】
前記第２電圧選択信号がＯＮ状態の際、前記第２電源切り替えトランジスタは導通し、前記第２電圧源と前記出力ノードとの間の電流経路を完成する、請求項１１の回路。
【請求項１５】
前記出力ノードは、携帯端末における１つまたはそれ以上のコンポーネントに結合されて、選択された電源電圧を供給する、請求項１０の回路。
【請求項１６】
前記選択された電源電圧は、前記携帯端末内の直交変調器及び可変利得増幅器ユニット中の変圧器の１次側に供給される、請求項１５の回路。
【請求項１７】
前記選択された電源電圧は、前記携帯端末内の低雑音増幅器、ダウンコンバータ、または電圧制御発振器の少なくとも１つに供給される、請求項１５の回路。
【請求項１８】
複数の電圧源を有する回路において寄生電流を低減する方法であって、
ＯＮ及びＯＦＦ状態を有し、前記ＯＮ状態が、第１トランジスタによって第１電圧源が選択されていることに相当する第１電圧選択信号を受信することと、
ＯＮ及びＯＦＦ状態を有し、前記ＯＮ状態が、第２トランジスタによって第２電圧源が選択されていることに相当する第２電圧選択信号を受信することと、
前記第１、及び第２電圧源により供給される最も高い電圧を、自動的に決定することと、
前記第１、第２電圧源によって供給される電圧のいずれかが０Ｖとなる一時的なモード（transient mode）の間、前記最も高い電圧を選択することと、
前記最も高い電圧を、前記第１トランジスタのバルクノード及び前記第２トランジスタのバルクノードに供給することと
を備え、前記最も高い電圧を選択することは、前記第１電圧源から供給される電圧が０Ｖとなった際に、前記第１電圧源にゲート及びドレインが結合された第１ｎチャネルトランジスタをＯＦＦ状態とし、前記第２電圧源にゲート及びドレインが結合された第２ｎチャネルトランジスタをＯＮ状態とすることにより、前記第２電圧源により供給される電圧を前記第２ｎチャネルトランジスタによって出力することを含み、
前記第１、第２ｎチャネルトランジスタのソースは、前記第１トランジスタのバルクノードに接続される方法。
【請求項１９】
前記第１電圧が前記第２電圧よりも小さい際に、前記第２電圧を前記第１トランジスタの前記バルクノード及び前記第２トランジスタの前記バルクノードに供給することと、
前記第１電圧が前記第２電圧よりも大きい際に、前記第１電圧を前記第１トランジスタの前記バルクノード及び前記第２トランジスタの前記バルクノードに供給するよう、自動的に切り替えることと
を更に備える請求項１８の方法。
【請求項２０】
複数の電圧源を有する回路において寄生電流を低減する装置であって、
ＯＮ及びＯＦＦ状態を有し、前記ＯＮ状態が、第１電圧源が選択されていることに相当する第１電圧選択信号を受信する手段と、
ＯＮ及びＯＦＦ状態を有し、前記ＯＮ状態が、第２電圧源が選択されていることに相当する第２電圧選択信号を受信する手段と、
前記第１、及び第２電圧源により供給される最も高い電圧を、自動的に決定する手段と、
前記第１、第２電圧源によって供給される電圧のいずれかが０Ｖとなる一時的なモード（transient mode）の間、前記最も高い電圧を選択する手段と、
前記最も高い電圧を、第１トランジスタのバルクノード及び第２トランジスタのバルクノードに供給する手段と
を備え、前記最も高い電圧を選択する手段は、前記第１電圧源から供給される電圧が０Ｖとなった際に、前記第１電圧源にゲート及びドレインが結合された第１ｎチャネルトランジスタをＯＦＦ状態とし、前記第２電圧源にゲート及びドレインが結合された第２ｎチャネルトランジスタをＯＮ状態とすることにより、前記第２電圧源により供給される電圧を前記第２ｎチャネルトランジスタによって出力し、
前記第１、第２ｎチャネルトランジスタのソースは、前記第１トランジスタのバルクノードに接続される装置。
【請求項２１】
前記第１電圧が前記第２電圧よりも小さい際に、前記第２電圧を前記第１トランジスタの前記バルクノード及び前記第２トランジスタの前記バルクノードに供給する手段と、
前記第１電圧が前記第２電圧よりも大きい際に、前記第１電圧を前記第１トランジスタの前記バルクノード及び前記第２トランジスタの前記バルクノードに供給するよう、自動的に切り替える手段と
を更に備える請求項２０の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示の実施形態は全般に電圧源回路に関し、より具体的には、複数の異なる電圧源から所望の値を有する電圧源を選択出来る集積回路電圧源に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の製造技術が極度のサブミクロンプロセスに進展し続けるにつれて、これらの技術によって製造されたデバイスに電力を供給する電源電圧は低下し続ける。更に、携帯機器（例えば携帯端末のような）のバッテリー寿命を延ばすため、電力消費を低下させるための強いモチベーションがある。
【０００３】
このため、それぞれが１つまたはそれ以上の選択信号によって選択され得る、複数の電圧源（voltage supplies）をチップ上に持たせる動機付けとなる理由があり得る。例えば、回路の性能仕様を満たす、またはこれを上回るために、選択可能な電圧源（selectable voltage supply）を有することが有益であり得る。また、特定の回路について２つまたはそれ以上の電源から選択することが有益であるかもしれず、これにより動作モードに応じて電源を選択し、または電力消費を低減できるだろう。そのようなアプローチは、所望の電圧を選択するプログラマブルなオンチップのスイッチを含み得る。正確な動作のためには、種々の電源の種々のオン期間／オフ期間及び種々の電圧を取り扱うことができなくてはならない。このタイミングが適切に考慮されなければ、大きな基板電流が流れ、デバイスのラッチアップという結果になり得る。
【０００４】
一般的な選択可能な電圧源は、大きなＰＭＯＳトランジスタで実装されたスイッチを使用し得る。もし電圧源間の電圧差が大きいと、ＰＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードが導通し得る。このことは、トランジスタデバイスの種々のブレイクダウン現象をもたらす大きな寄生電流（parasitic current）の原因となり得る。
【０００５】
従って、集積回路デバイスの正確な機能を確実にするため、リーク電流を解消しつつ特定の電圧源を選択出来る、電圧源のセレクタが必要である。
【発明の概要】
【０００６】
寄生電流を無くし、または少なくとも緩和し及び／または低減する、選択可能な電圧源のための方法及び装置が開示される。
【０００７】
一実施形態では、複数の電圧源から電源電圧を選択する回路が与えられる。回路は、第１電圧源を選択するように構成された第１トランジスタと、第２電圧源を選択するように構成された第２トランジスタとを含む。回路は更に、第１トランジスタ、第１電圧源、及び第２電圧源に結合された第１寄生電流抑制部（parasitic current inhibitor）を含み、ここで第１寄生電流抑制部は、基板電流が第１トランジスタのバルクノードを介して流れるのを抑制するために、最も高い電圧を供給する電圧源を自動的に使用する。回路は更に、第２トランジスタ、第１電圧源、及び第２電圧源に結合された第２寄生電流抑制部を含み、ここで第２寄生電流抑制部は、基板電流が第２トランジスタのバルクノードを介して流れるのを抑制するために、最も高い電圧を供給する電圧源を自動的に使用する。
【０００８】
別の実施形態では、選択可能な電圧源における寄生電流を低減する回路が与えられる。回路は、第１電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードを有し、第１電圧源がアクティブである際に、第１電源切り替えトランジスタのバルクノードとソースノードとを結合する第１ｎチャネルトランジスタと、第２電圧源に接続されたドレインノードとゲートノードとを有する第２ｎチャネルトランジスタとを含む。回路は更に、第１ｎチャネルトランジスタのソースノードに接続されたソースノードを含み、第１電圧源が非アクティブである際に、第２ｎチャネルトランジスタは、第１電源切り替えトランジスタに逆バイアス電圧を印加する。回路は更に、第１電圧源に接続されたゲートノードと、第２電圧源に接続されたソースノードとを有する第１ｐチャネルトランジスタを含んでも良く、第１電圧源が非アクティブである際に、第１ｐチャネルトランジスタは、第２電源切り替えトランジスタのバルクノードとソースノードとを結合する。回路は更に、第１電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードと、第１ｐチャネルトランジスタのドレインノードに接続されたソースノードとを有する第３ｎチャネルトランジスタを含んでも良く、アクティブである際に、第３ｎチャネルトランジスタは、第２電源切り替えトランジスタに逆バイアス電圧を印加する。
【０００９】
更に別の実施形態では、複数の電圧源を有する回路において寄生電流を低減する方法が与えられる。方法は、ＯＮ及びＯＦＦ状態を有する第１電圧選択信号を受信することを含み、ＯＮ状態は、第１電圧源がアクティブであることに対応する。方法は更に、ＯＮ及びＯＦＦ状態を有する第２電圧選択信号を受信することを含み、ＯＮ状態は、第２電圧源がアクティブであることに対応する。方法は更に、第１、第２電圧源によって供給される最も高い電圧を自動的に決定することと、最も高い電圧を第１トランジスタのバルクノード及び第２トランジスタのバルクノードに供給することとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
添付図面は、この発明の実施形態の記述に役立つために与えられ、実施形態の例示のために与えられるに過ぎず、それを限定するものではない。
【図１Ａ】図１Ａは、寄生電流を解消しない典型的な選択可能な電圧源回路の種々の動作モードを描く概念図。
【図１Ｂ】図１Ｂは、寄生電流を解消しない典型的な選択可能な電圧源回路の種々の動作モードを描く概念図。
【図１Ｃ】図１Ｃは、寄生電流を解消しない典型的な選択可能な電圧源回路の種々の動作モードを描く概念図。
【図２Ａ】図２Ａは、寄生電流を無くす典型的な選択可能な電圧源の種々の動作モードを示す概念図。
【図２Ｂ】図２Ｂは、寄生電流を無くす典型的な選択可能な電圧源回路の種々の動作モードを示す概念図。
【図２Ｃ】図２Ｃは、寄生電流を無くす典型的な選択可能な電圧源回路の種々の動作モードを示す概念図。
【図３】図３は、寄生電流を無くす選択可能な電圧源を用いた典型的な携帯端末のブロック図。
【図４Ａ】図４Ａは、携帯端末の送信機に用いられている選択可能な電圧源の典型的なアプリケーションのブロック図。
【図４Ｂ】図４Ｂは、携帯端末の送信機に用いられている選択可能な電圧源の典型的なアプリケーションのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明の側面が、この発明の具体的な実施形態に向けられた関連する図面及び下記の記述に開示される。代わりうる実施形態が、この発明の範囲を逸脱することなく考案され得る。更に、この発明の関連する詳細が不明確にならないよう、この発明の周知の要素は詳細には説明されず、または省略されるだろう。
【００１２】
用語“典型的”は、本明細書において“例（example）、事例（instance）、または例証（illustration）として与える”ことを意味するために用いられる。「典型的」として本明細書で述べられる実施形態は、他の実施形態より好適または有利なものとして必ずしも解釈されるものではない。同様に用語“この発明の実施形態”は、この発明の全ての実施形態が、議論された特徴、効果、または動作モードを含むことを求めない。本明細書で使用される際、電圧源に言及する際に用語“アクティブ”は、電圧源が非ゼロの電圧を供給するために利用可能である場合を意味するために用いられる。反対に、電圧源が“非アクティブ”である際には、それは利用不可であり、０ボルトを供給するのみである。本明細書で使用する際、用語“逆バイアス電圧”は、概してダイオードを逆バイアスにするまたは非導通状態とし、ゼロボルトまたはそれ未満の電圧値を含みうる、ダイオード間のあらゆる電圧値を述べるために使用される。
【００１３】
図１Ａは、寄生電流を無くすための回路を有しない、典型的な選択可能な電圧源（selectable voltage supply: ＳＶＳ）を描く概念図であり、どのようにしてそのような電流が生じるのかを説明するために与えられる。ＳＶＳ１００は、集積回路技術を用いて製造され、そして集積回路内に形成されたネットワークの他の領域に電圧を供給するために使用され得る。
【００１４】
ＳＶＳ１００は、トランジスタ１１０、１１５と、入力ノード１３０、１４０に与えられる２つの電圧源を含み得る。例えば、一方の電圧源は入力ノード１３０に２．１ボルト（Ｖ）を供給し、他方は入力ノード１４０に２．７Ｖを供給し得る。ＳＶＳ１００は、入力ノード１３０または１４０に与えられた電源を選択して、選択した電圧をＶoutとして出力ノード１２０に供給するためのスイッチとして、トランジスタ１１０、１１５を使用し得る。各トランジスタは、トランジスタの各制御ノードに、対応する電圧選択信号を供給することによって切り替えられ得る。
【００１５】
図１Ａに示す典型的なＳＶＳ１００では、トランジスタ１１０、１１５はｐチャネルの金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ（ｐＭＯＳＦＥＴ）であり得る。ｐチャネルトランジスタ１１０は、入力ノード１３０に接続されたそのソース及びバルクノード（bulk node）、及び出力ノード１２０に接続されたそのドレインノードを有し得る。ｐチャネルトランジスタ１１０は、このトランジスタのゲートノードに与えられ得る電圧選択信号“Select_V_2.1”によって制御され得る。同様にして、ｐチャネルトランジスタ１１５は、入力ノード１４０に接続されたそのソース及びバルクノードと、出力ノード１２０に接続されたそのドレインノードとを有し得る。ｐチャネルトランジスタ１１５は、このトランジスタのゲートノードに与えられ得る電圧選択信号“Select_V_2.7”によって制御され得る。両方の電圧選択信号は、内部及び／または外部デバイス、例えばプロセッサ（図示せず）によって制御され得る。
【００１６】
入力ノード１３０における２．１Ｖ電源を選択するためには、トランジスタ１１５を非導通状態にするために電圧選択信号Select_V_2.7をＯＦＦに設定し、そして電圧選択信号Select_V_2.1をＯＮに設定することにより、ｐチャネルトランジスタ１１０が導通状態とされ得る。これらの設定により、入力ノード１３０における２．１ボルトが、トランジスタ１１０を介して出力ノード１２０に伝えられる
反対に、入力ノード１４０における２．７Ｖの電源を選択するためには、トランジスタ１１０を非導通状態にするために電圧選択信号Select_V_2.1をＯＦＦに設定し、電圧選択信号Select_V_2.7をＯＮに設定することによりトランジスタ１１５が導通状態とされ得る。この２つの電圧制御信号のこれらの設定により、入力ノード１４０における２．７Ｖの電源は、トランジスタ１１５を介して出力ノード１２０に伝えられる。
【００１７】
電圧選択信号をＯＮまたはＯＦＦ状態とするために使用される電圧レベルは、電圧源を選択するために使用されるトランジスタのタイプに依存する。図１Ａに示される例ではｐチャネルトランジスタが使用されているので、ＯＮ状態にする際には電圧選択信号はlow（例えばデバイス１１５についてはＶGS≒−２．７ボルト、デバイス１１０についてはＶGS≒−２．１ボルト）であり、ＯＦＦ状態にするにはhigh（例えばＶGS≒０）である。
【００１８】
図１Ａ〜Ｃにはまた、それぞれｐチャネルトランジスタ１１０、１１５のバルクダイオード（bulk diode）１１２ａ〜ｂ、１１３ａ〜ｂが示されている。バルクダイオード１１２ａ〜ｂ、１１３ａ〜ｂはｐチャネルトランジスタの内部のコンポーネントであり、外部の、あるいはディスクリート回路素子として考えられるものではない。バルクダイオード１１２ａ〜ｂ、１１３ａ〜ｂは、寄生電流の回路経路がどのようにして形成されるかを説明するために図示されたに過ぎず、その詳細は以下で説明されるだろう。
【００１９】
図１Ｂは、デバイスがオンされた際に生じ得る、または通常動作時に電圧源の１つがオフされる場合の、典型的な一時的なモード（transient mode）におけるＳＶＳ１００を示す。図１Ｂに示す場合では、ノード１４０における電圧源（例えば２．７Ｖ電源）が非アクティブ／オフ（すなわち０Ｖ）とされる際、入力ノード１３０における２．１Ｖの電圧源が選択される場合に、寄生電流経路が生じ得る。この場合、Select_V_2.1がＯＮ状態に設定されて、ｐチャネルトランジスタ１１０が導通し、そのため、出力ノード１２０においてＶoutは２．１Ｖに等しく設定される。入力ノード１３０における電圧源が選択された場合、入力ノード１４０における電圧源は非アクティブとされ０Ｖとされ得る。またこの選択モードでは、Select_V_2.7がＯＦＦであるため、ｐチャネルトランジスタ１１５のソース−ドレイン経路は非導通状態にセットされる。しかしながら、２．１Ｖの電位差が、ｐチャネルトランジスタ１１５内のバルクダイオード１１３ａ間に設定され得る。この電圧は、バルクダイオード１１３ａをオンさせるに十分なフォワードバイアスを与え、ｐチャネルトランジスタ１１５を介する寄生電流についての第１経路を生成する。この寄生電流は大きく（例えば１００ミリアンペアのオーダー）、そして集積回路に回復困難なダメージを与えるラッチアップを招き得る。
【００２０】
図１Ｃは、第１及び第２電圧源の両方が利用可能とされた際の通常動作モードにおけるＳＶＳ１００を示す。図１Ｃに示すケースでは、入力ノード１４０における２．７Ｖの電源が選択された際に、ＳＶＳ１００に寄生電流経路が生じ得る。この電圧源選択モードでは、Select_V_2.7がＯＮにとされてｐチャネルトランジスタが導通しており、よって出力ノード１２０においてＶoutは２．７Ｖに等しく設定される。この選択モードでは、Select_V_2.1がＯＦＦ状態に設定されているので、ｐチャネルトランジスタ１１０のソース−ドレイン経路は非導通状態である。入力ノード１４０における電圧源が選択された際、入力ノード１３０における電圧源は２．１Ｖを維持する。このアレンジメントでは、ｐチャネルトランジスタ１１０内のバルクダイオード１１２ａ間に０．６Ｖの電位差が設定され得る。本例におけるダイオードのターンオン電圧は０．５〜０．７ボルトの間にあり得るので、この電圧はバルクダイオード１１２ａをオンさせるに十分なフォワードバイアスを与え、よって回路の誤動作（例えばラッチアップを招く）を生じさせるに十分な、ｐチャネルトランジスタ１１０を介する寄生電流の第２経路を生成し得る。
【００２１】
図１Ａ−１Ｃに示す典型的なＳＶＳ１００では２つの電圧源のみが示されたが、異なる電圧を有する３つまたはそれ以上の電圧源を用いたその他の変形は排除されないだろう。更に、２．１ボルト及び２．７ボルトの電圧源の値は単なる典型であり、その他の値が使用されても良い。更に、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ技術がトランジスタ１１０、１１５について示されたが、その他のタイプ（例えばｎチャネルＭＯＳＦＥＴ、ｐＦＥＴ、ｎＦＥＴのようなもの）もまた、適切な回路の変更と共に使用され得る。
【００２２】
図２Ａは、寄生電流を無くすことが出来、または少なくとも緩和及び／または低減することが可能な典型的なＳＶＳ２００を示す概念図である。ＳＶＳ２００は、電源切り替えトランジスタ２１０、２１５及び寄生電流抑制部（parasitic current inhibitor）２０５、２０７を含み得る。寄生電流抑制部２０５は、電源切り替えトランジスタ２１５に結合されて、バルクダイオード２１３ａ〜ｂを介して流れる寄生電流を抑制し得る。寄生電流抑制部２０７は、電源切り替えトランジスタ２１０に結合されて、バルクダイオード２１２ａ〜ｂを介して流れる寄生電流を抑制し得る。寄生電流抑制部２０５、２０７はそれぞれ、バルクダイオード２１３ａ〜ｂ、２１２ａ〜ｂがフォワードバイアスされることを防止する適切なバイアス電圧を供給することにより、電流経路が電源切り替えトランジスタ２１５、２１０に形成されることを、自動的に防止し得る。ＳＶＳ２００の種々の動作のモードの詳細が、図２Ｂ−２Ｃの記述で以下に与えられるだろう。
【００２３】
図２Ａに示すように、電源切り替えトランジスタ２１０は、入力ノード２３０に接続されたソースノード、寄生電流抑制部２０７に接続されたバルクノード、及び出力ノード２２０に接続されたドレインノードを有するｐチャネルＭＯＳＦＥＴであり得る。電圧源は入力ノード２３０において供給され、２．１ボルトの値を有し得る。電源切り替えトランジスタ２１５もまた、入力ノード２４０に接続されたソースノード、寄生電流抑制部２０５に接続されたバルクノード、及び出力ノード２２０に接続されたドレインノードを有するｐチャネルＭＯＳＦＥＴであり得る。電圧源は入力ノード２４０において供給され、２．７Ｖの値を有し得る。電圧選択信号は、スイッチング制御のために電源切り替えトランジスタ２１０、２１５のゲートノードに供給され得る。電圧選択信号Select_V_2.1は、電源切り替えトランジスタ２１０のゲートノードに供給され、電圧選択信号Select_V_2.7は、電源切り替えトランジスタ２１５のゲートノードに供給され得る。
【００２４】
電圧選択信号の基本的な機能と、入力ノード２３０、２４０からの電圧源を選択するためにそれらがどのようにして使用されるかは、図１Ａ〜ＣのＳＶＳ１００について上記説明した動作と同様であって良く、ここでは説明を繰り返さない。
【００２５】
更に図２Ａを参照して、寄生電流抑制部２０５は、ｎチャネルトランジスタ２５０、２５５を含み得る。ｎチャネルトランジスタ２５０は、２．７Ｖ電源に結合され得る入力ノード２４０に共に接続され、更に電源切り替えトランジスタ２１５に接続されたゲート及びドレインノードを有し得る。ｎチャネルトランジスタ２５０のソースノードは、電源切り替えトランジスタ２１５のバルクノードに接続され得る。ｎチャネルトランジスタ２５０のバルクノードは、グランドに接続され得る。ｎチャネルトランジスタ２５５は、ｎチャネルトランジスタ２５０のソースノード及び電源切り替えトランジスタ２１５のバルクノードに接続されたそのソースノードを有し得る。ｎチャネルトランジスタ２５５のバルクノードはグランドに結合され得る。ｎチャネルトランジスタ２５５のドレイン及びゲートノードは、２．１ボルト電源に結合され得る入力ノード２３０に接続され得る。
【００２６】
寄生電流抑制部２０７は、ｐチャネルトランジスタ２６０及びｎチャネルトランジスタ２６５を含み得る。ｐチャネルトランジスタ２６０のソースノードは、入力ノード２３０及び電源切り替えトランジスタ２１０のソースノードに接続され得る。ｐチャネルトランジスタ２６０のゲートノードは、入力ノード２４０に接続され得る。ｐチャネルトランジスタ２６０のバルク及びドレインノードは、電源切り替えトランジスタ２１０のバルクノードに接続され得る。ｎチャネルトランジスタ２６５のソースノードは、ｐチャネルトランジスタ２６０のバルク及びドレインノードに接続され、更に電源切り替えトランジスタ２１０のバルクノードに接続され得る。ｎチャネルトランジスタ２６５のドレイン及びゲートノードは、入力ノード２４０に接続され得る。ｎチャネルトランジスタ２６５のバルクノードは、グランドに接続され得る。
【００２７】
図２Ｂは、デバイスがオンされた際に生じ得る、または通常動作時に電圧源の１つがオフされる場合の、典型的な一時的なモード（transient mode）におけるＳＶＳ２００を示す。図２Ｂのケースでは、ノード２４０の電圧源（例えば２．７Ｖ電源）がオフする（すなわち０ボルト）場合である。更に図２Ｂは、入力ノード２３０に結合された電源（例えば２．１ボルト）が出力ノード２２０に供給され得る際のＳＶＳ２００の動作を説明する。この選択モードでは、電圧選択信号Select_V_2.1はＯＮに設定され、これにより電源切り替えトランジスタ２１０を導通状態にし、出力ノード（Ｖout）を２．１ボルトに設定出来る。電圧選択信号Select_V_2.7はＯＦＦに設定され、電源切り替えトランジスタ２１５のソース−ドレイン経路は非導通状態とされる。
【００２８】
このモードの期間、寄生電流抑制部２０７は、電源切り替えトランジスタ２１０のバルク及びソースノードを入力ノード２３０に接続することが出来、これにより電源切り替えトランジスタ２１０のバルクノードを２．１ボルトに設定するだろう。これにより、電源切り替えトランジスタは、入力ノード２３０における電圧源から出力ノード２２０に２．１ボルトを伝えることが可能となる。ここで、２．７Ｖ電源が利用不可（例えば０Ｖ）であれば、自動的にｐチャネルトランジスタ２６０はオンし、ｎチャネルトランジスタ２６５はオフする。
【００２９】
更に図２Ｂを参照して、寄生電流抑制部２０５は、電源切り替えトランジスタ２１５のバルクノードに２．１ボルトを印加することが出来、これにより、バルクダイオード２１３ａ〜ｂがフォワードバイアスになることを抑制する。これは、そのゲートに２．１ボルトを設定することで、ｎチャネルトランジスタ２５５を自動的にオンさせることにより実現でき得る。これは、入力ノード２３０の２．１ボルト電源と、バルクダイオード２１３ａ〜ｂのカソードとの間の接続を形成し得る。
【００３０】
つまり、寄生電流抑制部２０５、２０７はそれぞれ、電源切り替えトランジスタ２１５、２１０のバルクダイオードを、利用可能な最も高い電圧源に自動的にバイアスする。図２Ｂで説明されたケースに示すように、このバイアス電圧は、入力ノード２３０に結合された電圧源に対応する２．１ボルトである。
【００３１】
図２Ｃは、第１（例えば２．７Ｖ）及び第２（例えば２．１Ｖ）電圧源が利用可能である際の、通常動作モードの期間のＳＶＳ２００を示す。更に図２Ｃは、入力ノード２４０に結合された電圧源（例えば２．７ボルト）が出力ノード２２０に供給される際のＳＶＳ２００の動作を説明する。この選択モードでは、電圧選択信号Select_V_2.7はＯＮに設定され、これにより電源切り替えトランジスタ２１５は導通状態とされ、出力ノード（Ｖout）は２．７ボルトに設定され得る。電圧選択信号Select_V_2.1はＯＦＦに設定され、これにより電源切り替えトランジスタ２１０のソース−ドレイン経路は非導通状態とされ得る。
【００３２】
このモードの期間、寄生電流抑制部２０５は、電源切り替えトランジスタ２１５のバルクノードを入力ノード２４０に接続することが出来、これによりそのバルクノードを２．７ボルトに設定し得る。電源切り替えトランジスタ２１５のバルクノードの入力ノード２４０への接続も、ｎチャネルトランジスタ２５０が自動的にオンすることで、実現され得る。更にこの構成では、ｎチャネルトランジスタ２５５は、そのドレイン及びソースノードがスワップされ、そしてゲートとソースとの間のバイアスが０Ｖであることから、自動的にオフする。
【００３３】
寄生電流抑制部２０７は、電源切り替えトランジスタ２１０のバルクノードに２．７ボルトを印加して、バルクダイオード２１２がフォワードバイアスとなることを抑制し得る。これは、そのゲート電圧を２．７ボルトに設定し、そしてトランジスタ２６０をオフにすることで、ｎチャネルトランジスタ２６５をオンさせることにより実現され得る。これにより、入力ノード２４０における２．７ボルト電源とバルクダイオード２１２のカソードとの間の接続が形成され得る。
【００３４】
つまり、もし図２Ｃに示すように、寄生電流抑制部２０５、２０７はそれぞれ、電源切り替えトランジスタ２１５、２１０のバルクノードを、利用可能な最も高い電圧源に自動的にバイアスする。この場合、図２Ｃで説明されたように、このバイアス電圧は、入力ノード２４０に結合された電圧源に対応する２．７ボルトである。
【００３５】
図２Ａ〜２Ｃに示すＳＶＳ２００の実施形態では２つの電圧源のみが示されているが、異なる電圧を有する３つまたはそれ以上の電圧源を用いた種々の実施形態を排除するものではないだろう。更に、電圧源の値２．１ボルト及び２．７ボルトは典型例に過ぎず、種々の実施形態においてその他の値が使用され得る。更に、トランジスタ２１０、２１５としてｐチャネルＭＯＳＦＥＴ技術が示されているが、その他のトランジスタのタイプ（例えばｎチャネルＭＯＳＦＥＴ、ｐＦＥＴ、ｎＦＥＴのようなもの）もまた、適切な回路の変形と共に使用され得る。更に、寄生電流抑制部２０５、２０７で示されたトランジスタのタイプもまた、適切な回路の変形と共に既知のその他のトランジスタタイプに変形され得る。
【００３６】
図３は、選択可能な電圧源（ＳＶＳ）３３０を含み得る携帯端末３００のブロック図である。携帯端末３００は、ネットワークを介してデータ及び／またはコマンドをやりとり出来るプラットフォーム３１０を有し得る。プラットフォーム３１０は、プロセッサ３２０、またはその他のコントローラ、マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ、ロジック回路、またはその他のあらゆるデータ処理デバイスに動作可能に結合された送受信機３１５（これは更に明示的に図示されない送信機及び受信機を含み得る）を含み得る。プロセッサ３２０は、携帯端末３００のメモリ３２５に記録されたプログラムを実行し得る。メモリ３２５は、読み出し専用及び／またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ及びＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュカード、またはそのようなプラットフォームに共通のあらゆるメモリから成り得る。ＳＶＳ３３０は、携帯端末のプラットフォーム３１０における１つまたはそれ以上のコンポーネントに種々の電圧を供給し得る。ＳＶＳ３３０は、プラットフォーム３１０の１つまたはそれ以上のコンポーネントに種々の電圧を供給するために、電圧選択信号を設定するためのコマンドをプロセッサ３２０から受信し得る。
【００３７】
コマンドを供給する種々のロジック要素は、ディスクリート素子、プロセッサで実行されるソフトウェアモジュール、または本明細書で開示された機能性を得るためのソフトウェアとハードウェアのあらゆる組み合わせで実現され得る。例えば、プロセッサ３２０及びメモリ３２５は全て、本明細書に開示された種々の機能をロードし、記録し、そして実行するように協働して用いられ、よってこれらの機能を発揮するためのロジックが種々の素子に分配され得る。あるいは、この機能性は、あるディスクリートコンポーネント（例えばプロセッサ３２０中の組み込みメモリ）に組み込まれても良い。従って、図３の携帯端末３００の特徴は例示的なものとして考慮されるべきに過ぎず、この発明の実施形態は、説明された特徴及びアレンジメントに限定されるものではない。
【００３８】
この発明の実施形態は、携帯機器と共に用いられてもよく、そして説明された実施形態に限定されない。例えば、携帯端末は携帯電話、アクセス端末、音楽プレーヤ、ラジオ、ＧＰＳ受信機、ノート型コンピュータ、携帯情報端末、及び同種のものを含むことが出来る。更に選択可能な電圧源は、低雑音増幅器、ダウンコンバータ、電圧制御発振器、及び同種のもののような種々のデバイスに高電圧及び低電圧を供給するために用いられても良い。
【００３９】
図４Ａは、携帯端末の送信機４００Ａにおける、選択可能な電圧源の典型的なアプリケーションのブロック図である。送信機４００Ａは、ＳＶＳ４０５、直交変調器及び可変利得増幅器（ＱＭＶＧＡ）４１０、電力増幅器４１５、送受切り替え及びアンテナスイッチ４２０、及びアンテナ４２５を含み得る。電圧選択信号に基づき、ＳＶＳ４０５は、２つまたはそれ以上の電圧源（例えば２．１Ｖ及び２．７Ｖ）を切り替え得る。選択された電圧は、ＱＭＶＧＡ４１０に供給され得る。ＱＭＶＧＡは、ベースバンドのＩ信号及びＱ信号につき、種々の実数から複素数への変換（real-to-complex conversion）及び変調を行い、そして引き続き電力増幅器４１５、送受切り替え及びアンテナスイッチ４２０、及びアンテナ４２５を用いて、信号の増幅及び送信を実行し得る。
【００４０】
図４Ｂは、ＳＶＳ４０５がＱＭＶＧＡ４１０中でどのように用いられるかの更なる詳細を示す、典型的な送信機４００Ｂのブロック図である。この回路は、ベースバンドのＩ（ＢＢ Ｉ）信号及びＱ（ＢＢ Ｑ）信号を受信し、そしてこれらの信号を、フィルタ４３０を介してミキサ４３５に渡す。ベースバンド信号は、局部ＲＦ発振器（ＬＯ）の出力とミックスされ、ここでＲＦ ＬＯ信号はベースバンド信号で変調される。変調された信号は、変圧器４４５を駆動する可変増幅器４４０に与えられる。変圧器４４５は、ＳＶＳ４０５により、相対的に高電圧または低電圧にバイアスされる。より高い電圧（例えば２．７Ｖ）は優れた線形性をもたらす点で有用であり、より低い電圧（例えば２．１Ｖ）は電流を低減するために使用され得る。変圧器４４５の出力は、トランスコンダクタンス増幅器４５５に結合され、トランスコンダクタンス増幅器４５５はインダクタ４５０とキャパシタ４６０を備えるＬＣ回路に結合され、キャパシタ４６０は電力増幅器４１５に信号を与える。電力増幅器４１５は、送受切り替え及びアンテナスイッチ４２０と、アンテナ４２５に結合されて、信号の増幅及び送信を可能にする。
【００４１】
上述の開示は、この発明の例示的な実施形態を示しているが、種々の修正及び変形が、添付の特許請求の範囲によって定義されたようなこの発明の範囲を逸脱することなく、本明細書においてなされ得ることに留意すべきである。本明細書で述べられた発明の実施形態に従った方法の請求項の機能、ステップ、及び／または動作は、特定の順序で実行される必要はない。更に、この発明の要素が単数で述べられ、また請求項で述べられていても、単数であることの限定が明示的に示されない限り、複数であることが意図される。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]複数の電圧源から電源電圧を選択する回路であって、
第１電圧源を選択するように構成された第１トランジスタと、
第２電圧源を選択するように構成された第２トランジスタと、
前記第１トランジスタ、前記第１電圧源、及び前記第２電圧源に結合され、基板電流が前記第１トランジスタのバルクノードを介して流れるのを抑制するために、最も高い電圧を供給する電圧源を自動的に使用する、第１寄生電流抑制部と、
前記第２トランジスタ、前記第１電圧源、及び前記第２電圧源に結合され、基板電流が前記第２トランジスタのバルクノードを介して流れるのを抑制するために、最も高い電圧を供給する電圧源を自動的に使用する、第２寄生電流抑制部と
を備える回路。
[2]前記第１寄生電流抑制部は、前記最も高い電圧を前記第１トランジスタの前記バルクノードに印加し、前記第２寄生電流抑制部は、前記最も高い電圧を前記第２トランジスタの前記バルクノードに印加する、[1]の回路。
[3]前記第１寄生電流抑制部は、
前記第１電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードと、前記第１トランジスタの前記バルクノードに接続されたソースノードとを有する第３トランジスタと、
前記第２電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードと、前記第３トランジスタの前記ソースノードに接続されたソースノードとを有する第４トランジスタとを更に備える、[1]の回路。
[4]前記第３及び第４トランジスタは、ｎチャネルトランジスタである、[2]の回路。
[5]前記第２寄生電流抑制部は、
前記第１電圧源に接続されたゲートノードと、前記第２電圧源に接続されたソースノードと、前記第２トランジスタの前記バルクノードに接続されたドレイン及びバルクノードとを有する第５トランジスタと、
前記第１電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードと、前記第５トランジスタの前記ドレインノードに接続されたソースノードとを有する第６トランジスタとを更に備える、[1]の回路。
[6]前記第５トランジスタはｐチャネルトランジスタであり、前記第６トランジスタはｎチャネルトランジスタである、[5]の回路。
[7]前記第１トランジスタは、前記第１電圧源に接続されたソースノード、前記第１寄生電流抑制部に結合された前記バルクノード、出力ノードに結合されたドレインノード、及び第１電圧選択信号を受信するゲートノードを有するｐチャネルトランジスタであり、更に
前記第２トランジスタは、前記第２電圧源に接続されたソースノード、前記第２寄生電流抑制部に結合された前記バルクノード、前記出力ノードに結合されたドレインノード、及び第２電圧選択信号を受信するゲートノードを有するｐチャネルトランジスタである、[1]の回路。
[8]前記第１トランジスタは、前記第１電圧選択信号がＯＮ状態の際、前記第１電圧源と前記出力ノードとの間の電流経路を完成（complete）し、
前記第２トランジスタは、前記第２電圧選択信号がＯＮ状態に設定されている際、前記第２電圧源と前記出力ノードとの間の電流経路を完成する、[7]の回路。
[9]前記回路は、携帯端末における１つまたはそれ以上のコンポーネントに対して、複数の電圧源から選択された電源電圧を供給する、[1]の回路。
[10]前記選択された電源電圧は、前記携帯端末内の直交変調器及び可変利得増幅器ユニット中の変圧器の１次側に供給される、[9]の回路。
[11]前記選択された電源電圧は、前記携帯端末内の低雑音増幅器、ダウンコンバータ、または電圧制御発振器の少なくとも１つに供給される、[9]の回路。
[12]選択可能な電圧源における寄生電流を低減する回路であって、
第１電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードを有し、前記第１電圧源がアクティブである際に、第１電源切り替えトランジスタのバルクノードとソースノードとを結合する、第１ｎチャネルトランジスタと、
第２電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードと、前記第１ｎチャネルトランジスタのソースノードに接続されたソースノードとを有し、前記第１電圧源が非アクティブである際に、前記第１電源切り替えトランジスタに逆バイアス電圧を印加する、第２ｎチャネルトランジスタとを備える回路。
[13]前記第１電圧源に接続されたゲートノードと、前記第２電圧源に接続されたソースノードとを有し、前記第１電圧源が非アクティブである際に、第２電源切り替えトランジスタのバルクノードとソースノードとを結合する、第１ｐチャネルトランジスタと、
前記第１電圧源に接続されたドレインノード及びゲートノードと、前記第１ｐチャネルトランジスタのドレインノードに接続されたソースノードとを有し、前記第１電圧源がアクティブである際に、前記第２電源切り替えトランジスタに逆バイアス電圧を印加する、第３ｎチャネルトランジスタとを更に備える、[12]の回路。
[14]前記逆バイアス電圧は、前記第１、第２電圧源のうちで最も高い電圧を選択することにより、自動的に供給される、[13]の回路。
[15]前記第１電源切り替えトランジスタは、前記第１電圧源に接続されたソースノード、出力ノードに結合されたドレインノード、前記第１ｎチャネルトランジスタのソースノードに接続されたバルクノード、及び第１電圧選択信号を受信するゲートノードを有するｐチャネルトランジスタであり、更に、
前記第２電源切り替えトランジスタは、前記第２電圧源に接続されたソースノード、前記第３ｎチャネルトランジスタのドレイン及びバルクノードに接続されたバルクノード、前記出力ノードに結合されたドレインノード、及び第２電圧選択信号を受信するゲートノードを有するｐチャネルトランジスタである、[13]の回路。
[16]前記第１電圧選択信号がＯＮ状態の際、前記第１電源切り替えトランジスタは導通し、前記第１電圧源と前記出力ノードとの間の電流経路を完成する、[15]の回路。
[17]前記第２電圧選択信号がＯＮ状態の際、前記第２電源切り替えトランジスタは導通し、前記第２電圧源と前記出力ノードとの間の電流経路を完成する、[15]の回路。
[18]前記出力ノードは、携帯端末における１つまたはそれ以上のコンポーネントに結合されて、選択された電源電圧を供給する、[15]の回路。
[19]前記選択された電源電圧は、前記携帯端末内の直交変調器及び可変利得増幅器ユニット中の変圧器の１次側に供給される、[18]の回路。
[20]前記選択された電源電圧は、前記携帯端末内の低雑音増幅器、ダウンコンバータ、または電圧制御発振器の少なくとも１つに供給される、[18]の回路。
[21]複数の電圧源を有する回路において寄生電流を低減する方法であって、
ＯＮ及びＯＦＦ状態を有し、前記ＯＮ状態が、第１トランジスタによって第１電圧源が選択されていることに相当する第１電圧選択信号を受信することと、
ＯＮ及びＯＦＦ状態を有し、前記ＯＮ状態が、第２トランジスタによって第２電圧源が選択されていることに相当する第２電圧選択信号を受信することと、
前記第１、及び第２電圧源により供給される最も高い電圧を、自動的に決定することと、
前記最も高い電圧を、前記第１トランジスタのバルクノード及び前記第２トランジスタのバルクノードに供給することとを備える方法。
[22]前記第１電圧が前記第２電圧よりも小さい際に、前記第２電圧を前記第１トランジスタの前記バルクノード及び前記第２トランジスタの前記バルクノードに供給することと、
前記第１電圧が前記第２電圧よりも大きい際に、前記第１電圧を前記第１トランジスタの前記バルクノード及び前記第２トランジスタの前記バルクノードに供給するよう、自動的に切り替えることと
を更に備える[21]の方法。
[23]複数の電圧源を有する回路において寄生電流を低減する装置であって、
ＯＮ及びＯＦＦ状態を有し、前記ＯＮ状態が、第１電圧源が選択されていることに相当する第１電圧選択信号を受信する手段と、
ＯＮ及びＯＦＦ状態を有し、前記ＯＮ状態が、第２電圧源が選択されていることに相当する第２電圧選択信号を受信する手段と、
前記第１、及び第２電圧源により供給される最も高い電圧を、自動的に決定する手段と、
前記最も高い電圧を、第１トランジスタのバルクノード及び第２トランジスタのバルクノードに供給する手段とを備える装置。
[24]前記第１電圧が前記第２電圧よりも小さい際に、前記第２電圧を前記第１トランジスタの前記バルクノード及び前記第２トランジスタの前記バルクノードに供給する手段と、
前記第１電圧が前記第２電圧よりも大きい際に、前記第１電圧を前記第１トランジスタの前記バルクノード及び前記第２トランジスタの前記バルクノードに供給するよう、自動的に切り替える手段とを更に備える[21]の装置。
【図１Ａ】
0005394385.tif 000002
【図１Ｂ】
0005394385.tif 000003
【図１Ｃ】
0005394385.tif 000004
【図２Ａ】
0005394385.tif 000005
【図２Ｂ】
0005394385.tif 000006
【図２Ｃ】
0005394385.tif 000007
【図３】
0005394385.tif 000008
【図４Ａ】
0005394385.tif 000009
【図４Ｂ】
0005394385.tif 000010