(57)【要約】【課題】電力変換効率を向上させることが可能な整流回路を提供すること。【解決手段】一実施の形態によれば、整流回路１０は、ドレインにアンテナ１１が接続され、ゲートにアンテナ１２が接続され、ソースから整流信号を出力するトランジスタＭ１と、一方の端子に整流信号が印加されるコンデンサＣ１と、を備える。それにより、整流回路１０は、トランジスタＭ１のゲート電圧及びドレイン電圧をそれぞれ独立して制御することが可能になるため、電力変換効率を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子に第１アンテナが接続され、制御端子に第２アンテナが接続され、第２端子から第１の信号を出力する第１トランジスタと、
一方の端子に前記第１の信号が印加される第１コンデンサと、を備えた整流回路。
【請求項２】
アノードが接地電圧端子に接続され、カソードが前記第１トランジスタの第１端子に接続された第１ダイオードと、
前記第１ダイオードのカソードと前記第１アンテナとの間に設けられた第２コンデンサと、をさらに備えた請求項１に記載の整流回路。
【請求項３】
前記第１ダイオードは、第１端子及び制御端子が前記接地電圧端子に接続され、第２端子が前記第１トランジスタの第１端子に接続された第２トランジスタである、請求項２に記載の整流回路。
【請求項４】
第１端子に前記第１アンテナが接続され、制御端子に前記第２アンテナが接続され、第２端子から第２の信号を出力する第３トランジスタと、
一方の端子に前記第２の信号が印加される第３コンデンサと、
アノードに前記第１の信号が供給され、カソードが前記第３トランジスタの第１端子に接続された第２ダイオードと、
前記第２ダイオードのカソードと前記第１アンテナとの間に設けられた第４コンデンサと、をさらに備えた請求項２に記載の整流回路。
【請求項５】
第１端子が接地電圧端子に接続され、第２端子が前記第１トランジスタの第１端子に接続され、制御端子が第３アンテナに接続された第２トランジスタをさらに備えた、請求項１に記載の整流回路。
【請求項６】
前記第２トランジスタの第２端子及び制御端子間に設けられた第１バイアス回路をさらに備えた請求項５に記載の整流回路。
【請求項７】
前記第１バイアス回路は抵抗素子により構成される請求項６に記載の整流回路。
【請求項８】
前記第１トランジスタの第２端子及び制御端子間に設けられた第２バイアス回路をさらに備えた請求項１に記載の整流回路。
【請求項９】
前記第２バイアス回路は抵抗素子により構成される請求項８に記載の整流回路。
【請求項１０】
前記第１アンテナと前記整流回路との間に第１整合回路が設けられ、前記第２アンテナと前記整流回路との間に第２整合回路が設けられる、請求項１に記載の整流回路。
【請求項１１】
前記第１及び前記第２整合回路は、前記第２アンテナによって受信された電波に応じた第２交流信号の電圧振幅が前記第１アンテナによって受信された電波に応じた第１交流信号の電圧振幅以上となるように構成される、請求項１０に記載の整流回路。
【請求項１２】
前記第１整合回路は、前記第１アンテナの出力インピーダンスと当該第１整合回路の入力インピーダンスとが等しくなるように構成され、かつ、当該第１整合回路の出力インピーダンスと前記第１トランジスタの第１端子の入力インピーダンスとが前記第１アンテナによって受信された電波に応じた第１交流信号の反射損失を最小にするように構成され、
前記第２整合回路は、前記第２アンテナの出力インピーダンスと当該第２整合回路の入力インピーダンスとが等しくなるように構成され、かつ、当該第２整合回路の出力インピーダンスと前記第１トランジスタの制御端子の入力インピーダンスとが前記第２アンテナによって受信された前記電波に応じた第２交流信号の反射損失を最小にするように構成される、請求項１０に記載の整流回路。
【請求項１３】
前記第１及び前記第２アンテナは、何れもループ状に形成されるとともに同一平面上に配置される、請求項１に記載の整流回路。
【請求項１４】
前記第１乃至前記第３アンテナは、何れもループ状に形成されるとともに同一平面上に配置される、請求項５に記載の整流回路。
【請求項１５】
前記第１及び前記第２アンテナと、
請求項１に記載の整流回路と、を備えた受信回路。
【請求項１６】
前記第１アンテナと前記整流回路との間に設けられた第１整合回路と、
前記第２アンテナと前記整流回路との間に設けられた第２整合回路と、をさらに備えた請求項１５に記載の受信回路。
【請求項１７】
前記第１乃至前記第３アンテナと、
請求項５に記載の整流回路と、を備えた受信回路。
【請求項１８】
前記第１アンテナと前記整流回路との間に設けられた第１整合回路と、
前記第２アンテナと前記整流回路との間に設けられた第２整合回路と、
前記第３アンテナと前記整流回路との間に設けられた第３整合回路と、をさらに備えた請求項１７に記載の受信回路。
【請求項１９】
前記第１トランジスタは、ＭＯＳトランジスタであり、
前記第１トランジスタの第１端子は、前記第１トランジスタのソースまたはドレインのいずれか一方であり、
前記第１トランジスタの制御端子は、前記第１トランジスタのゲートであり、
前記第１トランジスタの第２端子は、前記第１トランジスタのソースまたはドレインの他方であり、
前記第１コンデンサの他方の端子が接地電圧端子に接続された、請求項１に記載の整流回路。
【請求項２０】
前記第１トランジスタの第１端子に第１アンテナによって受信された電波に応じた第１交流信号が供給され、前記第１トランジスタの制御端子に第２アンテナによって受信された前記電波に応じた第２交流信号が供給され、
前記第１コンデンサは前記第１の信号を平滑化する、請求項１９に記載の整流回路。
【請求項２１】
前記第１及び前記第２アンテナと、
請求項１に記載の整流回路と、を備え、
前記整流回路の出力が、負荷回路の電源に接続された無線電力回収回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は整流回路及びそれを備えた受信回路に関し、例えば電力変換効率を向上させるのに適した整流回路及びそれを備えた受信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
整流回路は、ダイオードの整流特性を利用して交流信号を直流信号に変換する。例えば、古典的な整流回路は、ゲート−ドレイン間が接続されたＭＯＳトランジスタ（いわゆるダイオード接続トランジスタ）を用いて交流信号を整流した後、コンデンサで平滑化して直流信号として出力する。
【０００３】
また、その他の整流回路が特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示された整流回路は、交流信号が入力される結合キャパシタと、結合キャパシタにソース端子が接続され交流信号を整流する第１ＭＯＳトランジスタと、結合キャパシタにドレイン端子が接続され交流信号を整流する第２ＭＯＳトランジスタと、第１ＭＯＳトランジスタ及び第２ＭＯＳトランジスタのゲート端子とソース端子の間に直流電圧を印加するバイアス回路と、を備える。バイアス回路は、クロック信号に基づいて供給される電圧を直流電圧として蓄積するキャパシタを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５１９７１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
古典的な整流回路は、ダイオード接続トランジスタのゲート−ソース間に印加する電圧が当該トランジスタの閾値電圧未満である場合、当該トランジスタに順方向電流を流すことができないため、電力変換効率を低下させてしまうという問題があった。
【０００７】
その他の課題と新規な特徴は、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】
【０００８】
一実施の形態によれば、整流回路は、第１端子に第１アンテナが接続され、制御端子に第２アンテナが接続され、第２端子から第１の信号を出力する第１トランジスタと、一方の端子に前記第１の信号が印加される第１コンデンサと、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
前記一実施の形態によれば、電力変換効率を向上させることが可能な整流回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる整流回路の構成例を示す図である。
【図２】実施の形態２にかかる整流回路の構成例を示す図である。
【図３】トランジスタＭ１のドレイン電流及びドレイン電圧の関係を示す図である。
【図４Ａ】整合回路の第１の具体的構成例を示す図である。
【図４Ｂ】整合回路の第２の具体的構成例を示す図である。
【図４Ｃ】整合回路の第３の具体的構成例を示す図である。
【図４Ｄ】整合回路の第４の具体的構成例を示す図である。
【図４Ｅ】整合回路のその他の具体的構成例を示す図である。
【図５】実施の形態３にかかる整流回路の構成例を示す図である。
【図６】実施の形態４にかかる整流回路の構成例を示す図である。
【図７Ａ】バイアス回路の第１の具体的構成例を示す図である。
【図７Ｂ】バイアス回路の第２の具体的構成例を示す図である。
【図８】実施の形態５にかかる整流回路の構成例を示す図である。
【図９】実施の形態５にかかる受信回路の実装状態の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態６にかかる整流回路の構成例を示す図である。
【図１１】実施の形態７にかかる整流回路の構成例を示す図である。
【図１２】実施の形態７にかかる受信回路の実装状態の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態７にかかる受信回路の実装状態の一例を示す図である。
【図１４】実施の形態７にかかる整流回路が適用された受信回路の第１の変形例を示す図である。
【図１５】実施の形態７にかかる整流回路が適用された受信回路の第２の変形例を示す図である。
【図１６】実施の形態７にかかる整流回路が適用された受信回路の第３の変形例を示す図である。
【図１７】実施の形態７にかかる整流回路が適用された受信回路の第４の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。なお、図面は簡略的なものであるから、この図面の記載を根拠として実施の形態の技術的範囲を狭く解釈してはならない。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００１３】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（動作ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等（個数、数値、量、範囲等を含む）についても同様である。
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１にかかる整流回路１０の構成例を示す図である。本実施の形態にかかる整流回路１０は、第１端子に第１アンテナによって受信された電波に応じた第１交流信号が供給され、制御端子に第２アンテナによって受信された前記電波に応じた第２交流信号が供給され、第２端子から第１整流信号を出力する第１トランジスタと、第１整流信号を平滑化する第１コンデンサと、を有する。それにより、本実施の形態にかかる整流回路１０及びそれを備えた受信回路１は、従来よりも電力変換効率を向上させることができる。以下、具体的に説明する。
【００１５】
図１に示す整流回路１０は、トランジスタ（第１トランジスタ）Ｍ１と、コンデンサ（第１コンデンサ）Ｃ１と、を有する。また、トランジスタＭ１の第１端子（ドレイン及びソースの一方。以下、ドレインと称す）にはアンテナ（第１アンテナ）１１が接続され、トランジスタＭ１の制御端子（以下、ゲートと称す）にはアンテナ（第２アンテナ）１２が接続され、トランジスタＭ１の第２端子（ドレイン及びソースの他方。以下、ソースと称す）にはコンデンサＣ１が接続されている。
【００１６】
整流回路１０と、アンテナ１１と、アンテナ１２と、により受信回路１が構成される。また、図１には、整流回路１０の出力電圧Ｖｏが供給される負荷（負荷回路）１４も図示されている。本実施の形態では、トランジスタＭ１がＮチャネルＭＯＳトランジスタである場合を例に説明する。
【００１７】
アンテナ１１は、整流回路１０の入力端子ＩＮ１を介して、トランジスタＭ１のドレインに接続される。アンテナ１２は、整流回路１０の入力端子ＩＮ２を介して、トランジスタＭ１のゲートに接続される。トランジスタＭ１のソースは、整流回路１０の出力端子ＯＵＴ１を介して、負荷１４に接続される。また、コンデンサＣ１の一方の端子はトランジスタＭ１のソースに接続され、コンデンサＣ１の他方の端子は、整流回路１０の入力端子ＩＮ３を介して、接地電圧端子ＧＮＤに接続される。なお、図示していないが、アンテナ１１とトランジスタＭ１のドレインとの間の任意の箇所には電荷注入パス（例えば、接地電圧端子ＧＮＤからのパス）が設けられている。
【００１８】
アンテナ１１は、外部からの電波を受信して高周波の交流信号（第１交流信号）Ａ１に変換する。この交流信号Ａ１は、電力源としてトランジスタＭ１のドレインに供給される。アンテナ１２は、アンテナ１１と共通の電波を受信して高周波の交流信号（第２交流信号）Ａ２に変換する。この交流信号Ａ２に基づいてトランジスタＭ１のオンオフが制御される。
【００１９】
例えば、交流信号Ａ２の電位が上昇してトランジスタＭ１のゲート−ソース間が当該トランジスタＭ１の閾値電圧以上になった場合、トランジスタＭ１はオンする。一方、交流信号Ａ２の電位が降下してトランジスタＭ１のゲート−ソース間電圧が当該トランジスタＭ１の閾値電圧より小さくなった場合、トランジスタＭ１はオフする。
【００２０】
本実施の形態では、交流信号Ａ１，Ａ２の位相が略同一である場合を例に説明する。また、本実施の形態では、整流回路１０の整流動作に影響が無い程度にアンテナ１１，１２のそれぞれの出力インピーダンスと整流回路１０の入力インピーダンスとの整合がとれている場合を例に説明する。
【００２１】
したがって、正振幅の交流信号Ａ２によりトランジスタＭ１がオンしている間、トランジスタＭ１のドレインには正振幅の交流信号Ａ１が供給される。それにより、トランジスタＭ１のドレインからソースに向けて順方向電流が流れる。一方、負振幅の交流信号Ａ２によりトランジスタＭ１がオフしている間、トランジスタＭ１のドレインには負振幅の交流信号Ａ１が供給される。このとき、トランジスタＭ１のソース−ドレイン間には電流は流れない。（なお、実際には、トランジスタＭ１が完全にオフしていないため、トランジスタＭ１のソースからドレインに向けてわずかに逆方向リーク電流が流れる可能性がある。）
【００２２】
このようにして、トランジスタＭ１は、交流信号Ａ１のうち正振幅の交流信号Ａ１を通過させて整流信号（第１整流信号；第１の信号）として出力する。トランジスタＭ１から出力された整流信号は、コンデンサＣ１により平滑化された後、出力電圧Ｖｏとして負荷１４に供給される。
【００２３】
ところで、古典的な整流回路では、前述の通り、ダイオード接続トランジスタのゲート−ドレイン間が短絡しているため、当該トランジスタに順方向電流が流れることでドレイン電圧が低下すると、それに伴ってゲート電圧も低下してしまう。それにより、ダイオード接続トランジスタのオン抵抗が上昇するため、当該トランジスタに流れる順方向電流は意図せず低下してしまう。その結果、古典的な整流回路は、電力変換効率を低下させてしまっていた。特に環境電波から電力を回収する場合等、入力電圧が小さい場合には、ドレイン電圧の変化によりダイオード接続トランジスタがオフしやすいため、この問題は顕著になる。
【００２４】
一方、本実施の形態にかかる整流回路１０では、アンテナ１１により受信された電波に応じた交流信号Ａ１がトランジスタＭ１のドレインに供給され、当該アンテナ１１とは異なるアンテナ１２により受信された電波に応じた交流信号Ａ２がトランジスタＭ１のゲートに供給される。つまり、本実施の形態にかかる整流回路１０では、トランジスタＭ１のゲート電圧及びドレイン電圧がそれぞれアンテナ１１，１２からの交流信号Ａ１，Ａ２により独立して制御される。
【００２５】
そのため、トランジスタＭ１に順方向電流が流れることで当該トランジスタＭ１のドレイン電圧が低下しても、トランジスタＭ１のゲート電圧は変化しない。したがって、トランジスタＭ１に流れる順方向電流が意図せず低下することはない。つまり、本実施の形態にかかる整流回路１０は、古典的な整流回路と比較して、電力変換効率を向上させることができる。このような構成は、環境電波から電力を回収する場合等、入力電圧が小さい場合にも整流動作を実現可能にする。
【００２６】
受信回路１は、出力端子ＯＵＴ１から出力電圧Ｖｏを出力する。受信回路１の使用例としては以下に示すものが挙げられる。なお、以下の使用例は、後述する他の実施の形態にかかる受信回路でも同様に採用されうる。
【００２７】
まずその１つは、負荷１４が電源電圧から供給される電流を必要とする回路であって、負荷１４の電源入力端子に、受信回路１の出力端子ＯＵＴ１を接続する構成である。この場合は、受信回路１は負荷１４にとっての電源回路として機能する。したがって、受信回路１は、アンテナ１１より受信した信号の電力をコンデンサＣ１に回収し、回収した電力を供給する電源回路として機能する。このような場合は、受信回路１は無線電力回収回路とみなすことができる。
【００２８】
別の１つは、負荷１４が、例えばコンパレータ回路であって、このコンパレータの信号入力端子に、受信回路１の出力端子ＯＵＴ１を接続する構成である。この場合は、受信回路１は負荷１４に対しての入力電圧信号を生成する回路として機能する。この例では、コンデンサＣ１が充電され出力端子ＯＵＴに電圧Ｖｏが発生しているかどうかを検出することができる。すなわち、アンテナ１１，１２に対して電波電力が到達しているかどうかを検出する用途に利用が可能である。
【００２９】
＜実施の形態２＞
図２は、実施の形態２にかかる整流回路１０の構成例を示す図である。図２に示す整流回路１０は、トランジスタＭ１と、コンデンサＣ１と、を有する。また、整流回路１０の外部にはアンテナ１１，１２、整合回路１５，１６及び負荷１４が設けられている。
【００３０】
整流回路１０と、アンテナ１１，１２と、整合回路１５，１６と、により受信回路２が構成される。つまり、図２に示す受信回路２は、図１に示す受信回路１と比較して、整合回路１５及び整合回路１６をさらに備える。以下、具体的に説明する。
【００３１】
整合回路１５は、アンテナ１１とトランジスタＭ１のドレインとの間に設けられる。より具体的には、整合回路１５の入力ノードｉがアンテナ１１に接続され、整合回路１５の出力ノードｏがトランジスタＭ１のドレインに接続される。
【００３２】
整合回路１６は、アンテナ１２とトランジスタＭ１のゲートとの間に設けられる。より具体的には、整合回路１６の入力ノードｉがアンテナ１２に接続され、整合回路１６の出力ノードｏがトランジスタＭ１のゲートに接続される。
【００３３】
図２に示す受信回路２のその他の回路構成については、図１に示す受信回路１の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００３４】
整合回路１５は、アンテナ１１の出力インピーダンスと整流回路１０の入力インピーダンスとの整合を行う回路である。より具体的には、整合回路１５は、アンテナ１１の出力インピーダンスと、当該整合回路１５の入力インピーダンスと、が等しくなるように構成される。さらに、整合回路１５は、当該整合回路１５の出力インピーダンスと、整流回路１０の入力インピーダンスと、が交流信号Ａ１の反射損失を最小化する関係となるように構成される。
【００３５】
整合回路１６は、アンテナ１２の出力インピーダンスと整流回路１０の入力インピーダンスとの整合を行う回路である。より具体的には、整合回路１６は、アンテナ１２の出力インピーダンスと、当該整合回路１６の入力インピーダンスと、が等しくなるように構成される。さらに、整合回路１６は、当該整合回路１６の出力インピーダンスと、整流回路１０の入力インピーダンスと、が交流信号Ａ２の反射損失を最小化する関係となるように構成される。
【００３６】
さらに、整合回路１５，１６は、交流信号Ａ２の電圧振幅が交流信号Ａ１の電圧振幅以上となるように構成されることが好ましい。また、整合回路１５，１６は、異なる位相の交流信号Ａ１，Ａ２を等しく調整できるように構成されることが好ましい。
【００３７】
整合回路１５，１６を用いることにより、高周波の交流信号Ａ１，Ａ２の持つエネルギーが効率良く整流回路に供給される。
【００３８】
本実施の形態にかかる受信回路２は、実施の形態１にかかる受信回路１と同等の効果を奏することができる。さらに、本実施の形態にかかる受信回路２は、以下の効果を奏することができる。
【００３９】
まず、古典的な整流回路では、前述の通り、ダイオード接続トランジスタのゲート−ドレイン間が短絡しているため、ダイオード接続トランジスタのゲート及びドレインには、共通のアンテナ（又は整合回路）が接続されることとなる。
【００４０】
ここで、ダイオード接続トランジスタのゲート及びドレインのそれぞれの入力インピーダンスは異なる。したがって、共通のアンテナ（又は整合回路）の出力インピーダンスと、ダイオード接続トランジスタのゲート及びドレインのそれぞれの入力インピーダンスと、の間のそれぞれの整合を最適に行うことは困難である。そのため、ダイオード接続トランジスタでは、オン時のオン抵抗が十分に小さくならないため順方向電流が少なくなり、オフ時のオン抵抗が十分に大きくならないため逆方向リーク電流が多くなる。その結果、古典的な整流回路は、電力変換効率を低下させてしまっていた。特に環境電波から電力を回収する場合等、入力電圧が小さい場合には、ダイオード接続トランジスタを十分にオンオフすることができないため、この問題は顕著になる。
【００４１】
一方、本実施の形態にかかる整流回路１０では、トランジスタＭ１のドレイン及びゲートがそれぞれ整合回路１５，１６を介して異なるアンテナ１１，１２に接続される。そのため、整合回路１５，１６は、アンテナ１１の出力インピーダンスとトランジスタＭ１のドレインの入力インピーダンスとの整合、及び、アンテナ１２の出力インピーダンスとトランジスタＭ１のゲートの入力インピーダンスとの整合をそれぞれ独立して行うことができる。つまり、整合回路１５，１６は、トランジスタＭ１のドレイン及びソースのそれぞれに対して最適なインピーダンス調整を行うことができる。例えば、整合回路１５，１６は、交流信号Ａ２の電圧振幅を交流信号Ａ１の電圧振幅よりも大きくすることもできる。
【００４２】
それにより、トランジスタＭ１では、オン時のオン抵抗が十分に小さくなるため順方向電流が多くなり、オフ時のオン抵抗が十分に大きくなるため逆方向リーク電流が少なくなる。その結果、本実施の形態にかかる整流回路１０は、古典的な整流回路と比較して、電力変換効率を向上させることができる。このような構成は、環境電波から電力を回収する場合等、入力電圧が小さい場合にも整流動作を実現可能にする。
【００４３】
図３は、トランジスタＭ１のドレイン電流及びドレイン電圧（入力電圧；交流信号Ａ１）の関係を示す図である。なお、図３には、比較のため、ダイオード接続トランジスタのドレイン電流及びドレイン電圧（入力電圧）の関係も示されている。
【００４４】
まず、ダイオード接続トランジスタでは、ドレイン電圧の正負に関わらず、ゲート及びドレインが常に同電位である。したがって、ダイオード接続トランジスタでは、オン時のオン抵抗が十分に小さくならないため順方向電流が少なくなり、オフ時のオン抵抗が十分に大きくならないため逆方向リーク電流が多くなる。そのため、電力変換効率は低い。一方、トランジスタＭ１では、ドレイン電圧及びゲート電圧がそれぞれ個別に制御される。したがって、交流信号Ａ２の電圧振幅が交流信号Ａ１の電圧振幅よりも大きく設定されている場合、トランジスタＭ１では、オン時のオン抵抗が十分に小さくなるため順方向電流が多くなり、オフ時のオン抵抗が十分に大きくなるため逆方向リーク電流が少なくなる。そのため、電力変換効率は高い。
【００４５】
以下、整合回路１５，１６の具体的な構成例を説明する。図４Ａ〜図４Ｄは、それぞれ整合回路１５の第１〜第４の具体的な構成例を整合回路１５ａ〜１５ｄとして示す回路図である。なお、図４Ａ〜図４Ｄに示す構成は、整合回路１６にも適用され得る。また、図４Ｅは、整合回路１６のその他の具体的な構成例を整合回路１６ａとして示す回路図である。
【００４６】
（整合回路１５の第１の具体的な構成例）
図４Ａは、整合回路１５の第１の具体的な構成例を整合回路１５ａとして示す回路図である。図４Ａに示す整合回路１５ａは、コンデンサＣ１１及びコイルＬ１１を有する。コンデンサＣ１１は、入力ノードｉと出力ノードｏとの間に設けられる。コイルＬ１１は、出力ノードｏと接地電圧端子ＧＮＤとの間に設けられる。
【００４７】
コイルＬ１１は、接地電圧端子ＧＮＤからトランジスタＭ１への電荷注入パスの役割を有する。また、コンデンサＣ１１は、接地電圧端子ＧＮＤとアンテナ１１との間に流れる直流信号成分をカットする役割を有する。
【００４８】
（整合回路１５の第２の具体的な構成例）
図４Ｂは、整合回路１５の第２の具体的な構成例を整合回路１５ｂとして示す回路図である。図４Ｂに示す整合回路１５ｂは、コンデンサＣ２１，Ｃ２２と、コイルＬ２１，Ｌ２２と、を有する。コンデンサＣ２１は、入力ノードｉと接地電圧端子ＧＮＤとの間に設けられる。コンデンサＣ２２は、入力ノードｉとノードＮ２１との間に設けられる。コイルＬ２１は、ノードＮ２１と接地電圧端子ＧＮＤとの間に設けられる。コイルＬ２２は、ノードＮ２１と出力ノードｏとの間に設けられる。
【００４９】
コイルＬ２１は、接地電圧端子ＧＮＤからトランジスタＭ１への電荷注入パスの役割を有する。また、コンデンサＣ２２は、接地電圧端子ＧＮＤとアンテナ１１との間に流れる直流信号成分をカットする役割を有する。
【００５０】
（整合回路１５の第３の具体的な構成例）
図４Ｃは、整合回路１５の第３の具体的な構成例を整合回路１５ｃとして示す回路図である。図４Ｃに示す整合回路１５ｃは、コンデンサＣ３１，Ｃ３２と、コイルＬ３１，Ｌ３２と、を有する。コイルＬ３１は、入力ノードｉとノードＮ３１との間に設けられる。コンデンサＣ３１は、ノードＮ３１と接地電圧端子ＧＮＤとの間に設けられる。コンデンサＣ３２は、ノードＮ３１と出力ノードｏとの間に設けられる。コイルＬ３２は、出力ノードｏと接地電圧端子ＧＮＤとの間に設けられる。
【００５１】
コイルＬ３２は、接地電圧端子ＧＮＤからトランジスタＭ１への電荷注入パスの役割を有する。また、コンデンサＣ３２は、接地電圧端子ＧＮＤとのアンテナ１１との間に流れる直流信号成分をカットする役割を有する。
【００５２】
なお、上記した整合回路１５ｂ，１５ｃは、構成素子を多く含むため、入出力インピーダンスをより細かく調整することが可能である。また、上記した整合回路１５ａ，１５ｂ，１５ｃの周波数特性は、バンドパスフィルタと同様の特性を有するため、特定の周波数の交流信号を通過させるのに有効である。
【００５３】
（整合回路１５の第４の具体的な構成例）
図４Ｄは、整合回路１５の第４の具体的な構成例を整合回路１５ｄとして示す回路図である。図４Ｄに示す整合回路１５ｄは、抵抗素子Ｒ４１を有する。抵抗素子Ｒ４１は、入力ノードｉ及び出力ノードｏ間のノードと、接地電圧端子ＧＮＤと、の間に設けられる。整合回路１５ｄは、広帯域の入力信号に対応することが可能である。この場合、接地電圧端子ＧＮＤとアンテナ１１との間に流れる直流信号成分をカットするためのコンデンサが整合回路１５ｄの内部又は外部に別途設けられる必要がある。
【００５４】
なお、図４Ａ〜図４Ｄに示す構成が整合回路１６に適用される場合、アンテナ１２に向けて流れる直流信号のパスが存在しないのであれば、当該直流信号成分をカットするためのコンデンサは設けられなくても良い。一方、アンテナ１２に向けて流れる直流信号のパスが存在するのであれば、当該直流信号成分をカットするためのコンデンサが整合回路１６の内部又は外部に別途設けられる必要がある。
【００５５】
（整合回路１６のその他の具体的な構成例）
図４Ｅは、整合回路１６のその他の具体的な構成例を整合回路１６ａとして示す回路図である。図４Ｅに示す整合回路１６ａは、入力ノードｉと出力ノードｏとの間にコイルＬ５１を有する。整合回路１６は、直流信号成分をカットするためのコンデンサを設ける必要が無い場合の一例であり、コイルＬ５１のみを有している。
【００５６】
＜実施の形態３＞
図５は、実施の形態３にかかる整流回路３０の構成例を示す図である。図５に示す整流回路３０は、トランジスタ（第１トランジスタ）Ｍ１と、トランジスタ（第２トランジスタ）Ｍ２と、コンデンサ（第１コンデンサ）Ｃ１と、コンデンサ（第２コンデンサ）Ｃ２と、有する。これらトランジスタＭ１，Ｍ２及びコンデンサＣ１，Ｃ２により倍電圧回路が構成される。また、整流回路３０の外部にはアンテナ１１，１２及び負荷１４が設けられている。
【００５７】
整流回路３０と、アンテナ１１，１２と、により受信回路３が構成される。つまり、図５に示す受信回路３は、図１に示す受信回路１と比較して、整流回路１０に代えて倍電圧回路の構成を有する整流回路３０を備える。以下、具体的に説明する。
【００５８】
コンデンサＣ２は、アンテナ１１とトランジスタＭ１のドレインとの間に設けられる。トランジスタＭ２では、第１端子（ソース及びドレインの一方。以下、ドレインと称す）及び制御端子（以下、ゲートと称す）が整流回路３０の入力端子ＩＮ４を介して接地電圧端子ＧＮＤに接続され、第２端子（ソース及びドレインの他方。以下、ソースと称す）がコンデンサＣ２とトランジスタＭ１のドレインとの間のノードＮ１に接続される。
【００５９】
トランジスタＭ２は、いわゆるダイオード接続トランジスタであって、アノードが接地電圧端子ＧＮＤに接続されカソードがノードＮ１に接続されたダイオード（第１ダイオード）としての機能を有する。したがって、トランジスタＭ２は、ノードＮ１の電位が低下して接地電圧ＧＮＤ（より詳細には、接地電圧ＧＮＤからトランジスタＭ２の閾値電圧を減算した値）以下になると、オンする。それにより、接地電圧端子ＧＮＤからノードＮ１に向けて順方向電流が流れる。コンデンサＣ２は、接地電圧端子ＧＮＤからトランジスタＭ２を介してアンテナ１１に流れる直流信号成分をカットする役割を有する。
【００６０】
受信回路３のその他の回路構成については、図１に示す受信回路１の場合と同様であるため、その説明を省略する。なお、図５の構成では、アンテナ１１とトランジスタＭ１のドレインとの間に電荷注入パス（トランジスタＭ２を介したパス）及び直流信号カット用コンデンサＣ２が設けられているため、アンテナ１１とトランジスタＭ１のドレインとの間に電荷注入パス及び直流信号カット用コンデンサが別途設けられる必要はない。
【００６１】
例えば、交流信号Ａ１の電位が負値を示す場合、ノードＮ１の電位も負値を示す。それにより、ダイオードＭ２がオンするため、ノードＮ１には接地電圧端子ＧＮＤから電荷がチャージされる。その結果、ノードＮ１の電位は接地電圧ＧＮＤ付近まで上昇する。その後、交流信号Ａ１の電位が負値から正値に変化すると、それに伴って、ノードＮ１の電位は上昇する。それにより、ノードＮ１にチャージされた電荷はトランジスタＭ１を介して負荷１４に供給される。
【００６２】
このように、本実施の形態にかかる整流回路３０は、交流信号Ａ１の電圧振幅が正の期間に加え、交流信号Ａ１の電圧振幅が負の期間でも、整流動作を行うため、さらに電力変換効率を向上させることができる。簡単に言うと、整流回路３０は、整流回路１の２倍の出力電圧Ｖｏを生成することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、整流回路３０がダイオード接続されたトランジスタＭ２を備えた場合を例に説明したが、これに限られない。整流回路３０は、トランジスタＭ２に代えて一般的なダイオードを備える構成に適宜変更可能である。
【００６４】
＜実施の形態４＞
図６は、実施の形態４にかかる整流回路４０の構成例を示す図である。図６に示す整流回路４０は、トランジスタＭ１と、コンデンサＣ１，Ｃ３と、バイアス回路（第２バイアス回路）４１と、を有する。また、整流回路４０の外部にはアンテナ１１，１２及び負荷１４が設けられている。
【００６５】
整流回路４０と、アンテナ１１，１２と、により受信回路４が構成される。つまり、図６に示す受信回路４は、図１に示す受信回路１と比較して、整流回路１０に代えてトランジスタＭ１のゲート−ソース間にバイアス回路４１が設けられた整流回路４０を備える。以下、具体的に説明する。
【００６６】
バイアス回路４１は、トランジスタＭ１のゲート−ソース間に設けられる。より具体的には、バイアス回路４１の外部ノードｂ１がトランジスタＭ１のソースに接続され、バイアス回路４１の外部ノードｂ２がトランジスタＭ１のゲートに接続される。また、アンテナ１２とバイアス回路４１との間には、バイアス回路４１を介してアンテナ１２に流れる直流信号成分をカットするためのコンデンサＣ３が設けられる。
【００６７】
受信回路４のその他の回路構成については、図１に示す受信回路１の場合と同様であるため、その説明を省略する。なお、図６の構成では、アンテナ１２とバイアス回路４１との間に直流信号カット用コンデンサＣ３が設けられているため、アンテナ１２とバイアス回路４１との間に直流信号カット用コンデンサが別途設けられる必要はない。
【００６８】
バイアス回路４１は、整流回路４０の出力電圧Ｖｏ（トランジスタＭ１のソース電圧）によりバイアス電圧を生成し、トランジスタＭ１のゲートに供給する。
【００６９】
ここで、トランジスタＭ１のゲート−ソース間に与える電圧のうちトランジスタＭ１の閾値電圧分は、当該トランジスタＭ１をオンするために用いられる。そこで、整流回路４０は、トランジスタＭ１をオンするために必要な電圧の一部をバイアス電圧で補うことにより、トランジスタＭ１をオンするために用いられる交流信号Ａ２の電圧分を少なくしている。それにより、本実施の形態にかかる整流回路４０は、さらに電力変換効率を向上させることができる。
【００７０】
以下、バイアス回路４１の具体的な構成例を説明する。図７Ａ，図７Ｂは、それぞれバイアス回路４１の第１及び第２の構成例をバイアス回路４１ａ，４１ｂとして示す回路図である。
【００７１】
（バイアス回路４１の第１の構成例）
図７Ａは、バイアス回路４１の第１の構成例をバイアス回路４１ａとして示す回路図である。図７Ａに示すバイアス回路４１ａは、定電流源Ｉ１と、トランジスタＭ３と、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４と、コンデンサＣ４と、を有する。本実施の形態では、トランジスタＭ３がトランジスタＭ１と同一特性のＮチャネルＭＯＳトランジスタである場合を例に説明する。
【００７２】
定電流源Ｉ１では、入力端子が整流回路５０の出力端子ＯＵＴ１に接続され、出力端子がノードＮ２に接続される。トランジスタＭ３では、第１端子（ソース及びドレインの一方。以下、ドレインと称す）及び制御端子（以下、ゲートと称す）がノードＮ２に接続され、第２端子（ソース及びドレインの他方。以下、ソースと称す）が接地電圧端子ＧＮＤに接続される。なお、トランジスタＭ３は、いわゆるダイオード接続トランジスタであって、アノードがノードＮ２に接続されカソードが接地電圧端子ＧＮＤに接続されたダイオードとしての機能を有する。
【００７３】
スイッチ素子ＳＷ１の一方の端子はノードＮ２に接続され、スイッチ素子ＳＷ１の他方の端子はノードＮ３に接続される。スイッチ素子ＳＷ２の一方の端子はノードＮ３に接続され、スイッチ素子ＳＷ２の他方の端子は外部ノードｂ２に接続される。スイッチ素子ＳＷ３の一方の端子は接地電圧端子ＧＮＤに接続され、スイッチ素子ＳＷ３の他方の端子はノードＮ４に接続される。スイッチ素子ＳＷ４の一方の端子はノードＮ４に接続され、スイッチ素子ＳＷ４の他方の端子は外部ノードｂ１に接続される。コンデンサＣ４は、ノードＮ３とノードＮ４との間に設けられる。スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ３は、クロック信号ｃｌｋ０に基づいてオンオフする。スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ４は、クロック信号ｃｌｋ１に基づいてオンオフする。スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ３とスイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ４とは相補的にオンオフする。受信回路４のその他の回路構成については、図１に示す受信回路１の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００７４】
定電流源Ｉ１は、整流回路５０の出力電圧Ｖｏにより駆動され一定の電流を出力する。それにより、トランジスタＭ３のソース−ドレイン間には、閾値電圧程度の電位差が生じる。スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ３がオンし、スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ４がオフしている期間中、コンデンサＣ４には、トランジスタＭ３のソース−ドレイン間電圧に応じた電荷がチャージされる。つまり、コンデンサＣ２には、トランジスタＭ３のソース−ドレイン間電圧がコピーされる。次に、スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ３がオフし、スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ４がオフすると、コンデンサＣ２にコピーされた電圧がバイアス電圧Ｖｂｉａｓとして外部ノードｂ２，ｂ１から出力される。
【００７５】
図７Ａに示すバイアス回路４１ａは、トランジスタＭ１のゲートに対し、当該トランジスタＭ１の閾値電圧程度の最適なバイアス電圧を供給することができる。
【００７６】
（バイアス回路４１の第２の構成例）
図７Ｂは、バイアス回路４１の第２の構成例をバイアス回路４１ｂとして示す回路図である。図７Ｂに示すバイアス回路４１ｂは、外部ノードｂ２，ｂ１間に抵抗素子Ｒ１を有する。
【００７７】
バイアス回路４１ｂは、トランジスタＭ１のゲートに対し、出力電圧Ｖｏと同等程度のバイアス電圧を供給することができる。図７Ｂに示すバイアス回路４１ｂは、図７Ａに示すバイアス回路４１ａと比較して、回路規模の増大を抑制することができるとともに、消費電力の増大を抑制することができる。このような構成は、環境電波から電力を回収する場合等、入力電圧が小さいため出来るだけ電力を消費したくない場合に特に有効である。
【００７８】
一方、図７Ａに示すバイアス回路４１ａは、図７Ｂに示すバイアス回路４１ｂと比較して、より最適なバイアス電圧を生成することができる点で有効である。
【００７９】
＜実施の形態５＞
図８は、実施の形態５にかかる整流回路５０の構成例を示す図である。図８に示す整流回路５０は、トランジスタＭ１，Ｍ２と、コンデンサＣ１〜Ｃ３と、バイアス回路４１と、を有する。また、整流回路５０の外部にはアンテナ１１，１２、整合回路１５，１６及び負荷１４が設けられている。
【００８０】
整流回路５０と、アンテナ１１，１２と、整合回路１５，１６と、により受信回路５が構成される。つまり、図８に示す受信回路５は、図２、図５及び図６にそれぞれ示す受信回路２〜４の特徴部分を全て備える。受信回路５の詳細な回路構成及び動作については、上記実施の形態にて既に説明されているため、その説明を省略する。
【００８１】
なお、図８の構成では、アンテナ１１とトランジスタＭ１のドレインとの間に電荷注入パス（トランジスタＭ２を介したパス）及び直流信号カット用コンデンサＣ２が設けられているため、アンテナ１１とトランジスタＭ１のドレインとの間に電荷注入パス及び直流信号カット用コンデンサが別途設けられる必要はない。なお、コンデンサＣ２は、整合回路１５の内部に設けられても良い。
【００８２】
また、図８の構成では、アンテナ１２とバイアス回路４１との間に直流信号カット用コンデンサＣ３が設けられているため、アンテナ１１とバイアス回路４１との間に直流信号カット用コンデンサが別途設けられる必要はない。なお、コンデンサＣ３は、整合回路１６の内部に設けられても良い。
【００８３】
（受信回路５の実装例）
図９は、受信回路５の実装状態の一例を示す図である。図９に示す実装状態では、数ｃｍ角のＰＣＢ基板（プリント基板）２００上に、アンテナ１１，１２と、整合回路１５，１６と、整流回路５０及び負荷１４が搭載された半導体チップ（半導体集積回路）１００と、が実装される。整合回路１５，１６と半導体チップ１００上の整流回路５０とは、それぞれボンディングワイヤ及びパッドを介して接続される。
【００８４】
アンテナ１１，１２は、少なくとも共通の電波を受信できるように配置されていれば良い。さらに、アンテナ１１，１２は、共通の電波を同位相で受信できるように配置されることが好ましい。それにより、整合回路１５，１６による交流信号Ａ１，Ａ２の位相調整が不要になる。さらに、アンテナ１１，１２は、共通の電波を同じアンテナ利得で受信できるように配置されていることが好ましい。もっとも、アンテナ１１，１２は、意図的に異なるアンテナ利得で受信できるように配置されていても良い。
【００８５】
具体的には、例えば、アンテナ１１，１２は、同一種類かつ同一形状であることが好ましい。それにより、アンテナ１１，１２は、共通の電波を同じアンテナ利得で受信しやすくなるとともに、共通の電波を同位相で受信しやすくなる。また、アンテナ１１，１２がループアンテナである場合には、当該アンテナ１１，１２は同一平面上に形成されることが好ましい。それにより、電波の偏波面とループアンテナ１１，１２のそれぞれの面との角度が同じになるため、アンテナ１１，１２は、共通の電波を同じアンテナ利得で受信しやすくなるとともに、共通の電波を同位相で受信しやすくなる。
【００８６】
本実施の形態では、受信回路５の実装状態の一例を説明したが、受信回路１〜４及び後述する他の受信回路についても同様にして実装されることが可能である。
【００８７】
＜実施の形態６＞
図１０は、実施の形態６にかかる整流回路６０の構成例を示す図である。図１０に示す整流回路６０は、整流回路５０と同一の構成を有する整流回路コア５０Ａ，５０Ｂを有する。また、整流回路６０の外部にはアンテナ１１，１２、整合回路１５，１６及び負荷１４が設けられている。
【００８８】
整流回路６０と、アンテナ１１，１２と、整合回路１５，１６と、により受信回路６が構成される。つまり、図１０に示す受信回路６は、多段接続された複数の整流回路コアからなる整流回路６０を備える。以下、具体的に説明する。
【００８９】
整流回路５０Ａでは、入力端子ＩＮ１が整合回路１５の出力に接続され、入力端子ＩＮ２が整合回路１６の出力に接続され、入力端子ＩＮ３，ＩＮ４が接地電圧端子ＧＮＤに接続され、出力端子ＯＵＴ１が整流回路５０Ｂの入力端子ＩＮ４に接続される。整流回路５０Ｂでは、入力端子ＩＮ１が整合回路１５の出力に接続され、入力端子ＩＮ２が整合回路１６の出力に接続され、入力端子ＩＮ３が接地電圧端子ＧＮＤに接続され、出力端子ＯＵＴ１が負荷１４に接続される。
【００９０】
各整流回路５０Ａ，５０Ｂの基本動作については、整流回路５０の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００９１】
本実施の形態にかかる受信回路６は、整流回路５０Ａの出力電圧を整流回路５０Ｂ内の電荷注入パスに供給している。それにより、本実施の形態にかかる受信回路６は、受信回路５の場合と比較して、さらに大きな出力電圧Ｖｏを生成することができる。簡単に言うと、受信回路６は、受信回路５のさらに２倍の出力電圧Ｖｏを生成することができる。なお、アンテナ１１，１２の本数は多段接続される整流回路の数に関わらず２つのままである。
【００９２】
本実施の形態では、受信回路６が多段接続された２つの整流回路５０Ａ，５０Ｂを備えた場合を例に説明したが、これに限られない。受信回路６は、多段接続された３つ以上の整流回路を備えた構成に適宜変更可能である。
【００９３】
また、本実施の形態では、各整流回路５０Ａ，５０Ｂが整流回路５０と同一構成である場合を例に説明したがこれに限られない。各整流回路５０Ａ，５０Ｂは、倍電圧回路の構成を有する整流回路と同一構成に適宜変更可能である。具体的には、各整流回路５０Ａ，５０Ｂは、整流回路３０と同一構成に適宜変更可能である。
【００９４】
＜実施の形態７＞
図１１は、実施の形態７にかかる整流回路７０の構成例を示す図である。図１１に示す整流回路７０は、トランジスタＭ１，Ｍ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、を有する。また、整流回路７０の外部には、アンテナ（第１アンテナ）１１と、アンテナ（第２アンテナ）１２と、アンテナ（第３アンテナ）１３と、整合回路（第１整合回路）１５と、整合回路（第２整合回路）１６と、整合回路（第３整合回路）１７と、負荷１４と、が設けられている。
【００９５】
整流回路７０と、アンテナ１１〜１３と、整合回路１５〜１７と、により受信回路７が構成される。つまり、図１１に示す受信回路７は、電荷注入パス上に設けられたトランジスタの導通状態を、第３のアンテナからの交流信号により制御する。以下、具体的に説明する。
【００９６】
アンテナ１３は、整合回路１７と整流回路７０の入力端子ＩＮ５とを介して、トランジスタＭ２のゲートに接続される。アンテナ１３は、アンテナ１１，１２と共通の電波を受信して交流信号Ａ１，Ａ２と逆相の交流信号（第３交流信号）Ａ３に変換する。この交流信号Ａ３に基づいてトランジスタＭ２のオンオフがトランジスタＭ１のオンオフと相補的に制御される。
【００９７】
整合回路１７は、アンテナ１３の出力インピーダンスと整流回路７０の入力インピーダンスとの整合を行う回路である。より具体的には、整合回路１７は、アンテナ１３の出力インピーダンスと、当該整合回路１７の入力インピーダンスと、が等しくなるように構成される。さらに、整合回路１７は、当該整合回路１７の出力インピーダンスと、整流回路７０の入力インピーダンスと、が交流信号Ａ３の反射損失を最小化する関係となるように構成される。なお、整合回路１７は、整合回路１６の同等の構成を適用可能である。
【００９８】
整流回路７０のその他の回路構成については、図５に示す整流回路３０と同様であるため、その説明を省略する。また、アンテナ１１，１２及び整合回路１５，１６の構成については、例えば、図２に示す構成と同様であるため、その説明を省略する。
【００９９】
本実施の形態にかかる受信回路７は、トランジスタＭ２がダイオード接続トランジスタである場合よりも、トランジスタＭ２を十分にオンオフしやすいため、さらに電力変換効率を向上させることができる。
【０１００】
（受信回路７の第１の実装例）
図１２は、受信回路７の第１の実装状態の例を示す図である。図１２に示す実装状態では、数ｃｍ角のＰＣＢ基板（プリント基板）２００上に、アンテナ１１〜１３と、整合回路１５〜１７と、整流回路７０及び負荷１４が搭載された半導体チップ１００と、が実装される。整合回路１５〜１７と半導体チップ１００上の整流回路７０とは、それぞれボンディングワイヤ及びパッドを介して接続される。
【０１０１】
図１２の例では、アンテナ１１〜１３がループアンテナである。ここで、アンテナ１３の巻方向は、アンテナ１１，１２の巻方向と逆になっている。それにより、交流信号Ａ３の位相を交流信号Ａ１、Ａ２と逆相にすることができる。
【０１０２】
（受信回路７の第２の実装例）
図１３は、受信回路７の第２の実装状態の例を示す図である。図１３の例では、アンテナ１１〜１３の巻方向は同じだが、アンテナ１３の２つの出力端子の接続先がアンテナ１１，１２の場合と逆になっている。それにより、交流信号Ａ３の位相を交流信号Ａ１，Ａ２と逆相にすることができる。
【０１０３】
続いて、以下に受信回路７の変形例を説明する。
【０１０４】
（受信回路７の第１の変形例）
図１４は、実施の形態７にかかる整流回路が適用された受信回路７の第１の変形例を受信回路７ａとして示す図である。図１４に示す受信回路７ａは、図１１に示す受信回路７と比較して、整合回路１５〜１７を有しない。整流回路７０の整流動作に影響が無い程度にアンテナ１１〜１３のそれぞれの出力インピーダンスと整流回路７０の入力インピーダンスとの整合がとれている場合には、整合回路１５〜１７は設けられなくても良い。
【０１０５】
（受信回路７の第２の変形例）
図１５は、実施の形態７にかかる整流回路が適用された受信回路７の第２の変形例を受信回路７ｂとして示す図である。図１５に示す受信回路７ｂは、図１１に示す受信回路７と比較して、整流回路７０に代えてトランジスタＭ２のゲート−ソース間にバイアス回路（第１バイアス回路）８１が設けられた整流回路７０ｂを備える。また、アンテナ１３とバイアス回路８１との間には、バイアス回路８１を介してアンテナ１３に流れる直流信号成分をカットするためのコンデンサＣ５が設けられる。
【０１０６】
整流回路７０ｂは、トランジスタＭ２をオンするために必要な電圧の一部をバイアス電圧で補うことにより、トランジスタＭ２をオンするために用いられる交流信号Ａ３の電圧分を少なくしている。それにより、整流回路７０ｂは、さらに電力変換効率を向上させることができる。なお、バイアス回路８１は、図４に示すバイアス回路４１と同等の構成を適用可能である。
【０１０７】
なお、図１５の構成では、アンテナ１３とバイアス回路８１との間に直流信号カット用コンデンサＣ５が設けられているため、アンテナ１３とバイアス回路８１との間に直流信号カット用コンデンサが別途設けられる必要はない。なお、コンデンサＣ５は、整合回路１７の内部に設けられても良い。
【０１０８】
（受信回路７の第３の変形例）
図１６は、実施の形態７にかかる整流回路が適用された受信回路７の第３の変形例を受信回路７ｃとして示す図である。図１６に示す受信回路７ｃは、図１１に示す受信回路７と比較して、整流回路７０に代えてトランジスタＭ１のゲート−ソース間にバイアス回路４１が設けられた整流回路７０ｃを備える。また、アンテナ１２とバイアス回路４１との間には、バイアス回路４１を介してアンテナ１２に流れる直流信号成分をカットするためのコンデンサＣ３が設けられる。
【０１０９】
整流回路７０ｃは、トランジスタＭ１をオンするために必要な電圧の一部をバイアス電圧で補うことにより、トランジスタＭ１をオンするために用いられる交流信号Ａ２の電圧分を少なくしている。それにより、整流回路７０ｃは、さらに電力変換効率を向上させることができる。
【０１１０】
なお、図１６の構成では、アンテナ１２とバイアス回路４１との間に直流信号カット用コンデンサＣ３が設けられているため、アンテナ１２とバイアス回路４１との間に直流信号カット用コンデンサが別途設けられる必要はない。なお、コンデンサＣ３は、整合回路１６の内部に設けられても良い。
【０１１１】
（受信回路７の第４の変形例）
図１７は、実施の形態７にかかる整流回路が適用された受信回路７の第４の変形例を受信回路７ｄとして示す図である。図１７に示す受信回路７ｄは、図１１に示す受信回路７と比較して、バイアス回路４１，８１が設けられた整流回路７０ｄを備える。具体的構成については、図１５及び図１６の構成の組み合わせであるため、その説明を省略する。
【０１１２】
以上のように、上記実施の形態にかかる整流回路及びそれを備えた受信回路は、ドレインにアンテナ１１によって受信された電波に応じた交流信号Ａ１が供給され、ゲートにアンテナ１２によって受信された前記電波に応じた交流信号Ａ２が供給され、ソースから整流信号を出力するトランジスタＭ１と、整流信号を平滑化するコンデンサＣ１と、を備える。それにより、上記実施の形態にかかる整流回路及びそれを備えた受信回路は、従来よりも電力変換効率を向上させることができる。
【０１１３】
なお、実施の形態５および実施の形態７において、整流回路（５０，７０）が負荷（１４）とともに半導体チップ１００に搭載されることを示した。これらの整流回路に代えて他の実施の形態において示した整流回路を半導体チップ１００に搭載することも可能である。また、実施の形態５および実施の形態７において、整合回路１５〜１７やアンテナ１１〜１３をＰＣＢ基板２００に備えるように示したが、整合回路１５〜１７やアンテナ１１〜１３のいずれか一方または両方を１つの半導体チップ１００に組み込んで構成してもかまわない。あるいは、実施の形態５および実施の形態７に示したＰＣＢ基板２００を半導体パッケージ内の基板に置き換え、その上に整合回路１５〜１７やアンテナ１１〜１３を構成し、整流回路（５０，７０）及び負荷（１４）が形成された半導体チップ１００とともに半導体パッケージにまとめてもよい。
【０１１４】
なお、特許文献１に開示された整流回路は、ダイオード接続トランジスタのゲート−ソース間にバイアス回路を備えることにより、微小な交流信号の整流を可能にしている。一方、上記実施の形態にかかる整流回路は、トランジスタＭ１のゲート電圧及びドレイン電圧をそれぞれアンテナ１１，１２からの交流信号Ａ１，Ａ２により独立して制御することにより、微小な交流信号の整流を可能にしている。その結果、上記実施の形態にかかる整流回路は、電圧変換効率を向上させることができる。
【０１１５】
さらに、特許文献１に開示された整流回路は、ダイオード接続トランジスタにより構成されるため、古典的な整流回路と同様の問題を有する。具体的には、ダイオード接続トランジスタのゲート−ドレイン間は短絡しているため、当該トランジスタに順方向電流が流れることでドレイン電圧が低下すると、それに伴ってゲート電圧も低下してしまう。それにより、ダイオード接続トランジスタのオン抵抗が上昇するため、当該トランジスタに流れる順方向電流は意図せず低下してしまう。その結果、電力変換効率が低下する可能性がある。
【０１１６】
また、ダイオード接続トランジスタのゲート及びドレインのそれぞれの入力インピーダンスが異なるため、共通のアンテナの出力インピーダンスと、ダイオード接続トランジスタのゲート及びドレインのそれぞれの入力インピーダンスと、の間のそれぞれの整合を最適に行うことは困難である。そのため、ダイオード接続トランジスタでは、オン時のオン抵抗が十分に小さくならないため順方向電流が少なくなり、オフ時のオン抵抗が十分に大きくならないため逆方向リーク電流が多くなる。その結果、電力変換効率が低下する可能性がある。
【０１１７】
一方、上記実施の形態にかかる整流回路は、トランジスタＭ１のゲート電圧及びドレイン電圧をそれぞれアンテナ１１，１２からの交流信号Ａ１，Ａ２により独立して制御しているため、それらのような問題は生じない。
【０１１８】
さらに、特許文献１に開示された整流回路は、直流バイアス電圧発生に必要な電力を予め蓄えておくか、微小な交流信号から生成しなくてはならない。ここで、環境電波から電力を回収して動作する受信回路は、通常、自ら電力を蓄えることはしない。また、当該受信回路に入力される交流信号はトランジスタの閾値電圧を大きく下回るほど小さい。一方、上記実施の形態にかかる整流回路は、特許文献１の構成とまったく異なる構成であるため、このような問題は生じない。
【０１１９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態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の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１２０】
１〜７，７ａ〜７ｄ  受信回路
１０，３０，４０，５０，６０，７０  整流回路
５０Ａ，５０Ｂ  整流回路コア
１１〜１３  アンテナ
１４  負荷
１５〜１７，１５ａ〜１５ｄ，１６ａ  整合回路
４１，４１ａ，４１ｂ，８１  バイアス回路
１００  半導体チップ
２００  ＰＣＢ基板
Ｃ１〜Ｃ５，Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ３１，Ｃ３２  コンデンサ
Ｉ１  定電流源
Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ５１  コイル
Ｍ１〜Ｍ３  トランジスタ
Ｒ１，Ｒ４１  抵抗素子
ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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