(57)【要約】本発明の代表的な実施例によれば、第１入力ノード（１０１）と、第２入力ノード（１０７）と、第１端子（１０８）及び第２端子（１１０）を有するデカップリングキャパシタ（１０９）とを具える電荷ポンプ段（１００）を提供する。この電荷ポンプ段（１００）は、第１接点ノード（１０２）及び第２接点ノード（１１１）を有するポンプ制御回路を具え、前記第１入力ノード（１０１）が前記第１接点ノード（１０２）に結合されている。更に、前記第２入力ノード（１０７）は、前記デカップリングキャパシタ（１０９）の前記第１端子（１０８）に結合され、前記デカップリングキャパシタ（１０９）の前記第２端子（１１０）は前記第２接点ノード（１１１）に結合されているとともに接地されている。
2009507460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１入力ノードと、第２入力ノードと、第１端子及び第２端子を有するデカップリングキャパシタと、第１接点ノード及び第２接点ノードを有するポンプ制御回路とを具える電荷ポンプ段であって、前記第１入力ノードが、前記第１接点ノードに結合され、前記第２入力ノードが、前記デカップリングキャパシタの前記第１端子に結合され、前記デカップリングキャパシタの前記第２端子が、前記第２接点ノードに結合されているとともに接地されている電荷ポンプ段。
【請求項２】
請求項１に記載の電荷ポンプ段において、前記ポンプ制御回路が更に、第１出力ノード及び第２出力ノードを構成する第３接点ノード及び第４接点ノードを有している電荷ポンプ段。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電荷ポンプ段において、前記ポンプ制御回路が、前記第１接点ノード及び第２接点ノード間に結合された第１ダイオードを有している電荷ポンプ段。
【請求項４】
請求項３に記載の電荷ポンプ段において、前記ポンプ制御回路が更に、第２ダイオードを有している電荷ポンプ段。
【請求項５】
請求項４に記載の電荷ポンプ段において、前記第２ダイオードが、前記第１接点ノード及び前記第３接点ノード間に結合されている電荷ポンプ段。
【請求項６】
複数の電荷ポンプ段を有する多段電荷ポンプにおいて、少なくとも１つの電荷ポンプ段が請求項１〜５のいずれか一項に記載の電荷ポンプ段から成っている多段電荷ポンプ。
【請求項７】
請求項６に記載の多段電荷ポンプにおいて、この多段電荷ポンプが更に、複数の電荷ポンプ段のうちの互いに異なる電荷ポンプ段間に結合されたスイッチング素子を有している多段電荷ポンプ。
【請求項８】
請求項７に記載の多段電荷ポンプにおいて、前記スイッチング素子は、この多段電荷ポンプにより得られる電源電圧が増倍されないようにこの多段電荷ポンプ内に結合されている多段電荷ポンプ。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の多段電荷ポンプにおいて、前記スイッチング素子は、トランジスタ及びＭＯＳダイオードの双方又はいずれか一方を有している多段電荷ポンプ。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電荷ポンプ段を少なくとも１つ有しているＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
請求項６〜９のいずれか一項に記載の多段電荷ポンプを少なくとも１つ有しているＲＦＩＤタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電荷ポンプの分野に関するものである。特に、本発明は超高周波無線周波識別集積回路(Ultra High Frequency Radio Frequency IDentification Integrated Circuit)（ＵＨＦ‐ＲＦＩＤ‐ＩＣ）用電荷ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＵＨＦ‐ＲＦＩＤ‐ＩＣは、一般に動作用の電源を必要とする。この電源は通常、低電圧電源の電圧を逓昇させるいわゆる電荷ポンプ又は電圧増倍器を有する。電源に対する１つの条件は、一般に、生じるおそれのある直流（ＤＣ）レベルによる誤作動をＲＦＩＤ‐ＩＣが被らないように、直流レベルを阻止することである。このことは特に、ＵＨＦ‐ＲＦＩＤ‐ＩＣがループアンテナで動作している場合である。一般に、直流レベルの阻止は、ＲＦＩＤ‐ＩＣのＲＦ分岐に直列キャパシタを設けることにより達成されている。
【０００３】
標準の電圧増倍器又は電荷ポンプを図４に線図的に示す。図４は、第１入力ノード４０１を有する電圧増倍器４００を示し、この第１入力ノード４０１はキャパシタ４０３の第１端子４０２に結合されている。キャパシタ４０３の第２入力端子４０４は、第１回路ノード４０５に結合されている。この第１回路ノード４０５は、第１ダイオード４０７の陽極４０６に結合され、この第１ダイオード４０７の陰極４０８は、第１出力ノード４０９に結合されている。第１入力ノード４０１と、キャパシタ４０３と、第１ダイオード４０７と、第１出力ノード４０９とが電荷ポンプ４００の第１分岐、いわゆるＲＦ分岐を構成している。
【０００４】
第２入力ノード４１０は、第２回路ノード４１１に結合され、この第２回路ノード４１１は、接地された第２出力ノード４１２に結合されている。更に、第２回路ノード４１１は第２ダイオード４１４の陽極４１３に結合されている。この第２ダイオード４１４の陰極４１５は第１回路ノード４０５に結合されている。第２入力ノード４１０と、第２回路ノード４１１と、第２出力ノード４１２とが、電荷ポンプの第２分岐、いわゆる低電圧側分岐を構成している。
【０００５】
電荷ポンプ４００の動作中は、交流電流又は電圧を第１入力ノード４０１及び第２入力ノード４１１に与えることができる。すなわち、これらの２つのノード間に電圧差Ｕe が存在する。更に、ダイオード４１４の両端間に電圧降下Ｕf が生じ、この電圧降下はダイオードのいわゆる順方向電圧に相当する。従って、ＲＦ分岐中のキャパシタに、電圧（Ｕes−Ｕf ）が充電される。ここで、Ｕefは交流電圧Ｕe のピーク値を表す。動作中、キャパシタに充電されるこの電圧がピーク値Ｕefに加算され、従って、増倍電圧が得られ、一方、順方向電圧が失われる。
【０００６】
第１出力ノード４０９と第２出力ノード４１２との間に得られる電荷ポンプ４００の合計電圧は、
【数１】
2009507460.tif 000003
となる。
【０００７】
更に、図４には、寄生キャパシタ（容量）を破線で示してある。この寄生キャパシタは、電荷ポンプを交流電流で動作させた際に、この電荷ポンプが形成されている基板に対して生じるものである。等価回路図では、この寄生キャパシタを、電荷ポンプの第１分岐及び第２分岐間に結合されたキャパシタとして表すことができる。
【０００８】
更に、蓄積キャパシタ（又は平滑キャパシタ）４１６と、抵抗性負荷４１７とを図４に線図的に示してあり、これらの蓄積キャパシタ４１６及び抵抗性負荷４１７は、第１出力ノード４０９と第２出力ノード４１２との間に結合されている。
【０００９】
図４に示すものに類似する低電力電荷ポンプ式直流バイアス電源は米国特許第６３９６７２４号明細書に開示されている。
【特許文献１】米国特許第６３９６７２４号
【発明の開示】
【００１０】
本発明の代表的な例によれば、第１入力ノードと、第２入力ノードと、第１端子及び第２端子を有するデカップリングキャパシタとを有する電荷ポンプ段を提供する。更に、この電荷ポンプ段は、第１制御ノード及び第２制御ノードを有するポンプ制御回路を具えており、第１入力ノードは第２入力ノードに結合されている。更に、第２入力ノードは、デカップリングキャパシタの第１端子に結合され、デカップリングキャパシタの第２端子は第２制御ノードに結合されているとともに接地結合されている。
【００１１】
本発明による特徴は、本発明による電荷ポンプのデカップリングキャパシタを、既知の技術による電荷ポンプにおけるようにＲＦ分岐内に結合するのではなく、いわゆる低電圧側分岐、すなわち、接地結合された分岐内に結合することである。従って、第１キャパシタとも称するデカップリングキャパシタを直接接地結合しうる。この種類の結合により、電荷ポンプの不可避な寄生キャパシタが実際のキャパシタ、すなわち、デカップリングキャパシタに加えられるという事実がもたらされる。従って、この場合、これらのキャパシタを有効なものにしうる。その理由は、デカップリングキャパシタをより小さく設計しうる為である。更に、本発明による電荷ポンプを用いた場合、アンテナ回路整合を容易に得ることができるようになる。更に、本発明による電荷ポンプを用いた場合、寄生キャパシタが電圧増倍器の性能に及ぼす影響を低減させることができるようになる。
【００１２】
更に、直列キャパシタとも称するデカップリングキャパシタのいわゆるＱファクタ、すな性能指数が電荷ポンプの性能に大きな影響を及ぼす。Ｑファクタは、
Ｑ＝ＸC ／ＲS 
として計算しうる。ここで、ＸC はキャパシタの直列リアクタンスであり、ＲS はキャパシタの直列抵抗である。一般には、Ｑファクタを良好にするために、寄生キャパシタと直列抵抗との間に常にトレードオフが存在する。寄生キャパシタを本発明による電荷ポンプにおける実際のデカップリングキャパシタに加えることができる為、このトレードオフはもはやハードリミットとはなりえない。
【００１３】
本発明の更なる好適な例は、従属請求項に説明してある。
【００１４】
次に、本発明の電荷ポンプ段の代表的な好適例を説明する。これらの例は多段電荷ポンプに対しても適用しうる。
【００１５】
代表的な他の例では、電荷ポンプ段のポンプ制御回路が第３制御ノード及び第４制御ノードを有し、これら第３制御ノード及び第４制御ノードが第１出力ノード及び第２出力ノードを形成するようにする。
【００１６】
代表的な他の例では、ポンプ制御回路が更に、第１制御ノード及び第２制御ノード間に結合された第１ダイオードを有するようにする。
【００１７】
代表的な更に他の例では、前記ポンプ制御回路が更に、第２ダイオードを有するようにする。
【００１８】
電荷ポンプ段の代表的な更に他の例では、前記第２ダイオードを第１接点ノード及び第３接点ノード間に結合する。
【００１９】
代表的な例では、少なくとも１つの電荷ポンプ段を本発明による電荷ポンプ段に応じて形成した複数のポンプ段を有する多段電荷ポンプを提供する。
【００２０】
代表的な他の例では、多段電荷ポンプが更に、複数の電荷ポンプ段の異なる段間に結合されたスイッチング素子を有するようにする。
【００２１】
多段電荷ポンプの代表的な更に他の例では、電荷ポンプにより得られる電源電圧が増倍されないように、前記スイッチング素子を多段電荷ポンプ内に結合する。
【００２２】
多段電荷ポンプの代表的な更に他の例では、前記スイッチング素子がトランジスタとＭＯＳダイオードとの双方又は何れか一方を有するようにする。
【００２３】
又、代表的な例では、ＲＦＩＤタグが本発明による少なくとも１つの電荷ポンプ段を有するか、又は本発明による多段電荷ポンプを有するようにする。
【００２４】
本発明は、ＲＦＩＤタグに対する有効な電源を提供しうる為、ＲＦＩＤタグの分野に特に好都合である。
【００２５】
本発明による特徴は、従来技術によれば、デカップリングキャパシタが電荷ポンプのＲＦ分岐、すなわち、高電圧レベルを有する分岐内に結合されているが、本発明による電荷ポンプのデカップリングキャパシタは低電圧側分岐、すなわち、低電圧レベルを有する分岐内に移すか、又はこれに代えて直接接地結合させるか、又はこれらの双方を行うということである。従って、デカップリングキャパシタの一方の端子を大地に、すなわち、接地端子に直接結合させることができる。従って、大地に対し電荷ポンプにより発生される不可避な寄生キャパシタが実際のデカップリングキャパシタに加えられる。従って、デカップリングキャパシタをより小さく設計できる為にこれらのキャパシタを有効にできるとともに、ポンプ回路の寄生キャパシタとデカップリングキャパシタの直列抵抗との間のトレードオフを制限することなしに、デカップリングキャパシタのＱファクタを増大させることができる。本発明による電荷ポンプ段又は多段電荷ポンプの入力ノードはループアンテナに結合することができる。このことは、電荷ポンプをＲＦＩＤタグと関連させて用いる場合に特に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の上述した観点及びその他の観点は以下の実施例に関する詳細な説明から明らかとなるであろう。しかし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
図面は線図的なもので、互いに異なる図面で同様な又は同じ素子には同じ又は類似の符号を付してある。
【００２８】
以下、図１を参照して本発明による電荷ポンプ段を説明する。図１は、第１入力ノード１０１を有する電圧増倍器１００を示し、第１入力ノード１０１は、第１回路ノード１０２に結合されている。第１回路ノード１０２は、第１ダイオード１０４の陽極１０３に結合されており、第１ダイオード１０４の陰極１０５は、第１出力ノード１０６に結合されている。第１入力ノード１０１と、第１ダイオード１０４と、第１出力ノード１０６とは、電荷ポンプ（電圧増倍器）１００の第１分岐、いわゆるＲＦ分岐を構成している。
【００２９】
第２入力ノード１０７は、電荷ポンプ１００のデカップリングキャパシタを構成するキャパシタ１０９の第１端子１０８に結合されている。このキャパシタ１０９の第２端子１１０は、第２回路ノード１１１に結合され、この第２回路ノード１１１は第２出力ノード１１２に結合されているとともに、接地もされている。従って、このキャパシタ１０９の第２端子１１０は、接地電位点に直接結合されている。更に、第２回路ノード１１１は、第２ダイオード１１４の陽極１１３に結合されている。この第２回路ノード１１１の陰極１１５は、第１回路ノード１０２に結合されている。第２入力ノード１０７と、キャパシタ１０９と、第２回路ノード１１１と、第２出力ノード１１２とは、電荷ポンプの第２分岐、いわゆる低電圧側分岐を構成する。図１には更に、第１出力ノード１０６と第２出力ノード１１２との間に結合された蓄積キャパシタ、いわゆる平滑用キャパシタを１１６で線図的に示してある。更に、図１には、負荷１１７を抵抗性負荷として線図的に示してある。この負荷１１７は、第１出力ノード１０６と第２出力ノード１１２との間に、すなわち、蓄積キャパシタ１１６と並列に結合されている。この負荷はＲＦＩＤタグとすることができる。
【００３０】
電荷ポンプ１００の動作中は、交流電流又は電圧を第１入力ノード１０１及び第２入力ノード１０７に与えることができる。すなわち、これらの双方の入力ノード間には電圧差Ｕe が存在する。更に、第２ダイオード１１３の両端間に電圧降下Ｕf が生じ、この電圧降下はダイオードのいわゆる順方向電圧に相当する。従って、低電圧側分岐中のキャパシタに、電圧（Ｕes−Ｕf ）が充電される。ここで、Ｕefは交流電圧Ｕe のピーク値を表す。動作中、キャパシタに充電されるこの電圧がピーク値Ｕefに加算され、従って、増倍電圧が得られる。
【００３１】
第１出力ノード１０６と第２出力ノード１１３との間に得られる電荷ポンプ１００の合計電圧は、
【数２】
2009507460.tif 000004
となる。
【００３２】
図１には、更に、寄生キャパシタを破線で示してある。この寄生キャパシタは、電荷ポンプを交流電流で動作させた際に、この電荷ポンプが形成されている基板に対して生じるものである。等価回路図では、この寄生キャパシタを、デカップリングキャパシタ１０９と並列に結合されたキャパシタとして表すことができる。
【００３３】
以下、図１を参照して本発明による多段電荷ポンプ段を説明する。図２は、第１入力ノード２０１を有する多段電圧増倍器２００を示し、第１入力ノード２０１は、第１回路ノード２０２に結合された第３回路ノード２１６に結合されている。第１回路ノード２０２は、第１ダイオード２０４の陽極２０３に結合されており、第１ダイオード２０４の陰極２０５は、第４回路ノード２１７に結合されている。この第４回路ノード２１７は、第１出力ノード２０６に結合された第５回路ノード２１８に結合されている。
【００３４】
第２入力ノード２０７は、多段電荷ポンプ（多段電圧増倍器）２００のデカップリングキャパシタを構成するキャパシタ２０９の第１端子２０８に結合されている。キャパシタ２０９の第２端子２１０は、接地されている第２回路ノード２１１に結合されている。第２回路ノード２１１は更に、第２ダイオード２１４の陽極２１３に結合されている。この第２ダイオード２１４の陰極２１５は、第１回路ノード２０２に結合されている。第２入力ノード２０７と、キャパシタ２０９と、第２回路ノード２１１とは、電荷ポンプ２００の、いわゆる低電圧側分岐を構成する。
【００３５】
多段電荷ポンプ２００の上述した素子は多段電荷ポンプの第１段を構成している。
【００３６】
第３回路ノード２１６は、第６回路ノード２１９に結合されており、この第６回路ノード２１９は第２キャパシタ２２１の第１端子２２０に結合されされている。この第２キャパシタ２２１の第２端子２２２は、第７回路ノード２２３に結合されており、この第７回路ノード２２３は第３ダイオード２２５の陽極２２４に結合されている。この第３ダイオード２２５の陰極２２６は、第８回路ノード２２７に結合されており、この第８回路ノード２２７が第２出力ノード２２８に結合されている。
【００３７】
第４回路ノード２１７は更に、第４ダイオード２３０の陽極２２９に結合されている。この第４ダイオード２３０の陰極２３１は第７回路ノード２２３に結合されている。
【００３８】
上述した最後の２つの段落で説明した多段電荷ポンプ２００の素子が、この多段電荷ポンプの第２段を構成している。
【００３９】
第６回路ノード２１６は、第９回路ノード２３２に結合され、この第９回路ノード２３２が第３キャパシタ２３４の第１端子２３３に結合されている。この第３キャパシタ２３４の第２端子２３５は、第１０回路ノード２３６に結合され、この第１０回路ノード２３６が第５ダイオード２３８の陽極２４０に結合されている。この第５ダイオード２３８の陰極２３９は、第１１回路ノード２４０に結合され、この第１１回路ノード２４０が第３出力ノード２４１に結合されている。
【００４０】
第８回路ノード２２７は更に、第６ダイオード２４３の陽極２４２に結合されている。この第６ダイオード２４３の陰極２４４は、第１０回路ノード２３６に結合されている。
【００４１】
上述した最後の２つの段落で説明した多段電荷ポンプ２００の素子が、この多段電荷ポンプの第３段を構成している。
【００４２】
第９回路ノード２３２は、第１２回路ノード２４５に結合され、この第１２回路ノード２４５が第４キャパシタ２４７の第１端子２４６に結合されている。この第４キャパシタ２４７の第２端子２４８は、第１３回路ノード２４９に結合され、この第１３回路ノード２４９が第７ダイオード２５１の陽極２５０に結合されている。この第７ダイオード２５１の陰極２５２は、第１４回路ノード２５３に結合され、この第１４回路ノード２５３が第４出力ノード２５４に結合されている。
【００４３】
前記第１１回路ノード２４０は更に、第８ダイオード２５６の陽極２５５に結合されている。この第８ダイオード２５６の陰極２５７は、第１３回路ノード２４９に結合されている。
【００４４】
上述した最後の２つの段落で説明した多段電荷ポンプ２００の素子が、この多段電荷ポンプの第４段を構成している。
【００４５】
第１２回路ノード２４５は、第１５回路ノード２５８に結合され、この第１５回路ノード２５８が第５キャパシタ２６０の第１端子２５９に結合されている。この第５キャパシタ２６０の第２端子２６１は、第１６回路ノード２６２に結合され、この第１６回路ノード２６２が第９ダイオード２６４の陽極２６３に結合されている。この第９ダイオード２６４の陰極２６５は、第１７回路ノード２６６に結合され、この第１７回路ノード２６６が第５出力ノード２６７に結合されている。
【００４６】
第１４回路ノード２５３は更に、第１０ダイオード２６９の陽極２６８に結合されている。この第１０ダイオード２６９の陰極２７０は、第１６回路ノード２６２に結合されている。
【００４７】
上述した最後の２つの段落で説明した多段電荷ポンプ２００の素子が、この多段電荷ポンプの第５段を構成している。
【００４８】
前記第１５回路ノード２５８は、第６キャパシタ２７２の第１端子２７１に結合されている。この第６キャパシタ２７２の第２端子２７３は、第１８回路ノード２８８に結合され、この第１８回路ノード２８８が第１１ダイオード２７５の陽極２７４に結合されている。この第１１ダイオード２７５の陰極２７６は、第１９回路ノード２７７に結合され、この第１９回路ノード２７７が第２０回路ノード２７８に結合され、この第２０回路ノード２７８が第６出力ノード２７９に結合されている。第２０回路ノード２７８は更に、第２１回路ノード２８０に結合され、この第２１回路ノード２８０が第１トランジスタ２８２の第１ソース／ドレイン電極２８１に結合されている。この第１トランジスタ２８２の第２ソース／ドレイン電極２８３は、第５回路ノード２１８に結合されている。第２１回路ノード２８０は更に、第１トランジスタ２８２のゲート２８４に結合されている。この結合を用いることにより、第１トランジスタ２８２が、いわゆるＭＯＳダイオードとして動作する。
【００４９】
第１７回路ノード２６６は更に、第１２ダイオード２８６の陽極２８５に結合されている。この第１２ダイオード２８６の陰極２８７は、第１８回路ノード２８８に結合されている。
【００５０】
上述した最後の２つの段落で説明した多段電荷ポンプ２００の素子が、この多段電荷ポンプの第６段を構成している。
【００５１】
多段電荷ポンプ２００の動作中、交流電流又は電圧を第１入力ノード２０１及び第２入力ノード２０７に与えることができる。すなわち、これらの２つのノード間に電圧差Ｕe が存在する。従って、ほぼ２・Ｕe の値を有する電圧（ダイオードの順方向電圧は考慮していない）が第１出力ノード２０６に得られる。又、ほぼ３・Ｕe の値を有する電圧が第２出力ノード２２８に得られ、ほぼ４・Ｕe の値を有する電圧が第３出力ノード２４１に得られ、ほぼ５・Ｕe の値を有する電圧が第４出力ノード２５４に得られ、ほぼ６・Ｕe の値を有する電圧が第５出力ノード２６７に得られ、ほぼ７・Ｕe の値を有する電圧が第６出力ノード２７９に得られる。
【００５２】
更に、多段電荷ポンプ２００は、この多段電荷ポンプ２００のそれぞれの電荷ポンプ段に結合された複数の蓄積キャパシタを有する。第１蓄積キャパシタ２８９は、第１出力ノード２０６に結合されている。第２蓄積キャパシタ２９０は、第２出力ノード２２８に結合されている。第３蓄積キャパシタ２９１は、第３出力ノード２４１に結合されている。第４蓄積キャパシタ２９２は、第４出力ノード２５４に結合されている。第５蓄積キャパシタ２９３は、第５出力ノード２６７に結合され、第６蓄積キャパシタ２９４は、第６出力ノード２７９に結合されている。
【００５３】
多段電荷ポンプ２００の上述した出力電圧を用いることにより、例えば、ＲＦＩＤタグに電力を与えることができる。本発明による多段電荷ポンプとＲＦＩＤタグとのシステムを図３に線図的に示す。
【００５４】
本発明による多段電荷ポンプは、図３に線図的に示す一般のＲＦＩＤタグに対する電源として用いることができる。図２の実施例による多段電荷ポンプ３００を有するＲＦＩＤタグを示す図３につき以下に説明する。多段電荷ポンプの入力ノードは、図３に線図的に示すループアンテナ回路３０１に接続されている。このループアンテナ回路は、ループアンテナから供給される電圧を制限するリミッタトランジスタを有する。図２に示すように、多段電荷ポンプは、電荷ポンプが動作していない直流（ＤＣ）モードの場合には、ＲＦＰ、すなわち、ループアンテナ回路のＲＦ正電圧から直接、終局の電圧Ｖcap を、すなわち、図３にＳ４を付した出力ノードで減少する終局の電圧を生ぜしめるＭＯＳダイオードを有している。
【００５５】
多段電荷ポンプ３００の出力ノードは、主として電源電圧Ｖddを約１．５Ｖに制御する並列調整器３０２に接続されている。更に、電源電圧は、書込み命令の実行中は少なくとも約１．８Ｖの最小書込み電圧まで上昇する。この上昇により、タグの読取り距離及び書込み距離を互いに異ならせる。
【００５６】
多段電荷ポンプ３００の出力ノードは更に、リニア、すなわち直列調整器３０３に接続されている。このリニア調整器３０３はキャパシタを有し、このキャパシタは、相対的に一定の電位、従って、一定の電源電圧Ｖddを達成する蓄積キャパシタを構成する。すなわち、蓄積キャパシタは、ＲＦＩＤタグを読み取る読取り器に対し情報を変更するために、フィールド（ＡＦＫ）の振幅変調による電圧降下を補償しうる。
【００５７】
図３に線図的に示すＲＦＩＤタグは更に、バンドギャップ回路３０４を有する。このバンドギャップ回路は多段電荷ポンプの出力ノードＳ６に接続されている。従って、このバンドギャップ回路３０４はＶcap を介して給電され、連動起動動作が行われる。
【００５８】
このバンドギャップ回路３０４の出力は論理回路３０５に供給され、この論理回路が、ＰＯＲ（パワー‐オン・リセット）、ＰＯＫ（パワーＯＫ）、ＷＯＫ（書込みＯＫ）のような幾つかの論理出力信号を発生する。これらの信号を発生させるために、論理回路３０５は更に、多段電荷ポンプの出力ノード（Ｓ４及びＳ６）に接続され、バイアス源、すなわち電流源により給電される。更に、バンドギャップ回路３０４の出力は並列調整器３０２及びリニア調整器３０３に供給される。
【００５９】
図３のＲＦＩＤタグは更に、このＲＦＩＤタグのデータ出力信号を発生させる出力回路３０７を有する。この目的のために、この出力回路３０７は、並列調整器３０２の出力端及び多段電荷ポンプの１つの出力ノード（Ｓ４）に接続されている。この出力回路３０７は、電力不足の状態でもバックスキャッタ動作に対する充分なリミッタゲート電圧を得るために、キャパシタ及び電流源を有する、いわゆるポンプ区分を具えている。従って、この出力回路３０７は、ループアンテナのリミッタトランジスタにも接続されている。充分なリミッタゲート電圧が確保される為、大きなリミッタトランジスタを使用する必要がない。すなわち、小型のリミッタトランジスタを用いることができる。出力回路３０７におけるランプ電圧の峻度はＥＥビットにより制御しうる。
【００６０】
更に、図３の右下に、電力信号及び出力信号の条件を線図的に示してある。最初のライン３０８はＲＦ信号、すなわち、電力信号を示し、二番目のラインは“data＿out ”を付した対応のベースバンドデータ出力信号を示す。このデータ出力信号はＶddと０Ｖとの間の方形信号である。
【００６１】
図３で用いている略語は以下の通りである。
ＲＦＰ：ＲＦ正電圧
ＲＦＮ：ＲＦ負電圧
Ｖdd：正の電源電圧
Ｖlimsens ：制限電圧
Ｖcap ：容量電圧（電荷ポンプの最大電圧）
Limen ：イネーブリング信号（すなわち、試験の目的で並列調整器をイネーブリング又はディスエーブリングする信号）
EEprog：デジタル制御信号（通信フレーム内でＥＥＰＲＯＭに関するプログラミングサイクルを表わす信号）
Shortvcapvdd＿n ：Ｖcap とＶddとを短絡させるための素子（試験の目的で用いる）
Ｖbg：バンドギャップ電圧
Ｖbian：負のバイアス電圧
ＶbgＯＫ：バンドギャップ電圧ＯＫ
ＷＯＫ：書込みＯＫ
ＰＯＫ：電力ＯＫ
ＰＯＲ：パワーオン・リセット
【００６２】
本発明による多段電荷ポンプと、図３に示すのと同様なＲＦＩＤタグとのシステムを図５に線図的に示す。この図５のシステムでは、図３のシステムと同様な機能を有する素子に、図３と同様な又は同じ符号を付してある。
【００６３】
多段電荷ポンプ及びＲＦＩＤタグを有するシステムの結合を図５に示す。特に、このシステムは、多段電荷ポンプ５００に結合されたループアンテナ回路５０１を有する。多段電荷ポンプは、分路（並列）調整器５０２及び直列（リニア）調整器５０３に結合されている。更に、図５のＲＦＩＤタグはバイアス源５０６、すなわち電流源と、バンドギャップ回路５０４とを有している。このシステムは更に、多段電荷ポンプ５００とバイアス源５０６及びバンドギャップ回路５０４との間に結合されたＥＥＰＲＯＭユニット５１０を有し、このＥＥＰＲＯＭユニット５１０はデジタルユニット５１１と双方向通信を行う。このシステムは更に、リセットユニット５１２を有し、このリセットユニット５１２も多段電荷ポンプ５００に結合されており、このリセットユニット５１２はＷＯＫ信号と、ＰＯＫ信号と、ＰＯＲ信号とを生じる。更に、システムは発振器５１３と、パーシステンスビットユニット５１４と、乱数発生器５１５と、復調器５１６とを有し、これらは全て多段電荷ポンプ５００の正電圧点に結合されているとともに、図５に矢印で示すようにデジタルユニット５１１と一方向又は双方向通信を行う。図５に示すシステムは、他の構成素子として、多段電荷ポンプ５００の６段に結合され且つデジタルユニット５１１と双方向通信を行う検査区分５１７を有している。この検査区分５１７は更に、図５に“検査パッド１”及び“検査パッド２”として線図的に示す複数の検査パッドに接続しうる。
【００６４】
互いに異なる実施例に関し説明した素子は組み合わせることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本発明の実施例による電荷ポンプ段を示す線図である。
【図２】図２は、本発明の実施例による多段電荷ポンプを示す線図である。
【図３】図３は、図２の実施例による多段電荷ポンプを有するＲＦＩＤタグを示す線図である。
【図４】図４は、従来技術による電荷ポンプを示す線図である。
【図５】図５は、図３に示すＲＦＩＤタグの変形例を示す線図である。
【図１】
2009507460.tif 000005
【図２】
2009507460.tif 000006
【図３】
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【図４】
2009507460.tif 000008
【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年4月18日(2008.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
電荷ポンプ４００の動作中は、交流電流又は電圧を第１入力ノード４０１及び第２入力ノード４１１に与えることができる。すなわち、これらの２つのノード間に電圧差Ｕe が存在する。更に、ダイオード４１４の両端間に電圧降下Ｕf が生じ、この電圧降下はダイオードのいわゆる順方向電圧に相当する。従って、ＲＦ分岐中のキャパシタに、電圧（Ｕef−Ｕf ）が充電される。ここで、Ｕefは交流電圧Ｕe のピーク値を表す。動作中、キャパシタに充電されるこの電圧がピーク値Ｕefに加算され、従って、増倍電圧が得られ、一方、順方向電圧が失われる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
電荷ポンプ１００の動作中は、交流電流又は電圧を第１入力ノード１０１及び第２入力ノード１０７に与えることができる。すなわち、これらの双方の入力ノード間には電圧差Ｕe が存在する。更に、第２ダイオード１１３の両端間に電圧降下Ｕf が生じ、この電圧降下はダイオードのいわゆる順方向電圧に相当する。従って、低電圧側分岐中のキャパシタに、電圧（Ｕef−Ｕf ）が充電される。ここで、Ｕefは交流電圧Ｕe のピーク値を表す。動作中、キャパシタに充電されるこの電圧がピーク値Ｕefに加算され、従って、増倍電圧が得られる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
図３で用いている略語は以下の通りである。
ＲＦＰ：ＲＦ正電圧
ＲＦＮ：ＲＦ負電圧
Ｖdd：正の電源電圧
Ｖlimsens ：制限電圧
Ｖcap ：容量電圧（電荷ポンプの最大電圧）
Timen ：イネーブリング信号（すなわち、試験の目的で並列調整器をイネーブリング又はディスエーブリングする信号）
EEprog：デジタル制御信号（通信フレーム内でＥＥＰＲＯＭに関するプログラミングサイクルを表わす信号）
Shortvcapvdd＿n ：Ｖcap とＶddとを短絡させるための素子（試験の目的で用いる）
Ｖbg：バンドギャップ電圧
Ｖbian：負のバイアス電圧
ＶbgＯＫ：バンドギャップ電圧ＯＫ
ＷＯＫ：書込みＯＫ
ＰＯＫ：電力ＯＫ
ＰＯＲ：パワーオン・リセット
【国際調査報告】
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2009507460.tif 000011