(57)【要約】【課題】電源線との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域回路を有する半導体装置において、電源線との接続を行う際、突入電流により電源線に急激な電圧降下が生じ、動作中の他の回路が誤動作を起こす問題を解決する。【解決手段】第１の内部配線と、電源線と第１の内部配線の接続／遮断を切り替える第１のスイッチと、第１の内部配線と接続／遮断領域回路の接続／遮断を切り替える第２のスイッチと、容量素子と、第１の内部配線と容量素子の接続／遮断を切り替える第３のスイッチを備え、接続／遮断領域回路への電源供給を立ち上げる場合、第１のスイッチを遮断し、容量素子の電荷を接続／遮断領域回路に接続された第２の内部配線に供給して閾値電位まで充電した後に、第１のスイッチを接続して、電源線により第２の内部配線を電源線の電位まで充電させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源線との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域内に、接続／遮断領域回路を備えた半導体装置であって、
第１の内部配線と、
前記電源線と前記第１の内部配線の接続／遮断を切り替える第１のスイッチと、
前記第１の内部配線と前記接続／遮断領域回路の接続／遮断を切り替える第２のスイッチと、
容量素子と、
前記第１の内部配線と前記容量素子の接続／遮断を切り替える第３のスイッチと、
を備え、前記接続／遮断領域回路に対する電源供給を制御することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２のスイッチと前記接続／遮断領域回路間の接続ノードに接続された第２の内部配線をさらに備え、前記第２の内部配線の電位を制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記電源線から前記接続／遮断領域回路に電源を供給する通常モードと、前記電源線から前記接続／遮断領域回路への電源を遮断する低消費電力モードを有し、
前記通常モードは、前記第１、第２のスイッチが接続状態、前記第３のスイッチが遮断状態であり、
前記低消費電力モードは、前記第１、第３のスイッチが接続状態、前記第２のスイッチが遮断状態であり、
前記通常モードと前記低消費電力モード間の切り替えは、前記第１のスイッチを遮断して、前記第２及び第３のスイッチの状態を切り替えた後、前記第１のスイッチを接続することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記低消費電力モードから前記通常モードに切り替える場合、
切り替えの第１の期間において、前記第１のスイッチを遮断した後、前記第２のスイッチを接続して前記容量素子から前記第２の内部配線へ電荷供給して第１の閾値電位まで充電し、
切り替えの第２の期間において、前記第３のスイッチを遮断した後、前記第１のスイッチを接続して前記第２の内部配線を前記電源線の電位まで充電することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記通常モードから前記低消費電力モードに切り替える場合、
切り替えの第３の期間において、前記第１のスイッチを遮断した後、前記第３のスイッチを接続して前記第２の内部配線から前記容量素子へ電荷供給して充電し、
切り替えの第４の期間において、前記第２のスイッチを遮断した後、前記第１のスイッチを接続して前記容量素子を前記電源線の電位まで充電することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２の内部配線の電位を監視する電圧検出部を、さらに備え、
前記電圧検出部において、前記第２の内部配線の電位が、前記第１の閾値に達した場合に、前記第１の期間から前記第２の期間に移行するように制御がなされることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第２の内部配線の電位を監視する電圧検出部を、さらに備え、
前記電圧検出部において、前記第２の内部配線の電位が、第２の閾値に達した場合に、前記第３の期間から前記第４の期間に移行するように制御がなされることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項８】
タイマを、さらに備え、
前記タイマが計測した時間間隔が、所定の時間間隔に達した場合に、
前記第１の期間から前記第２の期間に移行することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項９】
タイマを、さらに備え、
前記タイマが計測した時間間隔が、所定の時間間隔に達した場合に、
前記第３の期間から前記第４の期間に移行することを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項１０】
電源線との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域内に、接続／遮断領域回路を備えた半導体装置であって、
第１の内部配線と、
前記電源線と前記第１の内部配線の接続／遮断を切り替える第１のスイッチと、
前記第１の内部配線と前記接続／遮断領域回路の接続／遮断を切り替える第２のスイッチと、
一端が前記第１の内部配線に接続された抵抗素子と、
前記抵抗素子の他端と前記接続／遮断領域回路間に設けられ、前記抵抗素子と前記接続／遮断領域回路の接続／遮断を切り替える第４のスイッチと、
を備え、前記接続／遮断領域回路に対する電源供給を制御することを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
前記第２のスイッチと前記接続／遮断領域回路間の接続ノード、及び前記第４のスイッチと前記接続／遮断領域回路間の接続ノードに接続された第２の内部配線をさらに備え、前記第２の内部配線の電位を制御することを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記電源線から前記接続／遮断領域回路に電源を供給する通常モードと、前記電源線から前記接続／遮断領域回路への電源を遮断する低消費電力モードを有し、
前記通常モードは、前記第１、第２のスイッチが接続状態、前記第４のスイッチが遮断状態であり、
前記低消費電力モードは、前記第１、第２及び第４のスイッチが、全て、遮断状態であり、
前記低消費電力モードから前記通常モードに切り替える場合、
切り替えの第５の期間において、前記第１、第４のスイッチを接続し、前記第２の内部配線の電位を、略前記電源線の電位まで上昇させ、
切り替えの第６の期間において、前記第２のスイッチを遮断した後、前記第４のスイッチを遮断することを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記第２の内部配線の電位を監視する電圧検出部を、さらに備え、
前記電圧検出部が、前記第２の内部配線の電位が、第３の閾値電位に達した場合に、前記第５の期間から前記第６の期間に移行することを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
タイマを、さらに備え、
前記タイマが計測した時間間隔が、所定の時間間隔に達した場合に、
前記第５の期間から前記第６の期間に移行することを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１５】
電源線との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域内の接続／遮断領域回路に対する電源制御方法であって、
前記電源線から前記接続／遮断領域回路に電源供給を行う通常モードと、前記電源線から前記接続／遮断領域回路への電源供給を遮断する低消費電力モードのいずれかを選択するステップを含み、
前記低消費電力モードから前記通常モードへ切り替える場合に、
前記電源線と前記接続／遮断領域を遮断するステップと、
容量素子の電荷を前記接続／遮断領域回路に接続された第２の内部配線に供給して、前記第２の内部配線を所定の閾値電位まで充電するステップと、
前記容量素子を前記第２の内部配線から遮断するステップと、
前記電源線と前記接続／遮断領域を接続し、前記電源線と前記第２の内部配線を接続状態にして、前記電源線により前記第２の内部配線を前記電源線の電位まで充電するステップと、
をさらに含むことを特徴とする半導体装置の電源制御方法。
【請求項１６】
電源線との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域内の接続／遮断領域回路に対する電源制御方法であって、
前記電源線から前記接続／遮断領域回路に電源供給を行う通常モードと、前記電源線から前記接続／遮断領域回路への電源供給を遮断する低消費電力モードのいずれかを選択するステップを含み、
前記通常モードから前記低消費電力モードへ切り替える場合に、
前記電源線と前記接続／遮断領域を遮断するステップと、
容量素子を前記接続／遮断領域回路に接続された第２の内部配線と接続状態にし、前記第２の内部配線から前記容量素子に電荷供給して、前記容量素子を充電するステップと、
前記第２の内部配線を前記容量素子から遮断するステップと、
前記電源線と前記接続／遮断領域を接続し、前記電源線と前記容量素子を接続状態にして、前記電源線により前記容量素子を前記電源線の電位まで充電するステップと、
をさらに含むことを特徴とする半導体装置の電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び半導体装置の電源制御方法に関する。特に、本発明は、電源線と回路の接続／遮断を切替制御する半導体装置及びその電源制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話に代表されるモバイル機器において、多機能化により回路規模が増大し、それに伴い消費電力が増える傾向にある。そのため、消費電力を抑制する技術が重要視されてきている。特に、携帯電話等の通信機器では、電源オンで回路動作しないスタンバイ状態が長時間続くため、スタンバイ時のリーク電流を抑制する低消費電力化が重要となっている。
【０００３】
低消費電力化技術の１つとして、常時使用する機能と、常時使用しない機能にモジュールを分け、常時使用しない機能モジュールに対し、使用しないときに電源供給を遮断することにより、リーク電流を抑制することが行われている。本明細書において、以降、常時電源供給する領域の回路を「常時接続領域回路」という。一方、使用するときのみ電源線と接続して電源供給を行う領域を「接続／遮断領域」といい、接続／遮断領域内に含まれる回路を「接続／遮断領域回路」という。すなわち、接続／遮断領域内の接続遮断領域回路では、電源に対する接続状態と遮断状態の切替制御が行われる。
【０００４】
特許文献１には、回路に並列に配置された容量素子と、電源と回路を接続／遮断するスイッチ（図９の１１０、１２０）と、電源と容量素子を接続／遮断するスイッチ（図９の１１２、１２０）と、を有し、回路と電源の接続を遮断した後、回路と電源の接続を立ち上げる場合、スイッチ（図９の１１２、１２２）を接続して所定時間経過後に、スイッチ（図９の１１０、１２０）を接続するように制御を行うことにより、急激な電源電圧の低下が起きないようにする電子回路装置が開示されている。この電源制御方法では、回路に並列接続された容量素子を再充電し、その後に回路と電源を接続することにより、回路と電源を接続した際に突入電流によって生じる電源線の電圧降下を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５２４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下の分析は、本発明により与えられる。
【０００７】
特許文献１に記載された電源制御方法は、電源線と接続／遮断領域回路を接続した際（図９のスイッチ１１０、１２０を接続したタイミング）の突入電流による電圧降下を抑制することはできる。しかしながら、動作モードＯＦＦから動作モードＳＬＥＥＰ（容量素子に接続されたスイッチがオンの状態）に移るタイミングで、容量素子の再充電を開始するが、その際、容量素子に突入電流が流れ込み、容量素子に接続されている電源線に急激な電圧降下が生じるという問題が解消されていない。この電源線の電圧降下は、動作中の常時接続領域回路を誤動作させるという虞がある。
【０００８】
従って、接続／遮断領域回路に対する電源供給を立ち上げる際に、電源線に急激な電圧降下を起こさないようにすることが、望まれている状況にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の視点による半導体装置は、電源線との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域内に、接続／遮断領域回路を備えた半導体装置であって、第１の内部配線と、前記電源線と前記第１の内部配線の接続／遮断を切り替える第１のスイッチと、前記第１の内部配線と前記接続／遮断領域回路の接続／遮断を切り替える第２のスイッチと、容量素子と、前記第１の内部配線と前記容量素子の接続／遮断を切り替える第３のスイッチと、を備え、前記接続／遮断領域回路に対する電源供給を制御する。
【００１０】
本発明の第２の視点による半導体装置は、電源線との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域内に、接続／遮断領域回路を備えた半導体装置であって、第１の内部配線と、前記電源線と前記第１の内部配線の接続／遮断を切り替える第１のスイッチと、前記第１の内部配線と前記接続／遮断領域回路の接続／遮断を切り替える第２のスイッチと、一端が前記第１の内部配線に接続された抵抗素子と、前記抵抗素子の他端と前記接続／遮断領域回路間に設けられ、前記抵抗素子と前記接続／遮断領域回路の接続／遮断を切り替える第４のスイッチと、を備え、前記接続／遮断領域回路に対する電源供給を制御する。
【００１１】
本発明の第３の視点による半導体装置の電源制御方法は、電源線との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域内の接続／遮断領域回路に対する電源制御方法であって、前記電源線から前記接続／遮断領域回路に電源供給を行う通常モードと、前記電源線から前記接続／遮断領域回路への電源供給を遮断する低消費電力モードのいずれかを選択するステップを含み、前記低消費電力モードから前記通常モードへ切り替える場合に、前記電源線と前記接続／遮断領域を遮断するステップと、容量素子の電荷を前記接続／遮断領域回路に接続された第２の内部配線に供給して、前記第２の内部配線を所定の閾値電位まで充電するステップと、前記容量素子を前記第２の内部配線から遮断するステップと、前記電源線と前記接続／遮断領域を接続し、前記電源線と前記第２の内部配線を接続状態にして、前記電源線により前記第２の内部配線を前記電源線の電位まで充電するステップと、をさらに含む。
【００１２】
本発明の第４の視点による半導体装置の電源制御方法は、電源線との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域内の接続／遮断領域回路に対する電源制御方法であって、前記電源線から前記接続／遮断領域回路に電源供給を行う通常モードと、前記電源線から前記接続／遮断領域回路への電源供給を遮断する低消費電力モードのいずれかを選択するステップを含み、前記通常モードから前記低消費電力モードへ切り替える場合に、前記電源線と前記接続／遮断領域を遮断するステップと、容量素子を前記接続／遮断領域回路に接続された第２の内部配線と接続状態にし、前記第２の内部配線から前記容量素子に電荷供給して、前記容量素子を所定の閾値電位まで充電するステップと、前記第２の内部配線を前記容量素子から遮断するステップと、前記電源線と前記接続／遮断領域を接続し、前記電源線と前記容量素子を接続状態にして、前記電源線により前記容量素子を前記電源線の電位まで充電するステップと、をさらに含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の視点による半導体装置によれば、第１のスイッチにより接続／遮断領域回路と電源線を遮断し、突入電流が電源線に流れ込まない状態で、第２、第３のスイッチにより接続／遮断領域回路の電位をあるレベルまで制御することができるから、電源線に急激な電圧降下を起こさない半導体装置を提供することができる。
【００１４】
本発明の第２の視点による半導体装置によれば、接続／遮断領域回路に電源供給を立ち上げる際に、抵抗素子により突入電流を緩やかにすることができるから、電源線に急激な電圧降下を起こさない半導体装置を提供することができる。
【００１５】
本発明の第３の視点による半導体装置の電源制御方法によれば、低消費電力モードから通常モードに切り替える際に、接続／遮断領域回路と電源線を遮断し、突入電流が電源線に流れ込まない状態で、接続／遮断領域回路の電位を所定の閾値電位まで充電することができるから、電源線に急激な電圧降下を起こさない半導体装置の電源制御方法を提供することができる。
【００１６】
本発明の第４の視点による半導体装置の電源制御方法によれば、通常モードから低消費電力モードに切り替える際に、接続／遮断領域回路と電源線を遮断し、突入電流が電源線に流れ込まない状態で、容量素子の電位を所定の閾値電位まで充電することができるから、電源線に急激な電圧降下を起こさない半導体装置の電源制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体装置におけるスイッチ制御部の詳細なブロック図である。
【図３】本発明の実施例１に係る半導体装置の電源制御方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例１に係る半導体装置の低消費電力モードから通常モードに切り替える場合のタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施例１に係る半導体装置の通常モードから低消費電力モードに切り替える場合のタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施例２に係る半導体装置のブロック図である。
【図７】本発明の実施例２に係る半導体装置の低消費電力モードから通常モードに切り替える場合のタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施例２に係る半導体装置の通常モードから低消費電力モードに切り替える場合のタイミングチャートである。
【図９】従来の半導体装置のブロック図である。
【図１０】従来の半導体装置の動作状態を表す真理値表である。
【図１１】従来の半導体装置の電源供給の立ち上げのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態について、必要に応じて図面を参照して説明する。なお、実施形態の説明において引用する図面及び図面の符号は実施形態の一例として示すものであり、それにより本発明による実施形態のバリエーションを制限するものではない。
【００１９】
本発明による第１の実施形態の半導体装置は、図１に示すように、電源線４０１との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域４０５内に、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）を備えた半導体装置であって、第１の内部配線４４２と、電源線４０１と第１の内部配線４４２の接続／遮断を切り替える第１のスイッチ４４３と、第１の内部配線４４２と接続／遮断領域回路（４１１、４２１）の接続／遮断を切り替える第２のスイッチ（４１０、４２０）と、容量素子（４１３、４２３）と、第１の内部配線４４２と容量素子（４１３、４２３）の接続／遮断を切り替える第３のスイッチ（４１２、４２２）と、を備え、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に対する電源供給を制御する。
【００２０】
本発明による第２の実施形態の半導体装置は、図６に示すように、電源線４０１との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域５０５内に、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）を備えた半導体装置であって、第１の内部配線４４２と、電源線４０１と第１の内部配線４４２の接続／遮断を切り替える第１のスイッチ４４３と、第１の内部配線４４２と接続／遮断領域回路（４１１、４２１）の接続／遮断を切り替える第２のスイッチ（４１０、４２０）と、一端が第１の内部配線４４２に接続された抵抗素子（５１３、５２３）と、抵抗素子（５１３、５２３）の他端と接続／遮断領域回路（４１１、４２１）間に設けられ、抵抗素子（５１３、５２３）と接続／遮断領域回路（４１１、４２１）の接続／遮断を切り替える第４のスイッチ（５１２、５２２）と、を備え、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に対する電源供給を制御する。
【００２１】
本発明による第３の実施形態の半導体装置の電源制御方法は、図１、図３に示すように、電源線４０１との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域４０５内の接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に対する電源制御方法であって、電源線４０１から接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に電源供給を行う通常モードと、電源線４０１から接続／遮断領域回路（４１１、４２１）への電源供給を遮断する低消費電力モードのいずれかを選択するステップＳ１００を含み、低消費電力モードから通常モードへ切り替える場合に、電源線４０１と接続／遮断領域を遮断するステップＳ１０６と、容量素子（４１３、４２３）の電荷を接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に接続された第２の内部配線（４４１、４５１）に供給して、第２の内部配線（４４１、４５１）を所定の閾値電位まで充電するステップＳ１０８と、容量素子（４１３、４２３）を第２の内部配線（４４１、４５１）から遮断するステップＳ１１０と、電源線４０１と接続／遮断領域４０５を接続し、電源線４０１と第２の内部配線（４４１、４５１）を接続状態にして、電源線４０１により第２の内部配線（４４１、４５１）を電源線４０１の電位まで充電するステップＳ１１２と、をさらに含む。
【００２２】
本発明による第４の実施形態の半導体装置の電源制御方法は、図１、図３に示すように、電源線４０１との接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域４０５内の接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に対する電源制御方法であって、電源線４０１から接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に電源供給を行う通常モードと、電源線４０１から接続／遮断領域回路（４１１、４２１）への電源供給を遮断する低消費電力モードのいずれかを選択するステップＳ１００を含み、通常モードから低消費電力モードへ切り替える場合に、電源線４０１と接続／遮断領域４０５を遮断するステップＳ２０６と、容量素子（４１３、４２３）を接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に接続された第２の内部配線（４４１、４５１）と接続状態にし、第２の内部配線（４４１、４５１）から容量素子（４１３、４２３）に電荷供給して、容量素子（４１３、４２３）を所定の閾値電位まで充電するステップＳ２０８と、第２の内部配線（４４１、４５１）を容量素子（４１３、４２３）から遮断するステップＳ２１０と、電源線４０１と接続／遮断領域４０５を接続し、電源線４０１と容量素子（４１３、４２３）を接続状態にして、電源線４０１により容量素子（４１３、４２３）を電源線４０１の電位まで充電するステップＳ２１２と、をさらに含む。
【００２３】
以下、実施例について、図面を参照して詳しく説明する。
【実施例１】
【００２４】
［実施例１の構成］
図１は、本発明の実施例１に係る半導体装置のブロック図である。図１において回路を含む領域は、電源線４０１に常時接続される常時接続領域回路４３０と、電源線４０１と接続／遮断が切替制御される接続／遮断領域４０５に分割して構成される。また、これらの回路に対して、電源線４０１と基準電位線４０２を介して、電源４００より電源供給が行われる。また、接続／遮断領域４０５は、第１の内部配線４４２、ブロック４０３、４０４により構成される。ここで、ブロックは電源制御を行う最小単位であり、各ブロック（４０３、４０４）には、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）が含まれる。接続／遮断領域４０５に対する電源線４０１からの電源供給は、電源線４０１と第１の内部配線４４２間に設けられた第１のスイッチ４４３により接続／遮断の切替制御がなされる。
【００２５】
接続／遮断領域４０５内のブロック４０３は、接続／遮断領域回路４１１、容量素子４１３、第２のスイッチ４１０、第３のスイッチ４１２、及び第２の内部配線４４１により構成される。第２のスイッチ４１０は、第１の内部配線４４２と接続／遮断領域回路４１１の接続／遮断を切り替えるスイッチである。また、第３のスイッチ４１２は、第１の内部配線４４２と容量素子４１３の接続／遮断を切り替えるスイッチである。また、第２の内部配線４４１は、第２のスイッチ４１０と接続／遮断領域回路４１１間の接続ノードＮ１に接続されている。
【００２６】
第１のスイッチ４４３、第２のスイッチ４１０、第３のスイッチ４１２は、スイッチ制御部４３１から出力されるスイッチ制御信号４４４、４３２（１）、４３４（１）により夫々、制御される。また、ブロック４０４の構成及び接続は、ブロック４０３と同様であるため、説明は省略する。
【００２７】
図２は、図１のスイッチ制御部４３１の詳細なブロック図である。スイッチ制御部４３１は、タイマ２４４と電圧検出部２４０で構成されている。スイッチ制御部４３１は、次の動作モードを決定する処理を行う際、ＣＰＵ２００から供給される状態遷移信号４３３を取得し、状態遷移信号４３３に応じて、スイッチ制御信号４４４、４３２（ｎ）、４３４（ｎ）を出力する（但し、ｎ＝１、２）。
【００２８】
ここで、状態遷移信号４３３は、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に対して電源供給を行う「通常モード」と、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に対して電源を遮断する「低消費電力モード」のいずれかが選択されたモード選択結果を含んでいる。
【００２９】
電圧検出部２４０は、電圧を検出するコンパレータ２４２を備え、コンパレータ２４２の一方の入力端子には第２の内部配線４４１が接続され、他方の入力端子には閾値電位２４１が供給される。コンパレータ２４２により第２の内部配線４４１の電位と、閾値電位２４１が比較され、比較結果を閾値電位検出信号２４３として出力する。具体的には、第２の内部配線４４１の電位が閾値電位２４１以上である場合には「Ｈｉｇｈ」が出力され、そうでない場合には「Ｌｏｗ」が出力される。また、上記した電位検出は、どちらか１方の第２の内部配線（例えば、第２の内部配線４４１）のみに対して行ってもよいし、或いは、両方の第２の内部配線（４４１、４５１）に対して電圧検出部２４０を設け、両方の第２の内部配線（４４１、４５１）を監視するように構成してもよい。以降の説明では、両方の第２の内部配線（４４１、４５１）を監視する場合について説明する。
【００３０】
タイマ２４４には、ＣＰＵ２００からの状態遷移信号４３３と電圧検出部２４０からの閾値電位検出信号２４３が入力され、タイマ２４４は、タイマ２４４での計測時間に応じてスイッチ制御信号４４４、４３２（ｎ）、４３４（ｎ）を出力する（但し、ｎ＝１、２）。
【００３１】
［実施例１の動作］
次に、実施例１に係る半導体装置の動作を、必要に応じて図面を参照しながら詳細に説明する。まず、図２のスイッチ制御部４３１の動作について説明する。電圧検出部２４０は、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位が閾値電位２４１に達することをコンパレータ２４２で検出し、閾値電位検出信号２４３として出力する。タイマ２４４は、ＣＰＵ２００からの状態遷移信号４３３をトリガにして一定時間を計測し、タイマ２４４の時間計測値によってスイッチ制御信号４４４、４３２（ｎ）、４３４（ｎ）をオン／オフする。
【００３２】
次に、図３に示すフローチャート及び図４に示すタイミングチャートを参照しながら、接続／遮断領域４０５を「低消費電力モード」から「通常モード」に切り替える場合の動作について説明する。
【００３３】
まず、図３のフローチャートに示すように、モード選択が行われる（ステップＳ１００）。具体的には、「通常モード」、「低消費電力モード」のいずれかが選択される。選択されたモード選択結果は、状態遷移信号４３３として、ＣＰＵ２００からスイッチ制御部４３１に入力される。ここでは、「低消費電力モード」時に「通常モード」が選択された場合について考える。その場合、状態遷移信号４３３は「通常モード」となる。
【００３４】
次に、スイッチ制御部４３１で、状態遷移信号４３３が「通常モード」から「低消費電力モード」に変化したか否かを判別する（ステップＳ１０２）。状態遷移信号４３３は「通常モード」であるため、ＮＯと判別され、次のステップＳ１０４に進む。次に、スイッチ制御部４３１で、状態遷移信号４３３が「低消費電力モード」から「通常モード」に変化したか否かを判別する（ステップＳ１０４）。状態遷移信号４３３は「通常モード」であるため、ＹＥＳと判別され、次のステップＳ１０６に進む。
【００３５】
以下、ステップＳ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０及びＳ１１２により、「低消費電力」から「通常モード」に切り替える動作が行われる。
【００３６】
以下、図４のタイミングチャートを参照する。図４の（Ａ）は、時刻Ｔ１〜Ｔ６における容量素子４１３の電圧波形及び容量素子４２３の電圧波形を示す。また、図４の（Ｂ）は、時刻Ｔ１〜Ｔ６における電源線４０１、第１の内部配線４４２、及び第２の内部配線４４１の夫々の電圧波形を示す。また、図４の（Ｃ）は、第２の内部配線４４１の電流波形３４１を示す。また、図４の下部は、スイッチ制御信号４４４、４３２（ｎ）、４３４（ｎ）（但し、ｎ＝２）の論理タイミング波形を示す。
【００３７】
図４において、時刻Ｔ２までが「低消費電力モード」、時刻Ｔ６以降が「通常モード」である。また、時刻Ｔ２〜Ｔ６の期間は、「低消費電力モード」から「通常モード」への切り替え期間である。この切り替えの期間のうち、時刻Ｔ２〜Ｔ５を第１の期間、時刻Ｔ５〜Ｔ６を第２の期間とする。図４に示すように、「低消費電力モード」では、第１のスイッチ４４３及び第３のスイッチ（４１２、４２２）は接続状態であり、第２のスイッチ（４１０、４２０）は遮断状態である。一方、「通常モード」では、第１のスイッチ４４３及び第２のスイッチ（４１０、４２０）は接続状態であり、第３のスイッチ（４１２、４２２）は遮断状態である。尚、図４において、スイッチ制御信号４４４、４３２（ｎ）、４３４（ｎ）がＯＮのとき、対応する夫々のスイッチは接続状態になり、一方、スイッチ制御信号４４４、４３２（ｎ）、４３４（ｎ）がＯＦＦのとき、対応する夫々のスイッチは遮断状態になる。
【００３８】
また、時刻Ｔ２までの「低消費電力モード」において、第１のスイッチ４４３及び第３のスイッチ（４１２、４２２）は接続状態なので、容量素子（４１３、４２３）は電源線４０１の電位に充電された状態になっている。
【００３９】
以下に、図３のステップＳ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０及びＳ１１２における夫々の動作を、図４のタイミングチャートを参照しながら、説明する。
【００４０】
まず、図３のフローチャートにおいて、電源線４０１と接続／遮断領域４０５を遮断する（ステップＳ１０６）。具体的には、時刻Ｔ２において、第１のスイッチ４４３に対するスイッチ制御信号４４４をＯＮからＯＦＦにして、第１のスイッチ４４３を遮断する。これにより、電源線４０１と第１の内部配線４４２が遮断される。
【００４１】
次に、図３のフローチャートにおいて、容量素子（４１３、４２３）により、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位を第１の閾値電位まで充電する（ステップＳ１０８）。具体的には、まず、時刻Ｔ３において、第２のスイッチ４１０に対するスイッチ制御信号４３２（１）をＯＦＦからＯＮして、第２のスイッチ４１０を接続する。これにより容量素子４１３と第２の内部配線４４１のノードＮ１が導通状態になるので、予め「低消費電力モード」時に容量素子４１３に充電されていた電荷が、第２の内部配線４４１のノードＮ１に供給され、第２の内部配線４４１の電位が上昇を始める。
【００４２】
次に、時刻Ｔ４において、第２のスイッチ４２０に対するスイッチ制御信号４３２（２）をＯＦＦからＯＮして、第２のスイッチ４２０を接続する。これにより容量素子４２３、第２の内部配線４４１のノードＮ１及び第２の内部配線４５１のノードＮ２が導通状態になるので、予め「低消費電力モード」時に容量素子４２３に充電されていた電荷が、第２の内部配線４４１のノードＮ１及び第２の内部配線４５１のノードＮ２に供給され、第２の内部配線４４１の電位がさらに上昇すると共に、第２の内部配線４５１の電位も上昇を始める。
【００４３】
図４の（Ｂ）に示すように、第２の内部配線４４１の電位は、時刻Ｔ３、Ｔ４のタイミングで開始される２段階の上昇をしている。また、図４の（Ｃ）に示すように、第２の内部配線４４１に流れる電流は、時刻Ｔ３、Ｔ４に、容量素子（４１３、４２３）からの電荷供給が開始されるため、時刻Ｔ３、Ｔ４の直後に、ピークを持つ突入電流となっている。また、図４の（Ｂ）に示すように、第１の内部配線４４２の電位は、突入電流の影響で、時刻Ｔ２、Ｔ３の直後に夫々、電圧降下を生じている。しかしながら、電源線４０１は、第１の内部配線４４２とは遮断されているので、時刻Ｔ２、Ｔ３直後の突入電流の影響は受けずに、一定の電位を保持している。また、図４の（Ａ）に示すように、容量素子４１３、４２３は、夫々、時刻Ｔ３、Ｔ４のタイミングで電荷供給を開始し、その後、徐々に電位が下降する。
【００４４】
次に、図３のフローチャートにおいて、容量素子（４１３、４２３）を第２の内部配線（４４１、４５１）から遮断する（ステップＳ１１０）。具体的には、第１の閾値電位を、予め、スイッチ制御部４３１の閾値電位２４１に設定しておき、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位が第１の閾値電位まで到達したことをスイッチ制御部４３１の電圧検出部２４０で検出した後、時刻Ｔ５でスイッチ制御信号４３４（１）及び４３４（２）をＯＮからＯＦＦし、第３のスイッチ４１２、４２２を夫々遮断する。すなわち、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位が、第１の閾値電位に達した場合に、第１の期間から第２の期間に移行するように制御がなされる。
【００４５】
次に、図３のフローチャートにおいて、電源線４０１と接続／遮断領域４０５を接続し、第２の内部配線（４４１、４５１）を電源線４０１の電位まで充電する（ステップＳ１１２）。具体的には、時刻Ｔ６で、第１のスイッチ４４３に対応したスイッチ制御信号４４４をＯＦＦからＯＮし、第１のスイッチ４４３を接続する。電源線４０１と第２の内部配線（４４１、４５１）が導通状態になり、電源線４０１により第２の内部配線（４４１、４５１）が充電され、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位が、電源線４０１の電位まで上昇する。以上により、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に対する電源供給の立ち上げが完了し、通常モードとして動作する。
【００４６】
ここで、時刻Ｔ６において、電源線４０１から第２の内部配線（４４１、４５１）に充電する際、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位は、既に第１の閾値電位まで上昇しているため、図４の（Ｃ）に示すように急激な突入電流は避けられ、図４の（Ｂ）に示すように、時刻Ｔ６の直後の電源線４０１の電圧降下は、僅かな量に抑えることができる。
【００４７】
ここで、第１の閾値電位は、時刻Ｔ２〜Ｔ６の期間を短くし、且つ、時刻Ｔ６直後の電源線４０１の電圧降下を少なくできるような条件を設定することが好ましい。例えば、第１の閾値電位を小さすぎる値に設定すると、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位が十分に上昇していない状態で、時刻Ｔ６で電源線４０１に接続することになるので、電源線４０１と接続したときに突入電流が大きくなり、電源線４０１の電圧降下が大きくなってしまう。一方、第１の閾値電位を大きすぎる値に設定すると、第１の期間で第２の内部配線（４４１、４５１）の電位が第１の閾値電位に到達できないことが生じる虞がある。従って、第１の閾値電位を適切な値に設定することが重要である。
【００４８】
次に、接続／遮断領域４０５を「通常モード」から「低消費電力モード」へ切り替える場合について、図３及び図５を参照しながら、説明する。図３のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１００のモード選択で、「通常モード」時に「低消費電力モード」が選択された場合を考える。その場合、状態遷移信号４３３は「低消費電力モード」となる。次に、ステップＳ１０２の判定では、ＹＥＳと判定され、ステップＳ２０６、Ｓ２０８、Ｓ２１０及びＳ２１２により、「通常モード」から「低消費電力モード」に切り替わる動作が行われる。
【００４９】
以下、図５のタイミングチャートを参照する。図５の（Ａ）は、時刻Ｔ７〜Ｔ１１における容量素子４１３の電圧波形及び容量素子４２３の電圧波形を示す。また、図５の（Ｂ）は、時刻Ｔ７〜Ｔ１１における電源線４０１、第１の内部配線４４２、及び第２の内部配線４４１の夫々の電圧波形を示す。また、図５の（Ｃ）は、第２の内部配線４４１の電流波形３４１を示す。また、図５の下部は、スイッチ制御信号４４４、４３２（ｎ）、４３４（ｎ）（但し、ｎ＝２）の論理タイミング波形を示す。
【００５０】
また、図５において、時刻Ｔ８までが「通常モード」、時刻Ｔ１１以降が「低消費電力モード」である。また、時刻Ｔ８〜時刻Ｔ１１の期間は、「通常モード」から「低消費電力モード」への切り替え期間である。また、その切り替え期間のうち、時刻Ｔ８〜Ｔ１０は第３の期間、時刻Ｔ１０〜Ｔ１１は第４の期間である。
【００５１】
以下、図３のステップＳ２０６、Ｓ２０８、Ｓ２１０、Ｓ２１２、及び図５を参照しながら、「通常モード」から「低消費電力モード」に切り替わる動作について詳細に説明する。図３のフローチャートにおいて、まず、電源線４０１と接続／遮断領域４０５を遮断する（ステップＳ２０６）。具体的には、図５の時刻Ｔ８において、第１のスイッチ４４３に対するスイッチ制御信号４４４をＯＮからＯＦＦにして、第１のスイッチ４４３を遮断する。これにより、電源線４０１と第１の内部配線４４２が遮断される。
【００５２】
次に、図３のフローチャートにおいて、第２の内部配線（４４１、４５１）により、容量素子（４１３、４２３）を充電する（ステップＳ２０８）。具体的には、図５の時刻Ｔ９において、第３のスイッチ４１２に対応する制御信号４３４（１）及び第３のスイッチ４２２に対応する制御信号４３４（２）をＯＦＦからＯＮにし、第３のスイッチ４１２、４２２を接続する。これにより、第２の内部配線４４１のノードＮ１と容量素子４１３、第２の内部配線４４５のノードＮ２と容量素子４２３は導通する。従って、第２の内部配線４４１のノードＮ１から容量素子４１３に、第２の内部配線４４５のノードＮ２から容量素子４２３に対して、電荷が供給され、容量素子（４１３、４２３）の電位が上昇すると共に第２の内部配線（４４１、４５１）の電位が降下する。
【００５３】
次に、図３のフローチャートにおいて、第２の内部配線（４４１、４５１）を容量素子（４１３、４２３）から遮断する（ステップＳ２１０）。具体的には、第２の閾値電位を、予め、スイッチ制御部４３１の閾値電位２４１に設定しておき、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位が第２の閾値電位まで降下したことをスイッチ制御部４３１で検出した後、図５の時刻Ｔ１０で、第２のスイッチ４１０、４２０に夫々対応するスイッチ制御信号４３２（１）、４３２（２）をＯＮからＯＦＦし、第２のスイッチ（４１０、４２０）を遮断する。これにより、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）は、電源線４０１から遮断された状態になる。すなわち、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位が、第２の閾値電位に達した場合に、第３の期間から第４の期間に移行するように制御がなされる。また、第２の閾値電位の設定は、切り替え期間Ｔ８〜Ｔ１１の短縮と、確実な電位の検出動作という観点から、予め、最適な値に設定することが重要である。
【００５４】
次に、図３のフローチャートにおいて、電源線４０１と接続／遮断領域４０５を接続し、容量素子（４１３、４２３）を電源線４０１の電位まで充電する（ステップＳ２１２）。具体的には、図５の時刻Ｔ１１において、第１のスイッチ４４３に対応するスイッチ制御信号４４４をＯＦＦからＯＮし、第１のスイッチ４４３を接続する。電源線４０１と第１の内部配線４４２を接続することで、第２の内部配線（４４１、４５１）からの容量素子（４１３、４２３）への電荷供給の不足分を電源線４０１から供給し、容量素子（４１３、４２３）の電位を電源線４０１の電位まで上昇させる。ここで、図５の（Ｂ）に示すように、時刻Ｔ１１の直後に発生する電源線４０１の電圧降下は、僅かな量に抑えられていることが分かる。予め、Ｔ９〜Ｔ１１の期間に容量素子（４１３、４２３）が充電され、電位があるレベルまで上昇しているためである（図５の（Ａ））。以上により、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に対する電源の遮断動作が完了し、低消費電力モードとして動作する。また、容量素子（４１３、４２３）が電源線４０１の電位を保持した状態になり、再び電源線４０１と接続して通常モードに切り替える際の準備が完了する。
【００５５】
以下に、実施例１による効果について説明する。実施例１による第１の効果として、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に電源線４０１を接続して電源供給を立ち上げる際に、電源線４０１の急激な電圧降下を低減できるという効果が得られる。従って、動作中の他の回路（常時接続回路４３０等）が電源線４０１の急激な電圧降下による誤動作を起こさないようにすることができる。その理由は、図４の時刻Ｔ３〜Ｔ５において、電源線４０１と第１の内部配線４４２を遮断した状態で、容量素子４１３、４２３に充電された電荷により第２の内部配線（４４１、４５１）の電位を第１の閾値電位まで上昇させるため、時刻Ｔ３〜Ｔ５期間の接続／遮断領域回路４１１、４１２への突入電流は電源線４０１に流れ込まず、電源線４０１の電圧効果が発生しないためである。すなわち、第１のスイッチ４４３を遮断状態にして、第２のスイッチ（４１０、４２０）及び第３のスイッチ（４１２、４２２）の接続／遮断を切替制御しているため、第１のスイッチ４４３が遮断状態の期間では、電源線４０１は突入電流の影響を受けないからである。また、図４の時刻Ｔ６において、電源線４０１から電荷供給する際に、第２の内部配線（４４１、４５１）は第１の閾値電位まで上昇した状態で、電源線４０１と第１の内部配線４４２を接続するため、電源線４０１への突入電流を抑えることができるためである。
【００５６】
また、実施例１では、図４に示すように、時刻Ｔ３で第２のスイッチ４１０を接続し、時刻Ｔ４で第２のスイッチ４２０を接続する２段階の接続を行う制御について例示している。すなわち、接続／遮断領域４０５内に複数のブロック（４０３、４０４）がある場合に、各々のブロックに対応する第２のスイッチ（４１０、４２０）の接続を複数段階に分けて行う場合について例示している。このように、ブロック毎に接続するタイミングをずらす方法は、突入電流を低減するための手段として、図１１に示す従来の電源制御では有効である。しかしながら、実施例１の場合には、第２のスイッチ（４１０、４２０）を接続したときに発生する突入電流は、電源線４０１に影響を与えないので、複数のブロックに対する夫々の第２のスイッチ（４１０、４２０）を同時に接続しても問題は発生しない。従って、複数の第２のスイッチ（４１０、４２０）を同時に接続するように制御してもよい（時刻Ｔ３で同時に接続する）。その場合、実施例１による第２の効果として、電源供給の立ち上げ時間を短縮できるという効果が得られる。
【００５７】
また、実施例１による第３の効果として、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）の電源を遮断する際には、図５の時刻Ｔ９〜Ｔ１０で、第２の内部配線（４４１、４５１）の電荷を容量素子（４１３、４２３）へ充電して、電位をあるレベルまで上昇させた状態で、時刻Ｔ１１で電源線４０１を容量素子（４１３、４２３）に接続するため、電源線４０１から容量素子（４１３、４２３）に流れ込む突入電流を低減し、電源線４０１の電圧降下を低減できる効果が得られる。
【００５８】
また、実施例１による第４の効果として、図５に示したように電源を遮断する際に容量素子（４１３、４２３）を電源線４０１の電位まで充電しておくので、次に電源供給を立ち上げる場合、図４に示した電源供給のシーケンスを即座に開始することができるという効果が得られる。
【００５９】
また、図１に示した実施例１においては、接続／遮断領域４０５内のブロックの数が２の場合（すなわち、ｎ＝２）について例示したが、これに限定されるものではなく、任意の数のブロックに対して適用が可能である。また、実施例１において、図１に示すように第２の内部配線４４１、４５１は分離された配線であるがこれに限定されるものではなく、２つのブロック４０３、４０４を同時に立ち上げる場合には、第２の内部配線４４１と第２の内部配線４５１を繋いで共通の配線として構成してもよい。また、図１に示した実施例１においては、接続／遮断領域４０５と第１のスイッチ４４３の数が１の場合について例示しているが、複数の接続／遮断領域と複数の第１のスイッチを設けるように構成してもよい。また、実施例１においては、スイッチング制御部４３１内の電圧検出部２４０で、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位を監視する場合について例示したが、別の方法として、タイマを設け、充電時間（図４のＴ３〜Ｔ５の期間、図５のＴ９〜Ｔ１０の期間）を予め設定しておき、その時間を計測することによって、第１の期間から第２の期間への移行、又は第３の期間から第４の期間への移行を制御するようにしてもよい。ここで、この充電時間を計測するタイマは、図２のタイマ２４４を用いてもよいし、常時接続領域回路４３０にタイマを設けてもよい。上記した様々な多様な組み合わせに対しても、前述した実施例１の第１乃至第４の効果が得られるのは勿論である。
【００６０】
［比較例］
ここで、比較例として、特許文献１に記載された電源制御方法について説明する。図９は、特許文献１に記載された電子回路装置のブロック図である。図９において、電子回路装置は、電源線１０１、基準電位線１０２、回路１３０、ブロック１０３、ブロック１０４、及びスイッチ制御部１３１により構成されている。ブロック１０３、１０４、回路１３０には、電源線１０１を介して電源１００より電源が供給されている。
【００６１】
回路１３０は常に電源線１０１及び基準電位線１０２に接続されている論理回路である。これに対しブロック１０３、１０４における各スイッチ（図９の１１０、１１２、１２０、１２２）は、スイッチ制御部１３１からのスイッチ制御信号１３２（ｎ）に基づいて、オンオフ制御される。ブロック１０３、１０４は、これらのスイッチを介して、電源線１０１と接続される。ここで、ｎはスイッチの数に等しい自然数である。図９はｎ＝４の場合である。
【００６２】
ブロック１０３はスイッチ１１０、回路１１１、スイッチ１１２、及び容量素子１１３により構成されている。スイッチ１１２は容量素子１１３と電源線１０１との接続をオンオフしている。スイッチ１１０及びスイッチ１１２はスイッチ制御部１３１から出力されるスイッチ制御信号１３２（１）および１３２（２）により制御される。容量素子１１３は、回路１１１に供給される電源電圧のレベルを安定させるためのものである。また、ブロック１０４はブロック１０３と同様の構成を有するため、説明を省略する。
【００６３】
スイッチ制御部１３１は、各ブロックの次の動作状態を決定する状態遷移信号１３３に基づいてスイッチ制御信号１３２（ｎ）を出力する。状態遷移信号１３３はマイコン(不図示）から供給される信号であり、スイッチ制御部１３１は、どのブロックをどの動作モードに遷移させるかを該状態遷移信号１３３に基づいて決定する。スイッチ制御部１３１は、決定された動作モードに応じたスイッチ制御信号１３２（ｎ）を各スイッチ（図９の１１０、１１２、１２０、１２２）に送信する。
【００６４】
図１０は、ブロック１０３の動作モードとブロック１０３における各スイッチ（１１０、１１２）の動作状態の関係を示す。図１０の表は、スイッチ制御部１３１内に記憶されており、スイッチ制御部１３１内のデコーダから出力されたデコード信号に基づいてスイッチ制御信号１３２（ｎ）を出力する。図１０の表における動作モードを示すＡ列は、スイッチ制御部１３１に入力された動作モード信号であり、列１１０、１１２はそれぞれスイッチ１１０、１１２に送るスイッチ制御信号を表している。図１０では、「１」がスイッチＯＮの状態、「０」がスイッチＯＦＦの状態を示している。
【００６５】
図１０において、動作モードＯＮは、回路にスイッチ１１０、１１２の両方がオンしている状態である。動作モードＳＬＥＥＰは、スイッチ１１２のみがオンしている状態である。動作モードＯＦＦは、スイッチ１１０、１１２の両方がオフしている状態である。
【００６６】
ブロック１０３の回路１１１に対して、電源が遮断された状態（動作モードＯＦＦ）から電源を接続した状態（動作モードＯＮ）にして立ち上げる場合、途中に、動作モードＳＬＥＥＰを設ける。具体的には、まず、動作モードＳＬＥＥＰにして、回路に並列接続された容量素子１１３を再充電し、その後、動作モードＯＮにして、回路１１１を電源線１０１に接続する。これにより、回路１１１と電源線１０１を接続した際の電源電圧の低下を抑制することができ、回路１１１を高速に起動することができる。
【００６７】
次に、図１１は、図９のブロック１０３、１０４に対して、順次、電源供給する場合のタイミングチャートである。以下に、図１１を参照しながら、その動作について説明する。図１１の（Ａ）は、それぞれ、容量素子１１３、１２３の電圧を示している。図１１の（Ｂ）は、電源線１０１の電位を示している。また、図１１の下部は、スイッチ制御信号１３２（１）〜（４）であり、スイッチがオンの状態を「ＯＮ」、スイッチがオフの状態を「ＯＦＦ」で示している。
【００６８】
時刻Ｔ３１〜Ｔ３２において、ブロック１０３、１０４は、どちらも動作モードＯＦＦである。次に、時刻Ｔ３２〜Ｔ３３において、ブロック１０３は動作モードＳＬＥＥＰ、ブロック１０４は動作モードＯＦＦである。この期間は、容量素子１１３に突入電流が流れるため、電源線１０１は、突入電流の影響を受けて、図１１の（Ｂ）に示すように、電圧降下を生じる。また、容量素子１１３では時刻Ｔ３２のタイミングから充電が開始され、図１１の（Ａ）に示すように容量素子１１３の電圧は上昇する。
【００６９】
また、時刻Ｔ３３〜Ｔ３４において、ブロック１０３は動作モードＯＮ、ブロック１０４は動作モードＯＦＦである。次に、時刻Ｔ３４〜Ｔ３５において、ブロック１０３は動作モードＯＮ、ブロック１０４は動作モードＳＬＥＥＰである。この期間は、容量素子１２３に突入電流が流れるため、電源線１０１は、図１１の（Ｂ）に示すように、電圧降下を生じる。また、容量素子１２３では時刻Ｔ３４のタイミングから充電が開始され、図１１の（Ａ）に示すように容量素子１２３の電圧は上昇する。
【００７０】
次に、時刻Ｔ３５以降は、ブロック１０３、１０４は、どちらも動作モードＯＮである。図１１の（Ｂ）に示すように、ブロック１０３が動作モードＯＦＦから動作モードＳＬＥＥＰになった直後と、ブロック１０４が動作モードＯＦＦから動作モードＳＬＥＥＰになった直後において、電源線１０１の電位は、突入電流により、電圧効果を生じる。一方、ブロック１０３、１０４が、動作モードＳＬＥＥＰから動作モードＯＮになる場合には、どちらも、それぞれ容量素子１１３、１２３を予め充電する効果により、突入電流の発生が抑制され、電源線１０１の電圧降下の発生が抑えられる。
【００７１】
上記した電源線１０１の電圧降下の影響で、常時電源接続され動作中の回路１３０が、誤動作を起こす虞がある。また、ブロック１０４が動作モードＯＦＦから動作モードＳＬＥＥＰになった直後において発生する電源線１０１の電圧降下の影響で、直前に動作を開始したブロック１０３の回路１１１は、誤動作を起こす可能性がある。以上説明したように、特許文献１に記載された電源制御方法では、容量素子（１１３、１２３）を電源線１０１と接続するときに発生する突入電流による電圧降下の影響で、常時電源接続されている回路、及びそのタイミングで電源に接続されて動作中である回路が誤動作を起こす虞がある。
【００７２】
以上、比較例として、従来の半導体装置の電源制御方法について説明した。比較例では、容量素子（１１３、１２３）を充電する際の突入電流が電源線１０１の電圧降下を起こすことが問題になるが、本発明の実施例１によれば、前述のように、突入電流による電源線４０１の電圧降下の問題が解消される。また、比較例では、電源線と接続して立ち上げを行う際に、容量素子（１１３、１２３）を充電する必要があり、充電により電位が上昇するまでの時間を要するが、本発明の実施例１では、「低消費電力モード」時に予め、容量素子に充電しておくため、即座に電源線からの電源供給を開始することができ、立ち上げ時間を短縮することができる。
【実施例２】
【００７３】
次に、実施例２に係る半導体装置について、必要に応じて図面を参照しながら説明する。図６は本発明の実施例２に係る半導体装置のブロック図である。実施例２の実施例１に対する構成の違いは、実施例１の容量素子（４１３、４２３）と第３のスイッチ（４１２、４２２）の代わりに、第１の内部配線４４２と第２の内部配線（４４１、４５１）間に抵抗素子（５１３、５２３）と第４のスイッチ（５１２、５２２）を設けている点である。また、図６に示すように、接続／遮断領域５０５内の２つのブロックは、ブロック５０３、５０４である。また、第２の内部配線４４１は、第２のスイッチ４１０と接続／遮断領域回路４１１間の接続ノードＮ３、及び第４のスイッチ５１２と接続／遮断領域回路４１１間の接続ノードに接続されている。また、第２の内部配線４５１は、第２のスイッチ４２０と接続／遮断領域回路４２１間の接続ノードＮ４、及び第４のスイッチ５２２と接続／遮断領域回路４２１間の接続ノードに接続されている。尚、上記以外は、実施例１と同じであるため、図６において実施例１と同じ参照符号を付与している。
【００７４】
次に実施例２の動作について説明する。図７は、実施例２に係る半導体装置において、「低消費電力モード」から「通常モード」に切り替える場合のタイミングチャートを示している。図７の（Ａ）は、時刻Ｔ２１〜Ｔ２４における電源線４０１、及び第２の内部配線４４１の電圧波形を示す。また、図７の（Ｂ）は、時刻Ｔ２１〜Ｔ２４における第２の内部配線４４１の電流波形３４１を示す。また、図７の下部は、スイッチ制御信号４４４、４３２（ｎ）、４３４（ｎ）の論理タイミング波形を示す(但し、ｎ＝１、２）。また、時刻Ｔ２２までが「低消費電力モード」であり、時刻Ｔ２４以降が「通常モード」である。また、時刻Ｔ２２〜Ｔ２４が「低消費電力モード」から「通常モード」への切り替えの期間である。また、その切り替えの期間のうち、時刻Ｔ２２〜Ｔ２３が第５の期間であり、時刻Ｔ２３〜Ｔ２４が第６の期間である。
【００７５】
また、「低消費電力モード」では、第１のスイッチ４４３、第２のスイッチ（４１０、４２０）、及び第４のスイッチ（５１２、５２２）は全て遮断状態である。一方、「通常モード」では、第１のスイッチ４４３、第２のスイッチ（４１０、４２０）は接続状態であり、第４のスイッチ（５１２、５２２）は遮断状態である。
【００７６】
次に、図７の時刻Ｔ２２〜Ｔ２４の動作について、詳細に説明する。時刻Ｔ２２において、第１のスイッチ４４３に対応するスイッチ制御信号４４４をＯＦＦからＯＮにし、第１のスイッチ４４３を接続する。それと同時に、第４のスイッチ５１２に対応する制御信号４３４（１）及び第４のスイッチ５２２に対応する制御信号４３４（２）をＯＦＦからＯＮにし、第４のスイッチ（５１２、５２２）を接続する。これにより、電源線４０１と第２の内部配線４４１のノードＮ３は抵抗素子５１３を介して接続状態になり、電源線４０１と第２の内部配線４４５のノードＮ４は抵抗素子５２３を介して接続状態になり、電源線４０１から、抵抗素子（５１３、５２３）を介して第２の内部配線（４４１、４５１）へ電流が流れる。
【００７７】
抵抗素子（５１３、５２３）の抵抗値を、電源４００の最大負荷電流を流せる程度にしておくと、第２の内部配線（４４１、４５１）の充電時間は遅くなるが、第５の期間で遮断／接続領域回路（４１１、４２１）へ流れ込む電流は緩やかになり、突入電流のピークは小さくなるので、電源線４０１の電圧降下を低減することができる。
【００７８】
次に、第３の閾値電位を、予め、スイッチ制御部の閾値電位２４１に設定しておき、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位が第３の閾値電位に到達したことをスイッチ制御部４３１の電圧検出部２４０で検出した後、時刻Ｔ２３において、第２のスイッチ４１０に対応するスイッチ制御信号４３２（１）及び第２のスイッチ４２０に対応するスイッチ制御信号４３２（２）をＯＦＦからＯＮし、第２のスイッチ（４１０、４２０）を接続する。これにより、電源線４０１と第２の内部配線（４４１、４５１）は接続状態になる。すなわち、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位が第３の閾値電位に達した場合に、第５の期間から第６の期間に移行するように制御がなされる。ここで、上記した電位検出は、どちらか一方の第２の内部配線（例えば、第２の内部配線４４１）のみ行ってもよいし、両方の第２の内部配線（４４１、４５１）を監視するように構成してもよい。以降の説明では、両方の第２の内部配線（４４１、４５１）を監視する場合について説明する。
【００７９】
次に、時刻Ｔ２４において、第４のスイッチ（５１２、５２２）に対応するスイッチ制御信号４３４（１）、４３４（２）をＯＮからＯＦＦし、第４のスイッチ（５１２、５２２）を遮断する。以上により、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に対する電源供給の立ち上げが完了し、通常モードとして動作する。「通常モード」において、第４のスイッチ（５１２、５２２）は遮断状態であるため、抵抗素子５１３、５２３に電流は流れないので、抵抗素子５１３、５２３による電流消費はない。このように抵抗素子５１３、５２３に電流が流すのを、時刻Ｔ２２〜Ｔ２４の切り替えの期間のみとし、電力消費を抑えている。
【００８０】
次に、実施例２に係る半導体装置において、「通常モード」から「低消費電力モード」に切り替える場合について、図８を参照しながら説明する。図８の（Ａ）は電源線４０１、第２の内部配線４４１の電圧波形を示す。また、図８の（Ｂ）は第２の内部配線４４１の電流波形３４１を示す。図８において、Ｔ２６までが「通常モード」であり、Ｔ２６以降が「低消費電力モード」である。実施例２において電源を遮断する場合には、切り替え期間は不要となる。具体的には、時刻Ｔ２６で、第１のスイッチ４４３に対応するスイッチ制御信号４４４をＯＮからＯＦＦにし第１のスイッチ４４３を遮断すると同時に、第２のスイッチ４１０、４２０に夫々対応するスイッチ制御信号４３２（１）、４３２（２）をＯＮからＯＦＦし、第２のスイッチ（４１０、４２０）を遮断する。以上により、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）に対する電源の遮断動作が完了し、低消費電力モードとして動作する。
【００８１】
以下に、実施例２による効果について説明する。図７の第５の期間で、電源線４０１から抵抗素子（５１３、５２３）を介して第２の内部配線（４４１、４５１）に電源供給する際に、接続／遮断領域回路（４１１、４２１）へ流れ込む突入電流が緩やかになりピーク電流が小さくなる。従って、実施例２の第１の効果として、実施例１と同様に、電源線４０１の電圧降下を低減できる効果がある。従って、動作中の他の回路（常時接続回路４３０等）が電源線４０１の急激な電圧降下による誤動作を起こさないようにすることができる。
【００８２】
また、半導体集積回路において、実施例１の容量素子（４１３、４２３）よりも実施例２の抵抗素子（５１３、５２３）のほうが面積的に有利である。容量素子（４１３、４２３）は内部回路全体に形成する領域を確保する必要があるが、抵抗素子（５１３、５２３）の場合、電源４００から接続／遮断領域回路（４１１、４２１）までの電源配線の抵抗を外部電源の最大負荷電流を流す程度にすればよいため、面積的に小さくすることができる。従って、実施例２の第２の効果として、実施例１に比べて、小型化、低コスト化が可能であるという効果が得られる。
【００８３】
また、実施例２の場合、容量素子を使用しないので、実施例１において行われる「低消費電力モード」の期間に予め容量素子を充電しておく動作が不要となる。従って、実施例２の第３の効果として、電源の遮断動作を簡略化することができ、「低消費電力モード」への切り替えを短時間で行えるという効果が得られる。
【００８４】
また、図６に示した実施例２においては、接続／遮断領域５０５内のブロックの数が２の場合（すなわち、ｎ＝２）について例示したが、これに限定されるものではなく、任意の数のブロックに対して適用が可能である。また、実施例２において、図６に示すように第２の内部配線４４１、４５１は分離された配線であるが、これに限定されるものではなく、２つのブロック５０３、５０４を同時に立ち上げる場合には、第２の内部配線４４１と第２の内部配線４５１を繋いで共通の配線として構成してもよい。また、図６に示した実施例２においては、接続／遮断領域５０５と第１のスイッチ４４３の数が１の場合について例示しているが、複数の接続／遮断領域と複数の第１のスイッチを設けるように構成してもよい。また、実施例２においては、スイッチング制御部４３１内の電圧検出部２４０で、第２の内部配線（４４１、４５１）の電位を監視する場合について例示しているが、別の方法として、タイマを設け、抵抗素子を介して電流を流し第２の内部配線の電位が上昇される時間（図７のＴ２２〜Ｔ２３の期間）を予め設定しておき、その時間を計測することによって、第５の期間から第６の期間への移行を制御するようにしてもよい。ここで、この時間を計測するタイマは、図２のタイマ２４４を用いてもよいし、常時接続領域回路４３０にタイマを設けてもよい。上記した様々な多様な組み合わせに対しても、前述した実施例２の第１乃至第３の効果が得られるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、低消費電力化の要求が厳しい携帯電話等のモバイル機器に適用すると有効である。
【００８６】
なお、本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００８７】
１００、４００：電源
１０１、４０１：電源線
１０２、４０２：基準電位線
１０３、１０４、４０３、４０４、５０３、５０４：ブロック
１１０、１１２、１２０、１２２：スイッチ
１１３、１２３、４１３、４２３：容量素子
１１１、１２１、１３０：回路
１３１、４３１：スイッチ制御部
１３２（ｎ）、４３２（ｎ）、４３４（ｎ）、４４４：スイッチ制御信号
１３３、４３３：状態遷移信号
２００：ＣＰＵ
２４０：電圧検出部
２４１：閾値電位
２４２：コンパレータ
２４３：閾値電位検出信号
２４４：タイマ
３１３：容量素子４１３の電圧波形
３２３：容量素子４２３の電圧波形
３３３：容量素子１１３の電圧波形
３４３：容量素子１２３の電圧波形
３４１：第２の内部配線の電流波形
４０５、５０５：接続／遮断領域
４１０、４２０：第２のスイッチ
４１１、４２１：接続／遮断領域回路
４１２、４２２：第３のスイッチ
４３０：常時接続領域回路
４４１、４５１：第２の内部配線
４４２：第１の内部配線
４４３：第１のスイッチ
５１２、５２２：第４のスイッチ
５１３、５２３：抵抗素子
【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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