(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのクロックの入力（Ｅ1、Ｅ2）と、ダイオード（Ｔ1ないしＴN）によって隔てられ、上記２つのクロック入力（Ｅ1、Ｅ2）のいずれか一方に接続される、縦続接続された複数の容量（Ｃ1ないしＣN）とを有し、前記複数の容量（Ｃ1ないしＣN）がブーストされることで高電圧（Ｖｈｒ）を生成するチャージポンプ（１０）と、前記高電圧（Ｖｈｒ）を調整して、前記集積回路に印加される高電圧（Ｖｐｐ）を生成する調整回路とを備え、同調容量（ＣA）とともに同調された共振回路（３６）を形成する少なくとも１つのコイル（Ｌ）によって、接触を伴わずに動作する、集積回路（３０）であって、
上記集積回路の動作期間の間、
上記チャージポンプ（１０）のクロック入力（Ｅ1、Ｅ2）は、上記コイル（Ｌ）の端子に永久的に接続され、
そのクロック入力（Ｅ1、Ｅ2）から見たチャージポンプの容量（ＣE）と、調整可能な容量（Ｃa）とが、同調された共振回路（３６）の同調容量（ＣA）の永久構成要素を形成し、
上記チャージポンプ（１０）は、上記共振回路からの交流電流Ｖａを受けて、上記高電圧（Ｖｈｒ）を生成する、ことを特徴とした集積回路。
【請求項２】
請求項１記載の集積回路（３０）において、
上記チャージポンプ（１０）のクロック入力（Ｅ1、Ｅ2）は、コイル（Ｌ）の端子に直接接続される、集積回路。
【請求項３】
接触または非接触の２つの動作モードを備え、
２つのクロック入力（Ｅ1、Ｅ2）と、ダイオード（Ｔ1ないしＴN）によって隔てられ、上記２つのクロック入力（Ｅ1、Ｅ2）のいずれか一方に接続される、縦続接続された複数の容量（Ｃ1ないしＣN）とを有し、前記複数の容量（Ｃ1ないしＣN）がブーストされることで高電圧（Ｖｈｒ）を生成するチャージポンプ（１０）と、
前記高電圧（Ｖｈｒ）を調整して、前記集積回路に印加される高電圧（Ｖｐｐ）を生成する調整回路と、
同調容量（ＣA）とともに、非接触動作モードにおいて交流電源電圧（Ｖａ）を受ける同調された共振回路（３６）を形成する少なくとも１つのコイル（Ｌ）と、
接触動作モードにおいてＤＣ電源電圧（Ｖcc２）を受けるコンタクト（ｐ１、ｐ２、ｐｉ）と、を備える集積回路（４０）であって、
上記チャージポンプ（１０）のクロック入力（Ｅ1、Ｅ2）は、第１のスイッチ（４１、４２）によってコイル（Ｌ）の端子に接続され、
上記第１のスイッチ（４１、４２）は、集積回路の非接触動作期間の間に、チャージポンプ（１０）のクロック入力（Ｅ1、Ｅ2）がコイル（Ｌ）の端子に永久的に接続されるように、集積回路の非接触動作期間の間、永久的に閉じるよう命ぜられ（ＣＴＬ）、
そのクロック入力（Ｅ1、Ｅ2）から見たチャージポンプの容量（ＣE）は、同調された共振回路（３６）の同調容量（ＣA）の永久構成要素を形成し、
上記チャージポンプ（１０）のクロック入力（Ｅ1、Ｅ2）は、さらに、第２のスイッチ（４４、４５）によって、発振器（４３）の出力（Ｈ1、Ｈ2）に接続され、
上記第２のスイッチ（４４、４５）は、該集積回路の接触動作期間の間、閉じられるように命ぜられる、集積回路。
【請求項４】
請求項３記載の集積回路（４０）において、
上記第１のスイッチ（４１、４２）は、該集積回路の動作モードを表す信号（ＣＴＬ）によって制御される、集積回路。
【請求項５】
請求項３記載の集積回路（４０）において、
上記第２のスイッチ（４４、４５）は、集積回路の動作モードを表す信号（/ＣＴＬ）によって制御される、集積回路。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の集積回路を含む携帯可能なサポート。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の集積回路を含むチップカード。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同調容量とともに同調された共振回路を形成する少なくとも１つのコイルによって、接触せずに動作することが可能で、かつ２つのクロック入力を持つチャージポンプを備えた、集積回路に関するものである。
【従来の技術】
チップカードを実現するのに使用される集積回路、電子ラベル、および一般的に携帯可能なサポート上に搭載される集積回路は、一般に、データを記録かつ記憶するためのEEPROMメモリ（電気的に消去可能かつプログラム可能なメモリ）、および上記メモリをプログラミングまたは消去するための高電圧を生成するためのブースタ回路を備える。実際に、EEPROMメモリのプログラミングまたは消去用電圧は、集積回路の電源電圧Ｖccが約３ないし５Ｖのみである時、代表的に約１５ないし２０Ｖである。
マイクロエレクトロニクスの分野において、ブースタ回路の好ましい実施形態は、シリコン上に集積するのが容易なチャージポンプである。
【発明が解決しようとする課題】
チャージポンプを使用する時の問題は、しかしながら、これがクロック信号によって駆動されなければならない、ということである。このような信号は、一般的にいくらかの電流を消費する発振器によって提供されなければならない。電磁誘導によって電力提供され、エネルギー源の低い非接触集積回路の場合、そのような電力消費は望ましくないであろう。
この技術上の問題をより詳細に扱う前に、チャージポンプの従来の構造、および非接触集積回路内におけるそのようなチャージポンプの従来の配置を思い出してみる。
図１に示されるチャージポンプは、縦続接続された複数の容量、例えばＮ個の容量Ｃ1ないしＣNを含む。各容量Ｃ1，Ｃ2，…のアノードは、そのゲートをドレインにフィードバックさせ、ダイオードと等価であるＭＯＳトランジスタＴ1ないしＴNによって、その次の容量Ｃ2，Ｃ3，…のアノードに結合されている。チェインの終わりでは、トランジスタＴNは、容量ＣNのアノードを、そのカソードが接地されている記憶容量Ｃhvのアノードに結合する。奇数番号の容量Ｃ1，Ｃ3，…のカソードは、チャージポンプの１つの入力Ｅ1に印加されるクロック信号Ｈ1によって駆動され、偶数番号の容量Ｃ2，Ｃ4，…のカソードは、１つの入力Ｅ2に印加される信号Ｈ2によって駆動され、該信号Ｈ2は、信号Ｈ1に対して相反する相を持つ。このようにして、交互に、各奇数番号の容量Ｃ1，Ｃ3，…は、その次の偶数番号の容量Ｃ2，Ｃ4，…に放電し、各偶数番号の容量Ｃ2，Ｃ4，…は、その次の奇数番号の容量Ｃ3，Ｃ5，…に放電する。チェインの終わりでは、容量ＣNは、その端子が高電圧Ｖhvを生成する容量Ｃhvに放電する。
図２は、非接触集積回路２０内におけるチャージポンプ１０の従来の配置を表すものである。集積回路２０は、同調容量Ｃａとともに同調された共振回路ＬＣａを形成するコイルＬを含み、該集積回路が電磁誘導によって交流電圧Ｖａを受けることを可能にする。チャージポンプ１０は、そのクロック入力Ｅ1およびＥ2により、信号ＰＧＲによって制御され、クロック信号Ｈ1およびＨ2を生成する発振器１５に接続される。発振器１５は、ダイオードまたはトランジスタを用いて、その入力において誘導交流電圧Ｖａを受け、その出力にフィルタ容量Ｃｆを備える整流ブリッジＰｄから電源電圧Ｖccを受ける。発振器１５の従来の実施形態が、図３に示される。３つの縦続反転ゲートＩ1，Ｉ2，Ｉ3は、ＡＮＤゲートＡ１によって閉ループに並べられ、信号ＰＧＲによって制御される。信号Ｈ1は、例えば、最後のゲートＩ3の出力において得られ、逆信号Ｈ2は、第４の反転ゲートＩ4によって生成される。
同調容量Ｃａは、一般的に、回路ＬＣａの共振周波数が、該集積回路２０が動作するよう意図される磁界の発振周波数に可能な限り近いものであるよう調整される調整可能な容量である。図示されるように、同調容量Ｃａは、例えば、並列な複数の容量Ｃａ1ないしＣａnを含み、いくつかの容量の接続を可能にする金属トラックは、調整の時点で切断されている。
このようにして、EEPROMメモリ（図示せず）の消去または書込み作業が行なわれるべき時、信号ＰＧＲは１に設定され、ゲートＡ１は透明になり、発振器１５は始動し、チャージポンプ１０は作動される。
上述したように、発振器１５の動作は、種々の反転ゲートの急速な整流のために、無視できない電流消費を必要とする。消去またはプログラミング作業の開始において、信号ＰＧＲが１に設定される時、この消費は、記憶容量Ｃhvの荷電を行なわねばならないチャージポンプ１０の消費に加算される。さらに、非接触チップカードまたは電子ラベルでは、そのような消去またはプログラミング作業は、誘導電圧Ｖａの受領状況が悪い時にも、開始することができる。従って、コイルＬによって受けられるエネルギーがあまりに弱すぎると、電源電圧Ｖccは低下し、集積回路の動作の終了を引き起こすかもしれない。
従って、非接触集積回路では、高電圧Ｖhvが生成される期間の電流消費を可能な限り減少させることが望ましい。
従来技術では、コイル内において誘導される交流電圧の正及び負の半波によって、チャージポンプを直接作動させることからなる方法もまた公知である。
この方法は、図４に示されるが、コイルＬの２つの端子を、プログラミング信号ＰＧＲによって制御される２つのスイッチ１６、１７によってチャージポンプの入力Ｅ1およびＥ2に接続することからなる。上記信号ＰＧＲが１の時、スイッチ１６および１７は閉じ、半波Ｖａ１およびＶａ２は、作動信号Ｈ1およびＨ2としてチャージポンプ１０に直接送信される。
しかしながら、出願人は、この方法は、発振器１５の抑制を可能にするものではあるが、共振回路ＬＣａを離調するという欠点を有するものであることに気づいた。
実際、図１を参照すると、その入力Ｅ1およびＥ2から考慮されるチャージポンプは、値
（２）                    ＣE=Ｎ Ｃ/２
を持つ容量ＣEに等しい。Ｎは、チャージポンプの段の数で、Ｃは、各段の容量Ｃ1，Ｃ2，…ＣNの値Ｃである。
従って、図４では、信号ＰＧＲが１に切り換わり、チャージポンプ１０がこれによりコイルＬに接続される時、容量ＣEは実質的に共振回路ＬＣａを離調し、エネルギー受領は不良な状態で行われる。
本発明の目的は、この欠点を低減することである。
米国特許5,206,495は、接触または非接触の２つの動作モードを持ち、集積回路と、接触モードで動作するための接触フィールドと、非接触モードで動作するための２つのコイルと、を備えたチップカードを記述している。
米国特許5,285,370は、コイルの端子上において誘導される電圧が、チャージポンプのクロック入力を作動させるのに用いられる、装置を記述している。しかしながら、該装置は、同調容量を備えない“広帯域の”誘導性コイルを備え、共振回路を形成するものではない。さらに、この文献は、コイルが、必要な時のみにチャージポンプに接続されるよう、スイッチを、コイルとチャージポンプのクロック入力との間に配置することを推薦している。
このように、本発明は、共振回路のコイルによるチャージポンプの直接的な作動を可能にし、しかしながら該共振回路を離調することがない、という目的を有する。
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、チャージポンプの入力容量ＣEが、共振回路の同調容量Ｃａの１つの構成要素であるように、チャージポンプをコイルＮい永久的に接続するための、簡単ではあるが、それにもかかわらず進捗的なアイデアによるものである。
本発明の実施は、共振回路が、チャージポンプの入力容量を考慮に入れて同調されることを意味する。
より詳しく言うと、本発明は、同調容量とともに同調された共振回路を形成する少なくとも１つのコイルによって、接触を伴わずに動作することが可能で、２つのクロック入力を持つチャージポンプを備える、集積回路を提供し、少なくとも該集積回路の非接触動作期間の間、チャージポンプのクロック入力は永久的にコイルの端子に接続され、クロック入力から見たチャージポンプ容量は、同調された共振回路の同調容量の永久構成要素を形成する。
ある実施形態によれば、チャージポンプのクロック入力は、コイル端子に直接接続される。
別の実施形態によれば、チャージポンプのクロック入力は、少なくとも集積回路が非接触で動作する期間の間、閉じられる第１のスイッチによってコイル端子に接続される。
例えば、上記集積回路が、接触または非接触の２つの動作モードを有する時、上記第１のスイッチは、集積回路の動作モードを表す信号によって制御される。
この場合、ある実施形態によれば、チャージポンプのクロック入力は、さらに、第２のスイッチによって発振器の出力に接続される。
本発明はまた、本発明による集積回路を備えた携帯可能なサポート、特にチップカード、に関するものである。
これらの特徴および利点は、他のものと同様に、添付の図面を参照して、本発明による、非接触動作集積回路、および接触または非接触の２つの動作モードを備えた集積回路の以下の説明において、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
図１は、前に説明したが、チャージポンプの電気図である。
図２は、前に説明したが、非接触動作集積回路内におけるチャージポンプの従来の配置を表す。
図３は、前に説明したが、発振器の電気図である。
図４は、前に説明したが、非接触動作集積回路内におけるチャージポンプの別の従来の配置を表す。
図５は、本発明による非接触動作集積回路内におけるチャージポンプの配置を表す。
図６は、図５の集積回路内にある、同調された共振回路の等価回路を表す。
図７は、接触または非接触の２つの動作モードを備えた集積回路内における、本発明によるチャージポンプの配置を表す。
【発明の実施の形態】
図５は、前文においてすでに説明されたチャージポンプ１０の、非接触動作集積回路３０内における、本発明による配置を表すものである。回路３０内には、すでに説明されたコイルＬ、調整された容量Ｃａ、および整流ブリッジＰｄが再び見られる。本発明によれば、チャージポンプ１０の作動入力Ｅ1およびＥ2は、コイルＬの２つの端子に直接接続され、交流電圧Ｖａが存在する時、交流電圧Ｖａの半波Ｖａ１、Ｖａ２を連続的に受ける。チャージポンプ１０は、その時、永続的に作動し、高電圧Ｖhvを蓄積する容量Ｃhvは、常に荷電される。
本発明の利点は、上記集積回路３０の同調された共振回路３６の等価電気図を表す図６において見られる。共振回路３６は、コイルＬと、調整された容量Ｃａと、入力Ｅ1およびＥ2から見たチャージポンプ１０の等価容量ＣEと、を備える。上記容量ＣEは、このようにして、共振回路の同調容量ＣAの構成要素となり、これはもはや従来技術のように調整された容量Ｃａに等しいものではなく、
（３）                    ＣA=Ｃａ+ＣE
に等しい。
こうして、本発明は、チャージポンプの一時的な整流に関連する欠点を伴うことなく、従来技術の発振器の抑制を可能にする。
もちろん、本発明による集積回路を調整または設計する時、チャージポンプの容量ＣEの値は考慮に入れられる。
このようにして、チャージポンプは、必要な時、例えばメモリのプログラミングまたは消去期間、のみに作動される代わりに、永久的に作動される。
当業者は、本発明の方法が最終的に利点のみを持つことに気づくであろう。特に、高電圧容量Ｃhvが永久的に予め荷電されることは、該高電圧Ｖhvが、チャージポンプの始動による従来の過剰消費を伴うことなく、任意の時点で利用可能である限りにおいて、利点である。この利点は、集積回路が、磁界源（例えば、非接触チップカードリーダの出力コイル）から遠く、コイルＬによって受けられるエネルギーが非常に小さい時に、プログラミングまたは消去作業を開始する時、特に有益である。最後に、本発明のさらに別の利点は、調整された容量Ｃａが値ＣEによって減少されることが可能で、こうして集積回路のシリコン面上において必要とされるスペースが小さくなることである。
もちろん、容量Ｃhvが永久的に予め荷電されることは、メモリのプログラミングまたは消去作業が永久的に行われることを意味するものではない。より詳細には、電圧Ｖhvから、メモリ３５をプログラムできるようにする従来の要素のチェインが、図５に模式的に示されている。高電圧Ｖhvは、まず、メモリ３５の特性に従って選択される調整された高電圧Ｖppを生成する調整回路３１に印加される。次に、該電圧Ｖppは、電圧Ｖppをメモリ３５へ徐々に印加することを可能にする、整形回路３２、一般的にはランプ発生回路、に送られる。最後に、上記電圧ランプＶppは、高電圧スイッチ３３、およびプログラムまたは消去されるべき領域の選択を可能にするアドレス復号化回路３４によって、メモリ３５に印加される。従って、メモリ３５をプログラムまたは消去するためには、これら全ての要素が作動されなければならない。
図７は、接触または非接触の２つの動作モードを備えた集積回路４０への本発明の有益な適用を示している。すでに説明した要素以外に、上記集積回路４０は、種々のコンタクトｐ１，ｐ２，…ｐｉ、特に、電源電圧Ｖcc２を受ける電源コンタクトｐ１および接地コンタクトｐ２、を備える。チャージポンプ１０の入力Ｅ1、Ｅ2は、ここで、２つのスイッチ４１、４２によってコイルＬの端子に、２つの他のスイッチ４４、４５によって発振器４３の出力Ｈ1、Ｈ2に、接続されている。本発明によれば、上記スイッチ４１、４２は、集積回路の接触または非接触の動作モードを表す信号ＣＴＬによって制御される。スイッチ４４、４５は、例えば逆信号/ＣＴＬによって制御される。集積回路４０が非接触モードで動作する時、信号ＣＴＬは１で、信号/ＣＴＬは０である。スイッチ４１、４２は閉じ、スイッチ４４、４５は開き、チャージポンプ１０はその時コイルＬの端子に連続的に接続されている。逆に、信号ＣＴＬが０で、信号/ＣＴＬが１の時、スイッチ４１、４２は開き、スイッチ４４、４５は閉じる。集積回路４０は、接触により動作する従来の集積回路として作動する。特に、発振器４３は、信号ＰＧＲによって一時的に作動されることができる。
集積回路４０の動作モードの識別を可能とする信号ＣＴＬは、種々の方法によって、例えば、コンタクトｐ１上の電源電圧Ｖcc２の存在、またはコイルＬ上の電圧Ｖａの存在、またはさらに整流ブリッジＰｄの出力における電圧Ｖccの存在を検出することによって、生成されることができる。
当業者にとって、本発明が多くの変形例、実施形態、および改良点の余地があることは明らかであろう。
従って、変形例によれば、接触モードにおけるスイッチ４４、４５の閉鎖は、信号/ＣＴＬによってではなく、プログラミングまたは消去作業に特有の一時信号、例えば信号ＰＧＲによって、作動される。
別の変形例によれば、発振器４３は、集積回路４０が接触モードから非接触モードに突然切り換わった場合に、容量Ｃhvが予め荷電されるように、接触モードにおいて連続的に作動される。
さらに、チャージポンプ１０の出力を増加させるために、該チャージポンプは、図１において点線で表されるように、ダイオード-トランジスタＴOを介して電圧Ｖによって電力供給されてもよい。電圧Ｖは、例えば、整流ブリッジＰｄによって提供される電圧Ｖcc、またはコンタクトｐ１によって提供される電圧Ｖcc２であってもよい。
さらに、本出願およびクレームにおいて、“チャージポンプ”という用語は、図１に表される回路のみを意味するものでなく、一般的にその作動入力から考慮して、容量と同一視されることのできる任意のブースタ回路を意味することは自明である。
また、本発明によって解決される課題は、EEPROMメモリを含む集積回路に関連すると示されたが、本発明が、集積回路内でのチャージポンプの機能がいかなるものであっても、チャージポンプを含む任意の集積回路に適用され得ることは自明である。
最後に、共振回路の同調は容量Ｃａを調整することによって得られることが前に示されたが、共振回路は、製造許容誤差によって可能とされるなら、集積回路の設計段階において同調されることができることは自明である。
【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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