(57)【要約】【課題】高精度で、利得が比較的高く、電圧基準及び／又はバイアス電流なしで動作可能であるような、整流器及びリミッターを備えるトランスポンダーを提供する。【解決手段】本発明は、アンテナ（２）及び多段整流器（１０３）を有するトランスポンダー（１００）に関する。アンテナは、ｍ個の整流器の段を有する多段整流器の入力に接続されており、整流器の出力及び多段整流器のｎ番目の段に、シャントリミッター（１０４）が接続されており、ｎ＜ｍである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ（２）と多段整流器（１０３、２０３）を有するトランスポンダー（１００）であって、
前記アンテナ（２）は、ｍ個の整流器段（３１、３２、３３、３４）を有する前記多段整流器（１０３、２０３）の入力に接続しており、
前記整流器（１０３、２０３）の出力及び前記多段整流器のｎ番目の段にシャントリミッター（１０４）が接続されており、ｎ＜ｍである
ことを特徴とするトランスポンダー（１００）。
【請求項２】
前記シャントリミッター（１０４）は、ドレインとソースを有する第１のトランジスター（２２）を有し、
前記ソースと前記ドレインのうちの一方は、前記整流器（１０３、２０３）の出力に接続している
ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項３】
前記シャントリミッター（１０４）の前記第１のトランジスター（２２）は、前記多段整流器（１０３、２０３）のｎ番目の段（３３）に接続されているゲートを有する
ことを特徴とする請求項２に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項４】
前記シャントリミッター（１０４）は、前記第１のトランジスター（２２）のドレイン及び前記ソースのうちの他方を接地Ｖssに接続する第１の抵抗（２６）を有する
ことを特徴とする請求項２に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項５】
前記シャントリミッター（１０４）は、ドレインとソースを有する第２のトランジスター（２４）を有し、
前記ドレインと前記ソースのうちの一方は、前記整流器（１０３、２０３）の出力に接続している
ことを特徴とする請求項２に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項６】
前記第２のトランジスター（２４）は、ノードに接続しているゲートを有し、このノードは、第１の抵抗（２６）と、及び前記第１のトランジスター（２２）の前記ソース及び前記ドレインのうちの一方とに接続している
ことを特徴とする請求項５に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項７】
前記第２のトランジスター（２４）の前記ドレインは、前記第１のトランジスター（２２）の前記ソースに接続している
ことを特徴とする請求項５に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項８】
前記シャントリミッター（１０４）は、補償回路を有し、この補償回路は、前記第１及び第２のトランジスター（２２、２４）のうちの一方のドレインを前記第１及び第２のトランジスター（２２、２４）のうちの他方のソースに接続している
ことを特徴とする請求項５に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項９】
前記補償回路は、キャパシター（２９）と直列の第２の抵抗（２７）を有する
ことを特徴とする請求項８に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項１０】
前記第１のトランジスター（２２）は、ＰＭＯＳトランジスターである
ことを特徴とする請求項２に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項１１】
前記第２のトランジスター（２４）は、ＮＭＯＳトランジスターである
ことを特徴とする請求項５に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項１２】
前記多段整流器（１０３）の段（３１、３２、３３、３４）はそれぞれ、入力キャパシター（４１、４２、４３、４４）を有し、
その複数の段の前記入力キャパシター（４１、４２、４３、４４）どうしは、並列に接続している
ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項１３】
前記多段整流器（１０３）の段（３１、３２、３３、３４）はそれぞれ、出力キャパシター（５１、５２、５３、５４）を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項１４】
前記多段整流器（２０３）の段（３１、３２、３３、３４）はそれぞれ、少なくとも１つのトランジスター又は少なくとも１つのダイオード（１６１〜１６６）を有する整流器構成を有する
ことを特徴とする請求項１２に記載のトランスポンダー（１００）。
【請求項１５】
請求項１に記載のトランスポンダー（１００）を有する
ことを特徴とする電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスポンダーの分野に関し、より詳細には、各種用途のために他のトランスポンダーでＲＦ信号を交換するように動作可能なＲＦＩＤ（無線周波数識別）トランスポンダーに関する。また、本発明は、特に、ＲＦＩＤトランスポンダーの整流器及び電圧リミッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
伝統的なＲＦＩＤトランスポンダーは、ＲＦＩＤ整流器の出力が特定の電圧を超過するのを防ぐために、電圧クランプなどの形態の電圧リミッターを有する。このようなリミッターは、過度の電圧によってＲＦＩＤトランスポンダーの内部コンポーネントを損傷させることを防ぎ、ＲＦＩＤトランスポンダー及びその電子回路の動作のための供給電圧範囲を制限するために必要である。ＲＦＩＤトランスポンダーやＲＦＩＤ回路において伝統的に用いられているリミッターはしばしば精度を欠き、クランプする電圧レベルに起因して、クランプ電圧が最小許容供給電圧よりも大きく最大許容供給電圧よりも小さいことを確実にすることが難しい。
【０００３】
米国特許出願ＵＳ２０１４／０２６８９６４Ａ１は、例えば、多段のプログラム可能な整流器を開示している。これにおいて、整流器の段はそれぞれ、第１のトランジスター及びそれに接続しているスイッチを有することができる。これにおいて、第１のトランジスターのしきい電圧は、スイッチにて利用可能な複数の電圧の一方を選択することによってプログラムすることができる。
【０００４】
多段のプログラム可能な整流器において多くのスイッチを実装することは、幾分複雑である。また、プログラム可能な整流器のＤＣ出力電圧を制限することは、幾分広範囲な整流器の較正又はチューニングを必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、高精度で、利得が比較的高く、電圧基準及び／又はバイアス電流なしで動作可能であるような、整流器及びリミッターを備えるトランスポンダーを提供することを目的とする。また、活性化されたときの整流器とリミッターの時間的応答のふるまいが、改善され、ほとんど瞬間的であるはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様において、本発明は、アンテナと多段整流器を有するトランスポンダー、特に、ＲＦＩＤトランスポンダーに関する。アンテナは、多段整流器の入力に接続している。多段整流器は、複数の整流器段、すなわち、ｍ個の整流器段を有しており、ここで、ｍは、２以上の整数である。トランスポンダーは、さらに、整流器の出力に接続されるシャントリミッターを有する。シャントリミッターは、さらに、多段整流器のｎ番目の段に接続している。ここで、整数ｎは、整数ｍよりも小さい。すなわち、シャントリミッターは、多段整流器の特定の段に接続しており、この特定の段は、多段整流器の最後の段以外の任意の段であることができる。
【０００７】
多段整流器をシャントリミッターと組み合わせて、ＲＦを動力とするトランスポンダーの入力電圧の整流及び制限をすることによって、アーキテクチャ及び設計を幾分単純で、実装を容易に効率的にすることができる。また、多段整流器をシャントリミッターと組み合わせることによって、精度を向上することができる。基準電圧及び／又はバイアス電流はまったく必要とされない。また、多段整流器とシャントリミッターの組み合わせの立ち上がりのふるまいは、非常に自発的であり、精巧なチューニング又は較正を必要としない。また、多段整流器とシャントリミッターの組み合わせは、幾分コンパクトであり、トランスポンダーの小型の構成及び小型の設計を実現できる。
【０００８】
シャントリミッターは、基準電圧、バイアス電流又は差動増幅器を必要としない。シャントリミッターは、適度に高いループ利得を与え、これによって、広範囲のパワーにわたってリミッターが機能することが可能になる。整流器の出力をシャントリミッターと接続し、さらに、多段整流器のｎ番目の段をシャントリミッターと接続することによって、フィードバックループが設けられ、これによって、リミッターの幾分正確な動作が可能になる。
【０００９】
別の実施形態によると、シャントリミッターは、ドレインとソースを有する第１のトランジスターを有する。ここで、ソースとドレインのうちの一方は、整流器の出力に接続している。典型的には、ソースとドレインのうちの他方は、典型的には負荷を介して、接地に接続している。トランジスターは、典型的には、ＭＯＳＦＥＴ（酸化金属半導体電界効果トランジスター）として実装される。例えば、トランジスターのドレインを多段整流器の出力に接続し、トランジスターのソースを接地に接続することによって、最大の許容電圧レベルよりも大きい整流器の出力を直接かつ効率的に小さくすることができる。多段整流器の出力における所定の最大レベルよりも大きい過電流を直接接地にシャントすることができる。
【００１０】
別の実施形態によると、シャントリミッターの第１のトランジスターは、さらに、多段整流器のｎ番目の段に接続されるゲートを有する。したがって、第１のトランジスターの動作は、多段整流器のｎ番目の段で利用可能な電圧レベルによって制御される。多段整流器の一又は複数の段、すなわち、ｎ段をまたがって作られた電圧を使用することによって、リミッター用の制御された帰還回路を設けることができる。
【００１１】
別の実施形態において、シャントリミッターは、さらに、第１のトランジスターのドレインとソースのうちの他方を接地に接続する第１の抵抗を有する。第１のトランジスターのドレインが多段整流器の出力に接続していると仮定すると、第１のトランジスターのソースは、第１の抵抗を介して接地に接続される。代替実施形態において、第１のトランジスターのソースは、多段整流器の出力に接続され、少なくとも第１の抵抗を介して接地に接続されるのは、第１のトランジスターのドレインである。いずれの場合においても、当該抵抗は、第１のトランジスターに対する負荷として用いられる。このようにして、立ち上がり時の問題及び電力の不必要な消費をもたらすような電流源の使用を回避することができる。
【００１２】
第１のトランジスターを流れる電流が幾分低く、制限が実際には行われない場合、リミッターにおける電流又は電力の消費は、少しだけ又はほとんどない。このことは、低パワーＲＦＩＤトランスポンダーにおいて有益である。したがって、実際に制限していなければ、リミッターの性能は落ちない。したがって、制限していないモードでは、リミッターの静的な電流又は電力の消費がない。
【００１３】
別の実施形態によると、シャントリミッターは、さらに、ドレインとソースを有する第２のトランジスターを有する。ここで、ドレインとソースのうちの一方は、整流器の出力に接続している。典型的には、整流器出力のソースに接続されるのは、第２のトランジスターのドレインである。このようにして、第１及び第２のトランジスターのドレインを、整流器の出力と並列に接続することができる。しかし、他の構成も考えられる。例えば、第２のトランジスターのソースが、整流器の出力に接続しているような構成である。
【００１４】
第２のトランジスターの構成と特定のデザインは、第１のトランジスターの構成及びデザインと直接関係している。
【００１５】
別の実施形態において、第２のトランジスターは、ノードに接続されているゲートを有し、このノードは、第１の抵抗と、及び第１のトランジスターのソースとドレインのうちの一方に接続している。第１のトランジスターのドレインが整流器の出力に接続されている場合、ノードは、第１のトランジスターのソースに接続している。また、このノードがは、第１のトランジスターと抵抗の間に配置される。したがって、ノードは、第１の抵抗を介して、接地に接続している。第２のトランジスターのゲートをノードに接続することによって、第２のトランジスターのゲートは、第１のトランジスターを流れる電流によって制御される。典型的には、整流器の出力から離れて位置する第２のトランジスターのドレインとソースのうちの他方は、接地に直接接続している。例えば、第２のトランジスターのドレインが整流器の出力に接続している場合、接地に直接接続されているのは、第２のトランジスターのソースである。このように、第２のトランジスターがオンになると、制限する電流を接地にシャントして、整流器の出力を制限する。
【００１６】
別の実施形態によると、第２のトランジスターのドレインは、第１のトランジスターのソースに接続している。典型的な実施形態において、第２のトランジスターのドレインは、第１のトランジスターのソースとドレインの両方に接続している。別の実施形態において、シャントリミッターは、補償回路又は補償アセンブリーを有し、これは、第１及び第２のトランジスターの一方のドレインを、前記第１及び第２のトランジスターのうちの他方のソースと接続している。典型的には、補償回路は、第１のトランジスターのソースを第２のトランジスターのドレインに接続している。別の実装例では、別の実施形態によると、補償回路は、キャパシターと直列の第２の抵抗を有する。したがって、補償回路は、ＲＣアセンブリーを提供する。多段整流器及びシャントリミッターによって形成される回路が、複数の極を有するので、補償回路は、安定性を改善し、整流器及び／又はシャントリミッターの出力の可能性のあるドリフトに対処するために有益である。
【００１７】
別の実施形態によると、第１のトランジスターは、ＮＭＯＳトランジスターとして実装することができるＰＭＯＳトランジスターである。
【００１８】
別の実施形態によると、第２のトランジスターは、ＮＭＯＳトランジスターである。通常、第１及び第２のトランジスターは、ＰＭＯＳトランジスターとＮＭＯＳトランジスターの組み合わせを形成する。第１のトランジスターはＰＭＯＳトランジスターとして実装することができる。第２のトランジスターがＮＭＯＳトランジスターとして実装されている。しかし、ＰＭＯＳとＮＭＯＳトランジスターの様々な他の構成及び組み合わせも同様に考えられる。
【００１９】
別の実施形態において、多段整流器の段はそれぞれ、入力キャパシターを有し、多段の入力キャパシターは、並列に接続している。
【００２０】
別の実施形態において、多段整流器の段はそれぞれ、出力キャパシターを有し、出力キャパシターの１つのノードは、ダイオード又は少なくとも１つのトランジスターを介して入力キャパシターに接続しており、出力キャパシターの別のノードは接地に接続している。
【００２１】
別の実施形態において、多段整流器の段はそれぞれ、整流器構成を有する。整流器構成はそれぞれ、少なくとも１つのトランジスター又は少なくとも１つのダイオードを有する。例示的な実施形態において、整流器構成はそれぞれ、２つのトランジスターを有する。すなわち、互いに直列に接続しているＮＭＯＳトランジスターとＰＭＯＳトランジスターである。２つのトランジスターを接続するノードは、対応する整流器段の入力キャパシターに接続している。多段の整流器構成は直列に接続している。典型的には、各段の出力キャパシターは、隣接して位置する整流器構成どうしの間に位置するノードに接続されている。
【００２２】
このようにして、多段整流器の段どうしは、直列に接続している。各段のＤＣ出力電圧は、前の段より大きく、さらに、入力電圧よりも大きくなるようになる。多段整流器のｎ番目の段で得られた電圧は入力電圧よりも小さい。このようにして、多段整流器のｎ番目の段の出力キャパシターに接続され、さらに、シャントリミッターの第１のトランジスターのゲートに接続している整流器タップは、一種の分圧器を構成している。
【００２３】
別の実施形態によると、多段整流器のｎ番目の段の出力キャパシターに接続されている整流器タップは、シャントリミッターの第１のトランジスターのゲートに接続している。このようにして、第１のトランジスターのゲートに駆動電圧を供給することができる。これは、全整流器をまたがる電圧よりも小さい。
【００２４】
様々なダイオード又はＭＯＳトランジスターに基づいて多段整流器を実装することは、多段整流器のｎ番目の段で電圧を即座に利用可能であるために、有益である。このようにして、トランスポンダー及びその整流器又はリミッターの可能性のある立ち上がりの課題を、有効に低減したり回避したりすることができる。
【００２５】
別の態様によると、本発明は、さらに、上記のようなトランスポンダーを有する電子デバイスに関する。このようなトランスポンダーは、典型的にはＲＦＩＤトランスポンダーとして実装され、多岐にわたる電子デバイスにおいて実装することができる。典型的には、移動体電話、タブレットコンピュータ又は腕時計のような携帯可能な電子デバイスにおいて実装することができる。
【００２６】
添付の図面を参照しながら例示的な実施形態（これに制限されない）についての以下の説明を読むことで、本発明の他の特徴及び利点を理解することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術に係る伝統的なトランスポンダーを概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るシャントリミッターと組み合わさった多段整流器のアセンブリーを示す図である。
【図３】図２のシャントリミッターの詳細図である。
【図４】図２の多段整流器の詳細図である。
【図５】多段整流器とシャントリミッターの組み合わせの別の概略実装例の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１において、典型的にはＲＦＩＤトランスポンダーとして実装される伝統的なトランスポンダー１が示されている。トランスポンダー１は、変調器６及び復調器７に接続しているアンテナ２を有する。また、アンテナ２は、整流器３に接続されており、これは、アンテナ２によって受信したＲＦ信号をＤＣ信号に変換するようにはたらく。これによって、ＲＦＩＤトランスポンダー１の様々な電子部品に電源を供給する。整流器３の出力では、駆動電圧ＶDDが供給される。整流器３の出力は、さらに、リミッター４に接続している。復調器７は、変調器６と同様に、論理コントローラ５に接続しており、これは、整流器３の出力にて供給されている電圧によって駆動されている。
【００２９】
図１に示すように、ＲＦＩＤトランスポンダー１は、さらに、パワーマネジメント８、メモリー９及び発振器１０を有する。パワーマネジメント８、メモリー９及び発振器１０はすべて、論理コントローラ５に接続している。さらに、パワーマネジメント８、メモリー９及び発振器１０は、整流器３の出力で得ることができる電圧ＶDDによって駆動される。
【００３０】
図２において、本発明の実施形態の１つに係るトランスポンダー１００の全体構造を概略的に示している。図２における描画の都合で、アンテナ２、多段整流器１０３及びシャントリミッター１０４のみを示している。多段整流器１０３の出力２１は、出力電圧ＶDDを供給する。この出力２１はシャントリミッター１０４に接続している。また、整流器タップ２０が多段整流器１０３のｎ番目の段に接続している。また、整流器タップ２０は、シャントリミッター１０４にも接続している。多段整流器１０３の出力２１は、キャパシター２３を介して接地ＶSSにつながれている。
【００３１】
図３において、シャントリミッター１０４の例示的な実施形態を示している。シャントリミッター１０４は、第１のトランジスター２２及び第２のトランジスター２４を有する。本実施形態において、第１のトランジスター２２はＰＭＯＳトランジスターＰLとして実装されている。一方、第２のトランジスター２４は、ＮＭＯＳトランジスターＮLとして実装されている。図３に示すように、第１のトランジスター２２のゲート２２ｇは、整流器タップ２０に接続している。この整流器タップ２０は、多段整流器１０３のｎ番目の段に接続している。第１のトランジスター２２のドレイン２２ｄは、多段整流器ＶDDの出力２１に接続している。
【００３２】
第１のトランジスターのソース２２ｓは、ノード２５に接続しており、さらに、第１の抵抗２６に接続している。第１のトランジスター２２のソース２２ｓは、第１の抵抗２６を介して接地ＶSSに接続されている。
【００３３】
第２のトランジスター２４は、ノード２５に接続されているゲート２４ｇを有する。したがって、ゲート２４ｇは、第１の抵抗２６を介して接地ＶSSにつながれている。ゲート２４ｇは、さらに、第１のトランジスター２２のソース２２ｓに接続している。第２のトランジスター２４のドレイン２４ｄは、多段整流器１０３の出力２１に接続している。第２のトランジスター２４のドレイン２４ｄは、第１のトランジスター２２のドレイン２２ｄにも接続している。第２のトランジスター２４のソース２４ｓは、接地ＶSSに接続している。
【００３４】
また、直列に接続している第２の抵抗２７及びキャパシター２９を有する補償回路２８が設けられている。ここで、図３に示すように、第２のトランジスター２４のドレイン２４ｄは、補償回路２８を介して第１のトランジスター２２のソース２２ｓに接続している。
【００３５】
図４に、多段整流器１０３の全体のアーキテクチャを詳細に示している。ここで、多段整流器１０３の４つの段のみを示している。多段整流器１０３は、第１の段３１、第２の段３２及び図示しないさらなる段を有している。全体図において、多段整流器１０３は、ｎ番目の段３３及びｍ番目の段３４を有する。ここで、ｍ番目の段３４は、多段整流器１０３の最後の段を表しており、整流された供給電圧ＶDDを出力２１に供給する。ｎ番目の段３３は、第１の段３１と最後の段３４の間に位置する任意の段を表す。
【００３６】
多段整流器１０３の入力３５は、一連の入力キャパシター４１、４２、４３、４４に接続されている。様々な段３１、３２、３３、３４の入力キャパシター４１、４２、４３、４４はそれぞれ、多段整流器１０３の入力３５に対して並列に接続している。入力キャパシター４１、４２、４３、４４はそれぞれ、整流器構成６１、６２、６３、６４に接続されており、これにおいて、様々な段３１、３２、３３、３４の整流器構成６１、６２、６３、６４はすべて、直列に接続している。図４の実施形態において、整流器構成６１、６２、６３、６４はそれぞれ、ＮＭＯＳトランジスターＮ１、Ｎ２、Ｎｎ、Ｎｍ及びＰＭＯＳトランジスターＰ１、Ｐ２、Ｐｎ、Ｐｍを有している。
【００３７】
各整流器構成６１、６２、６３、６４のＮＭＯＳ及びＰＭＯＳトランジスターは、直列に接続している。ＮＭＯＳトランジスターＮ１のソースとＰＭＯＳトランジスターＰ１のドレインに接続しているノードは、入力キャパシター４１に接続している。整流器段３１、３２、３３、３４はそれぞれ、出力キャパシター５１、５２、５３、５４も有する。出力キャパシター５１、５２、５３、５４はそれぞれ、接地に接続しており、２つの隣に配置された整流器構成６１、６２、６３、６４との間に位置するノードに接続している。詳細には、第１の段３１の出力キャパシター５１は、第２の段３２の整流器構成６２に接続されている第１の段３１の整流器構成６１に接続するように位置しているノードに接続されている。段３１、３２、３３、３４にはそれぞれ、２つの補助チャージポンプ７０がさらに設けられており、これらは、その段のＮＭＯＳトランジスター及びＰＭＯＳトランジスターのゲートにそれぞれ接続されている。
【００３８】
図４に明示的に示してあるように、ｎ番目の段３３には、整流器タップ２０が設けられている。この整流器タップ２０は、さらに、シャントリミッター１０４のゲート２２ｇの第１のトランジスター２２に接続している。
【００３９】
多段整流器１０３とシャントリミッター１０４との組み合わせの機能は、以下のとおりである。多段整流器１０３の出力２１と第１のトランジスター２２のゲート２２ｇの間の電圧が第１のトランジスター２２のしきい電圧に達すると、シャントリミッター１０４は、電流を接地にシャントし始める。ゲート２２ｇにおけるゲート電圧が増えるにしたがって、第２のトランジスター２４をオンにするほどに第１の抵抗２６をまたがる電圧が十分になるまで、第１のトランジスター２２を通る電流が増える。第２のトランジスター２４がオンになると、第２のトランジスター２４は、電流を接地にシャントして、多段整流器１０３の出力２１を制限する。
【００４０】
第１のトランジスター２２を流れる電流と補償回路２８の抵抗との積が第２のトランジスター２４のしきい電圧と等しい場合、制限がフルになる。この状態よりも前においては、リミッター１０４において消費される電流はわずかないしゼロである。このことは低パワーＲＦＩＤトランスポンダー１００において特に有利である。制限していない場合にシャントリミッター１０４が性能を下げないためである。リミッターが機能し始めるオンセットは、下記条件の下で発生する。
ＶrecＶthPL・ｍ／（ｍ−ｎ）、
ここで、ＶthPLは、第１のトランジスター２２のしきい電圧であり、ｍは、多段整流器１０３の段の合計であり、ｎは、多段整流器の入力から第１のトランジスター２２のゲート２２ｇに接続している多段整流器のｎ番目の段までの段数である。例えば、６段の整流器１０３を用いる実際的な実装において、第４の段がシャントリミッター１０４の第１のトランジスター２２のゲート２２ｇに用いられこれに接続しており、第１のトランジスターのしきい電圧が６００ｍＶであり、これにおいて、クランプ電圧が１．８Ｖであるリミッターが設けられる。
【００４１】
そして、リミッターの利得を以下のように表現することができる。
（（ｎ／ｍ）・ｇｍPL・Ｒ１）・ｇｍNL・Ｒrect
ここで、ｎ／ｍは、整流器の帰還率であり、ｇｍPLは、第１のトランジスター２２の相互コンダクタンスであり、Ｒ１は、第１の抵抗２６の抵抗であり、ｇｍNLは、第２のトランジスターの相互コンダクタンスであり、Ｒrectは、整流器１０３の出力インピーダンスである。
【００４２】
典型的には、シャントリミッター１０４を備える多段整流器１０３の構成のループ利得は、２０〜４０ｄＢの範囲にあるように構成することができる。しかし、典型的な実装においては、前記ループ利得は、リミッター１０４がシャントしている電流の量に依存している。なぜなら、この電流は、第１及び第２のトランジスター２２、２４の両方の相互コンダクタンスに影響を与えるからである。したがって、シャント電流が増加するにしたがって利得が増加する。ダイオードのスタックのような単純な受動性のリミッターと比較すると、本発明の実施形態は、多くの利点を備えている。多段整流器１０３をシャントリミッター１０４と組み合わせることによって、制限のオンセットの範囲が狭くなる。しきい電圧は１つのみがあるが、ダイオードのスタックは、生来的に、多様なしきい電圧を有する。本実施形態は、さらに、ループ利得が高い。このことは、シャント電流に対する出力電圧の範囲が狭くなることを促進する。
【００４３】
典型的には差動増幅器スキームを実装している能動性のリミッターと比較すると、ここで説明している構成にはいくつかの利点がさらにある。多段整流器１０３とシャントリミッター１０４の組み合わせは、バンドギャップの幅又は等価な基準のような明示的な電圧基準を必要としない。このことは、電流及び電力消費を縮小することに貢献する。本組み合わせは、さらに、いずれかのトランジスターにバイアスをかけるために電流源を必要としない。再度になるが、このことによって、パワーと複雑さを減らすことができる。多段整流器１０３とシャントリミッター１０４との組み合わせには、いずれの立ち上がり時の問題が発生しないという別の利点がある。典型的な能動性のループを用いる手法は、電圧基準及び／又はバイアス電流を必要とする。リミッターが正確に機能するためには、これらは両方とも適正な動作条件の下で利用可能でなければならない。このことは、リミッターが適切に開始することを非常に困難にする。シャントリミッター１０４と多段整流器１０３との組み合わせは、いずれの外部の基準にも依存せず、したがって、いずれの較正又はチューニングをも必要とせずにすぐに開始する。
【００４４】
図５に、多段整流器２０３とシャントリミッター１０４の組み合わせの別の実装例を示している。ここで、多段整流器２０３は、一連のダイオード構成を有する。図４の構成と比較すると、整流器構成１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６はそれぞれ、ＮＭＯＳトランジスターとＰＭＯＳトランジスターの組み合わせの代わりに、２つのダイオードを有する。図５において、整流器構成１６１のダイオードＤ１、Ｄ２及び整流器構成１６２のダイオードＤ３、Ｄ４のみを示している。それとは別に、整流器段はそれぞれ、さらに、入力キャパシターと出力キャパシターを有する。図５に示すように、多段整流器２０３の第５の段はシャントリミッター１０４に接続している。
【符号の説明】
【００４５】
２  アンテナ
２２  第１のトランジスター
２４  第２のトランジスター
２６  第１の抵抗
２７  第２の抵抗
２９  キャパシター
３１、３２、３３、３４  整流器段
４１、４２、４３、４４  入力キャパシター
５１、５２、５３、５４  出力キャパシター
１００  トランスポンダー
１０３  多段整流器
１０４  シャントリミッター
１０３、２０３  多段整流器
１６１〜１６６  ダイオード
【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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