非接触IC卡制造技术

本发明专利技术提供一种非接触ＩＣ卡。本发明专利技术的目的是在强电场输入时在参考电压电路上升之前，抑制ＩＣ内的电源的急剧上升，实现高性能的非接触ＩＣ卡。其构成包括参考电压电路（９），对参考电压电路（９）输出的参考电压Ｖｒｅｆ进行监测的判定电路（１０）和电源稳定化单元（１１），利用判定电路（１０）判定参考电压Ｖｒｅｆ是否超过规定电压，在参考电压Ｖｒｅｆ未达到规定电压时，由电源稳定化单元（１１）向电源ＶＤＤＤ供给能量，通过抑制电源ＶＤＤＡ的急剧上升，实现ＩＣ内的电源的稳定和抑制信号品质的劣化的非接触ＩＣ卡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以非接触方式从外部供给电源的非接触IC卡，特别涉及谋求IC的电源电压稳定化的非接触IC卡。
技术介绍
以安全功能、个人鉴别(身份认证)功能为特征的带有CPU的IC卡，大致可区分为经过与读写器的接点进行通信的“带有外部端子的IC卡”和利用电磁感应等进行的“非接触IC卡”。其中，以无线方式进行数据通信的非接触IC卡，由于不需要与外部机器的连接端子其耐久性优异。另外，由于是接收电波由整流器进行整流而生成IC动作所需的DC电源，所以不需要电池，对于系统的小型化和低成本化是有效的。现有的非接触IC卡，有将模拟电路、CPU、存储器以一个IC来实现(比如，参照非专利文献1Shoichi Masui等人，“A 13.56MHzCMOS RF Identification Transponder Integrated Circuit With ADedicated CPU”，ISSCC Digest of Technical Papers，1999，Feb 16，p.162-163，Fig.9.1.1)的，并且，也有即使是读写器和IC卡的相对位置变动也可以提供稳定的电源的非接触IC卡(比如，参照专利文献1日本专利第3376085号(图3))。下面利用图9对这种非接触IC卡的动作予以说明。非接触IC卡1由线圈天线L1和半导体集成电路2构成。半导体集成电路2包含整流器3、并联稳压器4、解调单元5、调制单元6、数字信号处理部7、线性调节器8及参考电压电路9。在上述整流器3中使用如图10所采用的二极管D1～D4的全波整流电路。由上述线圈天线L1接收的信号，由整流器3整流生成电源VDDA。解调单元5将重叠在电源VDDA上的RX(接收)信号提取。此提取出的RX信号，由CPU及存储器构成的数字信号处理部7进行信号处理。调制单元6利用由数字信号处理部7生成的TX(发送)信号对线圈天线L1间的阻抗进行调制。在参考电压电路9中，利用图11所示的带隙参考电路生成参考电压Vref。在这种带隙参考电路的情况下，比如，生成参考电压Vref＝1.2V的参考电压。在线性调节器8中利用如图8所示的采用运算放大器的调节器电路。在图8所示的线性调节器的情况下，生成Vref×(1+R1/R2)的电源VDDD作为输出。比如，在R1＝R2时，VDDD＝2.4V。电源VDDD成为数字信号处理部7的电源。另外，上述并联稳压器4，是防止电源VDDA上升到超过耐压的电路。此处，通信标准为ISO14443 TYPE B。本标准的通信频率为13.56MHz，传输率为106kbps，从读写器到非接触IC卡的调制方式为10％ASK调制，从非接触IC卡到读写器是BPSK调制。供给非接触IC卡的电力取决于卡线圈所接收的磁场强度。通常，在卡接近读写器(未图示)时，磁场强度变大，供给半导体集成电路2的电力增大。供给的电力由整流器3变换为DC电压。此处，在半导体集成电路2的负载为一定时，电源电压与供电成比例地上升。由现在的半导体加工工艺可以制造的晶体管的耐压性，在栅氧化膜厚为10nm时为5V左右。在电源VDD上升到超过耐压时，晶体管会破坏。为了抑制这种电源VDD的电压的上升，采用消耗不需要的电力的并联稳压器4。比如，在电源电压上升到大于等于4V时，并联稳压器4就消耗多余的能量，结果就可以抑制电源VDDA的上升。另外，并联稳压器4的能力可通过由解调单元5对调制信号进行解调而予以适当的调整。
技术实现思路
以往的非接触IC卡具有以下的结构，由于不需要与外部机器的连接端子，耐久性优异；并且，不需要电池；在系统的小型化、低成本化方面是有效的；但过去存在以下的问题。就是说，对于比参考电压电路9上升时间更快的响应，不可能由线性调节器8对电源VDDD供电。这是因为，如前所述，线性调节器8的输出电压在参考电压Vref＝0V时，电源VDDD＝0V之故。对于参考电压电路9的上升时间需要100微秒左右的时间。所以，由于以上的原因，本来应该供给电源VDDD的能量供给电源VDDA时，电源VDDA的电位上升，在电源VDDA上升到大于等于耐压时，器件会破坏。这种器件破坏，因为数字信号处理部7的规模越大，电源VDDA的上升越大，就更令人担心。为了抑制这种电源VDDA的上升，也可以采用提高并联稳压器4的能力的对策，但在ASK信号解调时，因为是解调单元5检测出电源VDDA的变化并提取RX信号的结构，如果单单提高并联稳压器4的能力，信号的变化变小，由解调单元5对ASK信号的解调将会变得很困难。本专利技术系为了解决上述问题而完成的专利技术，在强电场输入时即使参考电压电路不上升，通过对电源VDDD供给能量，可以抑制电源VDDA的急剧上升，实现不会有器件受到破坏的高性能的非接触IC卡的目的。本专利技术的第一方案的非接触IC卡具备线圈天线和半导体集成电路，通过线圈天线接收从外部装置发送的电磁波能量并由整流器整流而生成电源电压，包含接受上述线圈天线的输出信号并通过整流生成第1电源电压的整流器；生成参考电压的参考电压电路；判定上述参考电压是否大于等于规定电压的判定电路；以及基于上述判定电路的判定结果控制上述第1电源电压的电位的电源电压稳定化单元。本专利技术的第二方案的非接触IC卡，在所述第一方案的非接触IC卡中，上述电源电压稳定化单元具有基于上述参考电压的电位由上述第1电源电压生成第2电源电压的线性调节器；在根据上述判定电路的判定结果判定参考电压小于等于规定电压时控制上述线性调节器使其动作。本专利技术的第三方案的非接触IC卡，在所述第一方案的非接触IC卡中，上述电源电压稳定化单元具有线性调节器；上述线性调节器以根据上述判定电路选择的参考电压和规定电压中的任何一个为基础，从上述第1电源电压生成第2电源电压。本专利技术的第四方案的非接触IC卡，在所述第一方案的非接触IC卡中，上述电源电压稳定化单元具有并联电路；对上述并联电路的动作利用上述判定电路的判定结果进行控制。本专利技术的第五方案的非接触IC卡，在所述第一方案的非接触IC卡中，由上述判定电路判定比较的规定电压是不取决于上述第1电源电压并且比上述参考电压低的固定的电压。本专利技术的第六方案的非接触IC卡，在所述第一方案的非接触IC卡中，上述参考电压电路是带隙参考电路。本专利技术的第七方案的非接触IC卡，在所述第四方案的非接触IC卡中，上述并联电路由电阻和开关构成，上述电阻和开关在上述第1电源及地之间串联连接，对上述开关利用上述判定电路的输出进行控制。本专利技术的第八方案的非接触IC卡，在所述第七方案的非接触IC卡中，上述判定电路，在上述参考电压低于规定电压时，强制构成上述并联电路的上述开关闭合。本专利技术的第九方案的非接触IC卡，在所述第三方案的非接触IC卡中，上述判定电路以上述参考电压和上述规定电压中高的一方作为上述参考电压。本专利技术的第十方案的非接触IC卡，在所述第一方案的非接触IC卡中，上述规定电压为二极管的正向电压。本专利技术的第十一方案的非接触IC卡，在所述第一方案的非接触IC卡中，上述半导体集成电路具备串联在上述第1电源电压和地之间的并联稳压器。本专利技术的第十二方案的非接触IC卡，在所述第一方案的非接触IC卡中，上述半导体集成电路具备提取重叠在上述第1电源电压上的RX(接收)信号的解调器及对上述提取的R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触ＩＣ卡，具备线圈天线和半导体集成电路，通过线圈天线接收从外部装置发送的电磁波能量并由整流器整流而生成电源电压，其特征在于包括：接受上述线圈天线的输出信号并通过整流生成第１电源电压的整流器；生成参考电压的参考电压电路 ；判定上述参考电压是否大于等于规定电压的判定电路；以及基于上述判定电路的判定结果控制上述第１电源电压的电位的电源电压稳定化单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林锭二，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]