用于射频电子标签的整流电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于射频电子标签的整流电路，至少包含N级整流单元，每级整流单元均采用差分结构，使信号实现全波整流，提高了信号的利用率，并且，本发明专利技术通过设置偏置电压产生管为各整流管栅极提供偏置电压，使各整流管处于亚阈值状态，同时，本发明专利技术还采用栅极稳定电容减少各整流管栅-源寄生电容的影响，使栅极电压稳定，减小了源极信号波动对栅极偏置电压的影响。

Rectifier circuit for radio frequency electronic tag

The invention discloses a rectifier circuit for RFID tag, contains at least N rectifier unit, each rectifier unit adopts differential structure, to achieve full wave rectified signal, improves the utilization ratio of the signal, and by setting the bias voltage generating tube provides the bias voltage for the rectifier gate. The rectifier in the subthreshold state, at the same time, the invention also uses gate capacitance stability to reduce the impact of gate source parasitic capacitance of the rectifier, the gate voltage stability, reduce the influence of source signal fluctuation on the gate bias voltage.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于射频集成电路领域，涉及一种整流电路，具体为一种用于射频电子标 签的整流电路。
技术介绍
射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)是一种非接触式的自动 识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合传输特性自动识别目标对象并获取相关 信息，实现自动识别。作为一项关键技术，RFID由于其众多便利的特点和广泛的应用领域， 越来越受到人们的普遍关注。RFID技术有着十分广泛的应用前景，其可以应用于物流仓储 中的仓库管理、身份识别、交通运输、食品医疗、动物管理、门禁防盗以及工业军事等多种领 域，给人们生活带来了极大的便利。RFID系统通常由标签(Tag) ,RFID读写设备(Reader)以及应用软件平台构成，标 签和RFID读写设备是RFID系统的硬件基础。RFID电子标签种类很多，按照供电方式通常可 分为有源和无源的电子标签；按照载波频率通常可分为低频(134. 2kHz)、高频(13. 56MHz) 以及超高频033MHz和915MHz)，其中超高频则属于未来的发展方向。图1为一常见的无源电子标签芯片的电路结构图。根据图1，电子标签包括天线、 匹配网络、整流电路、电源产生模块、接收发送电路、数字控制部分及存储单元。无源电子标 签由于没有外部电源供给，因此需要整流电路对从天线输入的射频信号进行整流，得到直 流电压对芯片的其他模块(如检波及时钟电路、数字控制部分及存储单元)进行供电，因此 整流电路对于无源电子标签芯片至关重要。一般整流电路采用传统的N级倍压整流电路实 现，其整流器件采用MOS器件漏栅短接等效的二极管，由于一般MOS器件阈值较高，如NMOS 约0. 7v, PMOS约0. 9v，在低功耗的RFID系统中如果采用这种整流电路将会使得整流效率 降低，从而使得电子标签最远工作距离缩短。中国专利CN200610118905. 4提出了一种用于射频电子标签的自偏置高效整流电 路，如图2所示，其主要目的是通过电压偏置管MB1-MB3给整流的MOS管(M1、M2)提供稳定 的直流偏压，使得整流管栅极电压保持在微导通状态，降低整流管的导通阈值，以提高整流 电路的整流效率。然而，该电路虽然可以降低整流管的导通阈值，却存在以下两个主要缺点1、该电 路属于半波整流电路，对信号的利用率比较低；2、该电路的自偏置信号没有设置稳定电路， 在信号波动时会降低整流效率。综上所述，可知先前技术中用于射频电子标签的整流电路存在信号利用率较低且 由于没有设置稳定电路信号波动时会降低整流效率的问题，因此，实有必要提出改进的技 术手段，来解决此一问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的信号利用率较低且由于未设置稳定电路会降低整流效率的问题，本专利技术的一个目的在于提供一种用于射频电子标签的整流电路，以实现一种 全波整流电路，提高信号利用率。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于射频电子标签的整流电路，以实现对各整 流管提供偏置电压，降低各整流管实际导通时的阈值电压。本专利技术第三个目的在于提供一种用于射频电子标签的整流电路，以实现对各整流 管的偏置电压设置稳定电路，以减小各整流管栅-源寄生电容的影响，稳定栅极电压。为达上述及其它目的，本专利技术一种用于射频电子标签的整流电路，至少包含N级 采用差分结构的整流单元，每级整流单元均具有第一输入端、第二输入端、第一输出端及第 二输出端，当前级整流单元的第一输出端与下一级整流单元的第一输入端相连，当前级整 流单元的第二输出端与下一级整流单元的第二输入端相连，第一级整流单元的第一输入端 与第二输入端连接至该电子标签天线的第二端，最后一级整流单元连接至输出电源的正负 端，其中，每级整流单元均包括第一差分整流单元与第二差分整流单元，该第一差分整流单 元至少包括第一正向整流管、第二正向整流管、第一耦合电容以及第一负载电容，该第一正 向整流管源极接至该当前级整流单元的第一输入端，漏极与该第一耦合电容及该第二正向 整流管漏极共连，该第二正向整流管源极连接至该当前级整流单元的第一输出端，该第二 差分整流单元至少包括第一负向整流管、第二负向整流管、第二耦合电容以及第二负载电 容，该第一负向整流管源极接至该当前级整流单元的第二输入端，漏极与该第二耦合电容 及该第二负向整流管漏极共连，该第二负向整流管源极连接至当前级整流单元的第二输出 端，该第一耦合电容、该第二耦合电容与该电子标签天线的第一端相连，该第一负载电容、 该第二负载电容与该电子标签天线的第二端相连。进一步地，每级整流单元还包含四个偏置电压产生管，该四个偏置电压产生管分 别为该第一正向整流管、该第二正向整流管、该第一负向整流管以及该第二负向整流管提 供偏置电压。进一步地，该四个偏置电压产生管均采用漏栅短接形成有源电阻的接法，且该第 一正向整流管的偏置电压产生管源极接至该当前级整流单元的第一输入端，栅极接至该第 一正向整流管的栅极，漏极外接一电流源；该第二正向整流管的偏置电压产生管源极接至 该当前级整流单元的第一输出端，栅极接至该第二正向整流管的栅极，漏极外接一电流阱; 该第一负向整流管的偏置电压产生管源极接至该当前级整流单元的第二输入端，栅极接至 该第一负向整流管，漏极外接该电流阱；该第二负向整流管的偏置电压产生管源极接至该 当前级整流单元的第二输出端，栅极接至该第二负向整流管，漏极外接该电流源。进一步地，该整流电路还包括一偏置电流产生模块，该偏置电流产生模块连接至 该四个偏置电压产生单元的漏极，以提供该电流源或电流阱。进一步地，每级整流单元还包括第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容，以 稳定各整流管栅极电压的电容，其中该第一电容一端连接至该第一正向整流管栅极，另一 端连接至该当前级整流单元的第一输入端；该第二电容一端连接至该第二正向整流管栅 极，另一端连接至该当前级整流单元的第一输出端；该第三电容一端连接至该第一负向整 流管栅极，另一端连接至该当前级整流单元的第二输入端；该第四电容一端连接至该第二 负向整流管栅极，另一端连接至该当前级整流单元的第二输出端。其中，该第一正向整流管、该第二正向整流管、该第一负向整流管以及该第二负向 整流管可以为N型、P型MOS耗尽或增强型晶体管。其中，该四个偏置电压产生管为N型、P型MOS耗尽或增强型晶体管。与现有技术相比，本专利技术一种用于射频电子标签的整流电路，通过利用N级差分 结构的整流单元，使信号实现全波整流，提高了信号的利用率，同时，本专利技术通过采用于各 整流管栅极增加偏置电压的方法，使各整流管处于亚阈值状态，降低了各整流管实际导通 时的阈值电压，另外，本专利技术还进一步采用栅极稳定电容减小各整流管栅-源寄生电容的 影响，使栅极电压稳定，减小了源极信号波动对栅极偏置电压的负面影响。附图说明图1为射频电子标签结构示意图；图2为现有技术带自动偏置的整流单元电路结构图；图3为本专利技术用于射频电子标签的整流电路优选实施例的结构示意图；图4为图3中单级整流单元的电路结构图；图5为本专利技术具两级整流单元的整流电路的电路结构图。具体实施例方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可 由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于射频电子标签的整流电路，至少包含Ｎ级采用差分结构的整流单元，每级整流单元均具有第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端，当前级整流单元的第一输出端与下一级整流单元的第一输入端相连，当前级整流单元的第二输出端与下一级整流单元的第二输入端相连，第一级整流单元的第一输入端与第二输入端连接至该电子标签天线的第二端，最后一级整流单元连接至输出电源的正负端，其中，每级整流单元均包括第一差分整流单元与第二差分整流单元，该第一差分整流单元至少包括第一正向整流管、第二正向整流管、第一耦合电容以及第一负载电容，该第一正向整流管源极接至该当前级整流单元的第一输入端，漏极与该第一耦合电容及该第二正向整流管漏极共连，该第二正向整流管源极连接至该当前级整流单元的第一输出端，该第二差分整流单元至少包括第一负向整流管、第二负向整流管、第二耦合电容以及第二负载电容，该第一负向整流管源极接至该当前级整流单元的第二输入端，漏极与该第二耦合电容及该第二负向整流管漏极共连，该第二负向整流管源极连接至当前级整流单元的第二输出端，该第一耦合电容、该第二耦合电容与该电子标签天线的第一端相连，该第一负载电容、该第二负载电容与该电子标签天线的第二端相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘理，
申请(专利权)人：上海龙晶微电子有限公司，上海中科高等研究院，
类型：发明
国别省市：31