[发明专利]整流电路、电源电路以及半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用二极管的整流电路以及使用该整流电路的电源电路。本发明还涉及使用上述整流电路或上述电源电路且能够进行无线通信的半导体装置。

背景技术

与嵌入有集成电路及天线的介质(RF标签)之间以非接触的方式收发信号的技术(RFID：射频识别)已经在各种领域上获得实际使用，且作为一种新的信息通信的形态而有望进一步扩展其市场。在很多情况下用于RFID的RF标签的形状是卡状或比卡状更小型的芯片状，但可以根据其用途而采用各种各样的形状。

在RFID中，可以利用电波来进行读出器、读写器、或询问器和RF标签之间的通信。具体而言，从询问器发射的电波在RF标签中的天线转换为电信号，RF标签中的集成电路根据该电信号而工作。并且，通过从天线发射根据从集成电路输出的电信号而被调制的电波，可以以非接触的方式将信号发送到询问器。在此，询问器也具有天线。

注意，RF标签大致可划为两个类型，即有源型及无源型。有源型内部装有一次电池，在RF标签中不生成电能。另一方面，无源型可以利用询问器所发射的电波来在RF标签中生成电能。具体而言，在将从询问器接收的电波在天线转换为交流电压之后，在整流电路对该交流电压整流并使用平滑用电容器等，从而作为电源电压供应到RF标签中的各个电路中。

在下述专利文献1中公开了使用一个二极管的整流电路和将平滑用电容器连接到该整流电路的输出一侧的结构。在图18中示出专利文献1所公开的整流电路和平滑用电容器的结构。在图18所示的整流电路中，二极管800连接到输入端子801和输出端子802之间。二极管800的阳极配置在输入端子801一侧，而阴极配置在输出端子802一侧。此外，电容器803所具有的两个电极之一方连接到输出端子802，而另一方接地(GND)。

[专利文献1]日本专利2909867号公报(第6页、第1图)

在RFID中，按照ISO、JIS等的规格或法令来规定询问器所发射的电波强度。

但是，当询问器所发射的电波强度相同时，RF标签和询问器之间的通信距离越近，在RF标签中的天线所接收的交流信号的电压振幅越大。当天线所接收的交流信号的电压振幅大时，由先接收该信号的整流电路和平滑用电容器等生成比所希望的值高的电压。生成了的电压提供到连接到该整流电路的后级的电路。其结果，由于对在该电路中的半导体元件提供比所希望的值大的电压，并且流过的电流出乎预料地大，因此发生半导体元件容易劣化或损坏的问题。

此外，在询问器所发射的电波包括噪声的情况以及询问器以外的电子设备发射不希望有的辐射的情况下，RF标签被暴露于超过规定的强大电波。在此情况下，天线接收超过预定范围那样大电压振幅的交流信号。当天线所接收的交流信号的电压振幅大时，由先接收该信号的整流电路生成比所希望的值高的电压。生成了的电压提供到连接到该整流电路的后级的电路。其结果，由于对在该电路中的半导体元件提供比所希望的值大的电压，并且流过的电流出乎预料地大，因此发生半导体元件容易劣化或损坏的问题。

此外，为了降低集成电路的成本，一般地进行如下步骤：通过使半导体元件微细化来缩小由半导体元件构成的集成电路的尺寸，从而增加可以形成在一个母玻璃上的集成电路数量。但是，半导体元件的微细化引起其耐压降低且因过电流而RF标签容易被损坏的问题。

此外，RF标签还具有如下问题，即当询问器所发射的电波包括噪声时，该噪声妨碍在RF标签中的电路的正常工作。

假定对图18所示的整流电路的输入端子801输入具有图19A所示的特性的交流信号。在此情况下，如图19B中的虚线所示那样，二极管800对输入到输入端子801的交流信号整流，并输出到输出端子802。由于电容器803使输出到输出端子802的信号平滑化，因此实际上具有如图19B的实线所示的特性的信号被输出到输出端子802。

图19C以提高时间尺度的方式示出图19B所示的输出端子802中的电压的时间变化。如图19C所示那样，虽然可以看到周期性的电压上升和下降，但是每个周期的电压平均值在理想上保持为相同，输出到输出端子802的信号的电压被认为直流电压。