[发明专利]半导体集成电路和使用它的IC卡

说明书

技术领域

本发明涉及有效应用于IC卡上安装的半导体集成电路等的电源 控制技术，尤其涉及选择用IC卡所具备的天线接收到的电磁波生成 的电源电压、和通过IC卡所具备的接触端子从外部供给的电源电压 来进行工作的半导体集成电路和使用它的IC卡。

背景技术

在卡内部具有带CPU和存储器等的功能的半导体集成电路，与 该半导体集成电路接触的接触端子设置在卡表面上的接触型IC卡， 在金融等领域正在普及。

该接触型IC卡由CPU等管理对存储器的写入/擦除以及读出， 并且具有加密处理功能等，由此实现了接触型IC卡的高安全性能。 实现这样的功能的CPU等，随着近来半导体工艺的微细化，元件耐 压降低，提供给CPU的电源电压被抑制到不超过该元件耐压的电平。 因此，一般通过抑制来自电源电压端子的电压电平的调节器电路对 CPU等供给电源电压。

另一方面，不具有电池等电源通过由天线接收的电磁波生成用 于内部电路工作的电源电压来进行工作的非接触型IC卡在交通等领 域逐渐被广泛使用。非接触型IC卡，从读写器(询问器)接收对电 磁波进行调制后送出的数据，根据对接收到的数据进行信号处理而 得到的数据，通过改变天线端子间的负载来调制天线接收到的电磁 波，将数据发送到读写器(询问器)。

与接触型IC卡同样，在非接触型IC卡中，为了实现上述那样 的功能也安装CPU和存储器等，CPU等被供给抑制为不超过其结构 元件的元件耐压的电源电压。

如上所述，能够兼具接触型IC卡和非接触型IC卡的功能的双 模(dual-way)IC卡中，根据IC卡的工作状态，将从作为接触端子 设置的电源电压端子经由调节器电路供给的电源电压和由天线所接 收的电磁波生成的电源电压被选择性地提供给内部安装的CPU等的 内部电路中。

这样，为了防止在具有多个电源输入装置并通过切换所供给的 电源而使用的情况下可能发生的输入电压源的短路、和非接触工作 时中的金属接触等引起的电源端子与接地端子的短路，需要将所选 择的电源以外的电源输入分离。

因此，有如下技术：在电源电压端子与内部电源线之间具备电 源开关电路，用由天线接收到的电磁波生成的电源来工作的情况下， 切断来自电源电压端子的输入(参照专利文献1)。

在专利文献1记载的用PMOS晶体管构成电源开关电路的情况 下，通过PMOS晶体管的块状(bulk)端子与源极端子之间生成的 寄生二极管，在电源电压端子与内部电源线之间生成电流路径，所 以不能从电源电压端子完全切断内部电源线。

因此，具有下技术：通过用2个串联连接的PMOS晶体管构成 电源开关电路，从电源电压端子完全切断内部电源线，而不生成寄 生二极管产生的电流路径(参照专利文献2)。

【专利文献1】日本特开2000-113148号公报

【专利文献2】日本特开2004-78898号公报

发明内容

如专利文献1所示，在由NMOS晶体管构成电源开关电路的情 况下，从电源电压端子供给的电源电压降低时，直到生成使NMOS 晶体管充分导通的栅极电压为止需要很长时间，其间，内部电源线 不被供给足够的电压，因此，难以进行工作模式的判断等处理，直 到芯片开始工作为止需要时间。

并且，在从电源电压端子供给的电源电压较低时，为了减小电 源开关电路的电压损失，必须通过扩大NMOS晶体管的晶体管尺寸， 对NMOS晶体管的栅极端子供给足够大的电压等，来减小NMOS晶 体管的导通电阻。特别是，当从电源电压端子供给的电源电压较低， 内部电路的功耗较大时，其影响较大，因此难以抑制芯片面积、消 耗电流的增大。

另一方面，专利文献2所示，由PMOS晶体管构成电源开关电 路时，从电源电压端子供给的电源电压变低，则构成电源开关的 PMOS晶体管的栅极-源极间电压也变小，因此，电源开关带来的电 压损失大幅增大。因此，为了降低构成电源开关的PMOS晶体管的 导通电阻，需要增大晶体管尺寸。