[发明专利]整流电路及RFID芯片

说明书

技术领域

本发明涉及电路领域，尤其涉及一种整流电路及RFID芯片。

背景技术

RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）标签这类芯片工作过程中，在通过射频载波接收和发送信号的同时还需要从射频载波中获得芯片工作所需要的能量。由于RFID标签的天线获得的射频交流信号幅度一般较小，在RFID标签芯片设计上通常需要设计一种电荷泵整流电路把射频交流信号整流升压而获得满足RFID标签芯片工作需要的电源。整流电路的效率高低会直接影响到RFID标签芯片的灵敏度。

当前RFID标签芯片通过射频输入端传输信号的同时通过射频输入端获取能量供芯片内部电路使用。举例说明：UHF（Ultra High Frequency，特高频）RFID标签芯片中，RFID标签芯片通过外部天线感应信号输入到芯片内部，信号载波频率为860～960MHz，输入到RFID标签芯片内部的信号一方面经过解调传递给数字电路，另一方面通过电荷泵整流电路产生直流电压为RFID标签芯片内部的数字电路、模拟电路以及储存器等模块提供电压。一般而言，RFID标签芯片灵敏度越高，工作距离越远，这是衡量RFID标签芯片性能的一个重要指标。距离越远，天线获得的能量越低，这就需要在RFID标签芯片功耗一定的情况下提高电荷泵整流电路的效率，从而保证在提供足够负载能力的情况下输出各模块足够工作的电压，所以设计高效率的电荷泵整流电路是UHF RFID标签芯片的难点之一。

图1示出了n级电荷泵整流电路的结构，每级电路结构一样，一般根据不同输出电压需要设计不同级数，其中输入射频信号ANTP为天线感应信号，表达式为：

                                                                  公式（1）

其中，Vp为感应信号幅度，理想情况下，整流输出电压VA=（n+1）Vp。

现有技术中，电荷泵整流电路有以下方案：

方案一、采用dickson结构，每级整流电路采用两个肖特基二极管和两个电容进行整流滤波，其改进方案采用二极管连接的MOS管代替肖特基二极管，如图2所示。

方案二、带有偏置电路同时传输管采用一个NMOS管和一个PMOS管的整流电路，使用电阻作为偏置电路，给传输管栅极电压提供偏置电压。

方案三、采用改进的CMOS二极管结构替代传统二极管，改进的CMOS二极管结构如图3所示，采用PMOS管作为传输管，传输管栅极采用一路偏置电流产生偏置电压。用此电路替代传统肖特基二极管，偏置电流通过输出VA电压产生。

以上方案存在的问题是：方案一中，肖特基二极管需要在标准CMOS工艺上增加掩膜的工序来实现，增加了制造成本，不同MOS管存在漏电以及工艺温度偏差性能低于肖特基二极管；方案二中，电阻作为偏置，只能实现两级串联不能多级倍压，不能够在输入能量较小的情况下产生足够工作电源电压，限制应用；方案三结构复杂，每级整流电路包括至少两个偏置电压电路，存在较多漏电，效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种整流电路及RFID芯片，提高转换效率，降低工艺成本。

为解决上述技术问题,本发明提出了一种整流电路,包括N级子级整流电路，N为自然数，第i级子级整流电路包括第一传输管、第二传输管、偏置电路、第一电容和第二电容，i=1，2，……N，所述偏置电路用于为所述第一传输管和所述第二传输管提供偏置电压，其中：

所述第一传输管的输入端与所述偏置电路的第一输入端相连并共同接第i级子级整流电路的输入端，也即第i-1级子级整流电路的输出端，所述第一传输管的输出端接所述第二传输管的输入端；

所述第二传输管的输出端与所述偏置电路的第二输入端相连并共同接该第i级子级整流电路的输出端；

所述偏置电路的第三输入端接输入射频信号ANTP，第一输出端接所述第一传输管的控制端，第二输出端接所述第二传输管的控制端；

所述第一电容的第一端接所述第一传输管的输出端和所述第二传输管的输入端，所述第一电容的第二端接输入射频信号ANTP；

所述第二电容的第一端接所述第二传输管的输出端，所述第二电容的第二端接地VSS。

进一步地,上述整流电路还可具有以下特点, 所述第一传输管和所述第二传输管均为金属氧化物半导体场效应管MOSEFT管。

进一步地,上述整流电路还可具有以下特点, 所述偏置电路中包括限幅电路。