過電圧制御リミッターとそれを備えるＲＦＩＤタグ
【課題】製品の歩留まりを向上させることのできる過電圧制御リミッター及びそれを有するＲＦＩＤタグを開示する。
【解決手段】リミッターは、第１リミッター部１３１及び第１リミッター部１３１と直列に接続された第２リミッター部１３４を備える。第２リミッター部１３４は第１リミッター部１３１に備えられた素子よりしきい電圧が低いリミットダイオードを備える。従って、リミッターは過電圧が印加されると、入力電圧を最大に降下させることができるので、漏れ電流を最大に増加させることができる。これによりＲＦＩＤタグはＲＦＩＤリーダー器から過電圧が印加されＲＦＩＤ駆動部が破損されることを防止することができ、ＲＦＩＤリーダー器から受信される駆動電力の大きさに関係なく正常に動作できるので、製品の歩留まりを向上させることができる。
【解決手段】リミッターは、第１リミッター部１３１及び第１リミッター部１３１と直列に接続された第２リミッター部１３４を備える。第２リミッター部１３４は第１リミッター部１３１に備えられた素子よりしきい電圧が低いリミットダイオードを備える。従って、リミッターは過電圧が印加されると、入力電圧を最大に降下させることができるので、漏れ電流を最大に増加させることができる。これによりＲＦＩＤタグはＲＦＩＤリーダー器から過電圧が印加されＲＦＩＤ駆動部が破損されることを防止することができ、ＲＦＩＤリーダー器から受信される駆動電力の大きさに関係なく正常に動作できるので、製品の歩留まりを向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は過電圧制御リミッター及びそれを備えるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ（Ｔａｇ）に関し、より詳細にはＲＦＩＤリーダー器から受信された過電圧を制限してＲＦＩＤタグの駆動素子を保護する過電圧制御リミッター及びそれを有するＲＦＩＤタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤシステムは無線周波数を用いた自動認識（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄａｔａ Ｃａｐｔｕｒｅ：ＡＤＣ）技術である。ＲＦＩＤシステムはＲＦＩＤリーダー器（Ｒｅａｄｅｒ）とＲＦＩＤタグ間の相互信号交換により行われる。
【０００３】
具体的には、ＲＦＩＤリーダー器は特定の周波数帯の電磁波を送出し、ＲＦＩＤタグは各ＲＦＩＤタグを識別する認証情報及び所定のデータを格納する。ＲＦＩＤタグはＲＦＩＤリーダー器の磁場（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ）もしくは電場（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｉｅｌｄ）内に位置すると、格納された認証情報及びデータをＲＦＩＤリーダー器に伝送する。ＲＦＩＤリーダー器はＲＦＩＤタグから受信された認証情報を用いてＲＦＩＤタグを認証する。
【０００４】
ＲＦＩＤタグはＲＦＩＤリーダー器から受信された電磁波を介してＲＦＩＤタグを駆動するための電力を受ける。ＲＦＩＤリーダー器からＲＦＩＤタグに入力される電力の大きさはＲＦＩＤリーダー器とＲＦＩＤタグ間の距離によって異なる。特に、ＲＦＩＤリーダー器とＲＦＩＤタグ間の距離が近いほどＲＦＩＤリーダー器から入力される電力の大きさは大きくなるので、ＲＦＩＤタグに過電圧が印加される。
【０００５】
このような過電圧がＲＦＩＤタグに印加されると、ＲＦＩＤタグに内蔵された駆動素子が誤動作したり、駆動素子が破損されることがある。
【０００６】
これを防止するためにＲＦＩＤタグは駆動素子に入力される入力電圧を調節するリミッターを備える。リミッターは入力電圧が駆動素子を駆動する基準電圧より低いと最大の電流が駆動素子に提供されるようにし、入力電圧が基準電圧より高いと最小の電流が駆動素子に提供されるようにする。
【０００７】
リミッターは複数のＭＯＳ電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＭＯＳＦＥＴ）を備え、複数のＭＯＳＦＥＴは直列に接続される。複数のＭＯＳＦＥＴは入力電圧が基準電圧より高いと順次にターンオンされ、入力電圧が基準電圧より低いとターンオフされる。つまり、リミッターは入力電圧が基準電圧より低いと、漏れ電流を最小化して駆動素子に提供される入力電流を増加させ、入力電圧が基準電圧より高いと、漏れ電流を増加させ入力電流を減少させる。これにより、ＲＦＩＤは入力電圧の大きさに関係なく正常に動作することができる。
【０００８】
しかし、一般的なＭＯＳＦＥＴのしきい電圧は約０．８Ｖである。従って、リミッターはＭＯＳＦＥＴのしきい電圧より低い電圧は制御することができず、それにより、リミッターは過電圧を制御するときに漏れ電流を最小化するには限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前述の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、過電圧に対応して漏れ電流を最小化することのできる過電圧制御リミッターを提供することにある。
【００１０】
また、前記過電圧制御リミッターを備えるＲＦＩＤタグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の目的を達成するための本発明に係る過電圧制御リミッターは、第１リミッター部及び第２リミッターからなる。
【００１２】
第１リミッター部は、相互直列に接続され外部から受信された入力電圧の大きさに対応して順次にターンオンされる複数の第１素子からなる第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部と並列に接続された少なくとも一つの第２スイッチ部と、を備える。第２リミッター部は前記第１スイッチ部に接続され、第１素子のしきい電圧より低いしきい電圧を有する少なくとも一つのリミットダイオードを備える。
【００１３】
好ましくは、前記リミットダイオードはショットキーバリアーダイオード（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ）からなる。
【００１４】
また、前記リミットダイオードは前記第１スイッチ部に順方向に直列接続される。
【００１５】
一方、前記第２リミッター部は複数のリミットダイオードを含むことができ、前記複数のリミットダイオードは相互直列に接続される。
【００１６】
また、第１素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳＦＥＴ）で形成される。
【００１７】
好ましくは、前記第２スイッチ部は、電流特性が相異なる一対の第２素子が直列に連結され形成される。
【００１８】
より好ましくは、前記一対の第２素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ及びＰＮＰ型バイポーラトランジスタ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＢＪＴ）で形成される。
【００１９】
また、前述の目的を達成するための本発明に係るＲＦＩＤタグは、アンテナ部、ＲＦＩＤ駆動部及びリミッターからなる。
【００２０】
アンテナ部は入力電圧を受信して出力する。ＲＦＩＤ駆動部は、前記アンテナ部と順方向に並列接続され前記入力電圧を受信し、前記入力電圧に対応して認証情報を生成し、生成された認証情報を前記アンテナ部に提供する。リミッターは、前記アンテナ部と順方向に並列接続され、前記入力電圧の大きさに対応してターンオンされ前記ＲＦＩＤ駆動部の電流を制御する。ここで、前記リミッターは、第１リミッター部及び第２リミッター部からなる。第１リミッター部は、相互直列に接続され前記アンテナ部から受信された前記入力電圧の大きさに対応してターンオンされる複数の第１素子からなる第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部と並列に接続された少なくとも一つの第２スイッチ部と、を備える。第２リミッター部は、前記第１スイッチ部に接続され、第１素子のしきい電圧より低いしきい電圧を有する少なくとも一つのリミットダイオードを備える。
【００２１】
好ましくは、前記リミッターの駆動電圧は前記ＲＦＩＤ駆動部の駆動電圧より大きく、前記リミッターは前記アンテナから出力された入力電圧が前記ＲＦＩＤ駆動部の駆動電圧より大きいときにターンオンされる。
【００２２】
また好ましくは、前記リミットダイオードはショットキーバリアーダイオード（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ）からなる。
【００２３】
ここで、前記リミットダイオードは前記第１スイッチ部に順方向に直列接続される。
【００２４】
一方、前記第２リミッター部は複数のリミットダイオードを含み、前記複数のリミットダイオードは相互直列に接続される。
【００２５】
この場合、複数の第１素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳＦＥＴ）で形成されたことが好ましい。
【００２６】
一方、前記第２スイッチ部は、電流特性が相異なる一対の第２素子が直列に連結され形成されたことがより好ましい。
【００２７】
また、前記一対の第２素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ及びバイポーラトランジスタ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＢＪＴ）で形成されたことが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、ＲＦＩＤタグのリミッターは第１リミッター部と、第１リミッター部に備えられた素子よりしきい電圧が低いリミットダイオードからなる第２リミッター部と、を備える。これにより、リミッターは過電圧が印加されると漏れ電流を最大に増加させ、基準電圧より低い低電圧が印加されると漏れ電流を最小化することができる。従って、ＲＦＩＤタグはＲＦＩＤリーダー器から過電圧が印加されることによって、ＲＦＩＤ駆動部が破損されることを防止することができ、ＲＦＩＤリーダー器から受信される駆動電力の大きさに関係なく正常に動作できるので、製品の歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図面に基いて本発明の好適な実施形態を詳述する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグを示すブロック図である。
【００３１】
同図に示すように、本発明に係るＲＦＩＤタグ１００はアンテナ部１１０、ＲＦＩＤ駆動部１２０、及びリミッター１３０を含む。
【００３２】
具体的には、アンテナ部１１０はＲＦＩＤリーダー器（図示せず）と無線でデータを送受信する。つまり、アンテナ部１１０はＲＦＩＤリーダー器から電磁波を受信する。アンテナ部１１０は電磁波を介してＲＦＩＤタグ１００を駆動するための駆動電力を受信する。アンテナ部１１０は駆動電力をＲＦＩＤ駆動部１２０に提供する。
【００３３】
ＲＦＩＤ駆動部１２０はアンテナ部１１０と電気的に接続され駆動電力を受信する。ＲＦＩＤ駆動部１２０はアンテナ部１１０と並列に接続され、駆動電力に対応してＲＦＩＤタグ１００を認証する認証情報をアンテナ部１１０に提供する。アンテナ部１１０はＲＦＩＤ駆動部１２０から受信された認証情報をＲＦＩＤリーダー器に伝送し、ＲＦＩＤリーダー器は認証情報を用いてＲＦＩＤタグ１００を認証する。図示していないが、ＲＦＩＤ駆動部１２０はＲＦＩＤリーダー器とのデータの送受信を制御する少なくとも一つ以上の駆動素子を備える。
【００３４】
リミッター１３０はアンテナ部１１０とＲＦＩＤ駆動部１２０との間に位置し、アンテナ部１１０と並列に接続される。リミッター１３０はアンテナ部１１０からＲＦＩＤ駆動部１２０に入力される入力電圧（ＶＩＮ）の大きさに対応してＲＦＩＤ駆動部１２０の入力電流を制御する。
【００３５】
以下、図面に基いてリミッター１３０の構成及びリミッター１３０において入力電圧に応じて漏れ電流を制御する過程を詳説する。
【００３６】
図２は、図１に示されたリミッターを示す回路図である。
【００３７】
同図に示すように、リミッター１３０は第１リミッター部１３１及び第２リミッター部１３４を含む。
【００３８】
具体的には、第１リミッター部１３１は、第１スイッチ部１３２及び少なくとも一つ以上の第２スイッチ部１３３を含む。第１スイッチ部１３２は、複数の第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）からなる。本実施形態において、第１スイッチ部１３２は６個の第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）を備えるが、メイン素子の個数はＲＦＩＤリーダー器の認識距離、各第１素子のしきい電圧、漏れ電流を制御する基準電圧、即ちＲＦＩＤ駆動部１２０の適正駆動電圧によって増加又は減少され得る。
【００３９】
複数の第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）はＮチャネルのＭＯＳ電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳＦＥＴ）からなる。ＭＯＳＦＥＴは酸化絶縁層、例えばケイ素二酸化絶縁層を備える電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）の一種である。ＭＯＳＦＥＴのゲートは半導体内に位置する伝導チャネルと酸化絶縁層によって分離され、入力電荷量を充電または除去できるパルス程度のゲート入力電圧を必要とする。ＭＯＳＦＥＴはバイポーラトランジスタ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＢＪＴ）より低い電力で作動することができる。
【００４０】
複数の第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）は直列に連結され、順次に位置する。各第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）はゲートとドレインに接続される。従って、各第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のゲート及びドレインは同一電圧が提供され、これにより、各第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）はダイオード（Ｄｉｏｄｅ）機能を果たす。
【００４１】
複数の第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）は入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧より高いと順次にターンオンされ、入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧より低いとターンオフされる。
【００４２】
複数の第２スイッチ部１３３は第１スイッチ部１３２と順方向に並列接続される。本実施形態において、複数の第２スイッチ部１３３は第１ないし第４サブスイッチ部１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄからなるが、サブスイッチ部の個数は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）の個数に応じて増加又は減少され得る。
【００４３】
複数の第２スイッチ部１３３は複数の第２素子（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）からなる。ここで、複数の第２素子（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）は４つのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０）及び４つのＢＪＴ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）からなる。
【００４４】
各サブスイッチ部１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄは直列に接続された一つのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０）及び一つのＢＪＴ素子（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）からなる。
【００４５】
具体的に、第１サブスイッチ部１３３ａのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７）は二番目に位置する第１素子（ＭＮ２）と並列に接続され、第２サブスイッチ部１３３ｂのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ８）は三番目に位置する第１素子（ＭＮ３）と並列に接続される。第３サブスイッチ部１３３ｃのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ９）は四番目に位置する第１素子（ＭＮ４）と並列に接続され、第４サブスイッチ部１３３ｄのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ１０）は五番目に位置する第１素子（ＭＮ５）と並列に接続される。
【００４６】
これにより、複数のサブスイッチ部１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄに備えられた各ＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０）のゲートには第２スイッチ部１３２と接続された第１素子（ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５）からゲート電圧が印加される。
【００４７】
つまり、第１サブスイッチ部１３３ａのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７）は二番目の第１素子（ＭＮ２）からゲート電圧が印加され、第２サブスイッチ部１３３ｂのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ８）は三番目の第１素子（ＭＮ３）からゲート電圧が印加される。第３サブスイッチ部１３３ｃのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ９）は四番目の第１素子（ＭＮ４）からゲート電圧が印加され、第４サブスイッチ部１３３ｄのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ１０）は五番目の第１素子（ＭＮ５）からゲート電圧が印加される。
【００４８】
各ＢＪＴ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）のエミッタには、対応する各ＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０）のドレイン電圧が印加される。
【００４９】
第１スイッチ部１３２と各サブスイッチ部１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄ間の動作関係は同一であるので、第１スイッチ部１３２と第１サブスイッチ部１３３ａ間の動作関係を一例として説明する。
【００５０】
二番目の第１素子（ＭＮ２）がターンオンされると、第１サブスイッチ部１３３ａのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７）がターンオンされ、これにより、第１サブスイッチ部１３３ａのＢＪＴ（Ｂ１）がターンオンされる。ここで、複数の第２スイッチ部１３３のＢＪＴ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）の電流特性はベース−エミッタ間の電圧に対して指数関数的に変化する。これにより、リミッター１３０は指数関数の特性を用いて入力電圧が基準電圧より低いと漏れ電流を減少させ、入力電圧が基準電圧より高いと漏れ電流を急激に増加させることができる。
【００５１】
例えば、基準電圧が５Ｖで、各第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧が０．８Ｖであるとき、入力電圧（ＶＩＮ）が０．８Ｖ以上１．６Ｖ未満であると、第１スイッチ部１３２の一番目の第１素子（ＭＮ１）のみターンオンされる。複数の第２スイッチ部１３３のＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０）はしきい電圧が０．８Ｖ以下であっても入力電圧（ＶＩＮ）がゲートではなくソースに提供されるためターンオンされない。逆に、入力電圧（ＶＩＮ）が５Ｖ以上であると、第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）及び第２素子（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）は全部ターンオンされる。従って、入力電圧（ＶＩＮ）は第１スイッチ部１３２及び複数の第２スイッチ部１３３を通過しながら漏れ電流が急激に増加され、これにより、ＲＦＩＤ駆動部１２０（図２参照）の入力電流が急激に減少する。
【００５２】
第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）は基準電圧以上の入力電圧（ＶＩＮ）が入力されると、順次に入力電圧のレベルを降下する。しかし、第１スイッチ部１３２によって降下された入力電圧のレベルが第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低い場合、それ以上は入力電圧を降下させることができない。従って、過電圧が入力されたときに漏れ電流を増加させるには限界がある。
【００５３】
第２リミッター部１３４は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧のためそれ以上降下できなかった入力電圧を降下し、過電圧での漏れ電流を最大に増加させる。
【００５４】
具体的に、第２リミッター部１３４は第１スイッチ部１３２と順方向に直列に接続される。第２リミッター部１３４は、第１スイッチ部１３２の最後の第１素子（ＭＮ６）と直列に接続され、リミットダイオード（ＳＤ＿１）からなる。リミットダイオード（ＳＤ＿１）は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低いしきい電圧を有し、ショットキーバリアーダイオード（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ）で形成される。ショットキーバリアーダイオードは金属と半導体の接触面に生じる整流作用を用いるダイオードであって、しきい電圧が約０．２Ｖ程度である。
【００５５】
リミットダイオード（ＳＤ＿１）は第１スイッチ部１３２によって降下された入力電圧を受信して降下する。特にリミットダイオード（ＳＤ＿１）は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）よりしきい電圧が低いので、第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低い電圧が印加されても０．２Ｖより高い電圧が印加されるとターンオンされる。
【００５６】
図３は、図２に示されたリミッターの電流−電圧間の関係を示すグラフである。
【００５７】
図２及び図３によると、第１Ｃ（Ｃｕｒｒｅｎｔ）−Ｖ（Ｖｏｌｔａｇｅ）ライン（Ｇ１）は第１リミッター部１３１の電流−電圧間の関係を示し、第２Ｃ−Ｖライン（Ｇ２）はリミッター１３０の理想的な電流−電圧間の関係を示す。
【００５８】
第１Ｃ−Ｖライン（Ｇ１）を見ると、入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧より低いと電流が発生しなく、入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧より高くなるほど電流が次第に増加する。好ましくは、第２Ｃ−Ｖライン（Ｇ２）のように入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧以下である時は電流が発生しなく、基準電圧以上になると急激に増加しなければならない。
【００５９】
しかし、第１リミッター部１３１は降下された入力電圧が第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低くなるとそれ以上は降下させることができないので、第１Ｃ−Ｖライン（Ｇ１）の傾きが第２Ｃ−Ｖライン（Ｇ２）の傾きより小さい。
【００６０】
第２リミッター部１３４のリミットダイオード（ＳＤ１）は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）よりしきい電圧が低いので、過電圧のとき、入力電圧（ＶＩＮ）を最大に降下させることができる。従って、第２リミッター部１３４は第１スイッチ部１３２によって降下された入力電圧のレベルを更に降下させることができる。
【００６１】
これにより、リミッター１３０は入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧より高い電圧が印加されると、漏れ電流を最大に増加させることができる。これにより、本発明に係るリミッター１３０は電流−電圧間の関係が第２Ｃ−Ｖライン（Ｇ２）に近い形になる。
【００６２】
図４は、本発明の他の実施形態に係るリミッターを示す回路図である。
【００６３】
同図に示すように、本発明に係るリミッター１４０は第２リミッター部１４１を除き、図２に示されたリミッター１３０と同一の構成を有する。従って、リミッター１４０に対する具体的な説明において、図２に示されたリミッター１３０の構成要素と同一の機能を果たす構成要素は参照符号を併記し、それに対する重複説明は省略する。
【００６４】
リミッター１４０は第１リミッター部１３１及び第２リミッター部１４１を含む。第２リミッター部１４１は第１リミッター部１３１の第１スイッチ部１３２と順方向に直列接続される。第２リミッター部１４１は複数のリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）を含む。複数のリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）は直列に接続され、第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低いしきい電圧を有する。ここで、複数のリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）はショットキーバリアーダイオードからなる。
【００６５】
複数のリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）は第１スイッチ部１３２によって降下された入力電圧を受信して降下する。特に、複数のリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）よりしきい電圧が低いので、第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低い電圧が印加されても０．２Ｖより高い電圧が印加されればターンオンされる。従って、第２リミッター部１４１は第１スイッチ部１３２によって降下された入力電圧（ＶＩＮ）のレベルを更に降下させることができる。ここで、第２リミッター部１４１はリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）の個数が増加するほど入力電圧（ＶＩＮ）を更に降下させることができる。
【００６６】
このように、リミッター１４０は第１リミッター部１３１及び第２リミッター部１４１を備えることで、過電圧が印加されると漏れ電流を最大に増加させ、基準電圧より低い低電圧が印加されると漏れ電流を最小化することができる。これにより、ＲＦＩＤタグ１００（図１参照）はＲＦＩＤリーダー器から受信する駆動電力の大きさに関係なく正常に動作することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００６７】
以上、本発明の好適な実施形態を図示及び説明してきたが、本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に基づいて定められ、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば誰もが多様な変形実施が可能であることは勿論のことであり、該変更した技術は特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグを示すブロック図である。
【図２】図１に示されたリミッターを示す回路図である。
【図３】図２に示されたリミッターの電流−電圧間の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施形態に係るリミッターを示す回路図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００ ＲＦＩＤタグ、
１１０ アンテナ部、
１２０ ＲＦＩＤ駆動部、
１３０、１４０ リミッター、
１３１ 第１リミッター部、
１３２、１３３ スイッチ部、
１３４、１４１ 第２リミッター部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は過電圧制御リミッター及びそれを備えるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ（Ｔａｇ）に関し、より詳細にはＲＦＩＤリーダー器から受信された過電圧を制限してＲＦＩＤタグの駆動素子を保護する過電圧制御リミッター及びそれを有するＲＦＩＤタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤシステムは無線周波数を用いた自動認識（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄａｔａ Ｃａｐｔｕｒｅ：ＡＤＣ）技術である。ＲＦＩＤシステムはＲＦＩＤリーダー器（Ｒｅａｄｅｒ）とＲＦＩＤタグ間の相互信号交換により行われる。
【０００３】
具体的には、ＲＦＩＤリーダー器は特定の周波数帯の電磁波を送出し、ＲＦＩＤタグは各ＲＦＩＤタグを識別する認証情報及び所定のデータを格納する。ＲＦＩＤタグはＲＦＩＤリーダー器の磁場（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ）もしくは電場（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｉｅｌｄ）内に位置すると、格納された認証情報及びデータをＲＦＩＤリーダー器に伝送する。ＲＦＩＤリーダー器はＲＦＩＤタグから受信された認証情報を用いてＲＦＩＤタグを認証する。
【０００４】
ＲＦＩＤタグはＲＦＩＤリーダー器から受信された電磁波を介してＲＦＩＤタグを駆動するための電力を受ける。ＲＦＩＤリーダー器からＲＦＩＤタグに入力される電力の大きさはＲＦＩＤリーダー器とＲＦＩＤタグ間の距離によって異なる。特に、ＲＦＩＤリーダー器とＲＦＩＤタグ間の距離が近いほどＲＦＩＤリーダー器から入力される電力の大きさは大きくなるので、ＲＦＩＤタグに過電圧が印加される。
【０００５】
このような過電圧がＲＦＩＤタグに印加されると、ＲＦＩＤタグに内蔵された駆動素子が誤動作したり、駆動素子が破損されることがある。
【０００６】
これを防止するためにＲＦＩＤタグは駆動素子に入力される入力電圧を調節するリミッターを備える。リミッターは入力電圧が駆動素子を駆動する基準電圧より低いと最大の電流が駆動素子に提供されるようにし、入力電圧が基準電圧より高いと最小の電流が駆動素子に提供されるようにする。
【０００７】
リミッターは複数のＭＯＳ電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＭＯＳＦＥＴ）を備え、複数のＭＯＳＦＥＴは直列に接続される。複数のＭＯＳＦＥＴは入力電圧が基準電圧より高いと順次にターンオンされ、入力電圧が基準電圧より低いとターンオフされる。つまり、リミッターは入力電圧が基準電圧より低いと、漏れ電流を最小化して駆動素子に提供される入力電流を増加させ、入力電圧が基準電圧より高いと、漏れ電流を増加させ入力電流を減少させる。これにより、ＲＦＩＤは入力電圧の大きさに関係なく正常に動作することができる。
【０００８】
しかし、一般的なＭＯＳＦＥＴのしきい電圧は約０．８Ｖである。従って、リミッターはＭＯＳＦＥＴのしきい電圧より低い電圧は制御することができず、それにより、リミッターは過電圧を制御するときに漏れ電流を最小化するには限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前述の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、過電圧に対応して漏れ電流を最小化することのできる過電圧制御リミッターを提供することにある。
【００１０】
また、前記過電圧制御リミッターを備えるＲＦＩＤタグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の目的を達成するための本発明に係る過電圧制御リミッターは、第１リミッター部及び第２リミッターからなる。
【００１２】
第１リミッター部は、相互直列に接続され外部から受信された入力電圧の大きさに対応して順次にターンオンされる複数の第１素子からなる第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部と並列に接続された少なくとも一つの第２スイッチ部と、を備える。第２リミッター部は前記第１スイッチ部に接続され、第１素子のしきい電圧より低いしきい電圧を有する少なくとも一つのリミットダイオードを備える。
【００１３】
好ましくは、前記リミットダイオードはショットキーバリアーダイオード（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ）からなる。
【００１４】
また、前記リミットダイオードは前記第１スイッチ部に順方向に直列接続される。
【００１５】
一方、前記第２リミッター部は複数のリミットダイオードを含むことができ、前記複数のリミットダイオードは相互直列に接続される。
【００１６】
また、第１素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳＦＥＴ）で形成される。
【００１７】
好ましくは、前記第２スイッチ部は、電流特性が相異なる一対の第２素子が直列に連結され形成される。
【００１８】
より好ましくは、前記一対の第２素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ及びＰＮＰ型バイポーラトランジスタ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＢＪＴ）で形成される。
【００１９】
また、前述の目的を達成するための本発明に係るＲＦＩＤタグは、アンテナ部、ＲＦＩＤ駆動部及びリミッターからなる。
【００２０】
アンテナ部は入力電圧を受信して出力する。ＲＦＩＤ駆動部は、前記アンテナ部と順方向に並列接続され前記入力電圧を受信し、前記入力電圧に対応して認証情報を生成し、生成された認証情報を前記アンテナ部に提供する。リミッターは、前記アンテナ部と順方向に並列接続され、前記入力電圧の大きさに対応してターンオンされ前記ＲＦＩＤ駆動部の電流を制御する。ここで、前記リミッターは、第１リミッター部及び第２リミッター部からなる。第１リミッター部は、相互直列に接続され前記アンテナ部から受信された前記入力電圧の大きさに対応してターンオンされる複数の第１素子からなる第１スイッチ部と、前記第１スイッチ部と並列に接続された少なくとも一つの第２スイッチ部と、を備える。第２リミッター部は、前記第１スイッチ部に接続され、第１素子のしきい電圧より低いしきい電圧を有する少なくとも一つのリミットダイオードを備える。
【００２１】
好ましくは、前記リミッターの駆動電圧は前記ＲＦＩＤ駆動部の駆動電圧より大きく、前記リミッターは前記アンテナから出力された入力電圧が前記ＲＦＩＤ駆動部の駆動電圧より大きいときにターンオンされる。
【００２２】
また好ましくは、前記リミットダイオードはショットキーバリアーダイオード（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ）からなる。
【００２３】
ここで、前記リミットダイオードは前記第１スイッチ部に順方向に直列接続される。
【００２４】
一方、前記第２リミッター部は複数のリミットダイオードを含み、前記複数のリミットダイオードは相互直列に接続される。
【００２５】
この場合、複数の第１素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳＦＥＴ）で形成されたことが好ましい。
【００２６】
一方、前記第２スイッチ部は、電流特性が相異なる一対の第２素子が直列に連結され形成されたことがより好ましい。
【００２７】
また、前記一対の第２素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ及びバイポーラトランジスタ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＢＪＴ）で形成されたことが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、ＲＦＩＤタグのリミッターは第１リミッター部と、第１リミッター部に備えられた素子よりしきい電圧が低いリミットダイオードからなる第２リミッター部と、を備える。これにより、リミッターは過電圧が印加されると漏れ電流を最大に増加させ、基準電圧より低い低電圧が印加されると漏れ電流を最小化することができる。従って、ＲＦＩＤタグはＲＦＩＤリーダー器から過電圧が印加されることによって、ＲＦＩＤ駆動部が破損されることを防止することができ、ＲＦＩＤリーダー器から受信される駆動電力の大きさに関係なく正常に動作できるので、製品の歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図面に基いて本発明の好適な実施形態を詳述する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグを示すブロック図である。
【００３１】
同図に示すように、本発明に係るＲＦＩＤタグ１００はアンテナ部１１０、ＲＦＩＤ駆動部１２０、及びリミッター１３０を含む。
【００３２】
具体的には、アンテナ部１１０はＲＦＩＤリーダー器（図示せず）と無線でデータを送受信する。つまり、アンテナ部１１０はＲＦＩＤリーダー器から電磁波を受信する。アンテナ部１１０は電磁波を介してＲＦＩＤタグ１００を駆動するための駆動電力を受信する。アンテナ部１１０は駆動電力をＲＦＩＤ駆動部１２０に提供する。
【００３３】
ＲＦＩＤ駆動部１２０はアンテナ部１１０と電気的に接続され駆動電力を受信する。ＲＦＩＤ駆動部１２０はアンテナ部１１０と並列に接続され、駆動電力に対応してＲＦＩＤタグ１００を認証する認証情報をアンテナ部１１０に提供する。アンテナ部１１０はＲＦＩＤ駆動部１２０から受信された認証情報をＲＦＩＤリーダー器に伝送し、ＲＦＩＤリーダー器は認証情報を用いてＲＦＩＤタグ１００を認証する。図示していないが、ＲＦＩＤ駆動部１２０はＲＦＩＤリーダー器とのデータの送受信を制御する少なくとも一つ以上の駆動素子を備える。
【００３４】
リミッター１３０はアンテナ部１１０とＲＦＩＤ駆動部１２０との間に位置し、アンテナ部１１０と並列に接続される。リミッター１３０はアンテナ部１１０からＲＦＩＤ駆動部１２０に入力される入力電圧（ＶＩＮ）の大きさに対応してＲＦＩＤ駆動部１２０の入力電流を制御する。
【００３５】
以下、図面に基いてリミッター１３０の構成及びリミッター１３０において入力電圧に応じて漏れ電流を制御する過程を詳説する。
【００３６】
図２は、図１に示されたリミッターを示す回路図である。
【００３７】
同図に示すように、リミッター１３０は第１リミッター部１３１及び第２リミッター部１３４を含む。
【００３８】
具体的には、第１リミッター部１３１は、第１スイッチ部１３２及び少なくとも一つ以上の第２スイッチ部１３３を含む。第１スイッチ部１３２は、複数の第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）からなる。本実施形態において、第１スイッチ部１３２は６個の第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）を備えるが、メイン素子の個数はＲＦＩＤリーダー器の認識距離、各第１素子のしきい電圧、漏れ電流を制御する基準電圧、即ちＲＦＩＤ駆動部１２０の適正駆動電圧によって増加又は減少され得る。
【００３９】
複数の第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）はＮチャネルのＭＯＳ電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳＦＥＴ）からなる。ＭＯＳＦＥＴは酸化絶縁層、例えばケイ素二酸化絶縁層を備える電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）の一種である。ＭＯＳＦＥＴのゲートは半導体内に位置する伝導チャネルと酸化絶縁層によって分離され、入力電荷量を充電または除去できるパルス程度のゲート入力電圧を必要とする。ＭＯＳＦＥＴはバイポーラトランジスタ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＢＪＴ）より低い電力で作動することができる。
【００４０】
複数の第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）は直列に連結され、順次に位置する。各第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）はゲートとドレインに接続される。従って、各第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のゲート及びドレインは同一電圧が提供され、これにより、各第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）はダイオード（Ｄｉｏｄｅ）機能を果たす。
【００４１】
複数の第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）は入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧より高いと順次にターンオンされ、入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧より低いとターンオフされる。
【００４２】
複数の第２スイッチ部１３３は第１スイッチ部１３２と順方向に並列接続される。本実施形態において、複数の第２スイッチ部１３３は第１ないし第４サブスイッチ部１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄからなるが、サブスイッチ部の個数は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）の個数に応じて増加又は減少され得る。
【００４３】
複数の第２スイッチ部１３３は複数の第２素子（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）からなる。ここで、複数の第２素子（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）は４つのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０）及び４つのＢＪＴ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）からなる。
【００４４】
各サブスイッチ部１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄは直列に接続された一つのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０）及び一つのＢＪＴ素子（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）からなる。
【００４５】
具体的に、第１サブスイッチ部１３３ａのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７）は二番目に位置する第１素子（ＭＮ２）と並列に接続され、第２サブスイッチ部１３３ｂのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ８）は三番目に位置する第１素子（ＭＮ３）と並列に接続される。第３サブスイッチ部１３３ｃのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ９）は四番目に位置する第１素子（ＭＮ４）と並列に接続され、第４サブスイッチ部１３３ｄのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ１０）は五番目に位置する第１素子（ＭＮ５）と並列に接続される。
【００４６】
これにより、複数のサブスイッチ部１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄに備えられた各ＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０）のゲートには第２スイッチ部１３２と接続された第１素子（ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５）からゲート電圧が印加される。
【００４７】
つまり、第１サブスイッチ部１３３ａのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７）は二番目の第１素子（ＭＮ２）からゲート電圧が印加され、第２サブスイッチ部１３３ｂのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ８）は三番目の第１素子（ＭＮ３）からゲート電圧が印加される。第３サブスイッチ部１３３ｃのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ９）は四番目の第１素子（ＭＮ４）からゲート電圧が印加され、第４サブスイッチ部１３３ｄのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ１０）は五番目の第１素子（ＭＮ５）からゲート電圧が印加される。
【００４８】
各ＢＪＴ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）のエミッタには、対応する各ＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０）のドレイン電圧が印加される。
【００４９】
第１スイッチ部１３２と各サブスイッチ部１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄ間の動作関係は同一であるので、第１スイッチ部１３２と第１サブスイッチ部１３３ａ間の動作関係を一例として説明する。
【００５０】
二番目の第１素子（ＭＮ２）がターンオンされると、第１サブスイッチ部１３３ａのＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７）がターンオンされ、これにより、第１サブスイッチ部１３３ａのＢＪＴ（Ｂ１）がターンオンされる。ここで、複数の第２スイッチ部１３３のＢＪＴ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）の電流特性はベース−エミッタ間の電圧に対して指数関数的に変化する。これにより、リミッター１３０は指数関数の特性を用いて入力電圧が基準電圧より低いと漏れ電流を減少させ、入力電圧が基準電圧より高いと漏れ電流を急激に増加させることができる。
【００５１】
例えば、基準電圧が５Ｖで、各第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧が０．８Ｖであるとき、入力電圧（ＶＩＮ）が０．８Ｖ以上１．６Ｖ未満であると、第１スイッチ部１３２の一番目の第１素子（ＭＮ１）のみターンオンされる。複数の第２スイッチ部１３３のＭＯＳＦＥＴ（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０）はしきい電圧が０．８Ｖ以下であっても入力電圧（ＶＩＮ）がゲートではなくソースに提供されるためターンオンされない。逆に、入力電圧（ＶＩＮ）が５Ｖ以上であると、第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）及び第２素子（ＭＮ７、ＭＮ８、ＭＮ９、ＭＮ１０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）は全部ターンオンされる。従って、入力電圧（ＶＩＮ）は第１スイッチ部１３２及び複数の第２スイッチ部１３３を通過しながら漏れ電流が急激に増加され、これにより、ＲＦＩＤ駆動部１２０（図２参照）の入力電流が急激に減少する。
【００５２】
第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）は基準電圧以上の入力電圧（ＶＩＮ）が入力されると、順次に入力電圧のレベルを降下する。しかし、第１スイッチ部１３２によって降下された入力電圧のレベルが第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低い場合、それ以上は入力電圧を降下させることができない。従って、過電圧が入力されたときに漏れ電流を増加させるには限界がある。
【００５３】
第２リミッター部１３４は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧のためそれ以上降下できなかった入力電圧を降下し、過電圧での漏れ電流を最大に増加させる。
【００５４】
具体的に、第２リミッター部１３４は第１スイッチ部１３２と順方向に直列に接続される。第２リミッター部１３４は、第１スイッチ部１３２の最後の第１素子（ＭＮ６）と直列に接続され、リミットダイオード（ＳＤ＿１）からなる。リミットダイオード（ＳＤ＿１）は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低いしきい電圧を有し、ショットキーバリアーダイオード（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｏｄｅ）で形成される。ショットキーバリアーダイオードは金属と半導体の接触面に生じる整流作用を用いるダイオードであって、しきい電圧が約０．２Ｖ程度である。
【００５５】
リミットダイオード（ＳＤ＿１）は第１スイッチ部１３２によって降下された入力電圧を受信して降下する。特にリミットダイオード（ＳＤ＿１）は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）よりしきい電圧が低いので、第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低い電圧が印加されても０．２Ｖより高い電圧が印加されるとターンオンされる。
【００５６】
図３は、図２に示されたリミッターの電流−電圧間の関係を示すグラフである。
【００５７】
図２及び図３によると、第１Ｃ（Ｃｕｒｒｅｎｔ）−Ｖ（Ｖｏｌｔａｇｅ）ライン（Ｇ１）は第１リミッター部１３１の電流−電圧間の関係を示し、第２Ｃ−Ｖライン（Ｇ２）はリミッター１３０の理想的な電流−電圧間の関係を示す。
【００５８】
第１Ｃ−Ｖライン（Ｇ１）を見ると、入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧より低いと電流が発生しなく、入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧より高くなるほど電流が次第に増加する。好ましくは、第２Ｃ−Ｖライン（Ｇ２）のように入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧以下である時は電流が発生しなく、基準電圧以上になると急激に増加しなければならない。
【００５９】
しかし、第１リミッター部１３１は降下された入力電圧が第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低くなるとそれ以上は降下させることができないので、第１Ｃ−Ｖライン（Ｇ１）の傾きが第２Ｃ−Ｖライン（Ｇ２）の傾きより小さい。
【００６０】
第２リミッター部１３４のリミットダイオード（ＳＤ１）は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）よりしきい電圧が低いので、過電圧のとき、入力電圧（ＶＩＮ）を最大に降下させることができる。従って、第２リミッター部１３４は第１スイッチ部１３２によって降下された入力電圧のレベルを更に降下させることができる。
【００６１】
これにより、リミッター１３０は入力電圧（ＶＩＮ）が基準電圧より高い電圧が印加されると、漏れ電流を最大に増加させることができる。これにより、本発明に係るリミッター１３０は電流−電圧間の関係が第２Ｃ−Ｖライン（Ｇ２）に近い形になる。
【００６２】
図４は、本発明の他の実施形態に係るリミッターを示す回路図である。
【００６３】
同図に示すように、本発明に係るリミッター１４０は第２リミッター部１４１を除き、図２に示されたリミッター１３０と同一の構成を有する。従って、リミッター１４０に対する具体的な説明において、図２に示されたリミッター１３０の構成要素と同一の機能を果たす構成要素は参照符号を併記し、それに対する重複説明は省略する。
【００６４】
リミッター１４０は第１リミッター部１３１及び第２リミッター部１４１を含む。第２リミッター部１４１は第１リミッター部１３１の第１スイッチ部１３２と順方向に直列接続される。第２リミッター部１４１は複数のリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）を含む。複数のリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）は直列に接続され、第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低いしきい電圧を有する。ここで、複数のリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）はショットキーバリアーダイオードからなる。
【００６５】
複数のリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）は第１スイッチ部１３２によって降下された入力電圧を受信して降下する。特に、複数のリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）は第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）よりしきい電圧が低いので、第１素子（ＭＮ１、ＭＮ２、ＭＮ３、ＭＮ４、ＭＮ５、ＭＮ６）のしきい電圧より低い電圧が印加されても０．２Ｖより高い電圧が印加されればターンオンされる。従って、第２リミッター部１４１は第１スイッチ部１３２によって降下された入力電圧（ＶＩＮ）のレベルを更に降下させることができる。ここで、第２リミッター部１４１はリミットダイオード（ＳＤ＿１、ＳＤ＿２、・・・ＳＤ＿Ｎ）の個数が増加するほど入力電圧（ＶＩＮ）を更に降下させることができる。
【００６６】
このように、リミッター１４０は第１リミッター部１３１及び第２リミッター部１４１を備えることで、過電圧が印加されると漏れ電流を最大に増加させ、基準電圧より低い低電圧が印加されると漏れ電流を最小化することができる。これにより、ＲＦＩＤタグ１００（図１参照）はＲＦＩＤリーダー器から受信する駆動電力の大きさに関係なく正常に動作することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００６７】
以上、本発明の好適な実施形態を図示及び説明してきたが、本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に基づいて定められ、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば誰もが多様な変形実施が可能であることは勿論のことであり、該変更した技術は特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグを示すブロック図である。
【図２】図１に示されたリミッターを示す回路図である。
【図３】図２に示されたリミッターの電流−電圧間の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施形態に係るリミッターを示す回路図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００ ＲＦＩＤタグ、
１１０ アンテナ部、
１２０ ＲＦＩＤ駆動部、
１３０、１４０ リミッター、
１３１ 第１リミッター部、
１３２、１３３ スイッチ部、
１３４、１４１ 第２リミッター部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互直列に接続され外部から受信された入力電圧の大きさに対応して順次にターンオンされる複数の第１素子からなる第１スイッチ部、および前記第１スイッチ部と並列に接続された少なくとも一つの第２スイッチ部、を備える第１リミッター部と、
前記第１スイッチ部に接続され、第１素子のしきい電圧より低いしきい電圧を有する少なくとも一つのリミットダイオードを備える第２リミッター部と、
を含むことを特徴とする過電圧制御リミッター。
【請求項２】
前記リミットダイオードはショットキーバリアーダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項３】
前記リミットダイオードは前記第１スイッチ部に順方向に直列接続されたことを特徴とする請求項１に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項４】
前記第２リミッター部は複数のリミットダイオードを含み、前記複数のリミットダイオードは相互直列に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項５】
前記第１素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項６】
前記第２スイッチ部は、電流特性が相異なる一対の第２素子が直列に連結され形成されたことを特徴とする請求項１に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項７】
前記一対の第２素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ及びバイポーラトランジスタで形成されたことを特徴とする請求項６に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項８】
入力電圧を受信して出力するアンテナ部と、
前記アンテナ部と順方向に並列接続され前記入力電圧を受信し、前記入力電圧に対応して認証情報を生成し、生成された認証情報を前記アンテナ部に提供するＲＦＩＤ駆動部と、
前記アンテナ部と順方向に並列接続され、前記入力電圧の大きさに対応してターンオンされるリミッターと、を含み、
前記リミッターは、
相互直列に接続され前記アンテナ部から受信された前記入力電圧の大きさに対応してターンオンされる複数の第１素子からなる第１スイッチ部、および前記第１スイッチ部と並列に接続された少なくとも一つの第２スイッチ部、を備える第１リミッター部と、
前記第１スイッチ部に接続され、第１素子のしきい電圧より低いしきい電圧を有する少なくとも一つのリミットダイオードを備える第２リミッター部と、
を含むことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
前記リミッターの駆動電圧は前記ＲＦＩＤ駆動部の駆動電圧より大きく、前記リミッターは前記アンテナから出力された入力電圧が前記ＲＦＩＤ駆動部の駆動電圧より大きいときにターンオンされることを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
前記リミットダイオードはショットキーバリアーダイオードであることを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
前記リミットダイオードは前記第１スイッチ部に順方向に直列接続されたことを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
前記第２リミッター部は複数のリミットダイオードを含み、前記複数のリミットダイオードは相互直列に接続されたことを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
前記複数の第１素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタで形成されたことを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１４】
前記第２スイッチ部は、電流特性が相異なる一対の第２素子が直列に連結され形成されたことを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１５】
前記一対の第２素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ及びバイポーラトランジスタで形成されたことを特徴とする請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１】
相互直列に接続され外部から受信された入力電圧の大きさに対応して順次にターンオンされる複数の第１素子からなる第１スイッチ部、および前記第１スイッチ部と並列に接続された少なくとも一つの第２スイッチ部、を備える第１リミッター部と、
前記第１スイッチ部に接続され、第１素子のしきい電圧より低いしきい電圧を有する少なくとも一つのリミットダイオードを備える第２リミッター部と、
を含むことを特徴とする過電圧制御リミッター。
【請求項２】
前記リミットダイオードはショットキーバリアーダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項３】
前記リミットダイオードは前記第１スイッチ部に順方向に直列接続されたことを特徴とする請求項１に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項４】
前記第２リミッター部は複数のリミットダイオードを含み、前記複数のリミットダイオードは相互直列に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項５】
前記第１素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項６】
前記第２スイッチ部は、電流特性が相異なる一対の第２素子が直列に連結され形成されたことを特徴とする請求項１に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項７】
前記一対の第２素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ及びバイポーラトランジスタで形成されたことを特徴とする請求項６に記載の過電圧制御リミッター。
【請求項８】
入力電圧を受信して出力するアンテナ部と、
前記アンテナ部と順方向に並列接続され前記入力電圧を受信し、前記入力電圧に対応して認証情報を生成し、生成された認証情報を前記アンテナ部に提供するＲＦＩＤ駆動部と、
前記アンテナ部と順方向に並列接続され、前記入力電圧の大きさに対応してターンオンされるリミッターと、を含み、
前記リミッターは、
相互直列に接続され前記アンテナ部から受信された前記入力電圧の大きさに対応してターンオンされる複数の第１素子からなる第１スイッチ部、および前記第１スイッチ部と並列に接続された少なくとも一つの第２スイッチ部、を備える第１リミッター部と、
前記第１スイッチ部に接続され、第１素子のしきい電圧より低いしきい電圧を有する少なくとも一つのリミットダイオードを備える第２リミッター部と、
を含むことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
前記リミッターの駆動電圧は前記ＲＦＩＤ駆動部の駆動電圧より大きく、前記リミッターは前記アンテナから出力された入力電圧が前記ＲＦＩＤ駆動部の駆動電圧より大きいときにターンオンされることを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
前記リミットダイオードはショットキーバリアーダイオードであることを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
前記リミットダイオードは前記第１スイッチ部に順方向に直列接続されたことを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
前記第２リミッター部は複数のリミットダイオードを含み、前記複数のリミットダイオードは相互直列に接続されたことを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
前記複数の第１素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタで形成されたことを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１４】
前記第２スイッチ部は、電流特性が相異なる一対の第２素子が直列に連結され形成されたことを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１５】
前記一対の第２素子は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ及びバイポーラトランジスタで形成されたことを特徴とする請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１７９５３４（Ｐ２００７−１７９５３４Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０５８８４（Ｐ２００６−３０５８８４）
【出願日】平成１８年１１月１０日（２００６．１１．１０）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１０日（２００６．１１．１０）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
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