專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從載波產(chǎn)生時鐘信號的半導(dǎo)體器件，還涉及利用從載波產(chǎn)生的時鐘信號進(jìn)行工作和無線地傳輸數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件。另外，本發(fā)明還涉及當(dāng)利用由近程無線IC卡標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 15693(JIS6323)等定義的通信系統(tǒng)時從載波產(chǎn)生時鐘信號的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
在無線地傳輸數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件中，從讀寫器發(fā)送的高頻電磁波由天線接收以便產(chǎn)生電路工作所需要的電源。另外，數(shù)據(jù)是通過以某種手段用信號影響電磁波以及修正電磁波的幅度、頻率、相位(也稱位置)等來進(jìn)行發(fā)送的。電磁波的幅度等的這種變化被稱為調(diào)制。用于發(fā)送信號的電波被稱為載波。無線地傳輸數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件被稱為無線IC卡、RFID標(biāo)簽、無線芯片、發(fā)送應(yīng)答器、無線存儲器、ID標(biāo)簽、IC芯片或ID卡。
被調(diào)制的載波的幅度變化率被稱為調(diào)制深度。例如，調(diào)制深度為100％的載波包括幅度不變化(見圖7A)的狀態(tài)，而調(diào)制深度為10％的載波包括幅度被變化10％(見圖7B)的狀態(tài)。注意，被調(diào)制的載波在下文被簡稱為載波或包括調(diào)制的載波。另外，調(diào)制深度為100％的載波可以被稱為包括100％調(diào)制的載波。
根據(jù)由近程無線IC卡標(biāo)準(zhǔn)ISO/IE15693定義的通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)利用脈沖位置調(diào)制系統(tǒng)被編碼，在那里頻率為13.56MHz的載波是以100％或10％被調(diào)制的，以便改變脈沖位置和檢測數(shù)據(jù)。ISO/IEC14443(類型-A)和ISO/IEC18000-3是類似于ISO/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)。ISO/IEC14443(類型-A)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，100％調(diào)制所具有的幅度為初始幅度(信號沒被調(diào)制的狀態(tài)下的幅度)的5％或更小。
參考圖8A來描述上述標(biāo)準(zhǔn)所定義的脈沖位置調(diào)制系統(tǒng)中的一個，其被稱為4PPM(脈沖位置調(diào)制)。圖8A示出了2比特數(shù)據(jù)“00”、“01”、“10”和“11”的載波波形，以及幀代碼“SOF”和“EOF”的載波波形。位于黑色矩形部分之間的線示出了載波的脈沖調(diào)制位置，表示“00”、“01”、“10”、“11”、“SOF”和“EOF”的每個載波具有不同的脈沖調(diào)制位置。
表示“00”、“01”、“10”、“11”和“SOF”的每個載波的持續(xù)時間為75.2μs，表示“EOF”的載波的持續(xù)時間為37.76μs，以及每個載波的被調(diào)制部分的持續(xù)時間為9.44μs。幀代碼“SOF”(幀開始)是一個表示幀開始的信號，而幀代碼“EOF”(幀結(jié)束)是一個表示幀結(jié)束的信號。幀代碼“SOF”是在表示“00”、“01”、“10”和“11”的每個載波之前被發(fā)送的信號，而幀代碼“EOF”是在表示“00”、“01”、“10”和“11”的每個載波之后被發(fā)送的信號。
標(biāo)記信號以及諸如命令等數(shù)據(jù)由上述脈沖位置調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行編碼，被編碼的載波從讀寫器被發(fā)送給半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件解調(diào)從讀寫器接收的調(diào)制載波，并讀取脈沖位置以獲得數(shù)據(jù)。
參考圖8B來描述獲得半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)的普通方法。這里由半導(dǎo)體器件獲得的數(shù)據(jù)是以100％調(diào)制的載波，其表示“00”、“01”、“10”和“11”，并采用“SOF”作為開始信號。
半導(dǎo)體器件利用時鐘信號來獲得數(shù)據(jù)。這里時鐘信號是與以100％調(diào)制的載波同步的信號，時鐘信號周期的一半等于調(diào)制寬度。半導(dǎo)體器件具有一個計數(shù)器，用于利用時鐘信號計數(shù)count 1和count 2的兩個比特。假定“00”是“SOF”首次以100％調(diào)制時的定時，計數(shù)器重復(fù)地從“00”計數(shù)到“11”。以100％調(diào)制每個載波的定時對應(yīng)于計數(shù)器值。因此，通過使用計數(shù)器值作為以100％調(diào)制載波的定時，半導(dǎo)體器件解調(diào)調(diào)制載波，并讀出脈沖位置以獲得數(shù)據(jù)。
當(dāng)計數(shù)器計數(shù)“00”時，表示數(shù)據(jù)“00”的載波以100％被調(diào)制，而當(dāng)計數(shù)器計數(shù)“01”時，表示數(shù)據(jù)“01”的載波以100％被調(diào)制(見圖8B)。類似地，當(dāng)計數(shù)器計數(shù)“10”時，表示數(shù)據(jù)“10”的載波以100％被調(diào)制，而當(dāng)計數(shù)器計數(shù)“11”時，表示數(shù)據(jù)“11”的載波以100％被調(diào)制。因此，通過使用計數(shù)器值作為以100％調(diào)制每個載波的定時，半導(dǎo)體器件可以獲得數(shù)據(jù)“00”、“01”、“10”和“11”。
如上所述，通過使用時鐘信號和計數(shù)器，半導(dǎo)體器件解調(diào)調(diào)制載波和讀出脈沖位置以獲得數(shù)據(jù)。但是，半導(dǎo)體器件從天線接收的信號僅僅是一個載波和一個通過解調(diào)載波所獲得的解調(diào)信號。所以有必要生成一個時鐘信號來檢測半導(dǎo)體器件中的脈沖位置。
為了在半導(dǎo)體器件中生成時鐘信號，可以在半導(dǎo)體器件中提供一個PLL(鎖相環(huán))電路。PLL電路檢測輸入信號和輸出信號之間的相差，并控制壓控振蕩器(VCO)以產(chǎn)生輸出信號，使得可以獲得一個頻率與輸入信號精確同步的輸出信號。通過在半導(dǎo)體器件中提供PLL電路，可以獲得一個與載波或解調(diào)信號同步的波形，以產(chǎn)生一個被用于內(nèi)部工作的時鐘信號。
發(fā)明公開半導(dǎo)體器件利用時鐘信號和計數(shù)器從載波獲得數(shù)據(jù)。但是，在從包括100％調(diào)制的載波中生成時鐘信號時，其脈寬可能不是固定的，但可能部分地長于預(yù)定的寬度。參考圖9和10來描述生成具有可變脈寬的時鐘信號的仿真結(jié)果。在圖9中，通過重復(fù)地把載波除以2來生成時鐘信號。在圖9和10中，“波形整形”表示通過對載波進(jìn)行波形整形而獲得的信號波形，而“除1”至“除7”表示通過重復(fù)地把載波除以2而獲得的信號波形。

圖10是圖9的虛線部分400的放大視圖。
在載波以100％被調(diào)制的周期(例如周期401)內(nèi)，載波沒有幅度，因此每個信號的幅度除以2并無變化(見圖9和10)。同樣，時鐘信號在載波以100％被調(diào)制的周期(例如周期402)內(nèi)沒有幅度。因此時鐘信號的脈寬不是固定的，而且部分地長于預(yù)定的寬度。當(dāng)使用這種具有可變脈寬的時鐘信號時，載波的被100％調(diào)制的位置不能精確地被讀取，使得不可能精確地從載波獲得數(shù)據(jù)。
鑒于以上方面，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，其從載波產(chǎn)生一個具有固定脈寬的時鐘信號。本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，其能利用具有固定脈寬的時鐘信號從載波精確地獲得數(shù)據(jù)。
PLL電路通常是復(fù)雜的，大尺寸的，并消耗大功率；因此它不適合被結(jié)合在具有有限供電電源的半導(dǎo)體器件中。鑒于此，本發(fā)明提供一種具有較簡單電路結(jié)構(gòu)和較小尺寸的半導(dǎo)體器件，并消耗比PLL電路少的功率。
根據(jù)本發(fā)明，通過除一個包括100％調(diào)制的載波而獲得的信號不被用作時鐘信號，提供一個校正電路來利用解調(diào)信號和通過除一個包括100％調(diào)制的載波而獲得的信號產(chǎn)生時鐘信號。根據(jù)具有這種校正電路的發(fā)明，可以產(chǎn)生具有固定脈寬的時鐘信號。
本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件包括用于除包括100％調(diào)制的載波的除法器電路；解調(diào)信號分離電路，用于利用從所述載波解調(diào)的解調(diào)信號產(chǎn)生多個解調(diào)信號；以及校正電路，用于利用來自于所述除法器電路的輸出信號和從所述解調(diào)信號分離電路提供的多個解調(diào)信號產(chǎn)生時鐘信號。
本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件包括用于除包括100％調(diào)制的載波的除法器電路；解調(diào)電路，用于利用所述載波產(chǎn)生解調(diào)信號；解調(diào)信號分離電路，用于利用所述解調(diào)信號產(chǎn)生多個解調(diào)信號；以及校正電路，用于利用來自于所述除法器電路的輸出信號和從所述解調(diào)信號分離電路提供的多個解調(diào)信號產(chǎn)生時鐘信號。
本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件包括用于除包括100％調(diào)制的載波的除法器電路；解調(diào)電路，用于利用所述載波產(chǎn)生第一解調(diào)信號；解調(diào)信號分離電路，用于從所述第一解調(diào)信號產(chǎn)生通過放大所述第一解調(diào)信號而獲得的第二解調(diào)信號、通過從所述第一解調(diào)信號分離第一脈沖而獲得的第三解調(diào)信號、和通過從所述第一解調(diào)信號分離除所述第一脈沖以外的脈沖而獲得的第四解調(diào)信號；以及校正電路，用于利用來自于所述除法器電路的輸出信號、所述第三解調(diào)信號和所述第四解調(diào)信號產(chǎn)生時鐘信號。
本發(fā)明的一種半導(dǎo)體器件包括用于除包括100％調(diào)制的載波的除法器電路；解調(diào)電路，用于利用所述載波產(chǎn)生第一解調(diào)信號；解調(diào)信號分離電路，用于從所述第一解調(diào)信號產(chǎn)生通過放大所述第一解調(diào)信號而獲得的第二解調(diào)信號、通過從所述第一解調(diào)信號分離第一脈沖而獲得的第三解調(diào)信號、和通過從所述第一解調(diào)信號分離除所述第一脈沖以外的脈沖而獲得的第四解調(diào)信號；解調(diào)信號產(chǎn)生電路，用于從所述第三解調(diào)信號和所述第四解調(diào)信號產(chǎn)生通過延遲所述第四解調(diào)信號而獲得的第五解調(diào)信號；以及校正電路，用于利用來自于所述除法器電路的輸出信號和所述第五解調(diào)信號產(chǎn)生時鐘信號。
在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明半導(dǎo)體器件中，D型觸發(fā)器可以被用于所述解調(diào)信號產(chǎn)生電路。多個D型觸發(fā)器可以被用于所述除法器電路。多個D型觸發(fā)器可以被用于所述除法器電路，以及最后一級D型觸發(fā)器可以是具有異步負(fù)復(fù)位功能的D型觸發(fā)器。EXNOR電路可以被用于所述校正電路。另外所述半導(dǎo)體器件可以具有一接收所述載波的天線和一諧振電容器。
100％調(diào)制意味著具有100％深度的調(diào)制。調(diào)制深度是幅度相對于有調(diào)制的幅度和無調(diào)制的幅度之間的平均值的變化率。當(dāng)調(diào)制深度為100％時，幅度的變化率等于有調(diào)制的幅度和無調(diào)制的幅度之間的平均值。也就是說，100％的調(diào)制深度是具有解調(diào)的幅度為0時的狀態(tài)。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有解調(diào)電路104，用于從包括100％調(diào)制的載波產(chǎn)生解調(diào)信號1；解調(diào)信號分離電路105，用于通過分離調(diào)制信號1產(chǎn)生解調(diào)信號2、解調(diào)信號3和解調(diào)信號4；除法器電路106，用于除包括100％調(diào)制的載波；校正電路230，用于利用來自于除法器電路106的輸出信號和來自于解調(diào)信號分離電路105的輸出信號產(chǎn)生時鐘信號；天線100；以及諧振電容器101(見圖1)。
根據(jù)本發(fā)明，半導(dǎo)體器件利用一個通過用除法器電路除一個載波而獲得的信號和一個從解調(diào)信號分離電路輸出的解調(diào)信號來產(chǎn)生時鐘信號，由此可以生成一個具有固定脈寬的時鐘信號。具有固定脈寬的時鐘信號允許從載波精確地獲得數(shù)據(jù)。另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件比PLL電路具有更簡單的電路結(jié)構(gòu)和更小的尺寸；因此功耗可以被降低。
附圖簡述圖1是示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件的圖示。
圖2是示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件的圖示。
圖3A和3B是時序圖。
圖4A和4B是示出校正電路的圖示。
圖5是示出仿真結(jié)果的圖示。
圖6是示出仿真結(jié)果的圖示。
圖7A和7B是分別示出包括100％調(diào)制的載波的波形和包括10％調(diào)制的載波的波形的圖示。
圖8A和8B是示出用于通過脈沖位置調(diào)制系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)的方法的圖示。
圖9是示出仿真結(jié)果的圖示。
圖10是示出仿真結(jié)果的圖示。
圖11是示出半導(dǎo)體器件的通信步驟的圖示。
圖12A和12B是示出半導(dǎo)體器件應(yīng)用的視圖。
圖13A-13E是示出半導(dǎo)體器件應(yīng)用的視圖。
實施本發(fā)明的最佳方式盡管本發(fā)明將通過參考附圖用實施方式來描述，但應(yīng)當(dāng)理解各種更改和修正對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明顯的。因此，除非這些更改和修正脫離本發(fā)明的范圍，否則它們應(yīng)被解釋為包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。注意在本發(fā)明的以下說明中，在不同附圖中用相同參考數(shù)字表示相同的部分。
實施方式1參考圖2以及圖3A和3B來描述半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)及其工作。半導(dǎo)體器件具有天線100、諧振電容器101、電容器102和103、解調(diào)電路104、解調(diào)信號分離電路105、除法器電路106、解調(diào)信號產(chǎn)生電路229、校正電路230、緩沖器電路220、以及倒相器231(見圖2)。
天線100和諧振電容器101接收從讀寫器發(fā)送的載波。所接收的載波通過電容器102、103和緩沖器電路220被輸入到解調(diào)電路104和除法器電路106。載波具有短脈寬的波形(見圖3A和3B的“載波”的波形)。圖3B是圖3A的虛線部分的放大視圖。
解調(diào)電路104從包括100％調(diào)制的載波中產(chǎn)生解調(diào)信號1。解調(diào)電路104具有電容器204、電阻器241和242、以及電容器243。解調(diào)信號1包括多個脈沖，這里包括四個脈沖(見圖3A的“解調(diào)信號1”的波形)。
解調(diào)信號分離電路105從解調(diào)信號1生成解調(diào)信號2、解調(diào)信號3和解調(diào)信號4。解調(diào)信號分離電路105具有緩沖器電路201、復(fù)位電路202、D型觸發(fā)器204和206、AND電路205、倒相器207、NAND電路208和209、以及緩沖器電路210-212。緩沖器電路201和210-212被提供用來放大信號，它們在這里由兩級的倒相器構(gòu)成。復(fù)位電路202具有電阻器245和電容器246。D型觸發(fā)器204和206是具有異步負(fù)置位功能的D型觸發(fā)器，它們構(gòu)成具有兩級的2比特計數(shù)器。第一級D型觸發(fā)器204的輸出端QB被連接到第二級D型觸發(fā)器206的CLK端。第二級D型觸發(fā)器206的輸出端QB被連接到第二級D型觸發(fā)器206的輸入端D。第一級D型觸發(fā)器204的輸出端QB和第二級D型觸發(fā)器206的輸出端Q被連接到AND電路205的輸入端。AND電路205的輸出端被連接到第一級D型觸發(fā)器204的輸入端D。
緩沖器電路201對從解調(diào)電路104輸出的解調(diào)信號1進(jìn)行整形，并把被整形的解調(diào)信號1輸出給第一級D型觸發(fā)器204的CLK端、倒相器207和緩沖器電路210。來自緩沖器電路201的輸出信號由緩沖器電路210放大，并作為解調(diào)信號2被輸出給除法器電路106。解調(diào)信號2是通過放大解調(diào)信號1所獲得的信號，而且解調(diào)信號2在這里包括4個脈沖(見圖3A的“解調(diào)信號2”的波形)。
NAND電路208的兩個輸入端中的一個被連接到第一級D型觸發(fā)器204的輸出端Q，另一個被連接到倒相器207。來自NAND電路208的輸出信號通過緩沖器電路212放大，并作為解調(diào)信號3被輸出給除法器電路106。解調(diào)信號3是通過從解調(diào)信號1僅分離第一脈沖而得到的信號，解調(diào)信號3包括一個脈沖(見圖3A的“解調(diào)信號3”的波形)。
NAND電路209的兩個輸入端中的一個被連接到第一級D型觸發(fā)器204的輸出端QB，另一個被連接到倒相器207。來自NAND電路209的輸出信號通過緩沖器電路211放大，并作為解調(diào)信號4被輸出給除法器電路106。解調(diào)信號4是通過從解調(diào)信號1分離除第一脈沖之外的脈沖而得到的信號，解調(diào)信號4在這里包括3個脈沖(見圖3A的“解調(diào)信號4”的波形)。
緩沖器電路220被提供用來對經(jīng)電容器103輸入的載波波形進(jìn)行整形，其在這里由兩級倒相器構(gòu)成。
除法器電路106對包括100％調(diào)制的載波進(jìn)行除法。除法器電路106的除法次數(shù)被確定使得時鐘信號的半周期等于調(diào)制寬度。因此，除法器電路106具有n級觸發(fā)器(也稱除法器)，使得時鐘信號的半周期等于以100％被調(diào)制的載波的解調(diào)寬度。在n級觸發(fā)器的每個當(dāng)中，被輸入到輸入端的信號頻率被劃分成一半以進(jìn)行輸出。根據(jù)通信系統(tǒng)的ISO/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)，在13.56MHz載頻時在脈沖位置調(diào)制中所采用的調(diào)制寬度被定義為約9.44μs。13.56MHz的半周期約為73.74ns；因此，脈沖位置調(diào)制中所采用的調(diào)制寬度是13.56MHz的半周期的256倍。當(dāng)8級觸發(fā)器被連續(xù)地連接時，可以獲得與在脈沖位置調(diào)制中所采用的調(diào)制寬度一樣寬的半脈沖。因此下面講述除法器電路106具有8級觸發(fā)器221-228的情況。
一個具有異步負(fù)置位功能的D型觸發(fā)器被用于8級觸發(fā)器221-228中的第一級觸發(fā)器221到第七級觸發(fā)器227，一個具有異步負(fù)復(fù)位功能的D型觸發(fā)器被用于最后一級(第八級)觸發(fā)器228。包括100％調(diào)制的載波被8級觸發(fā)器221-228施加除法，它們的輸出信號被提供給校正電路230。
被用于第一級觸發(fā)器221到第七級觸發(fā)器227的具有異步負(fù)置位功能的D型觸發(fā)器具有一個CLK端、一個輸入端D、一個輸入端S、一個輸出端Q和一個輸出端QB。輸出端QB輸出一個來自于輸出端QB的信號的倒相信號。每次當(dāng)輸入給CLK端的信號上升(或下降)時，該具有異步負(fù)置位功能的D型觸發(fā)器便將輸入端D的信號狀態(tài)改變?yōu)檩敵鰻顟B(tài)。該D型觸發(fā)器也具有以下功能當(dāng)輸入到輸入端S的置位信號為低電平時，不管輸入給CLK端的信號是否上升(或下降)，都把從輸出端Q輸出的信號設(shè)為高電平。觸發(fā)器221-227采用解調(diào)信號2作為具有置位功能的信號；因此解調(diào)信號2被輸入到觸發(fā)器221-227的每個輸入端S上。當(dāng)解調(diào)信號2為低電平時，觸發(fā)器221-227被置位，當(dāng)解調(diào)信號2為高電平時該置位被釋放。當(dāng)置位被釋放時，除法開始獲得一個與100％調(diào)制的定時相同步的信號。
被用于最后一級(第八級)觸發(fā)器228的具有異步負(fù)復(fù)位功能的D型觸發(fā)器具有一個CLK端、一個輸入端D、一個輸入端R、一個輸出端Q和一個輸出端QB。該具有異步負(fù)復(fù)位功能的D型觸發(fā)器具有一種異步復(fù)位功能，其與被輸入給CLK端的信號的上升(或下降)不同步。該D型觸發(fā)器也具有以下功能當(dāng)輸入到輸入端R的復(fù)位信號為低電平時，不管輸入給CLK端的信號是否上升(或下降)，都把從輸出端Q輸出的信號設(shè)為低電平。觸發(fā)器228采用解調(diào)信號3作為具有復(fù)位功能的信號；因此解調(diào)信號3被輸入到觸發(fā)器228的輸入端R上。當(dāng)解調(diào)信號3為低電平時，觸發(fā)器228被復(fù)位，當(dāng)解調(diào)信號3為高電平時該復(fù)位被釋放。當(dāng)復(fù)位被釋放時，除法開始獲得一個與100％調(diào)制的第一脈沖的定時相同步的信號。
第一級觸發(fā)器221到第七級觸發(fā)器227中的每一個的輸出端QB被連接到下一級觸發(fā)器的CLK端上。從輸出端Q和輸出端QB輸出的信號在輸入給CLK端的CLK信號上升時被倒相。第八級觸發(fā)器228的CLK端被連接到第七級觸發(fā)器227的輸出端QB上。校正電路230被提供在第八級觸發(fā)器228的輸出端QB和輸入端D之間。
解調(diào)信號產(chǎn)生電路229具有一個D型觸發(fā)器233。該D型觸發(fā)器233在這里是一個具有異步負(fù)復(fù)位功能的D型觸發(fā)器，其包括一個CLK端、一個輸入端D、一個輸入端S、一個輸出端Q和一個輸出端QB。D型觸發(fā)器233的CLK端被連接到觸發(fā)器221的輸出端Q，以及解調(diào)信號4通過金屬線113被輸入到D型觸發(fā)器233的輸入端D，而解調(diào)信號3通過金屬線112被輸入到它的輸入端S。從D型觸發(fā)器233的輸出端Q輸出的信號作為解調(diào)信號5被輸入給校正電路230。D型觸發(fā)器233被提供用來產(chǎn)生通過延遲解調(diào)信號4而獲得的解調(diào)信號5，并輸出被延遲第一級觸發(fā)器211的周期的解調(diào)信號5(見圖3A的“解調(diào)信號5”的波形)。該結(jié)構(gòu)允許半導(dǎo)體器件正常地操作。當(dāng)使用通過把解調(diào)信號4延遲二倍于載波周期的周期而獲得的解調(diào)信號5時，解調(diào)信號4在第八級觸發(fā)器228的輸出端QB的輸出信號被倒相之后上升，這導(dǎo)致穩(wěn)定的電路操作。注意解調(diào)信號產(chǎn)生電路220沒有必要被提供，解調(diào)信號4可以直接被輸入到校正電路230。
校正電路230具有輸入端“輸入”、輸入端cont和輸出端“輸出”。校正電路230在與EXNOR電路相同的邏輯上操作，并在不同信號被輸入給兩個輸入端時輸出高電平信號，而在相同信號被輸入給兩個輸入端時輸出低電平信號。校正電路230的輸入端被連接到第八級觸發(fā)器228的輸出端QB上。校正電路230的輸入端cont被連接到金屬線232上，并輸入有解調(diào)信號5。校正電路230的輸出端“輸出”被連接到第八級觸發(fā)器228的輸入端D上。
校正電路230利用從D型觸發(fā)器233提供的解調(diào)信號5和來自觸發(fā)器228的輸出端QB的輸出信號來產(chǎn)生一個時鐘信號。當(dāng)載波以100％被調(diào)制時，來自最后一級觸發(fā)器228的輸出端QB的輸出信號不變化，并且具有的脈寬長于預(yù)定的寬度(見圖3A的“8級QB”的波形)；但是，當(dāng)解調(diào)信號5為低電平時，校正電路230輸出一個來自于觸發(fā)器228的輸出信號的倒相信號。從校正電路230的輸出端“輸出”輸出的信號通過倒相器231倒相，且該倒相信號被用作時鐘信號。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以獲得一個具有固定脈寬的時鐘信號(見圖3A的“時鐘信號”的波形)。
如上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件利用一個通過用除法器電路除載波而獲得的信號和一個從解調(diào)信號分離電路輸出的解調(diào)信號來產(chǎn)生時鐘信號，使得能夠獲得一個具有固定脈寬的時鐘信號。采用具有固定脈寬的時鐘信號可以從載波精確地獲得數(shù)據(jù)。另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件比PLL電路具有更簡單的電路結(jié)構(gòu)和更小的尺寸，由此可以降低功耗。
實施方式2在該實施方式中，參考圖4A和4B來具體描述除法器電路106中的校正電路230的結(jié)構(gòu)例子。
校正電路230具有輸入端“輸入”、輸入端“cont”和輸出端“輸出”，以及還有倒相器300和301及NAND電路302-304(見圖4A)。NAND電路302輸出的是從輸入端“輸入”和輸入端“cont”輸入的信號的NAND邏輯。NAND電路303輸出的是通過分別用倒相器300和301把從輸入端“輸入”和輸入端“cont”輸入的信號進(jìn)行倒相而獲得信號的NAND邏輯。NAND電路304輸出的是來自NAND電路302和303的輸出信號的NAND邏輯。來自NAND電路304的輸出信號是從輸出端“輸出”輸出的。
當(dāng)控制信號(附圖中用“cont”表示)為高電平時，校正電路230從輸出端輸出一個與輸入信號(附圖中用“輸入”表示)相同的信號，而當(dāng)控制信號cont為低電平時，從輸出端輸出一個輸入信號“輸入”的倒相信號(見圖4B)。
因此，校正電路230的邏輯與EXNOR電路的邏輯相同。也就是說，如果一個輸入信號被輸入給EXNOR電路的輸入端之一，控制信號被輸入給另一個輸入端，那么可以獲得具有相同邏輯的輸出。所以EXNOR電路可以被用作校正電路230。注意被用作校正電路230的EXNOR電路并不限于具有倒相器300和301以及NAND電路302-304的上述結(jié)構(gòu)。在與EXNOR電路相同的邏輯上操作的各種結(jié)構(gòu)可以適用于校正電路230。
實施例1參考圖5和6來描述本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的時鐘信號生成的仿真結(jié)果，該圖示出了每個信號的波形。圖6是圖5的虛線部分的放大視圖。
在圖5中，“載波”表示從讀寫器發(fā)送的載波的波形，而“解調(diào)信號1”示出通過解調(diào)載波所得到的信號的波形。“第八級CLK”示出了以下信號的波形，該信號是通過用觸發(fā)器221-227除載波而獲得的，并被輸入到第八級觸發(fā)器228的CLK端。“第八級QB”示出從第八級觸發(fā)器228的輸出端QB輸出的信號波形。“解調(diào)信號5”示出通過從解調(diào)信號1中分離除第一脈沖之外的脈沖而獲得的信號波形?！皶r鐘信號”示出從除法器電路輸出的時鐘信號波形。
當(dāng)載波以100％被調(diào)制時(例如在周期151內(nèi))，從第八級觸發(fā)器228的輸出端QB輸出的信號(在附圖中用“第八級QB”表示)在邏輯上不變化，并具有長于預(yù)定寬度的脈寬(例如在周期152內(nèi)的波形)。但根據(jù)本發(fā)明，解調(diào)信號5被用于產(chǎn)生時鐘信號，從第八級觸發(fā)器228的輸出端QB輸出的信號在解調(diào)信號5為低電平時被倒相。然后，通過倒相整個信號獲得時鐘信號(通過“用解調(diào)信號5校正的第八級QB”表示)，所述整個信號從第八級觸發(fā)器228的輸出端QB輸出并在解調(diào)信號5為低電平時被倒相。因此，當(dāng)從第八級觸發(fā)器228的輸出端QB輸出的信號(在附圖中用“第八級QB”表示)在解調(diào)信號5的定時處被校正時，即便載波包括100％調(diào)制也能獲得固定脈寬的時鐘信號。
實施例2參考圖11來描述本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件119具有天線100、諧振電容器101、解調(diào)電路104、解調(diào)信號分離電路105、除法器電路106、校正電路230、控制電路116、調(diào)制電路117和存儲器電路118?？刂齐娐?16具有控制其它電路的功能，并對應(yīng)于一個CPU(中央處理單元)。調(diào)制電路117具有調(diào)制數(shù)據(jù)的功能。存儲器電路118具有存儲數(shù)據(jù)的功能。包括天線100、諧振電容器101、解調(diào)電路104、解調(diào)信號分離電路105和除法器電路106的電路120是個時鐘信號產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生具有固定脈寬的時鐘信號。半導(dǎo)體器件119無線地通過天線100與讀寫器121通信。
半導(dǎo)體器件119具有各種依賴于結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，例如無線通信、寫數(shù)據(jù)、格式化成各種形狀、以及按照所選頻率的寬方向性和識別范圍。半導(dǎo)體器件119可以應(yīng)用于能識別個人和物體的IC標(biāo)簽、貼于物體上的標(biāo)簽、在事件和游樂園中使用的表帶等等。半導(dǎo)體器件119利用樹脂可以在形狀上變化，或直接貼到物體上。另外，半導(dǎo)體器件119可以被用于各種系統(tǒng)，例如支付系統(tǒng)和用于進(jìn)入和離開房間的管理系統(tǒng)。
接下來講述半導(dǎo)體器件119的實際用途的例子。讀寫器320被提供在具有顯示部分321的便攜式終端的一側(cè)上，而半導(dǎo)體器件119被提供在物體322的一側(cè)上(見圖12A)。當(dāng)讀寫器320被帶到接近于含在物體322內(nèi)的半導(dǎo)體器件119時，在顯示部分321上就顯示關(guān)于物體322的數(shù)據(jù)，例如成分、原產(chǎn)地、每個制造步驟中的測試結(jié)果、分發(fā)過程的歷史、以及物體的解釋。另外，當(dāng)物體被承載在傳送帶上時，物體326可以利用讀寫器324和半導(dǎo)體器件119進(jìn)行測試(見圖12B)。通過由此把本發(fā)明的半導(dǎo)體器件119應(yīng)用于該系統(tǒng)，可以容易地獲得數(shù)據(jù)，并且可以實現(xiàn)具有高附加值的高性能系統(tǒng)。該實施例可以結(jié)合上述實施方式中的任意實施方式來實施。
下面簡單地講述本發(fā)明半導(dǎo)體器件119的應(yīng)用。半導(dǎo)體器件119可以例如被結(jié)合到以下物品中票據(jù)、硬幣、有價證券、不記名債券、證件(駕照、居住證等，見圖13A)，用于包裝物體的容器(包裝紙、瓶等，見圖13B)，諸如DVD、CD和視頻磁帶的記錄介質(zhì)(見圖13C)，諸如汽車、自行車和腳踏車等車輛(見圖13D)，諸如袋子、眼鏡等隨身物品(見圖13E)，食品，衣服，生活用品，電子設(shè)備等等。電子設(shè)備包括液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視機(jī)(也簡稱為電視或電視接收器)、移動電話等等。
半導(dǎo)體器件119可以被附加到物體表面上，或結(jié)合到物體內(nèi)被固定。例如，半導(dǎo)體器件119可以被結(jié)合到書的紙張內(nèi)、或包裝的有機(jī)樹脂內(nèi)。當(dāng)半導(dǎo)體器件119被結(jié)合到票據(jù)、硬幣、有價證券、不記名債券、證件等等之中時，可以防止忘記它們。當(dāng)半導(dǎo)體器件119被結(jié)合到用于包裝物體的容器、記錄介質(zhì)、隨身物品、食品、衣服、生活用品、電子設(shè)備等之中時，可以更有效地執(zhí)行測試系統(tǒng)、租用系統(tǒng)等等。半導(dǎo)體器件119也防止車輛被忘記或盜竊。另外，當(dāng)半導(dǎo)體器件119被植入諸如動物等生物中時，可以容易地識別每個生物。例如，如果半導(dǎo)體器件119被植入諸如國內(nèi)動物等生物時，可以容易地識別它們的出生年份、性別、品種等等。
如上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件119可以被結(jié)合到任何物體(包括生物)之中。該實施例可以結(jié)合上述實施方式中的任何實施方式進(jìn)行實施。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括用于除載波的除法器電路，所述載波包括ISO/IEC 15963定義的100％調(diào)制、ISO/IEC 14443(類型-A)定義的100％調(diào)制、ISO/IEC 18000-3定義的100％調(diào)制、或具有幅度5％或在信號未被調(diào)制的狀態(tài)下具有更少幅度的調(diào)制；解調(diào)信號分離電路，用于利用從所述載波解調(diào)的解調(diào)信號產(chǎn)生多個解調(diào)信號；以及校正電路，用于利用來自于所述除法器電路的輸出信號和從所述解調(diào)信號分離電路提供的多個解調(diào)信號產(chǎn)生時鐘信號。
2.一種半導(dǎo)體器件，包括用于除載波的除法器電路，所述載波包括ISO/IEC 15963定義的100％調(diào)制、ISO/IEC 14443(類型-A)定義的100％調(diào)制、ISO/IEC 18000-3定義的100％調(diào)制、或具有幅度5％或在信號未被調(diào)制的狀態(tài)下具有更少幅度的調(diào)制；解調(diào)電路，用于利用所述載波產(chǎn)生解調(diào)信號；解調(diào)信號分離電路，用于利用所述解調(diào)信號產(chǎn)生多個解調(diào)信號；以及校正電路，用于利用來自于所述除法器電路的輸出信號和從所述解調(diào)信號分離電路提供的多個解調(diào)信號產(chǎn)生時鐘信號。
3.一種半導(dǎo)體器件，包括用于除載波的除法器電路，所述載波包括ISO/IEC 15963定義的100％調(diào)制、ISO/IEC 14443(類型-A)定義的100％調(diào)制、ISO/IEC 18000-3定義的100％調(diào)制、或具有幅度5％或在信號未被調(diào)制的狀態(tài)下具有更少幅度的調(diào)制；解調(diào)電路，用于利用所述載波產(chǎn)生第一解調(diào)信號；解調(diào)信號分離電路，用于從所述第一解調(diào)信號產(chǎn)生通過放大所述第一解調(diào)信號而獲得的第二解調(diào)信號、通過從所述第一解調(diào)信號只分離第一脈沖而獲得的第三解調(diào)信號、和通過從所述第一解調(diào)信號分離除所述第一脈沖以外的脈沖而獲得的第四解調(diào)信號；以及校正電路，用于利用來自于所述除法器電路的輸出信號、所述第三解調(diào)信號和所述第四解調(diào)信號產(chǎn)生時鐘信號。
4.一種半導(dǎo)體器件，包括用于除載波的除法器電路，所述載波包括ISO/IEC 15963定義的100％調(diào)制、ISO/IEC 14443(類型-A)定義的100％調(diào)制、ISO/IEC 18000-3定義的100％調(diào)制、或具有幅度5％或在信號未被調(diào)制的狀態(tài)下具有更少幅度的調(diào)制；解調(diào)電路，用于利用所述載波產(chǎn)生第一解調(diào)信號；解調(diào)信號分離電路，用于從所述第一解調(diào)信號產(chǎn)生通過放大所述第一解調(diào)信號而獲得的第二解調(diào)信號、通過從所述第一解調(diào)信號只分離第一脈沖而獲得的第三解調(diào)信號、和通過從所述第一解調(diào)信號分離除所述第一脈沖以外的脈沖而獲得的第四解調(diào)信號；解調(diào)信號產(chǎn)生電路，用于從所述第三解調(diào)信號和所述第四解調(diào)信號產(chǎn)生通過延遲所述第四解調(diào)信號而獲得的第五解調(diào)信號；以及校正電路，用于利用來自于所述除法器電路的輸出信號和所述第五解調(diào)信號產(chǎn)生時鐘信號。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中D型觸發(fā)器被用于所述解調(diào)信號產(chǎn)生電路。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中多個D型觸發(fā)器被用于所述除法器電路。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中多個D型觸發(fā)器被用于所述除法器電路；以及其中最后一級D型觸發(fā)器是具有異步負(fù)復(fù)位功能的D型觸發(fā)器。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中EXNOR電路被用于所述校正電路。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中提供一接收所述載波的天線和一諧振電容器。
10.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中多個D型觸發(fā)器被用于所述除法器電路。
11.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中多個D型觸發(fā)器被用于所述除法器電路；以及其中最后一級D型觸發(fā)器是具有異步負(fù)復(fù)位功能的D型觸發(fā)器。
12.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中EXNOR電路被用于所述校正電路。
13.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中提供一接收所述載波的天線和一諧振電容器。
14.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中多個D型觸發(fā)器被用于所述除法器電路。
15.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中多個D型觸發(fā)器被用于所述除法器電路；以及其中最后一級D型觸發(fā)器是具有異步負(fù)復(fù)位功能的D型觸發(fā)器。
16.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中EXNOR電路被用于所述校正電路。
17.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中提供一接收所述載波的天線和一諧振電容器。
18.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中多個D型觸發(fā)器被用于所述除法器電路。
19.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中多個D型觸發(fā)器被用于所述除法器電路；以及其中最后一級D型觸發(fā)器是具有異步負(fù)復(fù)位功能的D型觸發(fā)器。
20.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中EXNOR電路被用于所述校正電路。
21.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中提供一接收所述載波的天線和一諧振電容器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，其從載波產(chǎn)生一個具有固定脈寬的時鐘信號。本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，在那里利用具有固定脈寬的時鐘信號可以從載波精確地獲得數(shù)據(jù)。另外本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，其具有較簡單的電路結(jié)構(gòu)和較小的尺寸，并比PLL電路消耗更少的功率。根據(jù)本發(fā)明，通過除一個包括100％調(diào)制的載波而獲得的信號不被用作時鐘信號，校正電路被用來利用解調(diào)信號和通過除所述包括100％調(diào)制的載波而獲得的信號產(chǎn)生時鐘信號。根據(jù)具有這種結(jié)構(gòu)的發(fā)明，可以產(chǎn)生具有固定脈寬的時鐘信號。
文檔編號G06K17/00GK101036360SQ20058003416
公開日2007年9月12日 申請日期2005年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月7日
發(fā)明者熱海知昭 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所