CN101989811B - 高频rfid标签的整流器电路、标签电路及芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高频RFID标签的整流器电路，在天线的第一端与第二端之间依次串联有多个电阻和NMOS管M3；NMOS管M1的漏极连接天线的第一端；NMOS管M2的漏极连接天线的第二端；所述NMOS管M1和M2的栅极之间还串联两个本征晶体管M4和M5，所述本征晶体管采用二极管接法，本征晶体管M4与M5之间的节点作为整流器的输出端。本发明还公开了一种高频RFID标签电路，包括上述高频RFID标签的整流器电路。本发明还公开了一种高频RFID标签电路芯片，包括上述高频RFID标签电路。本发明通过采用了本征晶体管，使得高频RFID标签电路在能够承受高电压的同时，降低了电路的成本，并且具有较高的灵敏度，增加了RFID的感应距离。
Description
技术领域
本发明涉及一种整流器电路，尤其是一种高频RFID标签的整流器电路。本发明还涉及一种高频RFID的标签电路。本发明还涉及一种高频RFID标签电路芯片。
背景技术
高频无源RFID标签(13.56MHz)包含天线、模拟前端、数字处理部分及存储单元。从设计方面来说，由于标签是无源的，即内部电路所需能量均来自与读卡器天线间的耦合，并通过整流器将耦合到的交流电转换成直流电作为内部其它模块的电源电压，因此要求RFID标签具备低功耗、内部稳定电源和较大的动态范围等特点。
当磁场强度较高时，在RFID标签天线上会感应高达十几至二十伏的交变电压，而RFID中部分电路可能因为需要有EEPROM而采用低压制造工艺制造。通常为耐高压，需要额外的二十伏的器件作为模拟前端的整流器器件，这大大增加了成本。
另外，现有的高频RFID标签电路所采用的MOS器件，使得电路的灵敏度非常有限，RFID的感应距离也无法提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高频RFID标签的整流器电路，一种高频RFID标签电路，以及一种高频RFID标签电路芯片，使得高频RFID标签电路在能够承受高电压的同时，降低电路的成本，并且具有较高的灵敏度，增加RFID的感应距离。
为解决上述技术问题，本发明高频RFID标签的整流器电路的技术方案是，在天线的第一端与第二端之间依次串联有电阻R1、电阻R3、电阻R4、NMOS管M3、电阻R5、电阻R6和电阻R2；NMOS管M3的漏极连接电阻R4，源极连接电阻R5，栅极作为VG输入端；NMOS管M1的漏极连接天线的第一端，栅极连接到电阻R2与R6之间；NMOS管M2的漏极连接天线的第二端，栅极连接到电阻R1与R3之间；NMOS管M1和M2的源极都接地；所述NMOS管M1和M2的栅极之间还串联两个本征晶体管M4和M5，所述本征晶体管采用二极管接法，本征晶体管M4的栅极连接到NMOS管M2的栅极，本征晶体管M5的栅极连接到NMOS管M1的栅极，本征晶体管M4与M5之间的节点作为整流器的输出端，所述天线的两端与地之间各连接一个二极管，所述二极管的阳极接地。
本发明还提供了一种高频RFID标签电路，其技术方案是，所述高频RFID标签电路中包括上述RFID标签的整流器电路。
本发明还提供了一种高频RFID标签电路芯片，其技术方案是，所述芯片包括上述RFID标签电路。
本发明通过采用了本征晶体管，使得高频RFID标签电路在能够承受高电压的同时，降低了电路的成本，并且具有较高的灵敏度，增加了RFID的感应距离。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
附图为本发明高频RFID标签的整流器电路的电路图。
具体实施方式
本发明提供了一种高频RFID标签的整流器电路，如附图所示，在天线的第一端Antenna1与第二端Antenna2之间依次串联有电阻R1、电阻R3、电阻R4、NMOS管M3、电阻R5、电阻R6和电阻R2；NMOS管M3的漏极连接电阻R4，源极连接电阻R5，栅极作为VG输入端；VG信号实现整流器信号的反向发射。VG为逻辑信号，分别为高和低。当逻辑为低时，M3截止，天线两端电压不受VG影响，相当于读卡器天线上感受到一个逻辑高电平。当VG为高时，M3导通，天线两端通过R3、R4、R5、R6短路，天线两端得到一个共模电压，相当于读卡器天线上感受到一个逻辑低电平，由此实现了整流器电路的通讯功能。NMOS管M1的漏极连接天线的第一端，栅极连接到电阻R2与R6之间；NMOS管M2的漏极连接天线的第二端，栅极连接到电阻R1与R3之间；NMOS管M1和M2的源极都接地；所述NMOS管M1和M2的栅极之间还串联两个本征晶体管M4和M5，所述本征晶体管采用二极管接法，本征晶体管M4的栅极连接到NMOS管M2的栅极，本征晶体管M5的栅极连接到NMOS管M1的栅极，本征晶体管M4与M5之间的节点作为整流器的输出端，所述天线的两端与地之间各连接一个二极管，所述二极管的阳极接地。
所述整流器的输出端与地之间连接有一个电容。
本发明中，所采用的本征晶体管的制造工艺本身就已经具有的耐高压的性能，具有阈值电压低的特点。降低了的阈值电压可以提高整流器电路的灵敏度。例如，传统的MOS器件的阈值电压一般在0.5～0.7V，而本发明所采用的本征晶体管的阈值电压仅仅为0.2V，这使得更小的电压都可以让整流器产生输出，从而提高了整流器电路的灵敏度。
附图中所示的高频RFID标签整流器电路是将两个半波整流电路结合起来通过天线(antenna1和antenna2)将感应的交变电压在本征晶体管M4和M5的控制下，在正负半周期内轮流导通。当在Antenna1上为正半周时，交变电压通过R1和正向导通的二极管连接方式的本征晶体管M4，产生一个单方向的输出电压；当在Antenna12上为正半周时，交变电压通过R2和正向导通的二极管连接方式的本征晶体管M5，产生同样一个单方向的输出电压，完成全波整流。
本发明还提供了一种高频RFID标签电路，该高频RFID标签电路中包括上述高频RFID标签的整流器电路。由于高频RFID标签电路的感应距离与所感应到的电压成反比，即感应距离越远，所感应到的电压就越小。在本发明中，由于本征晶体管降低了整流器电路的阈值电压，由此就会直接增加高频RFID标签电路的感应距离。
本发明还提供了一种高频RFID标签电路芯片，其中包括上述高频RFID标签电路。
本发明采用这种器件来达到高速整流的全波整流功能，该设计无需特殊的器件制造步骤和额外的光刻层次，同时具有寄生电容较小的特点，从而实现高速，高效率的整流器设计。
综上所述，本发明通过采用了本征晶体管，使得高频RFID标签电路在能够承受高电压的同时，降低了电路的成本，并且具有较高的灵敏度，增加了RFID的感应距离。
Claims (4)
1.一种高频RFID标签的整流器电路，其特征在于，在天线的第一端与第二端之间依次串联有电阻R1、电阻R3、电阻R4、NMOS管M3、电阻R5、电阻R6和电阻R2；NMOS管M3的漏极连接电阻R4，源极连接电阻R5，栅极作为VG输入端，所述VG为逻辑信号，分别为高和低；NMOS管M1的漏极连接天线的第一端，栅极连接到电阻R2与R6之间；NMOS管M2的漏极连接天线的第二端，栅极连接到电阻R1与R3之间；NMOS管M1和M2的源极都接地；所述NMOS管M1和M2的栅极之间还串联两个本征晶体管M4和M5，所述本征晶体管采用二极管接法，本征晶体管M4的栅极连接到NMOS管M2的栅极，本征晶体管M5的栅极连接到NMOS管M1的栅极，本征晶体管M4与M5之间的节点作为整流器的输出端，所述天线的两端与地之间各连接一个二极管，所述二极管的阳极接地；所述NMOS管M3受VG控制，当逻辑为低时，M3截止；当VG为高时，M3导通。
2.根据权利要求1所述的RFID标签的整流器电路，其特征在于，所述整流器的输出端与地之间连接有一个电容。
3.一种高频RFID标签电路，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的高频RFID标签的整流器电路。
4.一种高频RFID标签电路芯片，其特征在于，包括如权利要求3所述的高频RFID标签电路。
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