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KR100295473B1 - 비접촉식정보기록매체 - Google Patents

비접촉식정보기록매체 Download PDF

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KR100295473B1
KR100295473B1 KR1019970053890A KR19970053890A KR100295473B1 KR 100295473 B1 KR100295473 B1 KR 100295473B1 KR 1019970053890 A KR1019970053890 A KR 1019970053890A KR 19970053890 A KR19970053890 A KR 19970053890A KR 100295473 B1 KR100295473 B1 KR 100295473B1
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circuit
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channel transistor
smoothing capacitor
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고토유이치
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니시무로 타이죠
가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

본 발명은 카드 판독 기록기(101)로부터 안테나(107)를 통해 전력을 수신하고, 내부 회로의 전원으로서 공급하며, 동시에 데이타를 송신파로서 외부로 송신하는 비접촉식 정보 기록 매체(106)를 제공한다. 정류 회로(109)의 출력 전류는 변조 회로(110)내의 스위칭 회로에 의해 송신파에 따라서 차단된다. 차단 기간중의 정류 회로(109) 출력 전압은 변조 회로(110)내의 전압 제한 회로에 의해 회로를 구성하는 소자의 내전압을 초과하지 않도록 제한된다. 데이타 송신시의 전력 손실은 매우 적고, 일반적인 내전압의 소자에 의해 회로가 구성된다.

Description

비접촉식 정보 기록 매체{NON-CONTACT TYPE DATA RECORDING MEDIA AND DATA TRANSMITTING METHOD}
본 발명은 비접촉식 정보 기록 매체 및 그 데이타 송신 방법에 관한 것으로, 예컨대, 카드 판독 기록기(이하, 판독 기록기라고 한다)와 같은 정보 처리 장치와 무선 통신을 행하는 데 전지가 없는 무선 카드나 무선 태그와 같은 비접촉식 정보 기억 매체 및 그 데이타 송신 방법에 관한 것이다.
최근, 정보 처리 장치의 분야에서는, 예컨대, 입·퇴실 관리 시스템으로서 적용되는 전지가 없는 무선 카드나 무선 태그와 같은 비접촉식 정보 기억 매체와 비접촉으로 무선 통신을 행하는 판독 기록기와 같은 정보 처리 장치를 포함하는 정보 처리 시스템이 개발되고 있다.
이 경우, 전지가 없는 무선 카드나 무선 태그와 같은 비접촉식 정보 기억 매체 측에서는, 판독 기록기와 같은 정보 처리 장치 측의 송신 안테나에서 송신되는 전파로부터 전력의 공급을 받으면서, 데이타에 예컨대, 저변조도의 진폭 변조를 실시하여 송신파로서 판독 기록기 측으로 송신하도록 하고 있다.
한편, 이러한 전지가 없는 무선 카드나 무선 태그 측에서 송신되는 전파를 수신하는 판독 기록기 측에서는 수신 안테나를 이용하여 그것을 수신한다.
이 경우, 판독 기록기에서 송신되는 전자파를 수신하여 정류 평활함으로써, 내부 회로용 공급 전원을 얻는 비접촉식 정보 기록 매체에 있어서는, 1개의 안테나로 전력을 수신하면서, 데이타의 송신을 행하는 방법으로서, 안테나로부터 취출한 부하 전류를 증대시키는 방법이나, 안테나를 공진시키기 위한 정전 용량을 전환하는 방법이 채용되고 있다.
그러나, 데이타의 송신 방법으로서, 전술한 안테나로부터 취출한 부하 전류를 증대시키는 방법을 채용한 비접촉식 정보 기록 매체의 경우, 안테나로부터 취출한 전력의 손실이 크다. 한편, 안테나를 공진시키기 위한 정전 용량을 전환하는 방법을 채용한 비접촉식 정보 기록 매체의 경우, 안테나의 공진 주파수가 변화한다. 이 결과, 비접촉식 정보 기록 매체의 내부에서 사용할 수 있는 전력이 작아지거나 데이타를 전송할 수 있는 거리가 짧아지기 때문에, 판독 기록기 측과 효율적인 송수신을 행하는데 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 전력을 수신하는 안테나로부터 취출한 전력을 효율이 좋게 사용하여 안테나의 공진 주파수를 일정하게 유지하고, 비접촉식 정보 기록 매체의 내부에서 사용할 수 있는 전력의 손실을 막고, 데이타를 전송할 수 있는 거리를 항상 충분히 확보할 수 있는 비접촉식 정보 기억 매체 및 그 데이타 송신 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1은 본 발명의 개요를 설명하기 위한 블록도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 주요부의 구성을 나타내는 블록도.
도 3의 (a)∼(c)는 제1 실시 형태의 주요부의 동작 파형을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태의 주요부의 구성을 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태의 주요부의 구성을 나타내는 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 카드 판독 기록기
102 : 송신 회로
103: 송신 안테나 코일
104 : 수신 회로
105 : 수신 안테나 코일
106 : 비접촉식 정보 기억 매체
107 : 송수신 안테나 코일
109, 209 : 정류 회로
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 하나의 실시 형태에 따라서, 외부로부터 전파에 의한 전력의 공급을 받으면서 데이타를 송신파로서 외부로 송신하는 비접촉식 정보 기록 매체에 있어서: 상기 외부로부터 전파에 의한 전력을 수신하는 적어도 1개의 안테나와; 상기 안테나로부터의 전력을 내부 회로의 전원으로서 공급하는 전원 공급 회로와; 상기 전원 공급 회로의 출력 전류를 상기 송신파에 따라서차단함으로써 변조하는 변조 회로를 포함하는 비접촉식 정보 기록 매체가 제공된다. 이 변조 회로의 변조 처리에 의해 데이타가 판독 기록기에 송신된다.
상기 전원 공급 회로의 출력 전류가 차단된 경우, 상기 전원 공급 회로, 즉, 정류 회로의 출력 전압이 회로 소자의 내전압을 초과하는 경우가 있다. 따라서, 상기 변조 회로는 상기 전원 공급 회로의 출력 전압을 소정 전압 이하로 제한하는 전압 제한 회로를 포함한다.
또, 본 발명의 정보 기록 매체는 상기 전원 공급 회로의 출력 전류를 충전 및 평활하기 위한 평활 콘덴서를 포함하고, 상기 변조 회로는 상기 전원 공급 회로에서 상기 평활 콘덴서까지의 전류 경로를 상기 송신파에 따라서 스위칭하는 스위칭 회로를 포함한다. 이 스위칭 회로는 p 채널 MOS 트랜지스터에 의해 구성되며, 이 트랜지스터의 게이트에는 상기 송신파가 입력된다.
또, 본 발명의 정보 기록 매체의 상기 변조 회로는 상기 전원 공급 회로의 출력 전류를 차단했을 때, 상기 전원 공급 회로의 출력 전압을 소정 전압 이하로 제한하는 전압 제한 회로를 포함한다.
또, 본 발명의 정보 기록 매체는 상기 전원 공급 회로의 출력 전류를 충전 및 평활하기 위한 평활 콘덴서와; 상기 변조 회로는 상기 전원 공급 회로에서 상기 평활 콘덴서까지의 전류 경로를 상기 송신파에 따라서 스위칭하는 MOS 트랜지스터로 구성된 스위칭 회로를 포함하고, 상기 전압 제한 회로는 상기 소정 전압에 대응하는 제어 전압을 발생하는 제어 전압 발생 회로 및 상기 MOS 트랜지스터의 게이트에 상기 제어 전압을 공급함으로써 상기 전원 공급 회로의 출력 전압을 제어하는전압 제어 회로를 포함한다.
상기 스위칭 회로는 상기 전원 공급 회로의 출력에 접속된 소스, 상기 평활 회로에 접속된 드레인 및 게이트를 갖는 p 채널 MOS 트랜지스터를 포함하고, 상기 전압 제어 회로는 상기 p 채널 MOS 트랜지스터의 게이트에 상기 제어 전압을 공급함으로써 상기 전원 공급 회로의 출력 전압을 제어한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 따라서, 외부로부터 전파에 의한 전력의 공급을 받으면서 데이타를 송신파로서 외부로 송신하는 비접촉식 정보 기록 매체에 적용되는 데이타 송신 방법에 있어서: 상기 외부로부터 전파에 의한 전력을 적어도 1개의 안테나를 이용하여 수신하는 단계와; 상기 안테나로부터의 전력을 내부 회로의 전원으로서 정류 회로를 통해 공급하는 전원 공급 단계와; 상기 전원 공급 단계에 의해 공급되는 전류를 상기 송신파에 따라서 차단함으로써 변조하는 변조 단계를 포함하는 데이터 송신 방법이 제공된다. 이 변조 단계에 의해 상기 데이타가 송신된다.
본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 비접촉 IC 카드 시스템의 블록도이다. 이 시스템은 판독 기록기(101)로부터의 명령에 의해 정보를 비접촉 IC 카드(106)내에 설치된 메모리(114)에 기록 또는 상기 메모리(114) 내의 정보를 독출하는 장치이다.
이 시스템의 경우, 비접촉 IC 카드(106)는 판독 기록기에서 방사된 전력 전송파에 의해서 전력 공급을 받아 판독 기록기와의 사이에는 비접촉으로 동작하며, 또한 카드 내부에는 전지를 갖지 않는다. 본 발명은 이러한 시스템에 있어서, 비접촉 IC 카드로부터 판독 기록기로 데이타를 전송하기 위한 데이타 전송 수단의 개량으로 향해진다.
즉, 도 1은 정보 처리 장치로서의 판독 기록기(101)와, 전지가 없는 무선 카드와 같은 비접촉식 정보 기억 매체(106)가 서로의 사이에서 무선 통신을 행하는 정보 처리 시스템의 개략 구성을 나타내고 있다. 본 발명은 이들 구성 요소 중에서 비접촉식 정보 기억 매체(106)의 개량을 지향한다.
도 1을 참조하여, 먼저 판독 기록기(101)의 개략 구성부터 설명한다. 이 판독 기록기(101)는 호스트 컴퓨터(100)에 의해서 제어되는 송신 회로(102)와 수신 회로(104)를 가지고 있다.
그리고, 이들 송신 회로(102)와 수신 회로(104)에는 각각 루프형의 송신 안테나 코일(103)과 수신 안테나 코일(105)이 접속되어 있다. 이것에 의해, 비접촉식 정보 기억 매체(106)로의 전력 송신과 데이타 송신 및 비접촉식 정보 기억 매체(106)로부터 송신되는 데이타 수신이 행해진다.
한편, 비접촉식 정보 기억 매체(106)는 송수신 안테나 코일(107)에 의해 데이타의 수신을 행함과 더불어 전력을 수신한다. 수신된 전력은 정류 회로(109), 콘덴서(111) 및 전원(평활) 안정화 회로(110)에 의해 안정된 DC 전원으로 변환되어 상기 비접촉식 정보 기억 매체(106) 내부의 제어 회로(113)나 메모리(114) 등의 각부에 공급된다.
여기에서, 송수신 안테나 코일(107)에서 수신된 수신 데이타를 포함하는 수신파가 소정의 공진 주파수를 부여하는 콘덴서(108)를 통해 입력된다. 이 경우, 제어 회로(113)는 수신파에 대하여 소정의 복조 처리를 실시하며, 추출된 데이타를 메모리(114)에 기록한다.
제어 회로(113)는 또 메모리(114)내의 데이타를 독출하여 소정의 처리를 행하여 송신파로서 변조 회로(110)에 공급한다.
본 발명은 효율 좋게 송수신을 행할 수 있는 비접촉식 정보 기억 매체 및 그 데이타 송신 방법을 제공하는 것을 의도하고 있다. 즉, 상기 정보 처리 시스템 중, 비접촉식 정보 기억 매체(106)측에 있어서, 송수신 안테나 코일(107)로 수신한 전력을 내부 회로에 전원으로서 공급하는 전원 공급 수단으로서의 정류 회로(109)의 출력 전류를 상기 제어 회로(113)에서 변조 회로(110)로 공급되는 송신파에 의해서 감소 또는 차단하는 기간이 주기적으로 설정된다. 이것에 의해, 전력을 수신하는 송수신 안테나 코일(107)로부터 취출된 전력의 손실이 증대하거나 송수신 안테나 코일(107)의 공진 주파수가 변화하여, 비접촉식 정보 기록 매체(106)의 내부에서 사용할 수 있는 전력이 작아지거나 데이타를 전송할 수 있는 거리가 짧아지는 일은 없다.
다음에, 이상과 같은 개요에 기초하는 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세히 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 비접촉식 정보 기억 매체(106)의 주요부의 구성을 나타내고, 도 3의 (a)∼(c)는 도 2의 각부에 있어서의 파형을 나타내고 있다. 또한, 도 2는 비접촉식 정보 기억 매체(106) 측에서 데이타를 송신하기 위한 기본 구성이다.
즉, 정류 회로(209)의 정류 출력 (b)[도 3의 (b) 참조]는 상기 제어 회로(113)로부터의 송신 데이타에 의해 제어되는 스위칭 소자(210)에 의해 평활 콘덴서(211)측의 회로에 접속되거나 평활 콘덴서(211)측의 회로로부터 분리된다. 이것에 의해, 안테나 코일(207)에 발생하는 전류 (c)[(도 3의 (c) 참조)]는 상기 제어 회로(113)로부터의 송신파 (a)[도 3의 (a) 참조]에 의해 변화한다.
여기에서 송신파는 무선 전송을 위해 소정의 주파수를 갖는 반송파에 의해서 변조된 송신 데이타이며, 메모리(114)로부터 독출된 데이타에 대응한다. 송신 데이타의 주파수로서는 전력을 수신하는 전파의 1/2의 주파수[도 3의 (a) 참조]를 예로 들어 설명한다. 이 경우의 반송파는 전력을 수신하기 위한 전파를 상기 제어 회로(113)에 의해 1/2로 분주하여 얻고 있다.
도 1의 상기 변조 회로(107)로서의 도 2에 있어서의 스위칭 소자(210)는 이 송신파 (a)에 따라서 정류 회로(209)의 부하 전류, 즉, 출력 전류를 스위칭한다.
도 3의 (a)∼(c)는 이 때의 동작 파형을 나타내고 있다. 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 안테나 코일(207)의 전류 (c)는 송신파 (a)의 성분을 포함한 것으로 이루어져 있다. 즉, 송신파 (a)가 하이 레벨일 때 안테나 코일 전류 (c)의 진폭은 크다. 이 안테나 코일 전류 (c)의 변화를 판독 기록기(101)가 검출하여 IC 카드로부터 데이타를 수신한다.
상기 제어 회로(113)로부터의 데이타에 기초하여, 반송파는 상기 변조 회로(110)로서의 스위칭 소자(210)에 의해, 위상 변조, 진폭 변조(또는 신호 진폭의 유/무), 주파수 변조 등의 변조 처리가 실시되어, 데이타가 송신된다.
그런데, 스위칭 소자(210)가 비도통 상태인 기간은 정류 회로(209)의 출력이 송신파 (a)에 의해서 차단되어 있기 때문에, 전원을 취출하는 효율이 극단적으로 나빠지는 것처럼 보인다. 그러나, 안테나 코일(207)은 콘덴서(208)와 함께 전력을 수신하는 전파의 주파수로 공진하는 공진 회로로서 구성되어 있기 때문에, 정류 회로(209)의 출력이 차단되어 있는 동안의 전류의 대부분은 그 공진 회로의 순환 전류가 되어 축적된다.
그리고, 송신파 (a)에 의해 스위칭 소자(210)가 다시 도통 상태가 되면, 그 축적된 전류의 대부분은 평활 콘덴서(211)에 충전된다.
종래의 비접촉식 정보 기억 매체의 경우, 정류 출력 (b)는 정류 회로(209)의 출력이 송신 데이타에 따라서 비교적 저저항을 통해 그라운드에 접속됨으로써 형성되며, 이것에 의해 안테나 전류가 변화되어 데이타가 송신된다. 따라서, 송신시의 전류 손실이 크다.
그러나, 본 발명에서는 정류 회로(209)의 출력 전력의 손실은 안테나 코일(207)과 콘덴서(208)의 공진 회로에 의한 손실이 지배적인 것이며, 변조를 위해 원리적으로 존재하지 않으면 안 되는 상기 저항 등에 의한 손실이 없다.
따라서, 이러한 본 발명의 비접촉식 정보 기억 매체의 데이타 송신 방법에 따르면, 송신파 (a)를 방사할 때의 공급 전력의 저하가 매우 적다고 하는 특징을 갖는다.
이러한 본 발명의 비접촉식 정보 기억 매체의 데이타 송신 방법을 실제로 사용하면, 비접촉식 정보 기억 매체(106)로서의 IC 카드와 판독 기록기의 거리가 짧을 때, 안테나 코일(207)에 발생하는 전력이 과대해지고, 특히 정류 회로(209)의 출력을 차단했을 때, 정류 회로(209)에 과대한 전압이 걸리는 경우가 있다. 이것은 정류 회로를 내전압이 낮은 반도체 집적 회로 내부에 구성하는 것을 곤란하게 하는 요인이 된다.
도 4는 제2 실시 형태에 관한 IC 카드의 구성을 나타내고, 이 구성은 전술한 바와 같은 과대한 전압이 정류 회로(309)에 걸리지 않도록 고안되어 있다. 정류 회로(309)의 출력 전압은 비교기(310f)에 의해 기준 전압(후술됨)과 비교되고, 정류 회로(309)의 출력 전압이 그 내부 소자의 내압을 초과하려고 했을 때, 정류 회로(309)의 출력 전류는 저항(310b) 및 트랜지스터(310g)를 통해 그라운드로 방출된다.
안테나 코일(307)과 콘덴서(308)는 병렬로 접속되어 병렬 공진 회로를 구성한다. 이 병렬 공진 회로에는 정류 회로(309)가 접속되며, 정류 회로(309)는 공진 회로에 발생한 교류 전압을 전파 정류한다. 정류 회로(309)의 출력은 노드 N1에 접속되고, 노드 N1은 저항(310d, 310b) 및 스위칭 소자로서의 p 채널 MOS 트랜지스터(이하, p 채널 트랜지스터라 한다)(310a)의 소스에 접속되어 있다. 저항(310d, 310e)은 분압 회로로서 직렬로 접속되며, 저항(310d, 310e)의 접점은 비교 전압 VB를 제공한다.
p 채널 트랜지스터(310a)의 소스와 게이트는 저항(310b)을 통해 서로 접속되어 있다. p 채널 트랜지스터(310a)의 드레인은 노드 N2에 접속되고, 노드 N2는 평활 콘덴서(311), 저항(310h), n 채널 MOS 트랜지스터(이하, n 채널 트랜지스터라한다)(312a)의 드레인 및 저항(312)에 접속되며, 전원 출력을 제공한다.
p 채널 트랜지스터(310a)의 게이트는 노드 N3에 접속되고, 노드 N3은 n 채널 트랜지스터(310g, 310c)의 드레인에 접속되어 있다. n 채널 트랜지스터(310g, 310c)의 소스는 모두 접지되고, n 채널 트랜지스터(310c)의 게이트에는 제어 회로(113)로부터의 송신파가 공급되고 있다.
저항(312d, 312e)은 분압 회로로서 직렬로 접속되고, 저항(312d, 312e)의 접속점은 비교기(312b)의 비반전 입력에 접속되어 있다. 비교기(312b)의 반전 단자는 기준 전압 발생 소자(312c)의 플러스 측에 접속되어 있다. 비교기(312b)의 출력은 n 채널 트랜지스터(312a)의 게이트에 접속되고, n 채널 트랜지스터(312a)의 소스는 접지되어 있다. 312a∼312e는 전압 안정화 회로(312)를 구성하고 전압 안정화 회로(312)의 출력 전압 VE, 즉, 평활 콘덴서(311)의 충전 전압은 일정 전압으로 유지된다.
저항(310h, 310i)은 분압 회로로서 직렬로 접속되고, 저항(310h, 310i)의 접점은 기준 전압 VC를 제공한다. 이 기준 전압 VC는 비교기(310f)의 반전 입력에 공급되고, 비교기(310f)의 비반전 입력에는 저항(310d, 310e)으로 구성되는 분압 회로에 의해 생긴 비교 전압 VB가 공급되며, 비교기(310f)의 출력은 n 채널 트랜지스터(310g)의 게이트에 접속되어 있다.
이상의 구성에 있어서, p 채널 트랜지스터(310a), 저항(310b), 및 n 채널 트랜지스터(310c)는 스위칭 회로를 구성하고, 저항(310d, 310e), n 채널트랜지스터(310g), 비교기(310f), 저항(310h, 310i)은 전압 제한 회로를 구성한다. 스위칭 회로(310a∼310c) 및 전압 제한 회로(310d∼310i)는 변조 회로(310)를 구성한다.
다음에 도 4에 도시된 회로의 동작을 상세히 설명한다.
우선, 안테나 코일(307)에 발생한 전압은 정류 회로(309)에 의해서 정류된다. 저항(310b)은 p 채널 트랜지스터(310a)에 대하여 바이어스 전압을 부여하기 위한 소자이고, n 채널 트랜지스터(310c)는 p 채널 트랜지스터(310a)에 대하여 상기 제어 회로(113)에 의해 송신파에 대응된 주기로 스위칭하기 위한 신호를 유도하기 위한 소자이다. 따라서, 이 p 채널 트랜지스터(310a)는 상기 제어 회로(113)로부터의 송신파에 의해서 제어된다.
상기 정류 회로(309)의 정류파는 p 채널 트랜지스터(310a)가 도통 상태인 기간에 p 채널 트랜지스터(310a)를 통과하여 평활 콘덴서(311)에 충전된다. 또, p 채널 트랜지스터(310a)가 도통 상태인 기간, 정류 회로(309)의 출력 전압은 거의 평활 콘덴서(311)의 충전 전압으로 억제된다. 이 평활 콘덴서(311)의 충전 전압은 전압 안정화 회로(312)에 의해서 일정한 전압을 유지하도록 제어된다.
즉, 전압 안정화 회로(312)의 저항(312d, 312e) 및 기준 전압 소자(312c)는 비교기(312b)에 대하여 비교 전압 VF와 기준 전압 VG를 각각 부여한다. 비교 전압 VF가 참조 전압 VG보다 낮으면, 비교기(312b)의 출력은 로우 레벨이 되어 n 채널 트랜지스터(312a)는 오프하고, 노드 N2의 전압 VE는 상승한다. 이와는 반대로 비교 전압 VF가 참조 전압 VG보다 높으면, 비교기(312b)의 출력은 하이 레벨이 되어 n 채널 트랜지스터(312a)는 온하고, 노드 N2의 전압 VE는 저하한다. 따라서, 전압 안정화 회로(312)는 노드 N2의 전압 VE를 일정한 전압으로 유지한다.
한편, p 채널 트랜지스터(310a)가 비도통 상태인 기간은 정류 회로(309)에 대한 부하가 없어지기 때문에, 정류 회로(309)의 출력 전압 VA가 상승한다. 이 때, 비교기(310f)는 정류 회로(309)의 출력 전압을 저항(310d)와 저항(310e)으로 분압하여 얻어지는 전압 VB와, 평활 콘덴서(311)의 충전 전압을 저항(310h)과 저항(310i)으로 분압하여 얻어지는 전압 VC를 비교한다. 전압 VB가 전압 VC보다 상승하면, 비교기(310f)의 출력 전압 VD는 하이 레벨이 된다. 따라서, n 채널 트랜지스터(310g)는 온 상태가 되고, p 채널 트랜지스터(310a)도 도통 상태가 되어 정류 회로(309)의 출력 전압 VA의 전압은 감소한다.
한편, 전압 VB가 전압 VC보다 저하하면, 비교기(310f)의 출력 전압 VD는 로우 레벨이 된다. 따라서, 트랜지스터(310g)는 오프 상태가 되고, p 채널 트랜지스터(310a)도 비도통 상태가 되어 정류 회로(309)의 출력 전압 VA의 전압은 증가한다. 이와 같이 트랜지스터(310g)의 온/오프 동작이 반복되고, 정류 회로(309)의 출력 전압 VA는 일정 범위 내로 제어된다.
송신파에 대응한 주기로 스위칭 소자로서의 p 채널 트랜지스터(310a)는 비도통 상태가 된다. 이 경우, 분압 회로의 저항(310d)과 저항(310e)의 비와, 분압 회로의 저항(310h)과 저항(310i)의 비를 조정함으로써, 정류 회로(309)의 출력 전압 VA의 최고 도달 전압을 최적의 전압치로 설정할 수 있다.
도 5는 제3 실시 형태에 의한 회로의 구성을 나타낸다. 이 회로는 평활 콘덴서(411)에서 평활된 전원 전압을 또 다른 콘덴서(410i)에 충전하고, 정류 회로(409)의 부하 전류를 차단했을 때, 이 다른 콘덴서(410i)의 전압을 평활 콘덴서(411)에서 평활된 전원 전압에 가산하여 스위칭 소자(410a)의 구동 전압을 발생시키는 회로이다. 이 회로는 스위칭 소자(410a)의 구동 전압이 평활 콘덴서(411)에서 평활된 전원 전압의 2배의 전압을 초과하는 일이 없도록 구성되며, 정류 회로(409)의 출력 전압이 규정치를 초과하여 상승하는 것이 방지된다.
안테나 코일(407)과 콘덴서(408)는 병렬로 접속되어 병렬 공진 회로를 구성한다. 이 병렬 공진 회로에는 정류 회로(409)가 접속되며, 정류 회로(409)는 공진 회로에 발생한 교류 전압을 전파 정류한다. 정류 회로(409)의 출력은 노드 N10에 접속되고, 노드 N10은 저항(410e, 410b) 및 스위칭 소자로서 동작하는 p 채널 트랜지스터(410)의 소스에 접속되어 있다. 저항(410e)의 다른쪽 단자는 노드 N11에 접속되고, 노드 N11은 p 채널 트랜지스터(410d)의 게이트 및 n 채널 트랜지스터(410f)의 드레인에 접속되어 있다. n 채널 트랜지스터(410f)의 게이트에는 송신파가 인버터(410m)를 통해 공급되며, 소스는 접지되어 있다.
저항(410b)의 다른쪽 단자는 노드 Nl2에 접속되고, 노드 N12는 p 채널 트랜지스터(410h)의 게이트, n 채널 트랜지스터(420c)의 게이트 및 n 채널트랜지스터(410d)의 드레인에 접속되어 있다. n 채널 트랜지스터(410d)의 게이트는 송신파가 인버터(410m, 420h)를 통해 공급되며, 소스는 접지되어 있다.
스위칭 소자로서 기능하는 p 채널 트랜지스터(410a)의 드레인은 노드 Nl5에 접속되고, 노드 Nl5는 p 채널 트랜지스터(410g, 410j)의 소스, 평활 콘덴서(411), n 채널 트랜지스터(412a)의 드레인 및 저항(412d)에 접속되며, 전원 출력을 제공한다.
저항(412d, 312e)은 분압 회로로서 직렬로 접속되고, 저항(412d, 412e)의 접속점은 비교기(412b)의 비반전 입력에 접속되어 있다. 비교기(412b)의 반전 단자는 기준 전압 발생 소자(412c)의 플러스 측에 접속되어 있다. 비교기(412b)의 출력은 n 채널 트랜지스터(412a)의 게이트에 접속되고, n 채널 트랜지스터(312a)의 소스는 접지되어 있다. 412a∼412e는 전압 안정화 회로(412)를 구성하고, 전압 안정화 회로(412)의 출력 전압 VI, 즉, 평활 콘덴서(411)의 충전 전압은 일정 전압으로 유지된다.
p 채널 트랜지스터(410j)의 게이트는 노드 N16에 접속되고, 노드 N16은 n 채널 트랜지스터(410k)의 게이트, 인버터(410m)의 출력, 인버터(410h)의 입력 및 n 채널 트랜지스터(410f)의 게이트에 접속되어 있다. p 채널 트랜지스터(410j)의 드레인은 노드 N17에 접속되고, 노드 Nl7은 n 채널 트랜지스터(410k)의 드레인 및 콘덴서(410i)의 한쪽 단자에 접속되며, n 채널 트랜지스터(410k)의 소스는 접지되어 있다.
콘덴서(410i)의 다른쪽 단자는 노드 N13에 접속되고, 노드 Nl3은 p 채널 트랜지스터(410g, 410h)의 드레인 및 소스에 각각 접속되어 있다. p 채널 트랜지스터(410h)의 드레인은 노드 Nl4에 접속되고, 노드 Nl4는 n 채널 트랜지스터(410c)의 드레인 및 p 채널 트랜지스터(410a)의 게이트에 접속되며, n 채널 트랜지스터(410c)의 소스는 접지되어 있다.
도 5에 나타내는 구성에 있어서, p 채널 트랜지스터(410a), 저항(410b), n 채널 트랜지스터(410c, 410d)는 스위칭 회로를 구성하고, 저항(410e), n 채널 트랜지스터(410f), p 채널 트랜지스터(410g, 410h), 콘덴서(410i), p 채널 트랜지스터(410j), n 채널 트랜지스터(410k), 인버터(410l, 410m)는 전압 제한 회로를 구성한다. 스위칭 회로(410a∼410d) 및 전압 제한 회로(410e∼410m)는 변조 회로(410)를 구성한다.
다음에 도 5에 도시된 회로의 동작을 설명한다.
우선, 안테나 코일(407)에 발생한 전압은 정류 회로(409)에 의해서 정류된다. 상기 정류 회로(409)의 정류파는 p 채널 트랜지스터(410a)가 도통 상태인 기간에 p 채널 트랜지스터(410a)를 통과하여 평활 콘덴서(411)에 충전된다. 또, p 채널 트랜지스터(310a)가 도통 상태인 기간, 정류 회로(409)의 출력 전압은 거의 평활 콘덴서(411)의 충전 전압으로 억제된다. 이 평활 콘덴서(411)의 충전 전압 VI는 전압 안정화 회로(412)에 의해서 일정한 전압을 유지하도록 제어된다.
즉, 전압 안정화 회로(412)의 저항(412d,412e) 및 기준 전압원(412c)은 비교기(412b)에 대하여 비교 전압 VJ와 기준 전압 VK를 각각 부여한다. 비교 전압 VJ가참조 전압 VK보다 낮으면, 비교기(412b)의 출력은 로우 레벨이 되어, n 채널 트랜지스터(412a)는 오프하고, 노드 N15의 전압 VI는 상승한다. 이와는 반대로 비교 전압 VJ가 참조 전압 VK보다 높으면, 비교기(412b)의 출력은 하이 레벨이 되어, n 채널 트랜지스터(412a)는 온하고, 노드 N15의 전압 VI는 저하한다. 따라서, 전압 안정화 회로(412)는 노드 Nl5의 전압 VI를 일정한 전압으로 유지한다.
p 채널 트랜지스터(410a)는 상기 제어 회로(113)로부터 인버터(410m, 410l), 트랜지스터(410d, 410c)를 통해 부여되는 송신파에 의해서 제어된다. 즉, 전술한 도 1의 제어 회로(113)로부터 송신되는 송신파가 로우 레벨일 때, n 채널 트랜지스터(410d)는 오프, n 채널 트랜지스터(410c)는 온, p 채널 트랜지스터(410a)는 온, p 채널 트랜지스터(410h)는 오프, n 채널 트랜지스터(410k)는 온, p 채널 트랜지스터(410j)는 오프, n 채널 트랜지스터(410f)는 온, p 채널 트랜지스터(410g)는 온 상태이다. 이와 같이 송신파가 로우 레벨일 때, p 채널 트랜지스터(410a)는 도통 상태가 되며, 정류기(409)의 정류파 출력은 평활 콘덴서(411) 및 콘덴서(410i)를 충전한다.
제어 회로(113)로부터의 송신파가 하이 레벨일 때, n 채널 트랜지스터(410d)는 온, n 채널 트랜지스터(410c)는 오프, p 채널 트랜지스터(410a)는 오프, p 채널 트랜지스터(410h)는 온, n 채널 트랜지스터(410k)는 오프, p 채널 트랜지스터(410j)는 온, n 채널 트랜지스터(410f)는 오프, p 채널 트랜지스터(410g)는 오프 상태이다.
이와 같이 송신파가 하이 레벨일 때, p 채널 트랜지스터(410a)가 비도통 상태가 되며, 이 기간은 정류 회로(409)에 대한 부하가 없어지기 때문에, 정류 회로(409)의 출력 전압 VH가 상승한다. 이 때, p 채널 트랜지스터(410a)의 게이트에는 p 채널 트랜지스터(410h)를 통해 평활 콘덴서(411)의 충전 전압 VI에 콘덴서(410i)의 충전 전압을 가산한 전압이 가해진다. 즉, p 채널 트랜지스터(410a)의 게이트에는 거의 2×VI의 전압이 인가된다.
이와 같이 상기 제어 회로(113)로부터의 송신파에 의해서, p 채널 트랜지스터(410a)가 비도통 상태가 되는 기간에 있어서, p 채널 트랜지스터(410a)의 게이트 전압을 평활 콘덴서(411)의 충전 전압의 2배 정도의 전압으로 함으로써 이 비도통 상태에 있어서의 정류 회로(409)의 출력 전압 VH의 전압 상승을 최적의 전압치로 할 수 있다. 즉, 이 기간에 있어서, 정류 회로(409)의 출력 전압 VH는 2×VI의 전압에 p 채널 트랜지스터(410a)의 임계치 전압만큼 플러스한 전압으로 제한된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 외부로부터 수신한 전자파로부터 전력을 얻어, 수신한 전력의 손실이 아주 적은 데이타 송신을 가능하게 하는 비접촉식 정보 기록 매체 및 그 데이타 송신 방법이 제공된다.
또, 본 발명에 따르면, 송신시에 안테나로부터의 입력 전압을 제한함으로써, 낮은 내전압의 소자로 회로를 구성하는 것이 가능해지고, 따라서 염가인 무선 IC 카드에 의한 비접촉식 정보 기록 매체 및 그 데이타 송신 방법이 제공된다.

Claims (10)

  1. 외부로부터 전파에 의한 전력의 공급을 받으면서 데이타를 송신파로서 외부로 송신하는 비접촉식 정보 기록 매체에 있어서:
    전력을 얻기 위해서 외부로부터 전파를 수신하는 적어도 1개의 안테나와;
    상기 안테나를 통해 얻은 전력을 내부 회로의 전원으로 되는 전원 전류로 변환하는 정류 회로와;
    상기 정류 회로의 출력에 접속되어, 정류 회로로부터의 전류 경로를 송신파에 따라서 스위칭하는 스위칭 회로와;
    상기 스위칭 회로를 통해 상기 정류 회로의 출력에 접속되어 정류 회로로부터의 출력 전류를 충전하고 출력 전압을 평활하기 위한 평활 콘덴서와;
    상기 평활 콘덴서에 접속되어, 평활 콘덴서의 충전 전압을 일정 전압으로 유지하기 위한 전압 안정화 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 정보 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정류 회로로부터의 전류 경로가 스위칭 회로에 의해 오프로 스위칭되었을 때 정류 회로의 출력 전압을 소정 전압 이하로 제한하는 전압 제한 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 정보 기록 매체.
  3. 제1항에 있어서, 제어 전압에 따라서 상기 정류 회로에서 평활 콘덴서까지를흐르는 챠지 전류를 제어하는 전류 제어 수단과;
    상기 평활 콘덴서의 전하 챠지를 충전하기 위한 다른 콘덴서와;
    상기 정류 회로의 출력 전류를 차단할 때 상기 다른 콘덴서의 챠지 전압을 상기 평활 콘덴서의 챠지 전압에 가산해서 상기 전류 제어 수단에 제어 전압으로서 가산 결과를 공급하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 정보 기록 매체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 회로는:
    상기 전원 공급 회로의 출력에 접속된 소스, 상기 평활 콘덴서에 접속된 드레인 및 저항을 통해 상기 소스에 접속된 게이트를 갖는 p 채널 트랜지스터와;
    상기 p 채널 트랜지스터의 게이트에 접속된 드레인과, 접지된 소스와, 상기 송신파가 공급되는 게이트를 갖는 n 채널 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 정보 기록 매체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전압 안정화 회로는:
    상기 평활 콘덴서에 접속되는 드레인과, 접지된 소스와, 게이트를 갖는 n 채널 트랜지스터와;
    상기 평활 콘덴서의 충전 전압을 분압하여, 분압 전압을 제공하는 분압 회로와;
    기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생 회로와;
    상기 분압 회로로부터 상기 분압 전압이 공급되는 한쪽 입력과, 상기 기준 전압 발생 회로로부터 상기 기준 전압이 공급되는 다른쪽 입력과, 상기 n 채널 트랜지스터의 게이트에 접속된 출력을 갖는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 정보 기록 매체.
  6. 제2항에 있어서, 상기 전압 제한 회로는:
    상기 p 채널 트랜지스터의 게이트에 접속되는 드레인과, 접지된 소스와, 게이트를 갖는 n 채널 트랜지스터와;
    상기 평활 콘덴서의 충전 전압을 분압하여 제1 분압 전압을 제공하는 제1 분압 회로와;
    상기 전원 공급 회로의 출력 전압을 분압하여 제2 분압 전압을 제공하는 제2 분압 회로와;
    상기 제1 분압 전압이 공급되는 한쪽 입력과, 상기 제2 분압 전압이 공급되는 다른쪽 입력과, 상기 n 채널 트랜지스터의 게이트에 접속된 출력을 갖는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 정보 기록 매체.
  7. 제2항에 있어서, 상기 전압 제한 회로는 상기 소정 전압에 대응하는 제어 전압을 발생하는 제어 전압 발생 회로 및 상기 제어 전압을 이용하여 상기 전원 공급 회로의 출력 전압을 제어하는 전압 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 정보 기록 매체.
  8. 제2항에 있어서, 상기 전압 제한 회로는 상기 소정 전압에 대응하는 제어 전압을 발생하는 제어 전압 발생 회로 및 상기 MOS 트랜지스터의 게이트에 상기 제어 전압을 공급함으로써 상기 전원 공급 회로의 출력 전압을 제어하는 전압 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 정보 기록 매체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 상기 전원 공급 회로의 출력에 접속된 소스, 상기 평활 회로에 접속된 드레인 및 게이트를 갖는 p 채널 MOS 트랜지스터를 포함하고,
    상기 전압 제어 회로는 상기 p 채널 MOS 트랜지스터의 게이트에 상기 제어 전압을 공급함으로써 상기 전원 공급 회로의 출력 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 정보 기록 매체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어 전압 발생 회로는, 상기 전원 공급 회로가 상기 스위칭 회로를 통해 상기 평활 콘덴서에 접속되어 있는 기간 동안 상기 평활 콘덴서의 충전 전압으로 충전되고, 상기 전원 공급 회로와 상기 평활 콘덴서가 차단되어 있는 기간 동안 상기 평활 콘덴서의 충전 전압과 상기 접속되어 있는 기간 동안에 충전된 전압을 가산함으로써 상기 평활 콘덴서의 충전 전압의 실질적으로 2배의 전압을 발생하기 위한 승압용 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 정보 기록 매체.
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