[发明专利]发射机应答器装置

说明书

技术领域

【001】本发明涉及发射机应答器装置，更具体地涉及LC振荡电路、能量存储电容器以及由存储电容器中的能量供电的集成发射机应答器装置电路。

背景技术

【002】这种发射机应答器装置以接收和传送模式运行时所需的能量是通过对所收到的询问射频(RF)信号进行整流而从询问发射器获得的。该能量储存于充电电容器中。在HDX(半双工)CMOS集成发射机应答器电路中，固有衬底二极管(由与天线的RF终端相连接的n型扩散区和半导体的p型衬底共同构成)被用作整流二极管。通过这一整流二极管，只有所接收RF信号的负半波被使用，且储存于充电电容器中的合成直流(DC)电压被限制于RF信号的峰值电压内。

【003】对于需要相对大范围的发射机应答器的发射机的应用来说，需要有比半波整流器可获得的更高的供电电压。两倍于半波整流器可获得电压的电压可以由全波整流器获得。

【004】全波整流器将需要除现有衬底二极管之外的第二整流二极管。在衬底中并入额外的二极管将需要具有隔离的p阱区的阱工艺。用于低价生产发射机应答器装置的可用CMOS工艺不具有这一选项。

【005】可以被连接作为二极管的高压PMOS晶体管在这一技术中也是不可用的。

【006】第二整流二极管可以由与二极管相连接的NMOS晶体管来构成。但是，所需要的n型扩散区结合p型衬底不可避免地会构成表现为双极晶体管的寄生npn结构。在负半波中当衬底二极管导通时该寄生npn结构会破坏由NMOS晶体管构成的整流二极管的反向隔离。

发明内容

【007】本发明提供了发射机应答器装置，其中与二极管相连接的MOS晶体管布置被用作第二整流二极管且寄生npn结构的效应可被忽略。

【008】在所描述的实施例中，所发明的发射机应答器装置包括具有半导体衬底的集成CMOS电路。第一整流二极管由该CMOS电路的衬底二极管构成。第一MOS晶体管结构和第二MOS晶体管结构将它们的沟道串联起来，以使它们具有第二整流二极管的功能。第一整流二极管的阴极与第二整流二极管的阳极相连接。第一MOS晶体管结构和第二MOS晶体管结构相互隔离开来，以保证两个MOS晶体管结构间的距离足够大，从而使得衬底中由第一和第二MOS结构构成的寄生npn结构具有可忽略的电流增益。

【009】将用于第二整流二极管的示例性实现的NMOS晶体管拆分为分离的串联NMOS晶体管结构并将该分离的NMOS结构置于衬底中相互间距较大距离的位置上，这就导致具有如此大的基底宽度，及相应低电流增益的寄生npn结构，以至于该寄生效应变得可以忽略不计。

【010】进一步的实施例提供了两个MOS晶体管结构之间大于100μm的距离。

【011】再一个实施例提供了p-类型衬底传导性。作为选择，第一和第二MOS晶体管结构中的每一个都是NMOS晶体管。

【012】另一个实施例示出该发射机应答器装置进一步包括与第一整流二极管的阴极和第二整流二极管的阳极相连接的第一终端。第二终端与第一整流二极管的阳极相连接；第三终端与第二整流二极管的阴极相连接。

【013】此外，该发射机应答器装置可以包括LC谐振电路，该LC谐振电路与第一充电电容器串联连接于第一终端和第二终端之间。

【014】在另一个实施例中，第二电容器横跨第三终端和第二终端进行连接。

【015】第一整流二极管和第二整流二极管的每一个都可以用作半波整流器。

【016】另一个实施例提供了作为发射机应答器应用中的一部分的发射机应答器装置。

【017】在另一个实施例中，发射机应答器装置被用于车辆轮胎压力监控系统中。

【018】在示例性实现中，提供了一种车辆轮胎压力监控系统，该系统包括所建议的用于要被监控的每个轮胎的发射机应答器装置，该发射机应答器装置具有并入的RF发射器并与要被监控的车轮/轮胎实际相连接。此外，为每个要被监控的轮胎提供压力传感器并将压力传感器与相应发射机应答器装置的电路相连接。另外，车辆轮胎压力监控系统包括与每个发射机应答器装置相连接的询问器单元，该询问器单元被实际安装在车辆上靠近车轮的位置处，该车轮上安装有要监控的轮胎。同时，为所有发射机应答器装置提供中央RF接收器，其中每个发射机应答器装置与相关的询问器单元电感耦合在一起，并包括适用于在第一运行模式中被能量充电的电荷积累元件，该能量由相关询问器单元以电磁感应的方式提供。该电荷积累元件在第二运行模式中向发射机应答器装置的RF发射器提供电力供应。