半导体装置的制造方法_4

文档序号:9631188阅读:来源:国知局
5包括替代控制芯片11的控制芯片51。控制芯片 51包括第一开关(例如开关SWxl)、第二开关(例如开关SW1)、第三开关(例如开关SWx2) 以及第四开关(例如开关SW2)。此外,控制芯片51包括替代控制电路12的控制电路52。 而且,控制芯片51通过为控制芯片11加入第四端子(例如输入端子TVx2),第五端子(例 如输出端子TVDD2)以及第六端子(例如平滑电容连接端子TC2)而构造。此外,图12示出 作为TVxl的输入端子TVx,作为TVDD1的输出端子TVDD以及作为TC1的平滑电容连接端子 TC〇
[0118] 开关SWxl和SW1与根据第一实施例的半导体装置1的开关SWx和SW1相同。开 关SWx2设置在输入端子TVx2和输出端子TVDD2之间。开关SW2设置在输出端子TVDD2和 平滑电容连接端子TC2之间。此外,输入端子TVx2与充电电容器Cx的一端连接。输出端 子TVDD2与将第三电源电压VDD2供应至负载芯片15的电源布线的一端连接。平滑电容连 接端子TC2与抑制第三电源电压VDD2的波动的第二平滑电容器(例如平滑电容器C2)的 一端连接。
[0119] 控制电路52类似于根据第一实施例的控制电路12那样控制开关SWxl和SW1。此 外,在开关SWx2从断开状态切换至导通状态之后,控制电路52响应于第三电源电压VDD2 已经满足一定条件而将开关SW2从断开状态切换至导通状态。对控制电路52的开关SWx2 和SW2执行的控制与对开关SWxl和SW1执行的控制相同。
[0120] 以下将说明根据第五实施例的半导体装置5的操作。图13是用于解释根据第五 实施例的半导体装置5的操作的流程图。如图13中所示,根据第五实施例的半导体装置5 的操作是在根据第一实施例的半导体装置1的操作的步骤S13和S14之间包括步骤S22和 S23的处理的操作。即,根据第五实施例的半导体装置5在开关SWxl切换至导通状态之后 通过将开关SWx2切换至导通状态而为负载芯片15供应电力。此外,根据第五实施例的半 导体装置5的操作是在根据第一实施例的半导体装置1的操作的步骤S15的随后阶段包括 步骤S24和S25的处理的操作。即,根据第五实施例的半导体装置5在开关SW1切换至导 通状态之后通过将开关SW2切换至导通状态而为平滑电容器C2供应电力。
[0121] 此外,开关SWxl和SWx2可同时切换至导通状态,且开关SW1和SW2可同时切换至 导通状态。此外,开关SWx2可比开关SWxl更早切换至导通状态,且开关SW2可比开关SW1 更早切换至导通状态。开关控制顺序优选基于负载芯片的激活电力的幅值或系统相应速度 而确定。例如,更早地激活更高激活电力的负载芯片使系统稳定操作。此外,当更早激活一 个负载芯片的要求更强时,负载芯片需要被更早激活。
[0122] 如上所述,控制芯片51包括对应于多个负载芯片的开关组合,因此根据第五实施 例的半导体装置5将电力供应到多个负载芯片。在这种情况下,通过采用控制芯片51,平滑 电容器C1和C2在激活负载芯片之后连接。因此,根据第五实施例的半导体装置5可缩短 负载芯片进入激活的时间。
[0123] 第六实施例
[0124] 将在第六实施例中说明根据第五实施例的半导体装置5的变型例。图14是根据 第六实施例的半导体装置6的框图。如图14中所示,根据第六实施例的半导体装置6包括 通过将第五开关(例如开关SWy)加入控制芯片51而构造的控制芯片61。此外,控制芯片 61具备替代控制电路52的控制电路62。控制电路62具有通过将响应于激活负载芯片15 的激活请求CNT而将开关SWy从断开状态切换至导通状态的功能加入控制芯片51的功能 而构造的功能。
[0125] 此外,根据第六实施例的半导体装置6包括第一充电电容器(例如充电电容器 Cx),以及此外还包括第二充电电容器(例如充电电容器Cx2)。因此,控制芯片61通过将第 七端子(例如连接端子TE12)以及第八端子(例如连接端子TE11)加入控制芯片51而构 造。连接端子TE12连接至一端连接至输入端子TVx2的充电电容器Cx2的一端。连接端子 TE11连接至电源10。此外,在控制芯片61中,开关SWy设置在连接端子TE11和连接端子 TE12之间。
[0126] 根据上述构造,分别为根据第六实施例的半导体装置6中的每个负载芯片提供充 电电容器。因此,根据第六实施例的半导体装置6可独立激活负载芯片15和激活负载芯片 13。例如,在高激活电力的负载芯片以及低激活电力的负载芯片组合的状态下,当两个负载 芯片共享一个充电电容器时,如果采用较高电容的充电电容器补偿激活电力,则充电电容 器不能被共享。但是在这种情况下,通过低电容激活的负载芯片的起动时间变得更长。但 是,通过为每个负载芯片都提供充电电容器,充电电容器可被设定为对应于负载芯片的充 电电容器的较低电容值,且缩短这种低激活电力的负载芯片激活的时间。例如,通过这样 做,能以高速激活低激活电力的负载芯片,将整个系统置于可操作状态,随后激活高激活电 力的负载芯片且能实现额外功能应用。
[0127] 此外,根据第六实施例的半导体装置6也可省略开关SW2。图15是其中开关SW2 从根据第六实施例的控制芯片61移除的半导体装置6a的框图。此外,在图15中,移除了 开关SW2的控制芯片61的参考数字是61a。而且,在图15中,移除了控制开关SW2的功能 的控制电路62的参考数字是62a。如前述段落中所述,当没有过多用于对应于充电电容器 Cx2的负载芯片15的高速激活请求时,也能移除开关SW2并减小控制芯片的电路面积。
[0128] 第七实施例
[0129] 将在第七实施例中更具体说明根据第一实施例的半导体装置1的电源10的一个 方面。图16是根据第七实施例的半导体装置7的框图。在图16中所示的实例中,电源10 包括非接触耦合单元(例如天线ANTr),整流单元72以及放大器电路(例如升压电路73)。 图16示出作为非接触耦合单元的天线ANTr。借助磁耦合或电磁感应传输电力的线圈等可 用作非接触耦合单元。此外,在图16中所示的实例中,整流单元72和升压电路73形成在 与开关SWx以及SW1相同的半导体芯片上。因此,提供通过将整流单元72和升压电路73 加入控制芯片11而构造的控制芯片71。
[0130] 此外,如图16中所示,根据第七实施例的控制芯片71包括位于通过整流单元72 和升压电路73构造的电源电路两端的第四端子(例如端子Po)以及第五端子(例如端子 Pi)。端子P〇与充电电容器Cx的一端连接。端子Pi与接收另一装置(例如电源17)输出 的电力信号的非接触耦合单元的一端连接。
[0131] 天线ANTr从天线ANTt接收无线电信号,并将电力信号输出至后续电路。天线ANTt 由供应至另一装置的电源17驱动。整流单元72整流从天线ANTr输入的电力信号,并将电 力信号传输至后续电路。升压电路73放大由整流单元72整流的信号,并产生第一电源电 压Vx。当充电电容器Cx通过从这种升压电路73输出的电流而被充电时,产生第一电源电 压Vx〇
[0132] 在第七实施例中,二极管D1用作整流单元72。二极管D1包括连接至端子Pi的阳 极,以及连接至升压电路73的阴极。这种二极管D1用作半波整流电路。
[0133] 升压电路73串联连接至整流单元,且放大电力信号并产生第一电源电压Vx。升压 电路73包括振荡器74、脉宽调整电路75、电感器L、二极管D2以及功率晶体管PTr。振荡 器74和脉宽调整电路75根据通过整流单元72获得的信号的电压进行操作。振荡器74输 出用于确定从脉宽调整电路75输出的PWM信号的频率的时钟信号。脉宽调整电路75根据 第一电源电压Vx的电压值调整从振荡器74输出的时钟信号的脉宽并输出PWM信号。电感 器L和二极管D2串联连接在二极管D1和端子Po之间。功率晶体管PTr是NM0S晶体管。 这种功率晶体管PTr连接在接地端子和电感器L与二极管D2之间的节点之间。此外,功率 晶体管PTr根据脉宽调整电路75输出的PWM信号重复导通和截止。
[0134] 在根据第七实施例的半导体装置7中,电源10包括升压电路73,因此能使第一电 源电压Vx的电压值高于仅通过平滑电力信号而获得的直流值的电压值。因此,根据第七实 施例的半导体装置7可降低充电电容器Cx的电容值。
[0135] 第八实施例
[0136] 将在第八实施例中说明根据第一实施例的半导体装置1的另一模式。图17是根 据第八实施例的半导体装置8的框图。如图17中所示,根据第八实施例的半导体装置8采 用通过将电源电路82加入控制芯片11而构造的控制芯片81。控制信号81包括第四端子 (例如端子P〇)以及第五端子(例如端子Pi)。
[0137] 电源电路82连接在端子Pi和端子Po之间。电源电路82包括逆流防止电路83、 放大器电路(例如升压电路84)以及第三开关(例如开关SWz)。升压电路84升高电源输 出的电力,并产生第一电源电压Vx。在图17中所示的实例中,电源10输出电压为Vs的电 力,且升压电路84升高第一电源电压Vx直至电压达到电压Vs或更大。在这点上,升压电 路84采用与第七实施例中所述的升压电路73相同的构造,且因此将不再说明。
[0138] 逆流防止电路83与升压电路84并联连接。逆流防止电路83防止升压的第一电 源电压Vx至电源10的逆流。逆流防止电路83包括二极管D3。二极管D3包括连接至端子 Pi的阳极以及连接至端子P〇的阴极。
[0139] 开关SWz设置在升压电路84的输出和端子Po之间。此外,开关SWz包括与开关 SWx相同导电类型的晶体管的开关晶体管STr,以及反相器85。而且,在第七实施例中,控制 电路12执行专用于将开关SWz以及开关SWx切换至导通状态的控制。更具体地,根据第七 实施例的控制电路12在其中第一电源电压Vx达到预先设定的升高的电压的时段中将开关 SWz切换至导通状态。
[0140] 以下将说明根据第八实施例的半导体装置8的操作。图18是用于解释根据第八 实施例的半导体装置8的操作的时序图。如图18中所示,根据第八实施例的半导体装置8 在从定时T20至定时T21的充电时段内升高第一电源电压Vx,直至第一电源电压Vx达到高 于从电源10输出的电压Vs的设定电压REF4(例如第三设定电压Vth_SWz_0FF)。
[0141] 此外,响应于第一电源电压Vx在定时T21达到第三设定电压值Vth_SWz_0FF,开关 SWz从导通状态切换至断开状态,且开关SWx从断开状态切换至导通状态。转变到定时T21 的操作与参考图8说明的根据第二实施例的半导体装置2中的情况相同。
[0142] 如上所述,在将第一电源电压Vx升高至高于电源10输出的电压的电压之后,根据 第八实施例的半导体装置8使开关SWx转变至导通状态并激活负载芯片13。因此,根据第 八实施例的半导体装置8可降低充电电容器Cx的电容。此外,通过降低充电电容器Cx的 电容,能缩短充电时段持续时间,并缩短激活负载芯片13的时间。
[0143] 将通过利用方程式(4)说明作为特定实例的升压电路84的升压效果。当激活负 载芯片13所需的能量为10μJ且负载芯片13的最小操作电压为2V时,在将第一电源电压 Vx升压至6V的情况以及将第一电源电压Vx升压至3V的情况之间进行比较。在这种情况 下,在第一电源电压Vx升压至6V的情况下,充电电容器Cs的电容为0. 625μF。同时,在第 一电源电压Vx升压至3V的情况下,充电电容器Cx的电容为4μF。
[0144] 此外,当通过采用方程式(6)和方程式(7)计算被充电用于激活的能量时,在第一 电源电压Vx升压至6V的情况下被充电用于激活的能量为11. 25μJ,且在第一电源电压Vx 仅升压至3V的情况下被充电用于激活的能量为18μJ。因此,能通过升压第一电源电压将 被充电用于激活的能量降低37%。
[0145] 此外,根据第八实施例的半导体装置8在充电时间经过之后将升压电路84与端子 Ρ〇断开。因此,根据第八实施例的半导体装置8可在充电时段经过之后降低升压电路84的 功耗。
[0146] 此外,升压电路84也可采用另一电路。以下将说明作为根据第八实施例
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1