[发明专利]高压检测电路以及使用其的射频识别标签芯片

说明书

技术领域

本发明属于射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术领域，涉及RFID标签芯片中所使用的高压检测电路以及包括该高压检测电路的RFID标签芯片。

背景技术

在RFID标签芯片中，通常需要使用高于正常电源电压(V_dd)的高压来实现某些电路功能，例如，在RFID的写操作过程中，需要对非挥发可擦写存储器(例如，EEPROM)进行写操作，此时需要高压来实现。该高压通常为正常电压的3-10倍(即3-10V_dd)，例如大于10V。通常地，RFID标签芯片中均存在对该高压信号进行电压检测的高压检测电路。

该高压信号的精确度对于RFID标签芯片的工作非常重要，例如，数据的写入过程中，高压信号的电压精确度对写入数据的准确度、保持时间、可擦写次数等各项指标均有重要影响。同时，RFID标签芯片在设计应用中，不断追求低功耗的特性。因此，业界追求高压检测电路的高精度的同时，还必须满足低功耗的要求。

现有技术的RFID标签芯片中使用的高压检测电路中，主要使用以下几种设计方法：

第(一)种，采用电阻分压原理将待检测的高压信号进行分压，获得一个比较低的电压V_share；同时使用带隙基准源(bandgap)产生一个基准电压V_bg；再通过电压比较器对V_share和V_bg进行比较，以确定该高压信号是否达到目标电压值。

第(二)种，采用电阻分压原理将待检测的高压信号进行分压，获得一个比较低的电压V_share；利用反相器的门槛电平来检测经电阻分得的低压V_share。

第(三)种，直接用二极管反接，利用二极管反向击穿的特性将高压钳位在二极管的反向击穿电压附近，例如，针对EEPROM的高压写信号会使用此方法。

但是，以上几种现有设计方法均具有以下缺点：

(1)第(一)种，电阻分压需要电流，如果电阻太小，电流会很大，如果电阻很大，需要很大面积；如果采用高阻值电阻，工艺制造时还需要额外的费用，制备成本高；另外，需要带隙基准源产生基准电压，在RFID标签芯片设计中，为了降低功耗，希望能够不用带隙基准源；电压比较器通常采用差分型校准电路(regulator)，如果工作电流太小，反应灵敏度和工作速度都会随之下降。因此，第(一)种高压检测电路虽然精度较高，但是高压检测电路的面积大、功耗大。

(2)第(二)种，同样，采用电阻分压的方法具有与第(一)种一样的缺点；另外，使用反相器的门槛电平来做检测虽然简化了电路、降低了功耗，但是精度很低，受工艺偏差和电源电压波动影响很大。因此，第(二)种高压检测电路虽然功耗满足要求，但是高压检测电路的面积大、精度差。

(3)第(三)种，利用二极管反向击穿时的大电流作为高压负载，将高压钳位在反向击穿点附近，其应用范围非常有限。首先其电流消耗很大；其次只有一个反向击穿点，在低于该击穿点时，该高压检测电路不起作用；第三，反向击穿点并不是一个理想的点，其反向电流和反向电压有一个函数关系，这就要求二极管的反向击穿电流是主要负载而没有其他可以与之接近的负载电流，并且所检测的高压信号的产生器(如电荷泵)的供电流能力远低于二极管的反向击穿电流，依靠反向击穿电流进行钳位的目的才能比较好的实现。

有鉴于此，有必要提出一种新型的用于RFID标签芯片中的高压检测电路。

发明内容

本发明目的在于，提出一种低功耗、高精度的高压检测电路。

为实现以上目的或者其他目的，本发明提供以下技术方案。

按照本发明的一方面，提供一种高压检测电路，用于在射频识别标签芯片中对高压信号进行检测，该高压检测电路包括：

电容分压模块(110)，用于将所述高压信号进行分压以输出相对较低的第二电压信号(Vshare)；

电压-电流转换模块(120)，用于将所述第二电压信号(Vshare)相应地转换为第一电流(I₁)；

电流源(130)，其用于提供基准电流(I_bias)；以及

电流大小控制模块(140)，其基于所述基准电流(I_bias)按比例可调节地输出第二电流(I₂)；