一種RFID標簽芯片中的射頻調制電路的制作方法
本發明屬于電路領域，具體地涉及一種RFID標簽芯片中的射頻調制電路。
背景技術：
射頻識別（RFID:Radio Frequency Identification）技術，是一種利用射頻信號和電磁耦合實現識別目標的技術。同時，該技術也利用電磁耦合實現基站和標簽之間的數據傳輸。該技術具有不局限于視線，識別距離比光學系統遠，標簽可讀寫、可攜帶大量數據，同時具有難以偽造和智能性較高等優點而得到社會各領域的廣泛使用。
RFID標簽芯片上的射頻調制電路的理想電路（如圖1a）是一個理想開關S1，接在天線的兩端RFP、RFN，由調制信號VMOD控制，當調制信號VMOD為低電平時，開關S1開路。由于開關S1是理想開關，天線兩端RFP、RFN看到一個無窮大的電阻，天線兩端電壓RFP-RFN即為接收到的射頻信號；當調制信號VMOD為高電平時，開關S1閉合，理想開關的閉合阻抗為0，使得天線兩端短路，RFP-RFN為0，其波形如圖1b所示。
典型的實際的RFID標簽芯片上的射頻調制電路如圖2a-所示，一個N型MOS管MN1作為開關，調制信號VMOD通過一個驅動緩沖級BUF1來控制N型MOS管MN1的開關。圖2b所示為N型MOS管MN1的等效電路，即為一個理想開關S1和N型MOS管MN1的導通電阻RN串聯后和一個寄生二極管DN1并聯組成。當調制信號VMOD為高電平時，N型MOS管MN1導通，天線兩端看到等效電阻RN，通常會設計該電阻RN具有一個很小的電阻值，使得天線兩端RFP和RFN近乎短路，即電壓RFP-RFN幾乎為0；當調制信號VMOD為低電平（此處為0）時，N型MOS管MN1關斷，天線兩端RFP、RFN期望看到的是一個開路，但是，當天線上接收到的射頻輸入信號RFP-RFN在負半周期時，且射頻輸入信號RFP-RFN的幅度比寄生二極管DN1的導通電壓高時，即使調制信號VMOD為低電平，寄生二極管DN1也會導通，于是天線兩端看到的并不是一個開路，而且造成射頻輸入信號RFP-RFN被箝位和漏電，進一步影響工作距離，特別是在高溫時，其波形如圖2c所示。
為了解決寄生二極管DN1的箝位和漏電問題，可以增加一個互補的P型MOS管MP1，并把P型MOS管MP1的漏極連接到N型MOS管MN1的漏極，如圖3a所示。其等效電路如圖3b所示，當射頻輸入信號RFP-RFN在負半周期時，N型MOS管MN1的寄生體二極管DN1被P型MOS管MP1阻斷，不能導通，解決上述問題。但是，由于P型MOS管MP1需要一定的導通電壓VTH(MP1)，相當于在其等效電路中，增加了一個正向導通電壓VTH(MP1)，導致在調制信號VMOD為高電平時，天線兩端RFP、RFN不能短路相接，而是被箝位在VTH(MP1)處，如圖3c所示，從而引入了新問題，所以單增加一個互補的P型MOS管MP1不能有效解決上述問題。
技術實現要素：
本發明目的在于為解決上述問題而提供一種可以有效解決射頻信號位于負半周期時，射頻信號被非正常箝位，從而影響工作距離的問題，且電路結構簡單，成本低的RFID標簽芯片中的射頻調制電路。
為此，本發明公開了一種RFID標簽芯片中的射頻調制電路，包括P型MOS管MP1、N型MOS管MN1、反相電路、電容C1和單向開關，所述P型MOS管MP1和N型MOS管MN1的漏極相連，所述P型MOS管MP1和N型MOS管MN1的源極分別接天線的兩端，所述N型MOS管MN1的源極同時接地，所述P型MOS管MP1的襯底與漏極連接，調制信號接所述N型MOS管MN1的柵極，同時經反相電路接所述電容C1的第一端，所述電容C1的第二端接P型MOS管MP1的柵極，同時連接單向開關接地，所述單向開關的電流導通方向指向地。
進一步的，所述反相電路由反相器INV1組成，調制信號接所述反相器INV1的輸入端，所述反相器INV1的輸出端接電容C1的第一端。
進一步的，所述單向開關為二極管D1，所述二極管D1的正端接電容C1的第二端，所述二極管D1的負端接地。
進一步的，所述單向開關為P型MOS管MP2，所述P型MOS管MP2的源極接電容C1的第二端，所述P型MOS管MP2的漏極接地，所述調制信號接P型MOS管MP2的柵極，所述P型MOS管MP2的襯底與漏極連接。
進一步的，所述單向開關為NPN三極管Q1，所述NPN三極管Q1的發射極接電容C1的第二端，所述NPN三極管Q1的集電極接地，所述調制信號接NPN三極管Q1的的基極。
本發明的有益技術效果：
本發明通過采用互補的MOS管組成開關并通過電容和單向開關組成自舉電路將P型MOS管的柵極電壓下拉到負，使得天線兩端RFP和RFN近乎短路，從而有效解決了射頻信號位于負半周期時，射頻信號被非正常箝位，從而影響工作距離的問題，且電路結構簡單，成本低。
附圖說明
圖1a為理想的射頻調制電路原理圖；
圖1b為圖1a的射頻輸入信號波形圖；
圖2a為典型的實際的RFID標簽芯片上的射頻調制電路原理圖；
圖2b為圖2a的等效電路圖；
圖2c為圖2a的射頻輸入信號波形圖；
圖3a為增加一個P型MOS管的射頻調制電路原理圖；
圖3b為圖3a的等效電路圖；
圖3c為圖3a的射頻輸入信號波形圖；
圖4a為本發明實施例一的電路原理圖；
圖4b為圖4a的若干節點的電壓波形圖；
圖5為本發明實施例二的電路原理圖；
圖6為本發明實施例三的電路原理圖。
具體實施方式
現結合附圖和具體實施方式對本發明進一步說明。
實施例一：
如圖4a和4b所示，一種RFID標簽芯片中的射頻調制電路，包括P型MOS管MP1、N型MOS管MN1、反相電路、電容C1和單向開關，本實施例中，反相電路由反相器INV1組成，當然，在其它實施例中，也可以是由其它元器件如三極管組成的反相電路，所示單向開關為二極管D1，所述P型MOS管MP1和N型MOS管MN1的漏極相連，所述P型MOS管MP1和N型MOS管MN1的源極分別接天線的兩端RFP和RFN，N型MOS管MN1的源極同時接地，即天線的RFN端接地，所述P型MOS管MP1的襯底與漏極連接，調制信號VMOD通過緩沖器BUF1接N型MOS管MN1的柵極，所述電容C1的第一端接反相器INV1的輸出端，反相器INV1的輸入端接緩沖器BUF1的輸出端，所述電容C1的第二端接P型MOS管MP1的柵極，同時連接二極管D1接地，所述二極管D1的正端接電容C1的第二端，所述二極管D1的負端接地，圖中的二極管DP1和DN1分別表示P型MOS管MP1和N型MOS管MN1的寄生電容。
工作原理如下：當調制信號VMOD為低電平時，反相器INV1輸出高電平，對電容C1進行充電，P型MOS管MP1的柵極電壓VGP被二極管D1箝位在二極管D1的壓降VD，通常約為0.5-0.7V，電容C1兩端的電壓為調制信號VMOD的電源電壓VDD減去二極管D1的壓降VD，即VDD-VD。當調制信號VMOD為高電平時，反相器INV1輸出低電平，即0V，由于電容C1具有保持電荷的特性，P型MOS管MP1的柵極電壓VGP變為負電壓，即-(VDD-VD)。調制信號VMOD、N型MOS管MN1的柵極電壓VGN和P型MOS管MP1的柵極電壓VGP的波形如圖4b所示。只要設計VDD-VD大于P型MOS管MP1的開啟電壓VTH(MP1)，即可以使得P型MOS管MP1可以很好的導通，可把天線RFP端的電壓拉低到RFN端的電壓，近乎短接，即可解決圖3a所示的調制電路在調制信號VMOD為高電平時，天線兩端RFP、RFN不能短路相接，而是被箝位在VTH(MP1)處的問題，從而有效解決了射頻信號位于負半周期時，射頻信號被非正常箝位，從而影響工作距離的問題。
實施例二：
如圖5所示，本實施例與實施例一的區別在于：單向開關為P型MOS管MP2，P型MOS管MP2的源極接電容C1的第二端，P型MOS管MP2的漏極接地，P型MOS管MP2的源極的柵極接緩沖器BUF1的輸出端，所述P型MOS管MP2的襯底與漏極連接，圖中二極管DP2表示P型MOS管MP2的寄生電容。
工作原理：當調制信號VMOD為低時，P型MOS管MP2開啟，對電容C1進行充電，P型MOS管MP1的柵極電壓VGP被P型MOS管MP2箝位在P型MOS管MP2的開啟電壓VTH(MP2)，電容C1兩端的電壓為調制信號VMOD的電源電壓VDD減去P型MOS管MP2的開啟電壓VTH(MP2)，即VDD-VTH(MP2)；當調制信號VMOD為高時，P型MOS管MP2關斷，P型MOS管MP1的柵極電壓VGP為-(VDD-VTH(MP2)）。只要設計VDD-VTH(MP2)大于P型MOS管MP1的開啟電壓VTH(MP1)，即可以使得P型MOS管MP1可以很好的導通，可把天線RFP端的電壓拉低到RFN端的電壓，近乎短接，即可解決圖3a所示的調制電路在調制信號VMOD為高電平時，天線兩端RFP、RFN不能短路相接，而是被箝位在VTH(MP1)處的問題，從而有效解決了射頻信號位于負半周期時，射頻信號被非正常箝位，從而影響工作距離的問題。
實施例三：
如圖6所示，本實施例與實施例二的區別在于：所述單向開關為NPN三極管Q1，NPN三極管Q1的發射極接電容C1的第二端，所述NPN三極管Q1的集電極接地，所述NPN三極管Q1的的基極接緩沖器BUF1的輸出端。其工作原理可以參照實施例二，此不再細說。
當然，在其它實施例中，單向開關也可以是其它類型的開關，采用其它開關來實現上述單向開關的功能是本領域技術人員可以實現的，此不再細說。
盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍內，在形式上和細節上可以對本發明做出各種變化，均為本發明的保護范圍。
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