專利名稱：頻率傳感器和半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠用于防止IC卡等要求高安全性的裝置的不正當分析的頻率傳感器、以及具有該傳感器的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
近年來，半導(dǎo)體集成電路的進步很大，能夠安裝在芯片內(nèi)的信號處理功能和數(shù)據(jù)飛躍性地增大。但是，在安裝IC芯片的IC卡等需要數(shù)據(jù)等的保密的半導(dǎo)體裝置中，在謀求這種半導(dǎo)體裝置的真正普及的基礎(chǔ)上，確保其安全性是非常重要的。
即，對于這種要求安全性的LSI，輸入容許范圍外的頻率使其進行動作而泄漏機密信息等的情況是很大的威脅。作為對抗這樣的威脅的裝置，檢測輸入時鐘信號等的頻率的頻率傳感器變得很重要(例如參考專利文獻1、專利文獻2)。
以下，說明現(xiàn)有的頻率傳感器的一個例子。
圖17、圖18是表示現(xiàn)有的頻率傳感器及其信號波形的圖。
在圖中，該頻率傳感器具有邊沿檢測電路171、n比特計數(shù)器(n為大于等于2的整數(shù))172、狀態(tài)存儲裝置173。
基準時鐘信號174被輸入到n比特計數(shù)器172和狀態(tài)存儲裝置173。時鐘輸入信號175被輸入到邊沿檢測電路171。另外，邊沿檢出輸出信號176被從上述邊沿檢測電路171輸出到狀態(tài)存儲裝置173。復(fù)位信號177被輸入到邊沿檢測電路171、n比特計數(shù)器172、狀態(tài)存儲裝置173。狀態(tài)復(fù)位信號178被從n比特計數(shù)器172輸出到狀態(tài)存儲裝置173。
以下，對于以上那樣構(gòu)成的頻率傳感器，使用圖17和圖18說明其動作。
首先，如果設(shè)安裝了該頻率傳感器的系統(tǒng)的容許頻率范圍的限界值為Fmin、Fmax，則1周期的容許時間為Tmin＝1/Fmin以內(nèi)，大于等于Tmax＝1/Fmax，即n比特計數(shù)器172的計數(shù)值為nL以內(nèi)，大于等于nH(nL＞nH)。
邊沿檢測電路171檢測出時鐘輸入信號175的上升沿。n比特計數(shù)器172通過復(fù)位信號177被復(fù)位，在基準時鐘信號174的上升沿對每個“1”進行計數(shù)增加(countup)。狀態(tài)存儲裝置173檢查計數(shù)值是否達到nL，在還沒有的情況下，在基準時鐘信號174的上升沿繼續(xù)進行計數(shù)增加。在通過繼續(xù)進行計數(shù)增加而計數(shù)值達到nL的情況下，表示比Tmin還大。即，由于頻率比Fmin小，所以n比特計數(shù)器172輸出狀態(tài)復(fù)位信號178，由此狀態(tài)存儲裝置173輸出低頻檢測信號LF_Alarm。在計數(shù)值還沒有達到nL，但檢測出時鐘輸入信號175的上升沿的情況下，狀態(tài)存儲裝置173檢查計數(shù)值是否比nH小。在計數(shù)值比nH大的情況下，表示是容許頻率范圍，n比特計數(shù)器172被復(fù)位。在計數(shù)值比nH小的情況下，表示時鐘輸入信號175是比容許頻率還高的頻率，狀態(tài)存儲裝置173輸出高頻檢測信號HF_Alarm。然后，根據(jù)復(fù)位信號177，從最初的處理開始循環(huán)進行。
如上所述，產(chǎn)生基準時鐘，通過由計數(shù)器對其進行計數(shù)，來檢測時鐘輸入信號是否在容許頻率范圍內(nèi)。
另外，通過變更nH和nL的值來進行檢測頻率的設(shè)置變更。
專利文獻1歐洲專利第1136830號的說明書(第2～4頁，第1～4圖)專利文獻2日本特開平9-16281號公報(第5～8頁，第1～2圖)但是，在上述現(xiàn)有的頻率傳感器中，由于能夠變更高頻的檢測頻率的設(shè)置，所以需要使基準時鐘信號的頻率設(shè)置充分高于輸入時鐘信號的頻率。例如，需要將基準時鐘信號設(shè)置為輸入時鐘信號的最大頻率規(guī)格的10倍的頻率。這樣提高基準時鐘信號的頻率會增大消耗電力，是成問題的。另外，如果提高基準時鐘信號的頻率，則為了檢測低頻而必須增大計數(shù)器的計數(shù)數(shù)，有造成電路規(guī)模的增大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述那樣的現(xiàn)有的問題而提出的，其目的在于提供一種消耗電流、電路規(guī)模小的頻率傳感器、以及具有這樣的頻率傳感器的半導(dǎo)體裝置。
在本發(fā)明的頻率傳感器中，構(gòu)成為不使用基準時鐘信號，而具有電容和電阻，根據(jù)對電容的充放電時間來檢測頻率。
即，本發(fā)明的權(quán)利要求1的頻率傳感器的特征在于包括在輸入時鐘信號為規(guī)定的狀態(tài)時，對電容進行充電的充電部件；在上述輸入時鐘信號為上述規(guī)定的狀態(tài)的反轉(zhuǎn)狀態(tài)時，經(jīng)由電阻使上述電容放電的放電部件，其中根據(jù)上述電容的端子信號來檢測上述輸入時鐘信號的頻率。
本發(fā)明的權(quán)利要求1的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，而由輸入時鐘信號對電容進行充、放電，由于由其電容和電阻所決定的時間常數(shù)反映了輸入時鐘信號的頻率，所以不用另外使用比輸入時鐘信號高的高頻的時鐘信號，就能夠檢測輸入時鐘信號的頻率。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求2的頻率傳感器是在權(quán)利要求1記載的頻率傳感器中，其特征在于上述充電部件和上述放電部件由相互相反的導(dǎo)電型的MOS晶體管構(gòu)成。
本發(fā)明的權(quán)利要求2的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，而通過基于電阻、電容和2個MOS晶體管的非常小的電路規(guī)模的結(jié)構(gòu)，能夠只用輸入時鐘信號檢測其頻率。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求3的頻率傳感器的特征在于包括向柵極輸入輸入時鐘信號并將源極與第一電源電位連接的第一導(dǎo)電型的第一MOS晶體管；向柵極輸入輸入時鐘信號并將源極與第二電源電位連接的第二導(dǎo)電型的第二MOS晶體管；連接在上述第一和第二MOS晶體管的漏極之間的電阻；連接在上述第二MOS晶體管的漏極和上述第二電源電位之間的電容，其中根據(jù)上述電容和上述電阻的連接節(jié)點的端子信號，檢測上述輸入時鐘信號的頻率。
本發(fā)明的權(quán)利要求3的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，只用輸入時鐘信號就能夠檢測其頻率。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求4的頻率傳感器是在權(quán)利要求3記載的頻率傳感器中，其特征在于還包括將輸入與上述電容和上述電阻的連接節(jié)點連接的變極器(inverter)；將柵極與上述變極器的輸出連接，將漏極與上述變極器的輸入連接，將源極與上述第二電源電位連接的第二導(dǎo)電型的第三MOS晶體管，其中代替上述電容和上述電阻的連接節(jié)點的端子信號，而根據(jù)上述變極器的輸出信號檢測上述輸入時鐘信號的頻率。
本發(fā)明的權(quán)利要求4的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，由于變極器和第三MOS晶體管加速電容和電阻的連接節(jié)點的端子信號的變化，所以能夠縮短頻率檢測所需要的時間。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求5的頻率傳感器是在權(quán)利要求1或3記載的頻率傳感器中，其特征在于代替上述電阻，而設(shè)置具有帶有開關(guān)的電阻的電阻模塊，而該帶有開關(guān)的電阻具有切換使電阻有效還是無效的開關(guān)。
本發(fā)明的權(quán)利要求5的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，能夠調(diào)節(jié)電阻值，能夠容易地變更時間常數(shù)。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求6的頻率傳感器是在權(quán)利要求1或3記載的頻率傳感器中，其特征在于代替上述電容，而設(shè)置具有帶有開關(guān)的電容的電容模塊，而該帶有開關(guān)的電容具有切換使電容有效還是無效的開關(guān)。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求6的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，能夠調(diào)節(jié)電容值，能夠容易地變更時間常數(shù)。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求7的頻率傳感器是在權(quán)利要求5記載的頻率傳感器中，其特征在于上述開關(guān)由保險絲(fuse)構(gòu)成。
本發(fā)明的權(quán)利要求7的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，通過切斷保險絲能夠使用于實現(xiàn)需要的時間常數(shù)的開關(guān)的設(shè)置固定。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求8的頻率傳感器是在權(quán)利要求6記載的頻率傳感器中，其特征在于上述開關(guān)由保險絲構(gòu)成。
本發(fā)明的權(quán)利要求8的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，通過切斷保險絲能夠使用于實現(xiàn)需要的時間常數(shù)的開關(guān)的設(shè)置固定。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求9的頻率傳感器是在權(quán)利要求5記載的頻率傳感器中，其特征在于上述開關(guān)根據(jù)存儲在非易失性存儲器中的數(shù)據(jù)被設(shè)置ON/OFF。
本發(fā)明的權(quán)利要求9的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，通過變更數(shù)據(jù)，能夠容易地變更用于實現(xiàn)所需要的時間常數(shù)的開關(guān)的設(shè)置。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求10的頻率傳感器是在權(quán)利要求6記載的頻率傳感器中，其特征在于上述開關(guān)根據(jù)存儲在非易失性存儲器中的數(shù)據(jù)被設(shè)置ON/OFF。
本發(fā)明的權(quán)利要求10的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，通過變更數(shù)據(jù)，能夠容易地變更用于實現(xiàn)所需要的時間常數(shù)的開關(guān)的設(shè)置。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求11的頻率傳感器其特征在于具備2個權(quán)利要求1或3記載的頻率傳感器，向一個頻率傳感器輸入上述時鐘信號，向另一個頻率傳感器輸入上述時鐘信號的反轉(zhuǎn)信號。
本發(fā)明的權(quán)利要求11的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，能夠檢測出是上述時鐘信號的High期間和Low期間都比容許范圍高的頻率、或是低的頻率的情況。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求12的頻率傳感器是在權(quán)利要求1或3記載的頻率傳感器中，其特征在于還包括檢查該頻率傳感器是否正常動作的自己診斷部件。
本發(fā)明的權(quán)利要求12的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，能夠自己診斷頻率傳感器是否正在正常動作。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求13的頻率傳感器是在權(quán)利要求12記載的頻率傳感器中，其特征在于上述自己診斷部件具有根據(jù)上述輸入時鐘信號產(chǎn)生高頻的高頻產(chǎn)生電路；在上述輸入時鐘信號和從上述高頻產(chǎn)生電路輸出的高頻時鐘信號之間，切換輸入到上述頻率傳感器的信號的切換部件；檢測上述頻率傳感器的檢測信號，判斷上述頻率傳感器是否正常動作的判斷電路。
本發(fā)明的權(quán)利要求13的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，在自己診斷部件內(nèi)部產(chǎn)生高頻信號，能夠自己診斷頻率傳感器是否正常動作。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求14的頻率傳感器是在權(quán)利要求12記載的頻率傳感器中，其特征在于上述自己診斷部件具有根據(jù)上述輸入時鐘信號產(chǎn)生低頻的低頻產(chǎn)生電路；在上述輸入時鐘信號和從上述低頻產(chǎn)生電路輸出的低頻時鐘信號之間，切換輸入到上述頻率傳感器的信號的切換部件；檢測上述頻率傳感器的檢測信號，判斷上述頻率傳感器是否正常動作的判斷電路。
本發(fā)明的權(quán)利要求14的頻率傳感器通過如上述那樣構(gòu)成，在自己診斷部件內(nèi)部產(chǎn)生低頻信號，能夠自己診斷頻率傳感器是否正常動作。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求15的半導(dǎo)體裝置的特征在于包括權(quán)利要求1或3記載的頻率傳感器；被輸入上述輸入時鐘信號，與上述頻率傳感器的檢測信號對應(yīng)地被控制動作的半導(dǎo)體裝置主體。
本發(fā)明的權(quán)利要求15的半導(dǎo)體裝置通過如上述那樣構(gòu)成，能夠檢測出輸入到半導(dǎo)體裝置的時鐘信號的頻率。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求16的半導(dǎo)體裝置是在權(quán)利要求15記載的半導(dǎo)體裝置中，其特征在于上述半導(dǎo)體裝置主體根據(jù)上述檢測信號被復(fù)位。
本發(fā)明的權(quán)利要求16的半導(dǎo)體裝置通過如上述那樣構(gòu)成，在輸入到半導(dǎo)體裝置的時鐘信號在容許頻率以外的情況下，自動地進行復(fù)位，能夠提高安全性。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求17的半導(dǎo)體裝置是在權(quán)利要求15記載的半導(dǎo)體裝置中，其特征在于上述半導(dǎo)體裝置主體根據(jù)上述檢測信號停止動作。
本發(fā)明的權(quán)利要求17的半導(dǎo)體裝置通過如上述那樣構(gòu)成，在輸入到半導(dǎo)體裝置的時鐘信號在容許頻率以外的情況下，自動地停止動作，能夠提高安全性。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求18的半導(dǎo)體裝置是在權(quán)利要求15記載的半導(dǎo)體裝置中，其特征在于上述半導(dǎo)體裝置主體根據(jù)上述檢測信號刪除或破壞所存儲的需要保密的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的權(quán)利要求18的半導(dǎo)體裝置通過如上述那樣構(gòu)成，在輸入到半導(dǎo)體裝置的時鐘信號在容許頻率以外的情況下，自動地刪除或破壞需要保密的數(shù)據(jù)，能夠提高安全性。
本發(fā)明的頻率傳感器通過以上的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)電路規(guī)模小的頻率傳感器。
另外，通過設(shè)置能夠在制造后切換時間常數(shù)的開關(guān)，能夠提供制造離散少的頻率傳感器和半導(dǎo)體裝置。
進而，通過設(shè)置頻率傳感器自身是否正常動作的自己診斷電路，能夠提供可靠性高的頻率傳感器和半導(dǎo)體裝置。


圖1是表示本發(fā)明的實施例1的具有頻率傳感器的半導(dǎo)體裝置的圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施例1的頻率傳感器的信號定時的圖。
圖3是表示本發(fā)明的實施例2的具有頻率傳感器的半導(dǎo)體裝置的圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施例2的頻率傳感器的信號定時的圖。
圖5(a)是表示本發(fā)明的實施例3的具有頻率傳感器的半導(dǎo)體裝置的圖。
圖5(b)是表示本發(fā)明的實施例3的具有頻率傳感器的半導(dǎo)體裝置的圖。
圖6是說明本發(fā)明的實施例3的頻率傳感器的電阻模塊的圖。
圖7是說明本發(fā)明的實施例3的頻率傳感器的電容模塊的圖。
圖8是說明本發(fā)明的實施例4的頻率傳感器的電阻模塊的圖。
圖9是說明本發(fā)明的實施例4的頻率傳感器的電容模塊的圖。
圖10是說明本發(fā)明的實施例5的頻率傳感器的電阻模塊的圖。
圖11是說明本發(fā)明的實施例5的頻率傳感器的電容模塊的圖。
圖12(a)是表示本發(fā)明的實施例6的具有頻率傳感器的半導(dǎo)體裝置的圖。
圖12(b)是表示本發(fā)明的實施例6的具有頻率傳感器的半導(dǎo)體裝置的圖。
圖13是表示本發(fā)明的實施例7的頻率傳感器的圖。
圖14是表示本發(fā)明的實施例7的頻率傳感器的信號定時的圖。
圖15是表示本發(fā)明的實施例8的頻率傳感器的圖。
圖16是表示本發(fā)明的實施例8的頻率傳感器的信號定時的圖。
圖17是表示現(xiàn)有的頻率傳感器的圖。
圖18是表示現(xiàn)有的頻率傳感器的信號定時的圖。
符號說明11時鐘信號輸入端子12高頻檢測信號輸出端子13電阻元件14電容15變極器16P溝道型MOS晶體管17、18N溝道型MOS晶體管31時鐘信號輸入端子32低頻檢測信號輸出端子33電阻元件34電容35變極器
36P溝道型MOS晶體管37、38N溝道型MOS晶體管39變極器51時鐘信號輸入端子52高頻檢測信號輸出端子53電阻模塊54電容模塊55變極器56P溝道型MOS晶體管57、58N溝道型MOS晶體管100半導(dǎo)體裝置100a半導(dǎo)體裝置主體100b、100c、100d頻率傳感器100x、100y結(jié)果判斷電路101a、103b非易失性存儲器102a、103b解碼器103a、103b、103c……103n開關(guān)切換信號104a、104b、104c……104n開關(guān)切換信號121時鐘信號輸入端子122變極器123時鐘反轉(zhuǎn)信號124High側(cè)高頻傳感器125High側(cè)高頻檢測信號126Low側(cè)高頻傳感器127Low側(cè)高頻檢測信號128NAND門129高頻檢測信號輸出端子130自檢(selftest)電路131時鐘信號輸入端子
132延遲電路133、135變極器134NAND門136自檢模式信號輸入端子137選擇器138高頻傳感器139結(jié)果判斷電路1310判斷信號輸出端子144High側(cè)低頻傳感器146Low側(cè)低頻傳感器150自檢電路150a低頻產(chǎn)生電路151時鐘信號輸入端子152分頻電路153自檢模式信號輸入端子154選擇器155低頻傳感器156結(jié)果判斷電路157判斷信號輸出端子200控制器300半導(dǎo)體裝置讀出器/寫入器531、5311a、5311b、5311c……5311n電阻元件531a、531b、531c……531n帶有開關(guān)的電阻元件5312a、5312b、5312c……5312n開關(guān)5411a、5411b、5411c……5411n電容541a、541b、541c……541n帶有開關(guān)的電容5412a、5412b、5412c……5412n開關(guān)532、5321a、5321b、5321c……5321n電阻元件532a、532b、532c……532n帶有保險絲的電阻元件
5422a、5422b、5422c……5422n保險絲542a、542b、542c……542n帶有保險絲的電容5421a、5421b、5421c……5421n電容533、5331a、5331b、5331c……5331n電阻元件533a、533b、533c……533n帶有開關(guān)的電阻元件5332a、5332b、5332c……5332n開關(guān)543、5431a、5431b、5431c……5431n電容543a、543b、543c……543n帶有開關(guān)的電容5432a、5432b、5432c……5432n開關(guān)CLK時鐘信號VDD電源電壓GND接地電壓OUT1高頻檢測信號OUT2低頻檢測信號TEST自檢模式信號RESULT判斷信號171邊沿檢測電路172n比特計數(shù)器173狀態(tài)存儲裝置174基準時鐘信號175時鐘輸入信號176邊沿檢出輸出信號177復(fù)位信號178狀態(tài)復(fù)位信號具體實施方式
以下，參照

本發(fā)明的實施例。
實施例1圖1是表示本發(fā)明的實施例1的內(nèi)置了頻率傳感器的半導(dǎo)體裝置的圖。
在圖中，半導(dǎo)體裝置100具有半導(dǎo)體裝置主體100a、頻率傳感器100b、結(jié)果判斷電路100x。
頻率傳感器100b具有電阻元件13、電容14、變極器15、充電部件或作為第一導(dǎo)電型的第一MOS晶體管的P溝道型MOS晶體管16、放電部件或作為第二導(dǎo)電型的第二MOS晶體管的N溝道型MOS晶體管17、作為第二導(dǎo)電型的第三MOS晶體管的N溝道型MOS晶體管18。
時鐘信號輸入端子11用于向IC卡等要求安全性的半導(dǎo)體裝置100輸入時鐘信號CLK。高頻檢測信號輸出端子12用于輸出來自該頻率傳感器100b的高頻檢測信號OUT1。結(jié)果判斷電路100x用于判斷該高頻檢測信號OUT1表示向半導(dǎo)體裝置輸入了比本來的輸入時鐘信號高的頻率的時鐘信號的情況，控制半導(dǎo)體裝置主體100a。
變極器15的輸出側(cè)與高頻檢測信號輸出端子12連接。電容14的一端接地。P溝道型MOS晶體管16的漏極、電阻元件13的一端、電容14的另一端、變極器15的輸入側(cè)、N溝道型MOS晶體管18的漏極在作為電容的端子信號或電容和電阻的連接節(jié)點的A1點處相互連接。另外，P溝道型MOS晶體管16的源極與作為第一電源電位的電源電VDD連接，其柵極與時鐘信號輸入端子11連接。N溝道型MOS晶體管17的源極與作為第二電源電位的接地電位GND連接，其漏極與電阻元件13的另一端連接，柵極與時鐘信號輸入端子11連接。N溝道型MOS晶體管18的源極與接地電位連接，其柵極與變極器15的輸出側(cè)連接。另外，向半導(dǎo)體裝置主體100a輸入來自時鐘信號輸入端子11的時鐘信號CLK。
以下，參照圖2的時序圖，說明如上那樣構(gòu)成的本實施例1的頻率傳感器的動作。
在時鐘輸入信號CLK成為作為規(guī)定狀態(tài)的Low時，作為充電部件發(fā)揮功能的P溝道型MOS晶體管16為ON，作為放電部件發(fā)揮功能的N溝道型MOS晶體管17為OFF，電容14進行充電。
如果時鐘信號CLK成為作為規(guī)定狀態(tài)的反轉(zhuǎn)狀態(tài)的High，則作為充電部件發(fā)揮功能的P溝道型MOS晶體管16為OFF，作為放電部件發(fā)揮功能的N溝道型MOS晶體管17為ON，電容14進行放電。這時，A1點的電位按照VDD×exp(-t/RC)而逐漸下降。其中，R表示電阻元件13的值，C表示電容14的值，×表示乘法。變極器15和N溝道型MOS晶體管18加速A1點的電位的下降。在此，與容許的頻率對應(yīng)地設(shè)置下限電平L。在該設(shè)置中，可以設(shè)置電阻元件13的值R、電容14的值C。
如圖2所示，在時鐘信號11是容許的頻率的情況下，A1點的電位超過下限電平L地下降，由此，高頻檢測信號OUT1輸出表示正常的High。在比容許的頻率高的情況下，A1點的電位不超過下限電平，因此輸出表示異常的Low。
另外，如果作為該高頻檢測信號OUT1輸出Low，則結(jié)果判斷電路100x對其進行判斷，進行半導(dǎo)體裝置主體100a的復(fù)位、動作停止、或者刪除或破壞要保密的數(shù)據(jù)。
如上所述，本實施例1的頻率傳感器在比容許的頻率高的情況下，從高頻檢測信號輸出端子12輸出表示異常的Low。由此，不使用基準時鐘信號就能夠檢測輸入了容許范圍外的高頻的情況。
另外，本實施例1的半導(dǎo)體裝置構(gòu)成為如果輸入了容許范圍外的高頻的時鐘信號，則由結(jié)果判斷電路100x對其進行判斷，進行半導(dǎo)體裝置主體100a的復(fù)位、動作停止、或者刪除或破壞要保密的數(shù)據(jù)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)安全性高的半導(dǎo)體裝置。
實施例2圖3是表示本發(fā)明的實施例2的內(nèi)置頻率傳感器的半導(dǎo)體裝置的圖。
在圖中，半導(dǎo)體裝置100具有半導(dǎo)體裝置100a、頻率傳感器100c和結(jié)果判斷電路100y。
該頻率傳感器100c是向與圖1的頻率傳感器100b一樣的結(jié)構(gòu)附加了變極器39的結(jié)構(gòu)。即，頻率傳感器100c具有電阻元件33、電容34、變極器35和39、作為充電部件或第一導(dǎo)電型的第一MOS晶體管而發(fā)揮功能的P溝道型MOS晶體管36、作為放電部件或第二導(dǎo)電型的第二MOS晶體管而發(fā)揮功能的N溝道型MOS晶體管37、作為第二導(dǎo)電性的第三MOS晶體管而發(fā)揮功能的N溝道型MOS晶體管38。
時鐘信號輸入端子31用于向IC卡等要求安全性的半導(dǎo)體裝置100輸入時鐘信號CLK。低頻檢測信號輸出端子32用于輸出來自該頻率傳感器100c的低頻檢測信號OUT2。結(jié)果判斷電路100y用于判斷該低頻檢測信號OUT2表示向半導(dǎo)體裝置輸入了比本來的輸入時鐘信號低的頻率的時鐘信號的情況，控制半導(dǎo)體裝置主體100a。
變極器35的輸出側(cè)與變極器39的輸入側(cè)連接。電容34的一端接地。P溝道型MOS晶體管36的漏極、電阻元件33的一端、電容34的另一端、變極器35的輸入側(cè)、N溝道型MOS晶體管38的漏極在電容的端子信號或作為電容和電阻的連接節(jié)點的A2點處連接。另外，P溝道型MOS晶體管36的源極與作為第一電源電位的電源電壓VDD連接，其柵極與時鐘信號輸入端子31連接。N溝道型MOS晶體管37的源極與作為第二電源電位的接地電位GND連接，其漏極與電阻元件33的另一端連接，柵極與時鐘信號輸入端子31連接。N溝道型MOS晶體管38的源極與接地電位連接，其柵極與變極器35的輸出側(cè)連接。進而，變極器39的輸入側(cè)與變極器35的輸出側(cè)連接，其輸出側(cè)與低頻檢測信號輸出端子32連接。另外，向半導(dǎo)體裝置主體100a輸入來自時鐘信號輸入端子31的時鐘信號CLK。
以下，參照圖4的時序圖，說明如上那樣構(gòu)成的本實施例2的頻率傳感器的動作。
在時鐘輸入信號31為Low時，作為充電部件發(fā)揮功能的P溝道型MOS晶體管36為ON，作為放電部件發(fā)揮功能的N溝道型MOS晶體管37為OFF，電容34進行充電。
如果時鐘信號31為High，則作為充電部件發(fā)揮功能的P溝道型MOS晶體管36為OFF，作為放電部件發(fā)揮功能的N溝道型MOS晶體管37為ON，電容34進行放電。這時，A2點的電位按照VDD×exp(-t/RC)而逐漸下降。其中，R表示電阻元件33的值，C表示電容34的值，×表示乘法。變極器35和N溝道型MOS晶體管38加速其下降。在此，與容許的頻率對應(yīng)地設(shè)置下限電平L。在該設(shè)置中，可以設(shè)置電阻元件33的值R、電容34的值C。
如圖4所示，在時鐘信號31是容許的頻率的情況下，在A2點超過下限電平L之前，通過從時鐘輸入信號31輸入Low，開始電容的充電。這時，低頻檢測信號OUT2輸出表示正常的High。在比容許的頻率低的情況下，A2點的電位超過下限電平L，因此輸出表示異常的Low。
另外，如果作為該低頻檢測信號OUT2輸出Low，則結(jié)果判斷電路100y對其進行判斷，進行半導(dǎo)體裝置主體100a的復(fù)位、動作停止、或者刪除或破壞要保密的數(shù)據(jù)。
如上所述，本實施例2的頻率傳感器在比容許的頻率低的情況下，從低頻檢測信號輸出端子32輸出表示異常的Low。由此，不使用基準時鐘信號就能夠檢測輸入了容許范圍外的低頻的情況。
另外，本實施例2的半導(dǎo)體裝置如果輸入了容許范圍外的低頻的時鐘信號，則由結(jié)果判斷電路100y對其進行判斷，進行半導(dǎo)體裝置主體的復(fù)位、動作停止、或者刪除或破壞要保密的數(shù)據(jù)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)安全性高的半導(dǎo)體裝置。
實施例3圖5(a)、圖5(b)、圖6和圖7是表示本發(fā)明的實施例3的內(nèi)置頻率傳感器的半導(dǎo)體裝置的圖。
在圖中，半導(dǎo)體裝置100具有半導(dǎo)體裝置100a、頻率傳感器100d和結(jié)果判斷電路100x。
頻率傳感器100d是將頻率傳感器100b中的電阻元件13和電容14置換為電阻模塊53和電容模塊54的結(jié)構(gòu)。即，頻率傳感器100d具有電阻模塊53、電容模塊54、變極器55、作為充電部件或第一導(dǎo)電型的第一MOS晶體管而發(fā)揮功能的P溝道型MOS晶體管56、作為放電部件或第二導(dǎo)電型的第二MOS晶體管而發(fā)揮功能的N溝道型MOS晶體管57、作為第二導(dǎo)電性的第三MOS晶體管而發(fā)揮功能的N溝道型MOS晶體管58。
時鐘信號輸入端子51用于向IC卡等要求安全性的半導(dǎo)體裝置100輸入時鐘信號CLK。高頻檢測信號輸出端子52用于輸出來自該頻率傳感器的高頻檢測信號OUT1。結(jié)果判斷電路100x用于判斷該高頻檢測信號OUT1表示向半導(dǎo)體裝置輸入了比本來的輸入時鐘信號高的頻率的時鐘信號的情況，控制半導(dǎo)體裝置主體100a。
變極器55的輸出側(cè)與高頻檢測信號輸出端子52連接。電容模塊54的一端接地。P溝道型MOS晶體管56的漏極、電阻模塊53的一端、電容模塊54的另一端、變極器55的輸入側(cè)、P溝道型MOS晶體管58的漏極在A1點處相互連接。
另外，P溝道型MOS晶體管56的源極與作為第一電源電位的電源電VDD連接，其柵極與時鐘信號輸入端子51連接。N溝道型MOS晶體管57的源極與作為第二電源電位的接地電位GND連接，其漏極與電阻模塊53的另一端連接，柵極與時鐘信號輸入端子51連接。N溝道型MOS晶體管58的源極與接地電位連接，其柵極與變極器55的輸出側(cè)連接。
圖6是圖5(a)的電阻模塊53的結(jié)構(gòu)圖。在圖中，電阻模塊53通過將分別將開關(guān)5312a、5312b、5312c、……5312n與電阻元件5311a、5311b、5311c、……5311n的兩端連接起來的帶有開關(guān)的電阻元件531a、531b、531c、……531n、不具有開關(guān)的電阻元件531相互串聯(lián)連接起來而構(gòu)成。
圖7是圖5(a)的電容模塊54的結(jié)構(gòu)圖。在圖中，電容模塊54通過在A1點和接地電位GND之間將分別將電容5411a、5411b、5411c、……5411n與開關(guān)5412a、5412b、5412c、……5412n串聯(lián)連接起來而構(gòu)成的帶有開關(guān)的電容541a、541b、541c、……541n相互并聯(lián)連接起來而構(gòu)成。
如上述那樣構(gòu)成的本實施例3的頻率傳感器相當于將實施例1、2中的電阻元件和電容置換為具有上述那樣的結(jié)構(gòu)的電阻模塊和電容模塊，因此，其動作與實施例1、2一樣。
以下，說明該電阻模塊、電容模塊的電阻值和電容值的調(diào)整。
圖6中的帶有開關(guān)的電阻元件531a、531b、531c、……531n將切斷用的開關(guān)與各電阻元件的兩端連接起來，通過使其ON/OFF而能夠切換電阻的切斷、連接。在開關(guān)為ON的狀態(tài)下電阻切斷，在OFF的狀態(tài)下電阻連接?？梢詡€別地設(shè)置開關(guān)，另外，電阻元件可以分別具有個別的電阻值。由此，能夠調(diào)節(jié)電阻模塊53的電阻值。
如果說明一個例子，則在帶有開關(guān)的電阻元件531a的電阻值為10kΩ，531b的電阻值為5kΩ，531c～531n的電阻值分別為4kΩ，全部的開關(guān)為ON狀態(tài)的情況下，在希望使全體的電阻值增加15kΩ時，可以使帶有開關(guān)的電阻元件531a和531b的開關(guān)為OFF。
另外，圖7中的帶有開關(guān)的電容541a、541b、541c、……541n將切斷用的開關(guān)與各電容的一端連接起來，通過使其ON/OFF而能夠切換電容的切斷、連接。在開關(guān)為ON的狀態(tài)下電容連接，在OFF的狀態(tài)下電容切斷?？梢詡€別地設(shè)置開關(guān)，另外，電容可以分別具有個別的值。由此，能夠調(diào)節(jié)電容模塊54的電容。
例如，在帶有開關(guān)的電容541a的電容為15fF，541b的電容為20fF，541c～541n的電容分別為40fF，全部的開關(guān)為ON狀態(tài)的情況下，在希望使全體的電容減少35fF時，可以使帶有開關(guān)的電容541a和541b的開關(guān)為OFF。
如上所述，本實施例3的頻率傳感器通過使電阻模塊53內(nèi)的帶有開關(guān)的電阻元件531a、531b、531c、……531n、電容模塊54內(nèi)的帶有開關(guān)的電容541a、541b、541c、……541n的開關(guān)進行ON/OFF切換，能夠在設(shè)計后調(diào)節(jié)時間常數(shù)。因此，在與實施例1一樣的效果的基礎(chǔ)上，還能夠抑制頻率傳感器或內(nèi)置它的半導(dǎo)體裝置的制造離散。
另外，如圖5(b)所示，也可以將實施例2中的電阻元件和電容置換為電阻模塊和電容模塊。
在該情況下，只將圖編號改變?yōu)?0，其他具有與實施例2一樣的結(jié)構(gòu)，在與實施例2一樣的效果的基礎(chǔ)上，還能夠抑制頻率傳感器或內(nèi)置它的半導(dǎo)體裝置的制造離散。
實施例4圖8和圖9是本發(fā)明的實施例4的頻率傳感器中的電阻模塊53、電容模塊54的結(jié)構(gòu)圖。
在圖中，該電阻模塊53和電容模塊54相當于將圖6和圖7的帶有開關(guān)的電阻元件和帶有開關(guān)的電容置換為帶有保險絲的電阻元件和帶有保險絲的電容。
在圖8中，電阻模塊53通過將分別將保險絲5322a、5322b、5322c、……5322n與電阻元件5321a、5321b、5321c、……5321n的兩端連接起來的帶有保險絲的電阻元件532a、532b、532c、……532n、不具有保險絲的電阻元件532相互串聯(lián)連接起來而構(gòu)成。
另外，在圖9中，電容模塊54通過在A1點和接地電位GND之間將分別將電容5421a、5421b、5421c、……5421n與保險絲5422a、5422b、5422c、……5422n串聯(lián)連接起來而構(gòu)成的帶有保險絲的電容542a、542b、542c、……542n相互并聯(lián)連接起來而構(gòu)成。
本實施例4的頻率傳感器相當于將實施例1、2中的電阻元件和電容置換為具有上述那樣的結(jié)構(gòu)的電阻模塊和電容模塊。因此，其動作與實施例1、2一樣。
以下，說明該電阻模塊、電容模塊的電阻值和電容值的調(diào)整。
圖8中的帶有保險絲的電阻元件532a、532b、532c、……532n將保險絲與各電阻元件的兩端連接起來，通過根據(jù)需要用激光刀等進行切斷而能夠進行電阻連接。可以個別地切斷保險絲，另外，電阻元件可以分別具有個別的電阻值。由此，能夠調(diào)節(jié)電阻模塊53的電阻。
如果說明一個例子，則在帶有保險絲的電阻元件532a的電阻值為10kΩ，532b的電阻值為5kΩ，532c～532n的電阻值分別為4kΩ，全部的保險絲為連接狀態(tài)的情況下，在希望使全體的電阻值增加15kΩ時，可以將帶有保險絲的電阻元件532a和532b的保險絲切斷。
圖9中的帶有保險絲的電容542a、542b、542c、……542n將保險絲與各電容的一端連接起來，通過根據(jù)需要用激光刀等進行切斷而能夠切斷電容?？梢詡€別地切斷保險絲，另外，電容可以分別具有個別的值。由此，能夠調(diào)節(jié)電容模塊54的電容。
例如，在帶有保險絲的電容542a的電容為15fF，542b的電容為20fF，542c～542n的電容分別為40fF，全部的保險絲為連接狀態(tài)的情況下，在希望使全體的電容減少35fF時，可以將帶有保險絲的電容542a和542b的保險絲切斷。
如上所述，在實施例1、2的效果的基礎(chǔ)上，本實施例4的頻率傳感器通過在希望增加時間常數(shù)時，切斷帶有保險絲的電阻元件532a、532b、532c、……532n的保險絲，在希望減少時間常數(shù)時，切斷帶有保險絲的電容542a、542b、542c、……542n的保險絲，能夠在設(shè)計后調(diào)節(jié)時間常數(shù)，能夠抑制頻率傳感器或內(nèi)置它的半導(dǎo)體裝置的制造離散。
實施例5圖10和圖11是表示本發(fā)明的實施例5的頻率傳感器的電阻模塊53、電容模塊54的圖。
在圖中，向與實施例3的頻率傳感器一樣的結(jié)構(gòu)要素附加相同的符號，該電阻模塊53和電容模塊54相當于將圖6和圖7的帶有開關(guān)的電阻元件和帶有開關(guān)的電容中的開關(guān)置換為基于晶體管的開關(guān)。
在圖10中，電阻模塊53通過將分別將由N溝道型MOS晶體管構(gòu)成的開關(guān)5332a、5332b、5332c、……5332n與電阻元件5331a、5331b、5331c、……5331n的兩端連接起來的帶有開關(guān)的電阻元件533a、533b、533c、……533n、不具有開關(guān)的電阻元件533相互串聯(lián)連接起來而構(gòu)成。另外，這些開關(guān)5332a、5332b、5332c、……5332n通過將由解碼器102a對存儲在非易失性存儲器101a中的數(shù)據(jù)進行解碼的結(jié)果輸入到柵極，來控制其開、關(guān)。
另外，在圖11中，電容模塊54通過在A1點和接地電位GND之間將分別將電容5431a、5431b、5431c、……5431n與開關(guān)5432a、5432b、5432c、……5432n串聯(lián)連接起來而構(gòu)成的帶有開關(guān)的電容543a、543b、543c、……543n相互并聯(lián)連接起來而構(gòu)成。另外，這些開關(guān)5432a、5432b、5432c、……5432n通過將由解碼器102b對存儲在非易失性存儲器101b中的數(shù)據(jù)進行解碼的結(jié)果輸入到柵極，來控制其開、關(guān)。
本實施例5的頻率傳感器相當于將實施例1、2中的電阻元件和電容置換為具有上述那樣的結(jié)構(gòu)的電阻模塊和電容模塊。因此，其動作與實施例1、2一樣。
以下，說明該電阻模塊、電容模塊的電阻值和電容值的調(diào)整。
首先，預(yù)先求出用于切換圖10中的帶有開關(guān)的電阻元件533a、533b、533c、……533n的各開關(guān)的整理(trimming)數(shù)據(jù)。該值反映了頻率傳感器或內(nèi)置有它的半導(dǎo)體裝置的制造后的離散，將其存儲在非易失性存儲器101a中。在半導(dǎo)體裝置的啟動程序(startuproutine)等中從非易失性存儲器101a中讀出該整理數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)送到解碼器102a。從解碼器102a輸出開關(guān)切換信號103a、103b、103c、……、103n，在該信號為High時開關(guān)為ON，在Low時開關(guān)為OFF。
由此，能夠與本發(fā)明的實施例3一樣地調(diào)節(jié)電阻值。另外，對于圖11中的電容，也能夠進行同樣的調(diào)節(jié)。
如上所述，在實施例1、2的效果的基礎(chǔ)上，本實施例5的頻率傳感器根據(jù)分別存儲在非易失性存儲器101a和101b中的用于切換電阻模塊53內(nèi)的帶有開關(guān)的電阻元件533a、533b、533c、……533n、電容模塊54內(nèi)的帶有開關(guān)的電容543a、543b、543c、……543n的開關(guān)的整理數(shù)據(jù)，在設(shè)計后能夠調(diào)節(jié)時間常數(shù)，能夠抑制頻率傳感器或內(nèi)置它的半導(dǎo)體裝置的制造離散。
另外，在本發(fā)明的實施例5中，也可以代替N溝道型MOS晶體管而使用P溝道型MOS晶體管。在該情況下，通過將來自解碼器的開關(guān)切換信號103a、103b、103c、……、103n和104a、104b、104c、……、104n設(shè)置為N溝道型MOS晶體管的情況下的反轉(zhuǎn)信號，能夠進行同樣的動作。
另外，也可以代替N溝道型MOS晶體管而使用將N溝道型MOS晶體管和P溝道型MOS晶體管并聯(lián)連接起來的雙向傳輸門。在該情況下，通過向N溝道型MOS晶體管的柵極輸入來自解碼器的開關(guān)切換信號，向P溝道型MOS晶體管輸入該開關(guān)切換信號的反轉(zhuǎn)信號，能夠進行同樣的動作。
實施例6圖12(a)、圖12(b)是表示本發(fā)明的實施例6的內(nèi)置頻率傳感器的半導(dǎo)體裝置的圖。
在圖12(a)中，半導(dǎo)體裝置100具有半導(dǎo)體裝置主體100a、頻率傳感器100f、結(jié)果判斷電路100x。
頻率傳感器100f具有High側(cè)高頻傳感器124、Low側(cè)高頻傳感器126、變極器122、NAND門128。
時鐘信號輸入端子121用于向IC卡等要求安全性的半導(dǎo)體裝置100輸入時鐘信號CLK。高頻檢測信號輸出端子129用于輸出來自該頻率傳感器100e的高頻檢測信號OUT1。時鐘輸入信號CLK被輸入到High側(cè)高頻傳感器124、變極器122。變極器122將使時鐘信號CLK反轉(zhuǎn)了的時鐘反轉(zhuǎn)信號123輸出到Low側(cè)高頻傳感器126。High側(cè)高頻傳感器124輸出High側(cè)高頻檢測信號125，Low側(cè)高頻傳感器126輸出Low側(cè)高頻檢測信號127。NAND門128將High側(cè)高頻檢測信號125和Low側(cè)高頻檢測信號127的NAND作為高頻檢測信號OUT1輸出。
以下，針對如上述那樣構(gòu)成的本實施例6的頻率傳感器，說明其動作。
High側(cè)高頻傳感器124具有與本發(fā)明的實施例1的頻率傳感器100b一樣的結(jié)構(gòu)，在時鐘輸入信號CLK的High期間比容許范圍短的高頻的情況下，從High側(cè)高頻檢測信號125輸出表示異常的Low。
另外，Low側(cè)高頻傳感器126的結(jié)構(gòu)也具有與本發(fā)明的實施例1的頻率傳感器100b一樣的結(jié)構(gòu)，在時鐘反轉(zhuǎn)信號123是High的期間，即時鐘信號CLK的Low期間比容許范圍短的高頻的情況下，從Low側(cè)高頻檢測信號127輸出表示異常的Low。
如果從High側(cè)高頻檢測信號125或Low側(cè)高頻檢測信號127的任意一個輸出表示異常的Low，則從NAND門128輸出表示異常的High作為高頻檢測信號OUT1。
如上所述，本實施例6的頻率傳感器能夠檢測出時鐘信號CLK的High期間、Low期間的雙方的高頻異常。
另外，本實施例6的半導(dǎo)體裝置構(gòu)成為如果輸出該高頻異常檢測信號，則由結(jié)果判斷電路100x判斷它，進行半導(dǎo)體裝置主體的復(fù)位、動作停止、或者刪除或破壞要保密的數(shù)據(jù)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)安全性高的半導(dǎo)體裝置。
另外，如圖12(b)所示，通過分別將High側(cè)高頻傳感器和Low側(cè)高頻傳感器作為具有與本發(fā)明的實施例2的頻率傳感器100c一樣的結(jié)構(gòu)的High側(cè)低頻傳感器144、Low側(cè)低頻傳感器146，能夠檢測出時鐘輸入信號的High期間、Low期間的雙方的低頻異常。
另外，該圖12(b)所示的半導(dǎo)體裝置構(gòu)成為如果輸出該低頻異常檢測信號，則由結(jié)果判斷電路100y判斷它，進行半導(dǎo)體裝置主體的復(fù)位、動作停止、或者刪除或破壞要保密的數(shù)據(jù)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)安全性高的半導(dǎo)體裝置。
實施例7圖13、圖14是表示本發(fā)明的實施例7的半導(dǎo)體裝置的圖。
在圖13中，半導(dǎo)體裝置100具有半導(dǎo)體裝置100a、高頻傳感器138、自檢電路130、控制器200。
高頻傳感器具有與實施例1、3、5一樣的結(jié)構(gòu)。
自檢電路130具有高頻產(chǎn)生電路130a、作為切換部件的選擇器137、結(jié)果判斷電路139。
高頻產(chǎn)生電路130a具有使從時鐘信號輸入端子131輸入的時鐘信號CLK延遲的延遲電路132；使延遲電路132的輸出信號反轉(zhuǎn)的變極器133；輸入變極器133的輸出信號C1和時鐘信號CLK的NAND門134；使NAND門134的輸出信號XOUT反轉(zhuǎn)的變極器135。
選擇器137與由自檢模式信號輸入端子136輸入的自檢模式信號TEST對應(yīng)地，選擇時鐘信號CLK和高頻產(chǎn)生電路130a的輸出信號OUT的任意一個。高頻傳感器138將選擇器的輸出信號B1作為輸入。結(jié)果判斷電路139將其輸出信號RESULT輸出到判斷信號輸出端子1310和半導(dǎo)體裝置主體100a。
控制器200由半導(dǎo)體裝置主體100a控制，產(chǎn)生自檢模式信號TEST。時鐘信號CLK也被提供給半導(dǎo)體裝置主體100a和控制器200。
半導(dǎo)體裝置讀出器/寫入器300向半導(dǎo)體裝置100提供時鐘信號，并且在與半導(dǎo)體裝置100之間收發(fā)數(shù)據(jù)。
以下，針對以上那樣構(gòu)成的本實施例7的頻率傳感器，說明其動作。
在執(zhí)行自檢時，從控制器200輸出High作為自檢模式信號TEST。這時，從選擇器137輸出信號OUT。在此，信號OUT為時鐘信號CLK與對時鐘信號CLK進行了延遲處理后又反轉(zhuǎn)了的信號C1的邏輯與XOUT的反轉(zhuǎn)信號。該輸出信號OUT是比高頻傳感器138的容許頻率高的頻率，即High期間短。因此，如果向高頻傳感器138輸入輸出信號OUT，則在傳感器自身正常動作時，向結(jié)果判斷電路139輸出表示異常的信號。另外，在傳感器自身故障時，輸出表示正常的信號。由此，從結(jié)果判斷電路139輸出表示正?；虍惓５呐袛嘈盘朢ESULT。
這時，控制器200向半導(dǎo)體裝置主體100a通知輸出了High作為自檢模式信號TEST的信息，半導(dǎo)體裝置主體100a將其與結(jié)果判斷電路139的作為異常的信息的輸出信號一起通知半導(dǎo)體裝置讀出器/寫入器300。如上所述，自檢模式狀態(tài)中的異常、正常表示其相反的意義，因此半導(dǎo)體裝置讀出器/寫入器300在半導(dǎo)體裝置100是自檢狀態(tài)，并且由結(jié)果判斷電路139通知了異常時，該半導(dǎo)體裝置100的高頻傳感器138通過在未圖示的顯示器等上進行文字顯示等，而通知正常的信息。相反，在自檢狀態(tài)下結(jié)果判斷電路139輸出正常的信息的情況下，半導(dǎo)體裝置讀出器/寫入器300通過文字顯示等通知高頻傳感器138故障的信息。
另外，在不執(zhí)行自檢時，輸出Low作為自檢模式信號TEST。從選擇器137輸出時鐘信號CLK，由此通常動作時使用的時鐘信號CLK被輸入到高頻傳感器138，從結(jié)果判斷電路139輸出與之對應(yīng)的結(jié)果。
在該情況下，如實施例1所述那樣，在通常動作時由高頻傳感器138向結(jié)果判斷電路139輸出了表示異常的Low的情況下，結(jié)果判斷電路139對其進行判斷，作為其判斷信號RESULT向半導(dǎo)體裝置主體100a輸出進行其復(fù)位、動作停止、或者刪除或破壞數(shù)據(jù)的控制信號。
如上所述，本實施例7的頻率傳感器在實施例1、3、5的效果的基礎(chǔ)上，還能夠通過生成比許可的頻率還高的頻率的延遲電路132，自己診斷高頻傳感器自身是否故障。由此，能夠提供可靠性高的頻率傳感器或內(nèi)置它的半導(dǎo)體裝置。
實施例8圖15和圖16是表示本發(fā)明的實施例8的頻率傳感器的圖。
在該實施例8的頻率傳感器中，代替實施例7的高頻傳感器138和高頻產(chǎn)生電路130a，而設(shè)置了低頻傳感器155和低頻產(chǎn)生電路150a。
低頻傳感器具有與實施例2、4、6一樣的結(jié)構(gòu)。
分頻電路152對時鐘信號151進行分頻使得由低頻傳感器155檢測。
該實施例8的模塊結(jié)構(gòu)與實施例7一樣。
以下，針對如上述那樣構(gòu)成的本實施例8的頻率傳感器，說明其動作。
本實施例8的動作也與實施例7的動作一樣。即，在執(zhí)行自檢時，從控制器200輸出High作為自檢模式信號TEST。這時，從選擇器154輸出由分頻電路152分頻了的時鐘信號CLK。該輸出信號被輸入到低頻傳感器155，在傳感器自身正常動作時，向結(jié)果判斷電路156輸出表示異常的信號。另外，在傳感器自身故障時，輸出表示正常的信號。由此，從結(jié)果判斷電路156輸出表示正?；虍惓５呐袛嘈盘朢ESULT。根據(jù)來自半導(dǎo)體裝置主體100a的表示檢測模式的信號和該判斷信號RESULT，半導(dǎo)體裝置讀出器/寫入器300顯示出頻率傳感器是正常還是故障。
另外，在不執(zhí)行自檢時，輸出Low作為自檢模式信號TEST，從選擇器154輸出時鐘信號CLK。由此，將通常動作時使用的時鐘信號輸入到低頻傳感器155，從結(jié)果判斷電路156輸出與之對應(yīng)的結(jié)果。
在該情況下，如實施例2所述，在通常動作時由低頻傳感器155向結(jié)果判斷電路156輸出了表示異常的Low的情況下，結(jié)果判斷電路156對其進行判斷，作為其判斷信號RESULT，向半導(dǎo)體裝置主體100a輸出進行其復(fù)位、動作停止、或者刪除或破壞數(shù)據(jù)的控制信號。
如上所述，本實施例8的頻率傳感器在實施例2、4、6的效果的基礎(chǔ)上，通過生成比許可的頻率還低的頻率的分頻電路152，能夠自己診斷低頻傳感器自身是正常還是故障。由此，能夠提供可靠性高的頻率傳感器或內(nèi)置它的半導(dǎo)體裝置。
另外，在上述實施例1～3中，通過第二導(dǎo)電型的第三MOS晶體管和變極器而加速A1點和A2點的電位的變化，但也可以省略這些第二導(dǎo)電型的第三MOS晶體管和變極器。
另外，在上述實施例3～5中，表示了電阻模塊是將帶有開關(guān)的電阻元件相互串聯(lián)連接起來，電容模塊是將帶有開關(guān)的電容相互并聯(lián)連接起來，但也可以通過除此以外的電路網(wǎng)構(gòu)成。
進而，在上述實施例1～8中，向頻率傳感器和半導(dǎo)體裝置主體直接提供輸入時鐘信號，但如果是消耗電力的增加不明顯的范圍，則也可以向任意一方或雙方輸入輸入時鐘信號的頻率倍數(shù)或分頻。
另外，在上述實施例1～8中，假設(shè)將頻率傳感器內(nèi)置在半導(dǎo)體裝置中，但也可以外置頻率傳感器。
進而，在上述實施例1～8中，假設(shè)半導(dǎo)體裝置是IC卡或LSI，但如果是對存儲或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)要求保密性的裝置，則也可以是除此以外的半導(dǎo)體裝置。
另外，在上述實施例5中，電阻模塊和電容模塊通過專用的非易失性存儲器和解碼器產(chǎn)生各自的開關(guān)切換信號，但也可以通過共通的非易失性存儲器和解碼器產(chǎn)生這些信號。
另外，這些非易失性存儲器和解碼器也可以安裝在半導(dǎo)體裝置主體內(nèi)、頻率傳感器內(nèi)、自檢電路內(nèi)的任意一個中，還可以安裝在半導(dǎo)體裝置讀出器/寫入器等的半導(dǎo)體裝置外。
進而，在上述實施例7和8中，表示了在自檢電路內(nèi)只設(shè)置高頻產(chǎn)生電路和低頻產(chǎn)生電路的一個，但也可以一起設(shè)置它們。
另外，高頻產(chǎn)生電路和低頻產(chǎn)生電路也可以是上述實施例7和8所示的結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)。
另外，在上述實施例7和8中，由控制器200產(chǎn)生自檢模式信號TEST，但也可以由半導(dǎo)體裝置主體100a等的控制器200以外的裝置產(chǎn)生它。
另外，作為與半導(dǎo)體裝置連接的外部裝置的一個例子，表示了半導(dǎo)體裝置讀出器/寫入器，但它也可以是ATM、自動檢票機等其他裝置。
另外，在上述實施例1～8中，經(jīng)由端子輸入或輸出時鐘信號CLK、自檢模式信號TEST、高頻檢測信號OUT1、低頻檢測信號OUT2、判斷信號RESULT，但代替端子，也可以經(jīng)由節(jié)點進行。
另外，可以在半導(dǎo)體裝置的IC芯片的邊緣設(shè)置這些端子或節(jié)點，也可以是設(shè)置為從保護半導(dǎo)體裝置的封裝凸出的芯片腿。
進而，表示了將頻率傳感器設(shè)置在半導(dǎo)體裝置內(nèi)，但也可以設(shè)置在半導(dǎo)體裝置的外部。
如上所述，本發(fā)明的頻率傳感器和半導(dǎo)體裝置適合于提高IC卡等的需要保密的數(shù)據(jù)的安全性的用途中。
權(quán)利要求
1.一種頻率傳感器，其特征在于包括在輸入時鐘信號為規(guī)定的狀態(tài)時，對電容進行充電的充電部件；在上述輸入時鐘信號為上述規(guī)定的狀態(tài)的反轉(zhuǎn)狀態(tài)時，經(jīng)由電阻使上述電容放電的放電部件，其中根據(jù)上述電容的端子信號來檢測上述輸入時鐘信號的頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率傳感器，其特征在于上述充電部件和上述放電部件由相互相反的導(dǎo)電型的MOS晶體管構(gòu)成。
3.一種頻率傳感器，其特征在于包括向柵極輸入輸入時鐘信號并將源極與第一電源電位連接的第一導(dǎo)電型的第一MOS晶體管；向柵極輸入輸入時鐘信號并將源極與第二電源電位連接的第二導(dǎo)電型的第二MOS晶體管；連接在上述第一和第二MOS晶體管的漏極之間的電阻；連接在上述第二MOS晶體管的漏極和上述第二電源電位之間的電容，其中根據(jù)上述電容和上述電阻的連接節(jié)點的端子信號，檢測上述輸入時鐘信號的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頻率傳感器，其特征在于還包括將輸入與上述電容和上述電阻的連接節(jié)點連接的變極器；將柵極與上述變極器的輸出連接，將漏極與上述變極器的輸入連接，將源極與上述第二電源電位連接的第二導(dǎo)電型的第三MOS晶體管，其中代替上述電容和上述電阻的連接節(jié)點的端子信號，而根據(jù)上述變極器的輸出信號檢測上述輸入時鐘信號的頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的頻率傳感器，其特征在于代替上述電阻，而設(shè)置具有帶有開關(guān)的電阻的電阻模塊，而該帶有開關(guān)的電阻具有切換使電阻有效還是無效的開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的頻率傳感器，其特征在于代替上述電容，而設(shè)置具有帶有開關(guān)的電容的電容模塊，而該帶有開關(guān)的電容具有切換使電容有效還是無效的開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頻率傳感器，其特征在于上述開關(guān)由保險絲構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率傳感器，其特征在于上述開關(guān)由保險絲構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頻率傳感器，其特征在于上述開關(guān)根據(jù)存儲在非易失性存儲器中的數(shù)據(jù)被設(shè)置ON/OFF。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率傳感器，其特征在于上述開關(guān)根據(jù)存儲在非易失性存儲器中的數(shù)據(jù)被設(shè)置ON/OFF。
11.一種頻率傳感器，其特征在于具備2個權(quán)利要求1或3記載的頻率傳感器，向一個頻率傳感器輸入上述時鐘信號，向另一個頻率傳感器輸入上述時鐘信號的反轉(zhuǎn)信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的頻率傳感器，其特征在于還包括檢查該頻率傳感器是否正常動作的自己診斷部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的頻率傳感器，其特征在于上述自己診斷部件具有根據(jù)上述輸入時鐘信號產(chǎn)生高頻的高頻產(chǎn)生電路；在上述輸入時鐘信號和從上述高頻產(chǎn)生電路輸出的高頻時鐘信號之間，切換輸入到上述頻率傳感器的信號的切換部件；檢測上述頻率傳感器的檢測信號，判斷上述頻率傳感器是否正常動作的判斷電路。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的頻率傳感器，其特征在于上述自己診斷部件具有根據(jù)上述輸入時鐘信號產(chǎn)生低頻的低頻產(chǎn)生電路；在上述輸入時鐘信號和從上述低頻產(chǎn)生電路輸出的低頻時鐘信號之間，切換輸入到上述頻率傳感器的信號的切換部件；檢測上述頻率傳感器的檢測信號，判斷上述頻率傳感器是否正常動作的判斷電路。
15.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括權(quán)利要求1或3記載的頻率傳感器；被輸入上述輸入時鐘信號，與上述頻率傳感器的檢測信號對應(yīng)地被控制動作的半導(dǎo)體裝置主體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體裝置主體根據(jù)上述檢測信號被復(fù)位。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體裝置主體根據(jù)上述檢測信號停止動作。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體裝置主體根據(jù)上述檢測信號刪除或破壞所存儲的需要保密的數(shù)據(jù)。
全文摘要
作為針對使LSI在容許范圍外的頻率上動作的對抗手段，有產(chǎn)生基準時鐘并通過對其進行計數(shù)而進行檢測的頻率傳感器。但是，在該方法中，有會造成消耗電力和電路規(guī)模增大的問題。因此，在本發(fā)明的頻率傳感器中，設(shè)置電阻元件(13)和電容(14)，通過根據(jù)對電容(14)的充放電時間檢測頻率，而能夠?qū)崿F(xiàn)消耗電流和電路規(guī)模小的頻率傳感器。通過由多個電阻和電容構(gòu)成，并將它們分別與開關(guān)連接，從而能夠在制造后調(diào)節(jié)時間常數(shù)，能夠抑制制造離散。進而，通過設(shè)置頻率傳感器自身是否正常動作的自己診斷電路，能夠提供可靠性高的頻率傳感器。
文檔編號H03K5/19GK1926435SQ20048004234
公開日2007年3月7日 申請日期2004年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月9日
發(fā)明者伊藤理惠, 定行英一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社