JPH11266546A

JPH11266546A - 電子装置

Info

Publication number: JPH11266546A
Application number: JP10065919A
Authority: JP
Inventors: Tsuneaki Fuse; 施常明布; Makoto Yoshimi; 見信吉; Sadayuki Yoshitomi; 富貞幸吉; Kazumi Inou; 納和美井; Yasuhiro Katsumata; 又康弘勝; Shigeyoshi Watanabe; 辺重佳渡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】システムに必要な機能を、夫々の特性に合わ
せた集積回路に統合し、併せて各集積回路に適合した電
源供給系を設け、システム全体の低消費電力化、高性能
化、高機能化の電子装置を実現する。【解決手段】送受信切替スイッチ１０や電力増幅器１
１で構成される、主として高周波回路である、送受信回
路２を一つの集積回路に統合し、低雑音増幅器１２、受
信ミキサ１３、送信ミキサ１４、電圧制御発信器１６、
周波数シンセサイザ１５などで構成される、主としてア
ナログ回路である、ＲＦ信号処理回路３を別の集積回路
に統合し、復調器１７、変調器１８、音声信号処理回路
１９、制御用ＣＰＵ２１、メモリ２２、画像信号処理回
路２０などで構成される、主としてディジタル回路であ
る、ベースバンド信号処理回路４を更に別の集積回路に
統合して、電圧制御回路５から供給される電圧を、夫々
の回路特性に応じて最適化した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子装置に係り、
特に、高周波回路、アナログ回路、ディジタル回路を混
載し、併せて電池などの電力供給手段から電力供給を受
ける携帯型の装置のシステムの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話や簡易型携帯電話（ＰＨ
Ｓ）のような移動体通信を目的とした電子装置が急速に
普及してきている。

【０００３】図１５は、かかる従来の電子装置の回路ブ
ロック図であり、特に、簡易型携帯電話のシステム構成
を示すものである。

【０００４】図において示すように、通話のためのスピ
ーカ７と、マイクロフォン９はベースバンド信号処理回
路４の音声信号処理回路１９に接続される。この音声信
号処理回路１９は、復調器１７を通じて受信ミキサ１３
に、変調器１８を通じて送信ミキサ１４に接続される。
ベースバンド信号処理回路４には、制御用ＣＰＵ２１と
メモリ２２が備えられており、システム全体の制御を行
っている。

【０００５】一方、アンテナ１には、送受信切替スイッ
チ１０を介して、受信用の低雑音増幅器１２および送信
用の電力増幅器１１が接続される。そして、低雑音増幅
器１２は、受信ミキサ１３に接続され、電力増幅器１１
は、送信ミキサ１４が接続される。

【０００６】なお、ベースバンド信号処理回路４の制御
用ＣＰＵ２１には、電圧制御発信器１６が接続され、周
波数シンセサイザ１５を制御している。この周波数シン
セサイザ１５からの信号は、受信ミキサ１３および送信
ミキサ１４に与えらえる。

【０００７】システム全体に対する電力の供給は、電池
６によって行われる。

【０００８】以上述べたような構成において、次にその
動作を説明する。

【０００９】まず、通話時の、受信動作であるが、アン
テナ１から入力した１．９ＧＨｚ帯の受信信号は、送受
信切替スイッチ１０を介して、低雑音増幅器１２で増幅
され、受信ミキサ１３により、数１０Ｈｚから数１００
ｋＨｚのバースバンド信号に周波数変換される。このベ
ースバンド信号は、ベースバンド信号処理回路４の復調
器１７において復調検波され、音声信号処理回路１９に
より音声信号処理されてスピーカ７から音声として出力
される。

【００１０】一方、通話時の、送信動作であるが、マイ
クロフォン９からの入力音声は、音声信号処理回路１９
で音声信号処理されて、変調器１８でベースバンド信号
に直交変調される。このベースバンド信号は、送信ミキ
サ１４により１．９ＧＨｚ帯の送信周波数に変換され、
電力増幅器１１により平均１０ｍＷの送信信号に増幅さ
れ、送受信切替スイッチ１０を介してアンテナ１から発
信される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の電子装置は、以
上述べたように、送受信切替スイッチ１０や電力増幅器
１１のように約２ＧＨｚ近い高周波電力信号を扱うブロ
ック、低雑音増幅器１２、受信ミキサ１３、送信ミキサ
１４、周波数シンセサイザ１５のように比較的低電力の
高周波信号を扱うブロック、電圧制御発信器１６のよう
なアナログブロック、ベースバンド信号処理回路４のよ
うな、ディジタル信号や、音声のように比較的低い周波
数の信号を扱うブロックなどで構成される。それぞれの
ブロックの機能を満足するために、送受信切替スイッチ
１０と、電力増幅器１１には、それぞれガリウム砒素集
積回路を適用する。一方、低雑音増幅器１２、受信ミキ
サ１３、送信ミキサ１４、周波数シンセサイザ１５に
は、それぞれバイポーラ素子とＭＯＳ素子の混合回路で
あるＢｉＣＭＯＳ集積回路が用いられる。更に、電圧制
御発信器１６には、バイポーラ集積回路が用いられ、ベ
ースバンド信号処理回路４には、ＣＭＯＳ集積回路が用
いられる。

【００１２】つまり、ひとつの通信システムを構成する
ために、少なくとも８つの集積回路チップを用いる必要
がある。

【００１３】このため、通信システムを構成するための
回路基板においては、コストや実装面積は必然的に増大
してしまう。このことは、携帯機器を構成する場合の大
きな障害であり、コスト低減や小型軽量化の妨げとなっ
ている。

【００１４】また、移動体通信には、音声による通信機
能だけではなく、インターネットへの接続機能、ファク
シミリ通信機能、電子メイル送受信機能、静止画像処理
機能、動画像処理機能、音声認識機能など、さまざまな
付加機能が求められており、これらの複雑な機能を実現
するためには、最低４０ＭＩＰＳから１００ＭＩＰＳ程
度の処理能力を有する高速なプロセッサが必要となって
くる。しかし、高速プロセッサは、高速動作を実現する
ために、一般的に消費電力が大きく、電力を供給する電
池６の消耗を促す結果となってしまう。つまり、機器の
電池駆動による動作時間が短くなり、使い勝手が悪くな
ってしまう。

【００１５】一般的には、プロセッサのようなディジタ
ル集積回路の消費電力は、電源電圧の２乗に比例するた
め、消費電力低減のためには、電源電圧を下げるのが非
常に有効とされている。したがって、さまざまな機能を
実現するためのディジタル回路を搭載した電子装置の電
池寿命を延ばすためには、電源電圧の低減が必須という
ことになる。

【００１６】ところが、一方で、低雑音増幅器１２のよ
うなアナログ集積回路においては、ダイナミックレンジ
を確保するために、電源電圧をむやみと下げられないと
いう事情がある。また、電力増幅器１１においては、出
力電力が決まっているため、電源電圧を低下させると、
電流が増大し、抵抗損失の増加が懸念される。更に、電
源電圧を低下させると、信号の振幅も低下するため、Ｓ
／Ｎが劣化してしまうという問題もある。

【００１７】つまり、従来の電子装置では、消費電力低
減のために、システム全体の電源電圧を低下させると、
ディジタル集積回路の消費電力低減は実現できても、ア
ナログ回路の特性が大幅に劣化してしまい、装置の要求
性能を満たすことができないという問題点がある。

【００１８】以上述べたように、従来の電子装置は、さ
まざまな機能を有する機能ブロックを、それぞれ異なる
集積回路で構成しているので、集積回路のチップ数が増
大してしまい、コストダウンや小型軽量化が困難である
という問題点を有するばかりでなく、更にさまざまな機
能向上を消費電力を上げることなく実現しようとする
と、本来の電子装置としての機能を実現するためのアナ
ログ回路の特性劣化を招いてしまうという問題点があっ
た。

【００１９】なお、電池寿命を延ばすために、回路の低
消費電力化を進めても、一般的な充電式や使い捨て電池
の場合、利用し続けるうちに、いずれは寿命がきて、機
器の利用ができなくなってしまうため、肝心な場合や、
非常時に利用できなくなることも少なくなく、携帯用電
子装置においては、重大な問題点とされている。このた
め、電池寿命の更なる延長が大きな課題となっている
が、電池自体の改良だけでは限界があり、何らかの対策
が必要とされている。

【００２０】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解消し、システムに必要とされる機能を、それぞれの
特性に合わせた集積回路に統合し、併せて各集積回路に
適合した電源供給系を設けることで、システム全体の消
費電力を低減しながら、高機能化を実現すると共に、電
池の寿命延長を実現して、利用性の高い電子装置を提供
することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、主として高周波回路で構成される高周波
回路ブロックと、主としてアナログ回路で構成されるア
ナログ回路ブロックと、主としてディジタル回路で構成
されるディジタル回路ブロックと、前記高周波回路ブロ
ックに適した第１の電圧を発生する第１の電圧制御手段
と、第１の前記アナログ回路ブロックに適した第２の電
圧を発生する第２の電圧制御手段と、前記ディジタル回
路ブロックに適した第３の電圧を発生する第３の電圧供
給手段と、前記高周波回路ブロックを集積化した第１の
集積回路ブロックと、前記アナログ回路ブロックを集積
化した第２の集積回路ブロックと、前記ディジタル回路
ブロックを集積回路した第３の集積回路ブロックと、を
備える第１の電子装置を提供するものである。

【００２２】なお、本発明は以下のような態様をとるこ
とができる。

【００２３】上記の第１の電子装置において、前記第１
の電圧制御手段と、前記第２の電圧制御手段と、前記第
３の電圧制御手段とが、第４の集積回路ブロックに集積
化される、第２の電子装置。

【００２４】上記の第１の電子装置において、前記第１
の電圧制御手段が、前記第１の集積回路ブロック上に集
積化され、前記第２の電圧制御手段が、前記第２の集積
回路ブロック上に集積化され、前記第３の電圧制御手段
が、前記第３の集積回路ブロック上に集積化される、第
３の電子装置。

【００２５】上記の第１の電子装置において、前記第１
の集積回路ブロックと、前記第２の集積回路ブロック
が、同一の半導体基板上に形成される、第４の電子装
置。

【００２６】上記第４の電子装置において、前記半導体
基板上に、前記第１の電圧制御手段の機能と前記第２の
電圧制御手段の機能を統合した電圧制御ブロックが搭載
される、第５の電子装置。

【００２７】上記第１の電子装置において、前記第２の
集積回路ブロックと、前記第３の集積回路ブロックが、
同一の半導体基板上に形成される、第６の電子装置。

【００２８】上記第６の電子装置において、前記半導体
基板上に、前記第２の電圧制御手段の機能と前記第３の
電圧制御手段の機能を統合した電圧制御ブロックが搭載
される、第７の電子装置。

【００２９】上記第１の電子装置において、前記第１の
集積回路ブロックと、前記第２の集積回路ブロックと、
前記第３の集積回路ブロックが、同一の半導体基板上に
形成される、第８の電子装置。

【００３０】上記第８の電子装置において、前記半導体
基板上に、前記第１の電圧制御手段の機能と、前記第２
の電圧制御手段の機能と、前記第３の電圧制御手段の機
能を、統合した電圧制御ブロックが搭載される、第９の
電子装置。

【００３１】上記第１の電子装置において、前記第１の
集積回路が、ガリウム砒素集積回路である、第１０の電
子装置。

【００３２】上記第１の電子装置において、前記第１の
集積回路が、バイポーラトランジスタおよびＭＯＳトラ
ンジスタで構成される、ＢｉＣＭＯＳ集積回路である、
第１１の電子装置。

【００３３】上記第１１の電子装置において、前記第１
の集積回路が、絶縁膜上のシリコン層に形成された、バ
イポーラトランジスタおよびＭＯＳトランジスタで構成
される、ＳＯＩ型ＢｉＣＭＯＳ集積回路である、第１２
の電子装置。

【００３４】上記第１の電子装置において、前記第１の
集積回路が、ＭＯＳトランジスタで構成される、ＣＭＯ
Ｓ集積回路である、第１３の電子装置。

【００３５】上記第１３の電子装置において、前記第１
の集積回路が、絶縁膜上のシリコン層に形成されたＭＯ
Ｓトランジスタで構成される、ＳＯＩ型ＣＭＯＳ集積回
路である、第１４の電子装置。

【００３６】上記第１の電子装置において、前記第２の
集積回路が、絶縁膜上のシリコン層に形成された、バイ
ポーラトランジスタおよびＭＯＳトランジスタで構成さ
れる、ＳＯＩ型ＢｉＣＭＯＳ集積回路である、第１５の
電子装置。

【００３７】上記第１の電子装置において、前記第３の
集積回路が、ＣＭＯＳトランジスタで構成される、ＣＭ
ＯＳ集積回路である、第１６の電子装置。

【００３８】上記第１６の電子装置において、前記第３
の集積回路が、絶縁膜上のシリコン層に形成されたＣＭ
ＯＳトランジスタで構成される、ＳＯＩ型ＣＭＯＳ集積
回路である、第１７の電子装置。

【００３９】上記第４の電子装置において、前記第１の
集積回路ブロックと前記第２の集積回路ブロックが、絶
縁膜上のシリコン層に形成されたバイポーラトランジス
タおよびＭＯＳトランジスタで構成された、ＳＯＩ型Ｂ
ｉＣＭＯＳ集積回路基板上に集積される、第１８の電子
装置。

【００４０】上記第６の電子装置において、前記第２の
集積回路ブロックと前記第３の集積回路ブロックが、絶
縁膜上のシリコン層に形成されたバイポーラトランジス
タとＭＯＳトランジスタで構成される、ＳＯＩ型ＢｉＣ
ＭＯＳ集積回路である、第１９の電子装置。

【００４１】上記第８の電子装置において、前記第１の
集積回路ブロックと、前記第２の集積回路ブロックと、
前記第３の集積回路ブロックが、絶縁膜上のシリコン層
に形成されたバイポーラトランジスタとＭＯＳトランジ
スタで構成される、ＳＯＩ型ＢｉＣＭＯＳ集積回路であ
る、第２０の電子装置。

【００４２】上記第１０の電子装置において、前記第１
の電圧制御手段と、前記第２の電圧制御手段と、前記第
３の電圧制御手段とに、電源を供給する電池系を備え
る、第２１の電子装置。

【００４３】上記第２１の電子装置において、前記電池
系が、少なくとも太陽電池により電力供給を行うように
した、第２２の電子装置。

【００４４】上記第２２の電子装置において、前記電池
系が、前記太陽電池からの電力を蓄える蓄電手段を備え
る、第２３の電子装置。

【００４５】上記第２２の電子装置において、前記電池
系が、微弱電力を前記太陽電池から供給し、主電力を主
電池から供給するようにした、第２４の電子装置。

【００４６】上記第２２の電子装置において、前記電池
系が、微弱電力を前記太陽電池および前記蓄電手段から
供給し、主電力を主電池から供給するようにした、第２
５の電子装置。

【００４７】上記第２１の電子装置において、前記電池
系が、少なくとも物理的な発電手段により電力供給を行
うようにした、第２６の電子装置。

【００４８】上記第２６の電子装置において、前記電池
系が、前記発電手段からの電力を蓄える蓄電手段を備え
る、第２７の電子装置。

【００４９】上記第２１の電子装置において、前記電池
系が、少なくとも空間の電波を電力に変換する電力確保
システムにより電力供給を行うようにした、第２８の電
子装置。

【００５０】上記第２８の電子装置において、前記電池
系が、前記電力確保システムからの電力を蓄える蓄電手
段を備える、第２９の電子装置。

【００５１】上記第２８の電子装置において、前記電池
系が、微弱電力を前記電力確保システムから供給し、主
電力を主電池から供給するようにした、第３０の電子装
置。上記第２９の電子装置において、前記電池系が、微
弱電力を前記電力確保システムおよび前記蓄電手段から
供給し、主電力を主電池から供給するようにした、第３
１の電子装置。

【００５２】上記第２１の電子装置において、前記第１
の電圧制御手段と、前記第２の電圧制御手段と、前記第
３の電圧制御手段が、それぞれに、前記電池系からの電
力を直接に、それぞれ第１の集積回路ブロック、第２の
集積回路ブロック、第３の集積回路ブロックに供給する
直結手段と、前記電池系からの電力を昇圧して、それぞ
れ第１の集積回路ブロック、第２の集積回路ブロック、
第３の集積回路ブロックに供給する昇圧手段と、前記電
池系からの電力を降圧して、それぞれ第１の集積回路ブ
ロック、第２の集積回路ブロック、第３の集積回路ブロ
ックに供給する降圧手段と、前記直結手段、前記昇圧手
段、前記降圧手段を切り替えるスイッチ手段と、を備え
る第３２の電子装置。

【００５３】上記第２１の電子装置において、前記第１
の電圧制御手段と、前記第２の電圧制御手段と、前記第
３の電圧制御手段が、前記電池系からの電力を直接、第
１の集積回路ブロック、第２の集積回路ブロック、第３
の集積回路ブロックのいずれかに供給する直結手段と、
前記電池系からの電力を昇圧して第１の集積回路ブロッ
ク、第２の集積回路ブロック、第３の集積回路ブロック
のいずれかに供給する昇圧手段と、前記電池系からの電
力を降圧して第１の集積回路ブロック、第２の集積回路
ブロック、第３の集積回路ブロックのいずれかに供給す
る降圧手段を、スイッチ手段を通じて共用して用いるよ
うにした、第３３の電子装置。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形を説明する。

【００５５】なお、実施形１から実施形５は、もっぱら
回路ブロックの分割構成および集積回路化のプロセスを
工夫することにより、低消費電力化と、高機能化を併せ
て実現するための構成を示すものであり、実施形６から
実施形９は、もっぱら電源システムを工夫することによ
り、低消費電力化を実現するための構成を示すものであ
る。

【００５６】実施形１．図１は、本発明の実施形１の電
子装置のブロック図である。図において示すように、シ
ステムは、送受信切替スイッチ１０、電力増幅器１１を
構成する送受信回路２、低雑音増幅器１２、受信ミキサ
１３、送信ミキサ１４、電圧制御発信器１６、周波数シ
ンセサイザ１５を構成するＲＦ信号処理回路３、電圧変
換回路２３１、２３２、２３３を構成する電圧制御回路
５、復調器１７、変調器１８、音声信号処理回路１９、
制御用ＣＰＵ２１、メモリ２２、画像信号処理回路２０
を構成するベースバンド信号処理回路４の、４つの大き
なブロックで構成される。そして、ベースバンド信号処
理回路４の音声信号処理回路１９には、スピーカ７とマ
イクロフォン９が接続され、電圧制御回路５には電池６
が接続され、送受信回路２にはアンテナ１が接続され
る。なお、ベースバンド信号処理回路４に設けられてい
る画像信号処理回路２０は、システムの高機能化のため
に設けられたものであり、画像入出力装置８が接続され
る。

【００５７】以上述べたような構成において、次にその
動作を説明する。スピーカ７とマイクロフォン９を通じ
ての基本的な通話機能については、図１５に示した従来
例とまったく同様であり、送受信回路２、ＲＦ信号処理
回路３、ベースバンド信号処理回路４の中の各機能ブロ
ックを通じて、音声の送受信が行われる。

【００５８】一方、この電子装置に設けられた画像入出
力装置８は、音声通信機能以外のさまざまな機能、例え
ば、インターネットへの接続機能、ファクシミリ通信機
能、電子メール通信機能、静止画像処理機能、動画像処
理機能、音声認識機能を実現するための、ユーザインタ
ーフェースを構成しており、制御用ＣＰＵ２１に接続さ
れる画像信号処理回路２０と共に、上述したさまざまな
機能を実現する。

【００５９】つまり、ベースバンド信号処理回路４は、
１チップのＣＭＯＳで構成され、音声通信を行うための
基本機能を実現するために復調器１７、変調器１８、音
声信号処理回路１９に加えて、制御用ＣＰＵ２１とメモ
リ２２を搭載しているが、本実施形では、更に画像信号
処理回路２０を付加して、外部の画像入出力装置８と共
に、さまざまな高機能を実現できるようにしている。

【００６０】また、アンテナ１に接続される送受信切替
スイッチ１０や、高周波電力回路である電力増幅器１１
は、１チップのガリウム砒素集積回路である送受信回路
２に集積化されている。

【００６１】また、高周波アナログ信号を扱う低雑音増
幅器１２、受信ミキサ１３、送信ミキサ１４、電圧制御
発信器１６、周波数シンセサイザ１５は、１チップのＳ
ＯＩ型のＢｉＣＭＯＳ集積回路であるＲＦ信号処理回路
３に集積化されている。

【００６２】なお、電圧制御回路５は、制御用ＣＰＵ２
１により制御される機能素子であり、電圧変換回路２３
１から送受信回路２に、電圧変換回路２３２からＲＦ信
号処理回路３に、電圧変換回路２３３からベースバンド
信号処理回路４へと、それぞれ異なる電圧の電力を供給
している。このため、電圧制御回路５は、電池６からの
電圧を、電圧変換回路２３１、２３２、２３３で、それ
ぞれ必要な電圧に変換するために、１チップのＣＭＯＳ
集積回路上にこれらの回路を構成している。

【００６３】続いて、ＲＦ信号処理回路３として、ＳＯ
Ｉ型ＢｉＣＭＯＳを用いる理由について以下に説明す
る。

【００６４】ＲＦ信号処理回路３は、主に、９００ＭＨ
ｚから５ＧＨｚ程度の高周波アナログ信号を処理してい
る。

【００６５】特に、低雑音増幅器１２は、高周波のアナ
ログ信号の信号増幅を行うために、実際に扱う周波数の
１０倍程度の最大発振周波数を持つ素子を必要とする。

【００６６】また、周波数シンセサイザ１５は、扱う周
波数を、なるべく小さな電流で分周できる分周回路が必
要である。更に、例えば、分周回路から発生するノイズ
が基板を伝わって低雑音増幅器１２に影響しないことが
必要である。

【００６７】図２は、バルクＭＯＳ素子、ＳＯＩ型ＭＯ
Ｓ素子、バルクバイポーラ素子、ＳＯＩ型バイポーラ素
子の最大発振周波数のバイアス電流依存性を示す特性図
である。

【００６８】この特性図上で、バルクＭＯＳ素子と、Ｓ
ＯＩ型ＭＯＳ素子の、それぞれの最大発振周波数を比較
すると、両者の間には、特に差は見られない。これは、
ＳＯＩ型ＭＯＳ素子と、バルクＭＯＳ素子の違いが、ド
レイン接合容量だけであることに起因する。つまり、Ｓ
ＯＩ型ＭＯＳ素子のドレイン接合容量は、バルクＭＯＳ
素子のドレイン容量に比較して、５分の１から１０分の
１と、非常に小さいが、最大発振周波数は、入力側、出
力側に、それぞれインダクタンスと容量からなる整合回
路を付加して評価するため、ドレイン接合容量の違い
は、最大発振周波数に影響しない。

【００６９】これに対して、ＳＯＩ型バイポーラ素子の
場合、バルクバイポーラ素子に比較して、ベース／コレ
クタ間容量が低減するため、最大発振周波数が高くな
る。

【００７０】また、ＭＯＳ素子は、バイポーラ素子に比
較して、同じ最大発振周波数を得るための電流値が大き
い。

【００７１】すなわち、図２の特性図は、バイポーラ素
子の方が、ＭＯＳ素子に比較して、より小さな消費電力
で高周波の増幅ができることを示している。

【００７２】図３は、バルクＭＯＳ素子、ＳＯＩ型ＭＯ
Ｓ素子、バルクバイポーラ素子、ＳＯＩ型バイポーラ素
子で構成された分周器の、最大動作周波数と消費電力の
関係を示す特性図である。

【００７３】図３において、バルクＭＯＳ素子とＳＯＩ
型ＭＯＳ素子を比較すると、同じ消費電力では、ＳＯＩ
型ＭＯＳ素子の方が、最大動作周波数が高い。これは、
分周器の場合、ドレイン接合容量が性能に大きな影響を
及ぼすことを示している。その結果、ＳＯＩ型ＭＯＳ素
子は、ある消費電力域では、バルクバイポーラ素子以上
の性能を実現することができる。また、ＳＯＩ型バイポ
ーラ素子の場合、バルクバイポーラ素子と比較して、コ
レクタ／基板間の容量が減少するため、最大動作周波数
が高くなる。

【００７４】今、ここで最大動作周波数として２ＧＨｚ
を仮定すると、バルクバイポーラ素子の消費電力に対す
る違いは、バルクＭＯＳ素子の場合で１．８倍、ＳＯＩ
型ＭＯＳ素子の場合で０．８倍、ＳＯＩ型バイポーラ素
子の場合で０．６倍である。すなわち、ＳＯＩ型ＭＯＳ
素子、ＳＯＩ型バイポーラ素子を用いることで、分周器
の消費電力を大幅に低減することができることが判る。

【００７５】図４は、バルク基板と、ＳＯＩ基板の干渉
ノイズを比較した特性図である。これは、相互に４００
ミクロンｍ程度離れた２つの拡散層において、片方の拡
散層にＲＦ信号を入力し、これが基板を介して、もうひ
とつの拡散層に出力される信号電力を測定して得られた
結果である。図からも明らかなように、ＳＯＩ基板の方
が、バルク基板に較べて、出力電力が小さく、基板を介
して伝わる干渉ノイズが少ないことを示している。つま
り、ＳＯＩ基板を用いることで、干渉ノイズを低減する
ことができる。

【００７６】つまり、ＳＯＩ基板上に、ＭＯＳ素子と、
バイポーラ素子を集積化することにより、消費電力が少
なく、干渉ノイズの少ない、高性能なＲＦ信号処理回路
３を実現することができる。

【００７７】続いて、図１に示した、送受信回路２、Ｒ
Ｆ信号処理回路３、ベースバンド信号処理回路４、電圧
制御回路５のそれぞれの集積回路の電源電圧について説
明する。

【００７８】それぞれの集積回路は、それぞれのプロセ
スや要求性能の違いにより、異なる電源電圧を必要とす
る。例えば、送受信回路２には２ボルト、ＲＦ信号処理
回路３には１．５ボルト、ベースバンド信号処理回路４
には０．５ボルト、電圧制御回路５には３ボルトとな
る。

【００７９】今、ここで電池６として、リチウムイオン
電池を想定すると、その起電力は３ボルトである。この
電圧３ボルトは、電圧制御回路５を構成する３つの電圧
変換回路２３１、２３２、２３３によって、それぞれ２
ボルト、１．５ボルト、０．５ボルトの電圧に降下変換
し、それぞれ対応する回路ブロックに供給される。この
ように、電圧制御回路５によって、送受信回路２、ＲＦ
信号処理回路３、ベースバンド信号処理回路４が最も低
消費電力で、最大の性能を発揮できるような電圧を発生
し、供給することにより、アナログ性能を犠牲にするこ
となく、システム全体の消費電力を低減することが可能
となる。

【００８０】なお、電池６としては、リチウムイオン電
池に限らず、アルカリ乾電池でも、ニッケル水素電池で
も、太陽電池でも、必要な電力を賄える電池であれば、
どのような形式の電池でも適用可能であることはもちろ
んである。

【００８１】ちなみに、アルカリ乾電池の場合の起電力
は、１．５ボルトであるので、この場合、ＲＦ信号処理
回路３に電池から電圧を直接供給し、送受信回路２には
電圧制御回路５の電圧変換回路２３１で昇圧変換した２
ボルトを供給し、ベースバンド信号処理回路４には、電
圧制御回路５の電圧変換回路２３３で降下変換した０．
５ボルトを供給すればよい。もちろん、電圧制御回路５
の電圧変換回路２３２で、１．５ボルトを、１．５ボル
トに整圧して、ＲＦ信号処理回路３に供給するようにし
てもよい。

【００８２】一方、ニッケル水素電池の場合、その起電
力は１．２ボルトであるので、電圧制御回路５の、電圧
変換回路２３１、２３２、２３３で、それぞれ２ボル
ト、１．５ボルト、０．５ボルトに昇圧または降圧変換
して、それぞれ対応する回路に供給することになる。

【００８３】更に、太陽電池の場合、その起電力は、
０．５ボルトである。この場合、この電圧を、ベースバ
ンド信号処理回路４に直接供給し、送受信回路２には、
電圧制御回路５の電圧変換回路２３１で昇圧変換した２
ボルトを供給し、ＲＦ信号処理回路３には、電圧制御回
路５の電圧変換回路２３２で昇圧変換した１．５ボルト
を供給するようにすればよい。もちろん、電圧制御回路
５の電圧変換回路２３３で、０．５ボルトを、０．５ボ
ルトに整圧して、ベースバンド信号処理回路４に供給す
るようにしてもよい。

【００８４】なお、上記各集積回路ブロックの電源電圧
として、本実施形以外の組み合わせての電圧を供給する
ような場合でも、本発明は有効である。例えば、送受信
回路２、ＲＦ信号処理回路３の電圧が２．５ボルト、ベ
ースバンド信号処理回路４の電圧が１．５ボルトであっ
ても、またその他のさまざまな組み合わせであってもそ
れぞれの集積回路ブロックの性能を引き出し、なおかつ
全体の消費電力低減という観点に立った電圧設定であれ
ばよい。

【００８５】実施形２．図５は、本発明の実施形２の電
子装置の回路ブロック図である。本実施形の、実施形１
と異なる点は、各集積回路ブロックに、それぞれ適合す
る電圧を発生していた電圧制御回路５を用いる代わり
に、各送受信回路２、ＲＦ信号処理回路３、ベースバン
ド信号処理回路４の内部に、電池６の電圧から、それぞ
れの回路ブロックに必要な電圧に変換するための電圧変
換回路２３１、２３２、２３３を内蔵させたことであ
る。なお、この場合、電圧変換回路２３１、２３２、２
３３を組み込むために、送受信回路２は、ＣＭＯＳ素子
またはＢｉＣＭＯＳ素子で構成し、ベースバンド信号処
理回路４はＣＭＯＳ素子で構成するのが望ましい。

【００８６】本実施形のような構成とすることにより、
基本回路ブロックは、送受信回路２、ＲＦ信号処理回路
３、ベースバンド信号処理回路４となり、少なくとも３
つの集積回路チップで全体を構成できるので、より低コ
ストで、小型の電子装置を実現することができる。

【００８７】実施形３．図６は、本発明の実施形３の電
子装置の回路ブロック図である。本実施形の、実施形２
と異なる点は、送受信回路２とＲＦ信号処理回路３を、
高周波アナログ信号処理回路２４に統合化して、集積回
路１チップ構成としたことである。なお、内部には、電
池６からの電圧を、高周波アナログ信号処理回路２４に
適した電圧に変換する電圧変換回路２３４が組み込まれ
る。なお、この場合、従来のＲＦ信号処理回路３に送受
信回路２を取り込む形となるため、送受信切替スイッチ
１０、送信ミキサ１４はＳＯＩ型ＣＭＯＳ素子またはＳ
ＯＩ型ＢｉＣＭＯＳ素子で構成するのが望ましい。な
お、ベースバンド信号処理回路４の構成は、実施形２の
場合と同様である。

【００８８】本実施形のような構成とすることにより、
基本回路ブロックは、高周波アナログ信号処理回路２４
とベースバンド信号処理回路４となり、少なくとも２つ
の集積回路チップで全体を構成できるので、より低コス
トで、小型の電子装置を実現することができる。

【００８９】実施形４．図７は、本発明の実施形４の電
子装置の回路ブロック図である。本実施形の、実施形２
と異なる点は、ＲＦ信号処理回路３とベースバンド信号
処理回路４を、ＲＦ／ベースバンド信号処理回路２５に
統合化して、集積回路１チップ構成としたことである。
なお、内部には、電池６からの電圧を、ＲＦ／ベースバ
ンド信号処理回路２５に適した電圧に変換する電圧変換
回路２３５が組み込まれる。なお、この場合、従来のＲ
Ｆ信号処理回路３にベースバンド信号処理回路４を取り
込む形となるため、復調器１７、変調器１８、音声信号
処理回路１９、画像信号処理回路２０、制御用ＣＰＵ２
１、メモリ２２は、ＳＯＩ型ＣＭＯＳ素子で構成するの
が望ましい。なお、送受信回路２の構成は、実施形２の
場合と同様である。

【００９０】本実施形のような構成とすることにより、
基本回路ブロックは、送受信回路２とＲＦ／ベースバン
ド信号処理回路２５となり、少なくとも２つの集積回路
チップで全体を構成できるので、より低コストで、小型
の電子装置を実現することができる。

【００９１】実施形５．図８は、本発明の実施形５の電
子装置の回路ブロック図である。本実施形の、実施形２
と異なる点は、送受信回路２、ＲＦ信号処理回路３およ
びベースバンド信号処理回路４の全てを、信号処理回路
２６に統合化して、集積回路１チップ構成としたことで
ある。なお、内部には、電池６からの電圧を、この信号
処理回路２６に適した電圧に変換する電圧変換回路２３
６が組み込まれる。なお、この場合、従来のＲＦ信号処
理回路３に、送受信回路２とベースバンド信号処理回路
４を取り込む形となるため、送受信切替スイッチ１０、
送信ミキサ１４、復調器１７、変調器１８、音声信号処
理回路１９、画像信号処理回路２０、制御用ＣＰＵ２
１、メモリ２２は、ＳＯＩ型ＢｉＣＭＯＳ素子で構成す
るのが望ましい。

【００９２】本実施形のような構成とすることにより、
基本回路ブロックは、信号処理回路２６のひとつだけと
なり、少なくとも１つの集積回路チップで全体を構成で
きるので、より低コストで、小型の電子装置を実現する
ことができる。

【００９３】以上、述べたように、実施形１から実施形
５によれば、主として高周波回路で構成される送受信回
路２、主としてアナログ回路で構成されるＲＦ信号処理
回路３、主としてディジタル回路で構成されるベースバ
ンド信号処理回路４を、それぞれ最適なプロセスで集積
回路化し、それぞれに必要とされる電源電圧を個別に供
給することにより、それぞれの回路ブロックの性能向
上、機能向上、低消費電力化を同時に実現し、コンパク
トで、コストが安く、電池寿命の長い電子装置を実現す
ることができる。

【００９４】実施形６．図９は、本発明の実施形６の電
子装置の回路ブロック図である。本実施形の基本的な構
成は、実施形１と同様であるが、異なるところは、電池
６の代わりに、太陽電池を適用した電源システムを搭載
したことである。

【００９５】さて、図において示すように、アンテナ
１、送受信回路２、ＲＦ信号処理回路３、ベースバンド
信号処理回路４、電圧制御回路５、スピーカ７、画像入
出力装置８、マイクロフォン９の、電子装置を構成する
基本部分は、通信機器システム本体２７に収納される。
一方、この通信機器システム本体２７は、保護用の通信
機器用ケース２８に収納される。

【００９６】通信機器用ケース２８の外面には、外光か
ら起電力を得る太陽電池２９が貼りつけられている。ま
た、通信機器用ケース２８の内部には、蓄電池３０も備
えられている。さて、太陽電池２９で発生した電力は、
切替スイッチ３１から、電源ジャック３２を介して、電
圧制御回路５に供給される。一方、蓄電池３０からの電
力は、切替スイッチ３３から、電源ジャック３２を介し
て、電圧制御回路５に供給される。切替スイッチ３１、
３３は、通信機器システム本体２７側に設けられた切替
スイッチ制御回路３４により、制御端子５８を介して制
御される。

【００９７】以上述べたような構成において、次にその
動作を説明する。

【００９８】本実施形の電子装置は、電力システムとし
て、太陽電池２９と蓄電池３０を併用している。

【００９９】太陽電池２９は、その有効面積を極力大き
くするために、通信機器用ケース２８の外面に貼りつけ
られる。一般的な簡易型携帯電話の場合、数１００ｃｍ
2程度の面積が実現可能である。

【０１００】ちなみに、蛍光灯下での太陽電池２９の発
電能力は、約２０μＷ／ｃｍ²程度なので、通信機器用
ケース２８の外面の太陽電池２９の面積を２００ｃｍ²
とすると、４ｍＷ（＝２０μＷ／ｃｍ²×２００ｃｍ²）
程度の発電が可能となる。これに対して、一般的な簡易
型携帯電話の待ち受け時の消費電力は、数ｍＷ程度なの
で、待機時は、蛍光灯下なら、太陽電池２９だけで電子
装置の駆動が可能である。

【０１０１】一方、通話などの動作時には、消費電力
は、数１００ｍＷとなるが、これだけの電力を太陽電池
２９だけでまかなうのは困難である。したがって、この
場合には、蓄電池３０から電力供給を行う。

【０１０２】なお、蓄電池３０への充電であるが、太陽
電池２９からの電力を供給するのが望ましい。太陽電池
２９は、さまざまな環境下に置かれるが、昼間、外に出
た場合など、太陽光などにより、１〜１０ｍＷ／ｃｍ²
程度の電力発生も可能である。例えば、曇の日に１時間
室外に出たとすると、その時に得られる電力は、２００
ｍＷ（＝１ｍＷ／ｃｍ²×２００ｃｍ²×１時間）となる
ので、機器の消費電力にもよるが、３０分から４０分連
続使用するのに必要な電力を蓄電池３０に蓄えることが
できる。

【０１０３】なお、太陽電池２９と蓄電池３０の利用モ
ードを考えると、待機時などは、もっぱら太陽電池２９
からの電力で電子装置を駆動し、通話などの動作時に
は、もっぱら蓄電池３０からの電力で電子装置を駆動
し、外光が十分な場合は、太陽電池２９からの電力を蓄
電池３０に充電するといういくつかの利用形態が考えら
れるが、これらの制御は、通信機器システム本体２７に
組み込まれている切替スイッチ制御回路３４により、切
替スイッチ３１、３３を切り替えることにより行われ
る。

【０１０４】なお、電子装置の動作モードに応じて、太
陽電池２９と蓄電池３０を切り替えて用いる代わりに、
通常は、もっぱら蓄電池３０からの電力により電子装置
を駆動し、太陽電池２９は、もっぱら蓄電池３０に対す
る充電用に用いるようにしてもよい。この場合、切替ス
イッチ３１、３３は不要となり、これを制御するための
切替スイッチ制御回路３４も不要となる。

【０１０５】また、非常に晴れている場合や、一日のう
ちの限られた時間しか機器を利用しない場合は、蓄電池
３０は不要となり、太陽電池２９からのみの電力で電子
装置を駆動するようにすることもできる。この場合は、
蓄電池３０、切替スイッチ３１、３３、切替スイッチ制
御回路３４は不要となり、装置構成を大幅に簡略化でき
る。

【０１０６】なお蓄電池３０の起電力は、０．５ボルト
であるので、電源ジャック３２から電圧制御回路５に供
給される電力は、電圧変換回路２３１で例えば２ボルト
に昇圧されて送受信回路２に供給され、電圧変換回路２
３２で例えば１．５ボルトに昇圧されてＲＦ信号処理回
路３に供給される。一方、太陽電池２９で発生した、
０．５ボルトの電圧が、ベースバンド信号処理回路４で
必要とされる電圧そのものであれば、電圧制御回路５か
ら、そのまま変換せずに、ベースバンド信号処理回路４
に供給するようにすればよく、それ以外の電圧が必要で
あれば、電圧変換回路２３３で、必要電圧に変換して出
力すればよい。

【０１０７】また、太陽電池２９からの出力電力は、外
光の影響を受けて、非常に不安定であるので、たとえ待
機中であっても、太陽電池２９の起電力が十分でない場
合は、切替スイッチ制御回路３４により切替スイッチ３
１、３３を制御して、蓄電池３０からの電力を電圧制御
回路５に供給するように制御する。

【０１０８】また、太陽電池２９を複数段直列接続する
ことにより、０．５ボルト以上の電圧を発生させること
も可能であるので、電子装置で必要とされる電圧、ない
しは電圧制御回路５の能力などに応じて、太陽電池２９
や蓄電池３０の発生電圧は、自由に設定可能である。

【０１０９】実施形７．図１０は、本発明の実施形７の
電子装置の回路ブロック図である。本実施形の基本的な
構成は、実施形６と同様であるが、異なる点は、蓄電池
３０の代わりに、アルカリ乾電池３５を用いたことであ
る。このような基本構成を実現するために、通信機器用
ケース２８には、太陽電池２９のみが装備され、その他
のアルカリ乾電池３５、切替スイッチ３１、３３は、通
信機器システム本体２７内部に収納される。そして、太
陽電池２９からの電力は、電池ジャック３６を通じて、
通信機器システム本体２７側に供給されることになる。

【０１１０】本実施形の構成によれば、太陽電池２９の
発生電力をアルカリ乾電池３５に充電できないが、待機
時の電力をもっぱら太陽電池２９でまかなうようにし、
動作時のみ、アルカリ乾電池３５を利用するようにする
ことで、アルカリ乾電池３５の寿命を大幅に延ばすこと
ができる。

【０１１１】なお、この場合、太陽電池２９からの電圧
が０．５ボルトであり、アルカリ乾電池３５からの電圧
が１．５ボルトであるので、待機時と、動作時で電圧制
御回路５に供給される電圧が異なることになる。このた
め、電圧制御回路５および電圧変換回路２３１、２３
２、２３３には、入力電圧の切替機能が付加されてお
り、入力電圧が切り替わっても、出力側には、所望の電
圧出力が得られるように制御される。

【０１１２】なお、太陽電池２９を複数段直列接続する
ことにより、０．５ボルト以上の電圧を発生させること
も可能であるので、この電圧を、アルカリ乾電池３５か
らの供給電圧に合わせるようにしてもよい。

【０１１３】なお、アルカリ乾電池３５の代わりに、ニ
ッケル水素電池を用いるようにしてもよい。この場合、
発生電圧は１．２ボルトとなる。

【０１１４】また、太陽電池２９からの出力電力は、外
光の影響を受けて、非常に不安定であるので、たとえ待
機中であっても、太陽電池２９の起電力が十分でない場
合は、切替スイッチ制御回路３４により切替スイッチ３
１、３３を制御して、アルカリ乾電池３５からの電力を
電圧制御回路５に供給するように制御する。

【０１１５】実施形８．図１１は、本発明の実施形８の
電子装置の回路ブロック図である。本実施形の基本的な
構成は、実施形６と同様であるが、異なるところは、太
陽電池２９の代わりに、自家発電システム３７を組み込
んだことである。この基本構成を実現するために、腕や
足などの携帯機器を利用する人の最も動きの多い部分に
取りつけられる電源ユニット３８に、この自家発電シス
テム３７と、蓄電池３０および、切替スイッチ３１、３
３を内蔵させ、電源ジャック３２から通信機器システム
本体２７内の電圧制御回路５に電源を供給するような構
成となっている。

【０１１６】さて、以上述べたような構成において、次
にその動作を説明する。

【０１１７】本実施形の電子装置は、電力システムとし
て、自家発電システム３７と蓄電池３０を併用してい
る。

【０１１８】自家発電システム３７は、時計などですで
に利用されている発電システムであり、腕などの動きを
物理的に検出して発電機を回し、電力を発生する装置で
ある。時計などの場合、腕の一振りだけで、１μＷの電
力を、１か月間持続して供給できるだけの発電量が得ら
れることが知られている。つまり、１日に、２分程度動
作させるだけで、電子装置の待機時に必要な平均数ｍＷ
の電力を得ることができることになる。

【０１１９】この場合は、具体的には、約３．６ｍＷの
発電量となるので、１日に２０分程度動作させれば、つ
まり２０分程度の間、腕を動かしたり、歩いたりして自
家発電システム３７が動作するようにすれば、平均して
３６ｍＷの電力を得ることができることになる。

【０１２０】したがって、一般的な簡易型携帯電話の待
ち受け時の消費電力が、数ｍＷ程度であることに鑑みれ
ば、待機時は、自家発電システム３７だけで電子装置の
駆動が可能である。

【０１２１】一方、通話などの動作時には、消費電力
は、数１００ｍＷとなるが、これだけの電力を自家発電
システム３７だけでまかなうのは困難である。したがっ
て、この場合には、蓄電池３０から電力供給を行う。

【０１２２】なお、蓄電池３０への充電であるが、自家
発電システム３７からの電力を供給するのが望ましい。
自家発電システム３７の発電量は、携帯する人の動きに
より、さまざまに変化するが、一般的なビジネスシーン
を考えると、５、０００歩から１０、０００歩程度の動
きと考えられ、時間に換算すると、自家発電システム３
７は１時間から２時間の間、動作することとなる。この
場合に得られる発電量は、約１００ｍＷから約２００ｍ
Ｗとなるので、１日当たりの動作時間が１時間程度であ
れば、待機時も含めて、これだけで電力の供給は事足り
ることになり、蓄電池３０を別途充電する必要はなくな
る。

【０１２３】実施形９．図１２は、本発明の実施形９の
電子装置の回路ブロック図である。本実施形の基本的な
構成は、実施形６と同様であるが、異なるところは、太
陽電池２９の代わりに、近傍の通信機器システムから発
信される無駄な電波を受信して、これを電力に変換する
電力確保システム３９を設けたことである。この基本構
成を実現するために、通信機器システム本体２７を収容
する通信機器用ケース２８外面に複数本を網目状に配列
した図示しないアンテナを配置し、これを電力確保シス
テム３９に接続する。一方、電力確保システム３９で発
生した電力を蓄積しておく蓄電池３０と、電子装置使用
時に必要な電力を供給するための電池６とを併設し、電
力確保システム３９、蓄電池３０、電池６からの電力を
それぞれ選択的に通信機器システム本体２７に供給する
ために、通信機器システム本体２７に設けた切替スイッ
チ制御回路３４から、制御端子５８を介して切替制御さ
れる切替スイッチ３１、３３、４０が配置される。そし
て、通信機器システム本体２７に必要とされる電力量に
応じて、切替スイッチ３１、３３、４０を制御して、電
力確保システム３９、蓄電池３０、電池６を選択し、電
源ジャック３２から通信機器システム本体２７内の電圧
制御回路５に電源を供給するような構成となっている。

【０１２４】さて、以上述べたような構成において、次
にその動作を説明する。

【０１２５】本実施形の電子装置は、電力システムとし
て、電力確保システム３９、蓄電池３０、電池６を併用
している。

【０１２６】電力確保システム３９は、空間にあふれて
いる無駄な電波を利用するものであるが、一般にこの電
波は、アンテナ一本当たり、平均数μＷ程度あるので、
１００本程度のアンテナを、通信機器用ケース２８の外
面に網目状に配置することにより、数ｍＷの電力を取り
出すことができる。したがって、この電力を切替スイッ
チ３１から電源ジャック３２を通じて通信機器システム
本体２７の電圧制御回路５に供給することにより、通信
機器システム本体２７の待機時の電力は十分にまかなう
ことができる。なお、電波の強い場所で余剰電力が発生
した場合は、これを蓄電池３０に蓄積しておき、電話の
弱い場所で、十分な電力が得られない場合は、切替スイ
ッチ３３を制御して、蓄電池３０から通信機器システム
本体２７に電力を供給するようにする。

【０１２７】一方、通信機器システム本体２７を待機状
態から使用状態にする場合は、切替スイッチ４０を制御
して、電池６から通信機器システム本体２７に電力を供
給するようにする。なお、蓄電池３０に十分な容量があ
れば、電池６の代わりに、まず蓄電池３０から通信機器
システム本体２７に対して動作時の電力３３を供給し、
蓄電池３０の残容量がなくなった場合に、電力供給を電
池６に切り替えるようにしてもよい。

【０１２８】なお、電池６としては、アルカリ乾電池や
ニッケル水素電池を用いることになるが、この場合、出
力電圧がそれぞれ１．５ボルトないしは１．２ボルトで
あり、必ずしも、これらの電圧が、電力確保システム３
９や蓄電池３０の出力電圧と一致するとは限らない。こ
のため、電圧制御回路５の電圧変換回路２３１、２３
２、２３３内部に、図示しない電圧切替機能ないしは汎
電圧対応機能を持たせてある。

【０１２９】以上のように本実施形の電子装置は、空間
にあふれている電波を電力源として用いるように構成し
たので、電子装置の待機時の電力消費の少ない状態での
電力消費を抑制でき、電子機器の使用時間を大幅に延長
することができる。

【０１３０】以上、実施形６、７、８、９では、さまざ
まな電力システムを、通信機器システム本体２７のさま
ざまな動作状態、つまり必要電力の状態に応じて、切り
替えて利用するように構成したので、電池の寿命を大幅
に延長でき、携帯用電子装置、例えば簡易型形態電話な
どの利用可能時間を大幅に拡大することができる。

【０１３１】ちなみに、上記実施形６、７、８、９の電
力システムは、それぞれ単独で適用するだけでなく、組
み合わせて適用することにより、それぞれの弱点を補い
合う形で、より効果的なサブ電力システムを構成するこ
とができる。

【０１３２】さて、図１３は、上記の各実施例で例示し
た電圧制御回路５の構成の一例を示すブロック図であ
る。

【０１３３】図において示すように、電圧変換回路２３
１は、電池系からの電圧を、例えば２ボルト系、一例と
して挙げれば、図１の送受信回路２に供給する機能を有
し、電圧変換回路２３２は、電池系からの電圧を、例え
ば１．５ボルト系、一例として挙げれば、図１のＲＦ信
号処理回路３に供給する機能を有し、電圧変換回路２３
３は、電池系からの電圧を、例えば０．５ボルト系、一
例として挙げれば、図１のベースバンド信号処理回路４
に供給する機能を有する。

【０１３４】上記の機能を実現するために、電圧変換回
路２３１は、電池系の電力を直接出力させるためのスイ
ッチ４８と、電池系の電力を昇圧回路４１を介して出力
させるためのスイッチ４７と、電池系の電力を降圧回路
４４を介して出力させるためのスイッチ４９を備えてお
り、電池系の出力電圧が、２ボルト系に必要な２ボルト
と一致している場合は、スイッチ４８をオンして、電池
系の電圧を直接、系に送出し、電池系の出力電圧が、２
ボルトより低い場合は、スイッチ４７をオンして、電池
系の電圧を、昇圧回路４１で２ボルトに昇圧した上で、
系に送出し、電池系の出力電圧が、２ボルトより高い場
合は、スイッチ４９をオンして、電池系の電圧を、降圧
回路４４で２ボルトに降圧して、系に送出する。

【０１３５】一方、電圧変換回路２３２は、電池系の電
力を直接出力させるためのスイッチ５１と、電池系の電
力を昇圧回路４２を介して出力させるためのスイッチ５
０と、電池系の電力を降圧回路４４を介して出力させる
ためのスイッチ５２を備えており、電池系の出力電圧
が、１．５ボルト系に必要な１．５ボルトと一致してい
る場合は、スイッチ５１をオンして、電池系の電圧を直
接、系に送出し、電池系の出力電圧が、１．５ボルトよ
り低い場合は、スイッチ５０をオンして、電池系の電圧
を、昇圧回路４２で１．５ボルトに昇圧した上で、系に
送出し、電池系の出力電圧が、１．５ボルトより高い場
合は、スイッチ５２をオンして、電池系の電圧を、降圧
回路４５で１．５ボルトに降圧して、系に送出する。

【０１３６】一方、電圧変換回路２３３は、電池系の電
力を直接出力させるためのスイッチ５４と、電池系の電
力を昇圧回路４３を介して出力させるためのスイッチ５
３と、電池系の電力を降圧回路４６を介して出力させる
ためのスイッチ５５を備えており、電池系の出力電圧
が、０．５ボルト系に必要な０．５ボルトと一致してい
る場合は、スイッチ５４をオンして、電池系の電圧を直
接、系に送出し、電池系の出力電圧が、０．５ボルトよ
り低い場合は、スイッチ５３をオンして、電池系の電圧
を、昇圧回路４３で０．５ボルトに昇圧した上で、系に
送出し、電池系の出力電圧が、０．５ボルトより高い場
合は、スイッチ５５をオンして、電池系の電圧を、降圧
回路４６で０．５ボルトに降圧して、系に送出する。

【０１３７】以上述べたように、電圧制御回路５を構成
することにより、電力系にさまざまな形式の、異なる出
力電圧の電池システムが適用された場合でも、電子装置
を構成する各機能ブロックに対して、それぞれが必要と
する電圧の電力を供給することができる。

【０１３８】また、図１４は、上記の各実施例で例示し
た電圧制御回路５の構成の他の例を示すブロック図であ
る。

【０１３９】図１３の例では、電圧変換回路２３１、２
３２、２３３ごとに昇圧回路４１、４２、４３および降
圧回路４４、４５、４６を設ける構成を例示したが、本
構成例では、１個の２出力の昇圧回路５８と、１個の２
出力の降圧回路５９と、１個の直結線６０を配置し、電
池系からの電力をクロスバスイッチ５６を介して、昇圧
回路５８、降圧回路５９、直結線６０に導き、これを再
びクロスバスイッチ５７で、それぞれの系に振り分けて
出力するように構成している。ちなみに、昇圧回路５８
は、１．５ボルト、２ボルトの２出力を有し、降圧回路
５９は、０．５ボルトと、１．５ボルトの２出力を有す
るものとする。

【０１４０】以上述べたような構成において、電圧制御
回路５が、電池系からの電圧を、例えば２ボルト系、一
例として挙げれば、図１の送受信回路２、および１．５
ボルト系、一例として挙げれば、図１のＲＦ信号処理回
路３、さらに０．５ボルト系、一例として挙げれば、図
１のベースバンド信号処理回路４に供給する機能を有す
る場合を例にとって、その動作を説明する。

【０１４１】今、電池系からの供給電力の電圧が、０．
５ボルトの場合、クロスバスイッチ５６は、電池系から
の電力を、直結線６０と、昇圧回路５８に接続し、クロ
スバスイッチ５７は、直結線６０を０．５ボルト系に接
続し、昇圧回路５８の２ボルト出力を、２ボルト系に接
続し、昇圧回路５８の１．５ボルト出力を、１．５ボル
ト系に接続する。その結果、電子装置を構成する、各機
能ブロックに必要な電圧の電力を供給することが可能で
ある。

【０１４２】一方、電池系からの供給電力の電圧が、
１．５ボルトの場合、クロスバスイッチ５６は、電池系
からの電力を、直結線６０と、昇圧回路５８、降圧回路
５９に接続し、クロスバスイッチ５７は、直結線６０を
１．５ボルト系に接続し、昇圧回路５８の２ボルト出力
を、２ボルト系に接続し、降圧回路５９の０．５ボルト
出力を、０．５ボルト系に接続する。その結果、電子装
置を構成する、各機能ブロックに必要な電圧の電力を供
給することが可能である。

【０１４３】一方、電池系からの供給電力の電圧が、２
ボルトの場合、クロスバスイッチ５６は、電池系からの
電力を、直結線６０と、降圧回路５９に接続し、クロス
バスイッチ５７は、直結線６０を２ボルト系に接続し、
降圧回路５９の１．５ボルト出力を、１．５ボルト系に
接続し、降圧回路５９の０．５ボルト出力を、０．５ボ
ルト系に接続する。その結果、電子装置を構成する、各
機能ブロックに必要な電圧の電力を供給することが可能
である。

【０１４４】なお、図１４の構成は、昇圧回路５８およ
び降圧回路５９の、それぞれの出力電圧および、電池系
の電圧によっては、利用が限定されるが、図１３の構成
に比較して、回路構成を大幅に簡略化でき、集積回路化
した場合のパターン面積の低減に効果的である。

【０１４５】なお、昇圧回路５８、降圧回路５９の出力
を３出力、例えばそれぞれ０．５ボルト、１．５ボル
ト、２ボルト出力とすることにより、回路構成は複雑に
なるものの、電子装置に必要な電圧系が、０．５ボル
ト、１．５ボルト、２ボルトの３系統である限り、電池
電圧のバリエーションへの適合性が高まる。

【０１４６】なお、昇圧回路５８、降圧回路５９の出力
を可変出力、例えば０．５ボルト、１．５ボルト、２ボ
ルト出力が選択することができるようにすることによ
り、電池電圧のバリエーションへの適合性には制限が伴
うとしても、電子装置が必要とする電圧に柔軟に対応す
ることが可能である。

【０１４７】なお、電圧制御回路５の構成については、
図１３、１４に示した例の他にも、さまざまな回路構成
が適用可能なものであるが、電池系からの電圧に対し
て、これを昇圧または降圧して、電子装置のそれぞれの
機能ブロックが必要とする電圧を供給可能なものであれ
ば、どのような構成でも適用可能であることは言うまで
もない。

【０１４８】本発明は、簡易型携帯電話だけではなく、
さまざまな方式の携帯電話やその他送受信装置、ページ
ャなどの受信装置にも適用できることは言うまでもな
い。

【０１４９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の電子装置
は、必要な機能ブロックを、電力消費低減と機能、性能
向上の観点から、それぞれの回路に適したプロセスで、
集積回路化することにより、チップ数の低減、コスト低
減に加えて、電力消費低減を実現しており、装置の小型
化、アナログ回路、高周波回路の性能向上、ディジタル
回路の高機能化、コスト低減を同時に実現しながら、電
力消費を低減して、電池駆動される携帯機器い適したシ
ステムを構成でき、更に電力システムに、太陽電池、物
理的な発電機を備えた自家発電システム、空中の電波か
ら電力を発生する電力確保システムなどを、サブシステ
ムとして加えることにより、電池寿命を大幅に延長でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、実施形１の電子装置の回路ブロック
図である。

【図２】各種の半導体素子の、最大発振周波数のバイア
ス電流依存性を示す特性図である。

【図３】各種の半導体素子で構成された分周器の、最大
動作周波数と、消費電力の関係を示す特性図である。

【図４】バルク基板と、ＳＯＩ基板の、夫々の干渉ノイ
ズを比較した特性図である。

【図５】本発明の、実施形２の電子装置の回路ブロック
図である。

【図６】本発明の、実施形３の電子装置の回路ブロック
図である。

【図７】本発明の、実施形４の電子装置の回路ブロック
図である。

【図８】本発明の、実施形５の電子装置の回路ブロック
図である。

【図９】本発明の、実施形６の電子装置の回路ブロック
図である。

【図１０】本発明の、実施形７の電子装置の回路ブロッ
ク図である。

【図１１】本発明の、実施形８の電子装置の回路ブロッ
ク図である。

【図１２】本発明の、実施形９の電子装置の回路ブロッ
ク図である。

【図１３】電圧制御回路５の構成の一例を示す回路ブロ
ック図である。

【図１４】電圧制御回路５の構成の他の例を示す回路ブ
ロック図である。

【図１５】従来の電子装置の回路ブロック図である。

【符号の説明】

１アンテナ２送受信回路３ＲＦ信号処理回路４ベースバンド信号処理回路５電圧制御回路６電池７スピーカ８画像入出力装置９マイクロフォン１０送受信切替スイッチ１１電力増幅器１２低雑音増幅器１３受信ミキサ１４送信ミキサ１５周波数シンセサイザ１６電圧制御発信器１７復調器１８変調器１９音声信号処理回路２０画像信号処理回路２１制御用ＣＰＵ２２メモリ２３１，２３２，２３３，２３４，２３５，２３６電
圧変換回路２４高周波アナログ信号処理回路２５ＲＦ／ベースバンド信号処理回路２６信号処理回路２７通信機器システム本体２８通信機器用ケース２９太陽電池３０蓄電池３１，３３，４０切替スイッチ３２電源ジャック３４切替スイッチ制御回路３５アルカリ乾電池３６電池ジャック３７自家発電システム３８電源ユニット３９電力確保システム４１，４２，４３，５８昇圧回路４４，４５，４６，５９降圧回路４７，４８，４９，５０，５１，５２，５３，５４，５
５スイッチ５６，５７クロスバスイッチ５８制御端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井納和美神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者勝又康弘神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者渡辺重佳神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主として高周波回路で構成される高周波回
路ブロックと、主としてアナログ回路で構成されるアナログ回路ブロッ
クと、主としてディジタル回路で構成されるディジタル回路ブ
ロックと、前記高周波回路ブロックに適した第１の電圧を発生する
第１の電圧制御手段と、第１の前記アナログ回路ブロックに適した第２の電圧を
発生する第２の電圧制御手段と、前記ディジタル回路ブロックに適した第３の電圧を発生
する第３の電圧供給手段と、前記高周波回路ブロックを集積化した第１の集積回路ブ
ロックと、前記アナログ回路ブロックを集積化した第２の集積回路
ブロックと、前記ディジタル回路ブロックを集積回路した第３の集積
回路ブロックと、を備えることを特徴とする電子装置。