JPH07120403B2 - Icカード - Google Patents

Icカード

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JPH07120403B2
JPH07120403B2 JP3042916A JP4291691A JPH07120403B2 JP H07120403 B2 JPH07120403 B2 JP H07120403B2 JP 3042916 A JP3042916 A JP 3042916A JP 4291691 A JP4291691 A JP 4291691A JP H07120403 B2 JPH07120403 B2 JP H07120403B2
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electromagnetic coil
memory
voltage
card
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信二 大木
真琴 木村
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KOATSU GASU KOGYO KK
NIPPON ERU ESU AI KAADO KK
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KOATSU GASU KOGYO KK
NIPPON ERU ESU AI KAADO KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はICカード(LSIカー
ドともいう)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ICカードのメモリには例えばS
RAMやEPROM(電気的に消去可能なPROM)が
使用されている。ただ、SRAMについては、バッテリ
ーのバックアップが必要である一方、EEPROMにつ
いては書き込み時間が比較的遅いだけでなく、周辺回路
が複雑となりコスト高になるという欠点がある。これに
対して最近開発されたフラッシュメモリはこれらの欠点
がないので、ICカードのメモリとして最適であると言
える。
【0003】もっとも、1電源タイプのフラッシュメモ
リでは、書き込み時にデータが誤って書き変えられるお
それがあり、ICカードの信頼性を重視する観点から、
2電源タイプのフラッシュメモリを使用することが必要
となる。例えば、直流5V/12Vの2電源タイプのフ
ラッシュメモリでは、読み出し時には直流5Vの電源供
給だけで良いが、書き込み時には直流5Vとは別に直流
12Vの電源供給を行うようにすることが必要となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2種類
の直流電圧を電源として供給することが必要なメモリを
ICカードに使用するには、電源回路等を一つ追加せね
ばならず、ICカードについては勿論のこと、ICカー
ド読取書込装置に対しても大幅な設計変更を行うことが
必要で、コストの面から大きな問題となる。
【0005】本発明は上記した背景の下で創作されたも
ので、2種類の電圧を電源供給することが必要なメモリ
を使用したとしても、大幅な設計変更を行う必要がな
く、低コスト化を図ることができるICカードを提供す
ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るICカード
による場合、読み出し時には第1直流電圧の電源供給だ
けで良いが、書き込み時には第1直流電圧とは別に第2
直流電圧の電源供給が行われることが必要なメモリと、
ICカード読取書込装置から交流電力を受け取る第1電
磁コイルと、前記メモリから読み出した内容を前記装置
に送り出す第2電磁コイルと、前記メモリに書き込む内
容を前記装置から受け取る第3電磁コイルと、前記メモ
リの書き込み/読み出しのモード切り換えを行うための
切換指令信号を前記装置から受け取る第4電磁コイルと
を備える基本構成となっており、第1電磁コイルの出力
に接続されており第1直流電圧を生成する第1整流回路
と、第1電磁コイルと重ねように配設された第5電磁コ
イルと、第5電磁コイルの出力に接続されており第2直
流電圧を生成する第2整流回路と、第2整流回路の出力
と前記メモリとの間に接続されており第2直流電圧の前
記メモリへの通電、非通電を切り換えるスイッチ回路
と、前記メモリの書き込み時に第2直流電圧を電源供給
させるべく、前記切換指令信号に基づいて前記スイッチ
回路を制御する論理回路とを具備したことを特徴として
いる。また、第4電磁コイルの代わりに、第3電磁コイ
ルを通じて切換指令信号を受け取るようにしても良く、
メモリとしてフラッシュメモリを用いるようにしても良
い。
【0007】
【実施例】以下、図1〜9を参照して本発明の実施例を
説明する。図1はICカードの概略回路図、図2はスイ
ッチ回路の回路図、図3はICカードの部分断面図、図
4はICカードの一部透視平面図、図5は直流5ボルト
電源用電磁コイルの説明図、図6は直流12ボルト電源
用電磁コイルの説明図、図7は論理回路を説明するため
の回路図、図8は回路動作を説明するためのタイミング
チャート(横軸は時間、縦軸は各信号線の信号の状況を
示す)、図9はデータ変換回路、モード切換信号回路等
を説明し、併せて論理回路の変形例を説明するための回
路図である。
【0008】ここで例を掲げて説明するICカード10
0は、図4に示すような外形となっており、その内部に
は図1に示す回路が内蔵されている。図3にその一部が
示されているICカード読取書込装置(以下単に読取書
込装置ともいう)600にICカード100をセットす
ると、ICカード100に対して、入出力信号だけでな
く、内蔵されたメモリ400や論理回路300等を動作
させるに必要な電力が非接触で伝達されるような基本構
成となっている。
【0009】ICカード100は、読取書込装置600
に設けた交流電源供給用電磁コイル6から放射出力され
た高周波の交流電力を受け取る電磁コイル1(第1電磁
コイルに相当する)と、メモリ400の記憶内容を読取
書込装置600に送り出す電磁コイル2(第2電磁コイ
ルに相当する)と、メモリ400に書き込むデータを読
取書込装置600から受け取る電磁コイル3(第3電磁
コイルに相当する)と、メモリ400の書き込み/読み
出しのモードを切り換えるための切換指令信号を読取書
込装置600から受け取る電磁コイル4(第4電磁コイ
ルに相当する)と、図3に示すように、電磁コイル1に
重なるように配設された電磁コイル5(第5電磁コイル
に相当する)を備えている。
【0010】メモリ400は2電源タイプのフラッシュ
メモリであって、データが読み取られるときには直流5
ボルト(第1直流電圧に相当する)の電源供給を、ま
た、書き込まれるときには直流5ボルトとは別に直流1
2ボルト(第2直流電圧に相当する)の電源供給を受け
ることを必要である。
【0011】ICカード100は、図1に示すように電
磁コイル1に接続されて直流5ボルトを出力する整流回
路10(第1整流回路に相当する)と、電磁コイル5に
接続されて直流12ボルトを出力する整流回路16(第
2整流回路に相当する)と、整流回路16とメモリ40
0との間に設けられ、直流12ボルトのメモリ400へ
の通電、非通電の切り換えを行うスイッチ回路200
と、メモリ400の書き込み時に直流12ボルトを電源
供給させるべく、スイッチ回路200の切り換えを制御
する論理回路300とを備えている。
【0012】以下、各部を詳細に説明する。電磁コイル
1は、図3と図5に示すように、絶縁性の基板101の
上面および下面にそれぞれ中心に向かって反対の方向に
巻回されたスパイラル状の部分コイル1aおよび1bか
らなっている。部分コイル1aと1bは直列に接続され
ており、部分コイル1aおよび1bのそれぞれの一端
(外側端部)は、配線1fおよび1gを経て整流回路1
0に接続されている。また、部分コイル1aと1bの他
端(内側端部)1c、1e同士は、基板101に設けた
図示しないスルーホールに形成した導体1dによって接
続されている。そして、基板101および電磁コイル1
の表面にはレジスト103が塗布されており、基板10
1の下面側のレジスト103の表面は合成樹脂性のカバ
ー104で覆われている。
【0013】電磁コイル5は、図3と図6に示すよう
に、絶縁性の基板102の上面および下面にそれぞれ中
心に向かって反対の方向に巻回されたスパイラル状の部
分コイル5aおよび5bからなっている。部分コイル5
aと5bは直列に接続されており、部分コイル5aおよ
び5bのそれぞれの一端(外側端部)は、配線5fおよ
び5gを経て整流回路16に接続されている。また、部
分コイル5aと5bの他端(内側端部)5c、5e同士
は、基板102に設けた図示しないスルーホールに形成
した導体5dによって接続されている。そして、基板1
02および電磁コイル5の表面にはレジスト103が塗
布されている。
【0014】電磁コイル5が電磁コイル1に対向し且つ
重なるように基板102は基板101の上に載置されて
おり、基板101の上側のレジスト103と、基板10
2の周辺のレジスト103とが前記カバー104で覆わ
れている。
【0015】なお、読取書込装置600には、電磁コイ
ル1に対向するように配設される交流電源供給用の電磁
コイル6が設けられている。基板601の両面に形成し
た電磁コイル6は、電磁コイル1と同様な構造であっ
て、基板601と電磁コイル6の両側の表面には、レジ
スト103が塗布され、レジスト103の上に前記カバ
ー104と同様なカバー604が設けられている。電磁
コイル2、3および4は電磁コイル1と類似した構造と
なっている。
【0016】整流回路10は、図1に示すように4個の
ダイオード11と1個のコンデンサ12と1個のツェナ
ーダイオード13とからなり、整流回路10の出力は、
配線14を介して論理回路300の直流5ボルト用の電
源端子DC5Vに、また、配線15を介してメモリ40
0の直流5ボルト用の電源端子VCCに接続されてい
る。
【0017】整流回路16は、2個のダイオード16と
2個のコンデンサ18と1個のツェナーダイオード19
とからなる倍電圧整流回路であって、この回路の出力
は、配線20を介してスイッチ回路200に接続されて
いる。スイッチ回路200の出力は、配線21を介して
メモリ400の直流12ボルト用の電源端子VPPに接
続されている。
【0018】スイッチ回路200は、図2に示すよう
に、PNPトランジスタ22と、このトランジスタ22
のベースに抵抗R2を介してコレクタが接続されたNP
Nトランジスタ23とを備えている。R1、R3は、そ
れぞれ、トランジスタ22、23のベース、エミッタ間
に接続された抵抗である。トランジスタ22のエミッタ
およびコレクタには、配線20および21が接続されて
おり、トランジスタ23のベースおよびエミッタには、
論理回路300から導入された信号線(H)およびアー
スGNDに接続されている。
【0019】電磁コイル2および3には、図7に示すよ
うにデータ変換回路50を介してメモリ40が接続され
ている。データ変換回路50は、図9中に示されている
ように、メモリ400から読み出された8ビットのデー
タをシリアルに変換するとともに信号線(DA)を介し
て電磁コイル2に送り出す並直変換器51と、電磁コイ
ル3が読取書込装置600から受け取ったシリアルのデ
ータをパラレルに変換するとともに信号線(DA)を介
してメモリ400に出力する直並変換器52を備えてい
る。
【0020】電磁コイル1には整流回路10が接続され
ていることについては上述したが、これ以外に図9に示
されているようにタイミングパルス発生回路70が接続
されている。タイミングパルス発生回路70は、電磁コ
イル1から受け取った高周波に基づいて、これに同期し
た又はこれと所定の関係の周波数のライトタイミングパ
ルスWTMおよびリードタイミングパルスRTMを発生
するようになっている。ライトタイミングパルスWTM
はメモリ400の書き込みのタイミングをその立ち上が
りで示すパルスである一方、リードタイミングパルスR
TMはメモリ400の読み取りをタイミングをその立ち
上がりで示すパルスである。
【0021】電磁コイル4には図7に示すようにモード
切換信号回路60が接続されている。モード切換信号回
路60は、読取書込装置600から電磁コイル4を通じ
て受け取った8ビットシリアルの切換指令信号に基づい
てメモリ400へのデータの書き込み可を示すWE(ラ
イトイネーブル)信号及びメモリ400が選択されたこ
とを示すCS(チップセレクト)信号を生成するように
なっている。具体的には図9に示すような構成となって
いる。
【0022】モード切換信号回路60は、切換指令信号
をパラレルに変換するとともに8ビットパラレルのモー
ド切換指令信号として出力する直並変換器61と、モー
ド切換指令信号と予め記録された基準信号(ここでは4
1(H)とする)とを比較する比較器62と、比較器6
2の出力信号とライトタイミングパルスWTMとが入力
されておりWE信号を出力するNAND回路63と、W
E信号とリードタイミングパルスRTMとが入力されて
おりCS信号を出力するCSパルス発生器64を備えて
いる。
【0023】即ち、直並変換器61から信号線(M)を
介して入力されたモード切換指令信号が41(H)であ
れば、ライトタイミングパルスWTMが立ち上がるタイ
ミングで、LアクティブのWE信号がNAND回路63
から出力される。このときLアクティブのCS信号がC
Sパルス発生器64から出力される。またリードタイミ
ングパルスRTMが立ち上がるタイミングでもLアクテ
ィブのCS信号が同様に出力される。
【0024】論理回路300は、図7に示すようにNA
ND回路41、42、43、D型フリップフロップ回路
(以下単にF/F回路という)31、32、NPNトラ
ンジスタ34、インバータ回路35、抵抗R4、R5、
R6とを備えている。なお、トランジスタ34はエミッ
タ接地されている。
【0025】NAND回路41、42の入力端子41
1、421には、モード切換信号回路60が信号線
(A)、(L)を介して接続されており、NAND回路
41、42の入力端子412、422は、F/F回路3
1の出力端子XQが接続されている。NAND回路4
1、42の出力端子413、423には、信号線
(J)、(K)を介してメモリ400のライトイネーブ
ル端子we、チップセレクト端子csが接続されてい
る。NAND回路43の入力端子431は、信号線
(E)を介してF/F回路31の出力端子Qが、入力端
子432は、信号線(A)が接続されている。NAND
回路43の出力端子433は信号線(F)を介してF/
F回路31、32の端子CKに接続されている。
【0026】F/F回路31の端子Dには電源端子DC
5Vが接続されており、F/F回路32の端子Dには、
信号線(DA)のうちの特定のビットである信号線
(D)が接続されている。トランジスタ34のコレクタ
に接続されたインバータ回路35の出力は、信号線
(C)を介してF/F回路31、32のリセット端子R
に接続されている。そしてF/F回路32の出力端子Q
は、信号線(H)を介してスイッチ回路200内のトラ
ンジスタ23のベースに接続されている。なお、整流回
路10、16、スイッチ回路200、論理回路300、
メモリ400、データ変換回路50およびモード切換信
号回路60は、図4に示す電子回路500の中に設けら
れている。
【0027】次に、上記のように構成されたICカード
100の動作について説明する。読取書込装置600の
電磁コイル6に所定の大きさの交流電圧を通電すると、
ICカード100の電磁コイル1に約6ボルトの交流電
圧が発生し、整流回路10の出力が図8に示すように直
流5ボルトに立ち上がる。この直流5ボルトは配線1
4、15を介して論理回路300、メモリ400に給電
される。と同時に、電磁コイル5にも約6ボルトの交流
電圧が発生し、整流回路16の出力が直流12ボルトと
なり、この直流12ボルトはスイッチ回路200に出力
される。
【0028】論理回路300に直流5ボルトが給電され
た直後では、トランジスタ34はオフ状態である。この
とき信号線(B)はHレベルであるので、インバータ3
5の出力はLレベルとなり、その結果、F/F回路3
1、32がリセットされる。F/F回路31の出力端子
XQ(信号線(G))はHレベルとなる。この状態で
は、NAND回路41が閉状態であるので、メモリ40
0は動作することはない。一方、F/F回路32の出力
端子Q(信号線(H))はLレベルであるから、スイッ
チ回路200が閉状態となり、メモリ400には直流1
2ボルトが給電されない。
【0029】なお、論理回路300に給電される電圧が
直流5ボルトにまで達する途中で、トランジスタ34の
ベース電流が流れて、トランジスタ34がターンオンす
ると、信号線(B)がHレベルからLレベルに変化し、
インバータ35の出力もLレベルからHレベルに変化す
る。このときF/F回路31、32のリセットは解除さ
れるものの、F/F回路31、32の出力はそのまま維
持される。
【0030】その後、読取書装置置600から切換指令
信号が受け取られると、直並変換器61によりモード切
換指令信号に変換され、これが41(H)であれば、比
較回路62の出力がHレベルとなる。そしてライトタイ
ミングパルスWTMがアクティブとなったタイミング
で、WE信号及びCS信号がLアクティブとなる。即
ち、メモリ400は書き込みモードとなる。
【0031】WE信号がLアクティブとなると、この状
態ではF/F回路31の出力端子Q(信号線(E))は
Lレベルであるから、NAND回路43の出力端子43
3(信号線(F))がLレベルとなり、このタイミング
でF/F回路31及びF/F回路32がラッチ状態に変
化する。
【0032】F/F回路31は、そのD端子に直流5ボ
ルトが導入されていることから、Q端子(信号線
(E))がHレベルとなる一方、XQ端子(信号線
(G))がLレベルとなる。よって、NAND回路4
1、42は共に開状態である。よって、モード切換信号
回路60のWE信号及びCS信号はNAND回路41、
42を通過しメモリ400にそのまま出力されることに
なる。
【0033】一方、F/F回路32は、そのD端子に信
号線(DA)のうちの特定のビットが導入されているこ
とから、そのビットのデータがQ端子(信号線(H))
に出力される。図8に示されているようにここでは信号
線(D)にHレベルが導入されているので、F/F回路
32のQ端子(信号線(H))はHレベルとなる。信号
線(H)がHレベルになると、スイッチ回路200が開
状態となり、整流回路16にて生成された直流12ボル
トがメモリ400に給電される。即ち、書き込みモード
では、メモリ400に直流5ボルトとは別に直流12ボ
ルトが給電されることになる。
【0034】なお、信号線(DA)のうちの特定のビッ
トをLレベルにしておくと、上記とは反対に、スイッチ
回路200が閉状態となり、メモリ400に直流12ボ
ルトが給電されないことになる。メモリ400に最初に
書き込むデータの特定のビットにより、データの書き込
み時にメモリ400に直流12ボルトを給電するか否か
を設定することが可能となる。
【0035】その後、リードドタイミングパルスRTM
がアクティブとなったタイミングで、CS信号だけがア
クティブとなる。このときメモリ400が読み出しモー
ドに変化する。この読み出しによりメモリ400に書き
込まれた内容の確認が行われる。本実施例では、メモリ
400に直流12ボルトを与えたままデータの読み出し
をすることができるので、直流5ボルトの通電を所定期
間停止しない限り、スイッチ回路200の開状態を変化
させないようにしている。
【0036】次に、論理回路についての変形例を図9を
用いて説明する。図9中に示す論理回路301は、比較
回路81、NAND回路82、F/F回路32、トラン
ジスタ34、インバータ回路35を備えており、比較回
路81の入力側は、モード切換信号回路60内の信号線
(M)が接続されており、出力側がNAND回路82の
一方の入力端子821に接続されている。NAND回路
82の入力端子822にはライトタイミングパルスWT
Mが供給されている。比較回路81はモード切換信号と
予め記録された上記とは別の基準信号(ここでは21
(H))とを比較するようになっている。
【0037】F/F回路32のリセット端子Rには信号
線(C)を介してインバータ回路35の出力が、端子c
kには信号線(F)を介してNAND回路82の出力端
子823が、出力端子Qには信号線(H)を介してスイ
ッチ回路200が接続されている。なお、F/F回路3
2の端子ckには、論理回路300と同じく、信号線
(D)を介して信号線(DA)の内の特定のビットを搬
送する信号線が接続されている。トランジスタ34、抵
抗R4、R5、R6およびインバータ回路35と、これ
らの相互関係は、論理回路300におけると同じであ
る。
【0038】次に、上記のように構成された論理回路3
01の動作について説明する。論理回路301の電源端
子DC5Vに直流5ボルトが給電されると、F/F回路
32はリセットされて出力端子Q、即ち、信号線(H)
がLレベルとなる。その後、読取書装置置600から切
換指令信号(直流12ボルトオン指令信号)が受け取ら
れると、直並変換器61によりモード切換指令信号に変
換され、これが21(H)であれば、比較回路81の出
力がHレベルとなる。そしてライトタイミングパルスW
TMがアクティブとなったタイミングで、NAND回路
82の出力がLレベルに変化し、F/F回路32がラッ
チ状態に変化する。
【0039】論理回路300と同じく、F/F回路32
の入力端子Dには、最初にメモリ400に書き込まれる
データの特定ビットが導かれているので、出力端子Q、
即ち、信号線(H)はHレベルとなり、スイッチ回路2
00が開状態となり、メモリ400に直流12ボルトが
供給される。なお、これ以外の点について上記した論理
回路300の場合と同様である。
【0040】
【発明の効果】以上、本発明に係るICカードによる場
合、2種類の電圧を電源供給することが必要なメモリを
使用したとしても、電源回路等を一つ追加する必要がな
いので、従来とは異なり、ICカードについては勿論の
こと、ICカード読取書込装置に対しても大幅な設計変
更を行わなくても良く、低コストの実現を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】以下、本発明の実施例を説明するための図であ
って、ICカードの概略回路図である。
【図2】スイッチ回路の回路図である。
【図3】ICカードの部分断面図である。
【図4】ICカードの一部透視断面図である。
【図5】直流5ボルト電源用電磁コイルの説明図であ
る。
【図6】直流12ボルト電源用電磁コイルの説明図であ
る。
【図7】主として論理回路を説明するための回路図であ
る。
【図8】回路動作を説明するための各信号のタイミング
チャートである。
【図9】データ変換回路、モード切換信号回路等を説明
し、併せて論理回路の変形例を説明するための回路図で
ある。
【符号の説明】
1〜6 電磁コイル 10、16 整流回路 31、32 フリップフロップ回路 41〜43 NAND回路 81 比較回路 82 NAND回路 200 スイッチ回路 300、301 論理回路 400 メモリ 600 ICメモリ読取書込装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 読み出し時には第1直流電圧の電源供給
    だけで良いが、書き込み時には第1直流電圧とは別に第
    2直流電圧の電源供給が行われることが必要なメモリ
    と、ICカード読取書込装置から交流電力を受け取る第
    1電磁コイルと、前記メモリから読み出した内容を前記
    装置に送り出す第2電磁コイルと、前記メモリに書き込
    む内容を前記装置から受け取る第3電磁コイルと、前記
    メモリの書き込み/読み出しのモード切り換えを行うた
    めの切換指令信号を前記装置から受け取る第4電磁コイ
    ルとを備えるICカードにおいて、第1電磁コイルの出
    力に接続されており第1直流電圧を生成する第1整流回
    路と、第1電磁コイルと重ねように配設された第5電磁
    コイルと、第5電磁コイルの出力に接続されており第2
    直流電圧を生成する第2整流回路と、第2整流回路の出
    力と前記メモリとの間に接続されており第2直流電圧の
    前記メモリへの通電、非通電を切り換えるスイッチ回路
    と、前記メモリの書き込み時に第2直流電圧を電源供給
    させるべく、前記切換指令信号に基づいて前記スイッチ
    回路を制御する論理回路とを具備したことを特徴とする
    ICカード。
  2. 【請求項2】 請求項1の第4電磁コイルの代わりに、
    請求項1の第3電磁コイルを通じて請求項1の切換指令
    信号を受け取るようにしたことを特徴とする請求項1記
    載のICカード。
  3. 【請求項3】 請求項1のメモリがフラッシュメモリで
    あることを特徴とする請求項1又は2記載のICカー
    ド。
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