半导体器件制造技术

一种半导体器件，包括：端子、生成恒定电压的电源电压降低电路、响应于第一时钟向端子定期地施加恒定电压的开关电路、电流控制的振荡器电路、以及计数器，其中，电源电压降低电路向开关电路供应第一电流，电流控制的振荡器电路生成其频率响应于第一电流的值而改变的第二时钟，并且计数器在计数时间内对第二时钟的数目进行计数。

【技术实现步骤摘要】
有关申请的交叉引用包括说明书、说明书附图和说明书摘要、提交于2013年6月27日的日本专利申请第2013-135092号的公开内容通过完全引用而结合于此。
本专利技术涉及一种半导体器件，并且例如涉及一种包含电容触摸传感器电路的半导体器件。
技术介绍
电容触摸传感器电路常用于触键和触屏
美国专利第8089289号公开一种用于通过使用西格玛-德尔塔调制器电路将从切换电容电路输出的信号调制成数字信号的结构。美国专利第7312616号公开一种结构，该结构通过在比较器上比较参考电压与用于目标测量电容的端子电压来测量目标测量电容的值，该目标测量电容在指定的频率被反复地充电和放电。日本待审专利申请公开文本第2008-199408号公开一种其频率通过由操作部触摸或未由操作部触摸而改变的振荡器、以及一种用于检测该振荡器输出的频率信号的频率改变的结构。
技术实现思路
如在美国专利第8089289号中公开的那样，一种用于通过利用比较器以将参考电压与基于周期充电-放电电流生成的检测电压比较来测量电容值的技术是一种普遍使用的技术。比较器是用于判断在检测电压与参考电压之间的微小电压差值并且将该判断结果转换成数字信号的电路。在包含西格玛-德尔塔调制器电路的系统上叠加的噪声对微小电压差值施加影响，从而引起比较器中的判决误差。西格玛-德尔塔调制器电路包含如下结构，该结构通过时钟对来自比较器的输出进行采样，因此噪声引起的在采样结果中的偏差将表现为比较器输入中的偏移，并且引起测量准确度下降。其它问题和新特征将由说明书中的描述和附图中变得显而易见。根据本专利技术的一个方面，一种半导体器件包括端子、生成恒定电压的电源电压降低电路、用于响应于第一时钟而向端子定期地施加恒定电压的开关电路、第一电流控制的振荡器电路、和第一计数器；并且其中电源电压降低电路向开关电路供应第一电流，第一电流控制器的振荡器电路生成其频率响应于第一电流的值而改变的第二时钟，并且第一计数器在计数时间内对第二时钟的数目进行计数。根据本专利技术的各个方面，去除在检测来自触摸电极的电容波动期间由于噪声所致的影响，并且无论触摸电极是否被触摸都维持判决的准确性。附图说明图1是第一实施例的半导体器件的结构框图；图2是在第一实施例的半导体器件中包含的电流控制的振荡器电路的电路图；图3是第一实施例的半导体器件的开关电路的电路图；图4是在第一实施例的半导体器件中包含的电流控制的振荡器电路的特征曲线图；图5是第一实施例的第一修改的半导体器件的框图；图6是用于描述在第一实施例的第一修改的半导体器件中包含的恒定电流电路的功能的附图；图7是用于描述在第一实施例的修改的半导体器件中包含的恒定电流电路的影响的附图；图8是第一实施例的第二修改的半导体器件的框图；图9A、9B和9C是用于描述在第一实施例的第二修改中包含的电流控制的振荡器电路的功能的附图，其中图9A是用于示出由于半导体器件的操作条件所致的、从计数器输出的计数的波动状态的附图，图9B是用于描述在向电流控制的振荡器电路施加的电流之间的关系的附图，并且图9C是用于描述用于TYP条件和BEST条件的计数器的计数的波动的附图；图10是第二实施例的半导体器件的框图；图11是在第二实施例的半导体器件中包含的电流控制的振荡器电路的电路图；图12是第三实施例的半导体器件的框图；图13是触屏的结构图，该触屏装配第三实施例的半导体器件；图14是来自在第三实施例的半导体器件中包含的开关电路和输出缓冲器的输出波形图；并且图15A和15B是用于描述方法的图，该方法用于通过在第三实施例的半导体器件中包含的开关电路，来判断是否有的触摸，其中图15A示出在触摸电极之间在未触摸期间的寄生电容分布，并且图15示出在触摸电极之间在触摸期间的寄生电容分布。具体实施方式接着在参照附图之时描述实施例。在实施例中描述量值和数额时，除非另有陈述，本专利技术未必限于陈述的量值和数额。在用于实施例的附图中，相同参考符号和参考数字表达相同部或者等效部。而且，在实施例的描述中，分配相同参考数字或参考符号的部和其它项表示相同部或项，并且在一些情况下省略它们的重复描述。第一实施例图1是根据实施例的半导体器件100的结构框图。半导体器件100包含在电容方法之中对于自电容型触摸键而言令人满意的触摸传感器电路。在半导体器件100中包含的触摸传感器电路包括电流镜电路11、开关电路12、电流控制的振荡器电路13、计数器14、电容C1和端子T。包含触摸电极TP的自电容检测型触摸键(在附图中未示出)被耦合到端子T。该触摸电极TP和开关电路12的组合形成开关电容器电路SCC。(电流镜电路11结构)电流镜电路11包括电源电压降低电路VDC和p型晶体管Mp12。电源电压降低电路VDC降低电源电压VDD，并且在节点NR中生成支持在希望的电压值的电压VDDR。电容C1被耦合到节点NR以便抑制电压VDDR的波动。电源电压降低电路VDC包含p型晶体管Mp11和放大器AMP。电源电压(下文为供应电压)VDD被施加到p型晶体管Mp11的源极，并且p型晶体管Mp11的漏极被耦合到节点NR。参考电压Vref被施加到放大器AMP的一个输入端子，并且p型晶体管Mp11的漏极电压通过节点NR被施加到另一输入端子。放大器AMP控制p型晶体管Mp11的栅极电压，以便使p型晶体管Mp11的漏极电压(或者换而言之使节点NR电压)等于参考电压Vref，并且在节点NR中生成电压VDDR。供应电压VDD被施加到p型晶体管Mp12的源极，并且p型晶体管Mp12的栅极被耦合到p型晶体管Mp11的栅极。即p型晶体管Mp11和p型晶体管Mp12形成电流镜电路11。在电源电压降低电路VDC中包含的p型晶体管Mp11的电流驱动能力(晶体管大小)电流驱动能力被设置，以供应在稍后描述的开关电容器电路SCC中所需的电流I1。p型晶体管Mp12的电流驱动能力被设置，以供应在稍后描述的电流控制的振荡器电路13所需的电流I2。(开关电容器电路SCC结构和操作)开关电路12包含开关SW1和开关SW2。开关SW1的一端被耦合到节点NR，该节点NR输出电压VDDR；而其另一端被耦合到节点NS。开关SW2的一端通过节点NS被耦合到开关SW1的另一端，并且供应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：端子；电源电压降低电路，其生成恒定电压；开关电路，其响应于第一时钟向所述端子定期地施加所述恒定电压；第一电流控制的振荡器电路；以及第一计数器，其中所述电源电压降低电路向所述开关电路供应第一电流，其中所述第一电流控制的振荡器电路生成第二时钟，所述第二时钟的频率响应于所述第一电流的值而改变，并且其中所述第一计数器在计数时间内对所述第二时钟的数目进行计数。

【技术特征摘要】
2013.06.27 JP 2013-1350921.一种半导体器件，包括：
端子；
电源电压降低电路，其生成恒定电压；
开关电路，其响应于第一时钟向所述端子定期地施加所述恒定
电压；
第一电流控制的振荡器电路；以及
第一计数器，
其中所述电源电压降低电路向所述开关电路供应第一电流，
其中所述第一电流控制的振荡器电路生成第二时钟，所述第二
时钟的频率响应于所述第一电流的值而改变，并且
其中所述第一计数器在计数时间内对所述第二时钟的数目进行
计数。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：
第二晶体管，
其中所述电源电压降低电路包括输出所述第一电流的第一晶体
管，
其中电流镜电路包含所述第一晶体管和所述第二晶体管，
其中所述第二晶体管向所述第一电流控制的振荡器电路供应第
二电流，并且
其中所述第二时钟的频率响应于所述第二电流的值而改变。
3.根据权利要求2所述的半导体器件，还包括：
第一恒定电流源，其向所述开关电路供应第三电流。
4.根据权利要求2所述的半导体器件，还包括：
第二恒定电流源；
第二电流控制的振荡器电路；以及
第二计数器，
其中所述第二恒定电流源输出第四电流，
其中所述第二电流控制的振荡器电路响应于所述第四电流而生
成包括指定的频率的第三时钟，并且
其中所述第二计数器在所述计数时间内对所述第三时钟的数目
进行计数。
5.根据权利要求2所述的半导体器件，
其中所述开关电路是反相器电路。
6.根据权利要求5所述的半导体器件，
其中所述第一电流的值响应于耦合到所述端子的触摸电极的寄
生电容值的改变而改变。
7.根据权利要求6所述的半导体器件，
其中基于所述第二时钟的计数数目的改变来检测所述触摸电极
的寄生电容值的改变。
8.一种半导体器件，包括：
端子；
电流控制的振荡器电路；
开关电路；以及
计数器，
其中所述电流控制的振荡器电路向所述开关电路供应第一电流
和包括指定的值的输出电压，并且也生成其频率响应于所述第一电
流的值而改变的第二时钟，
其中所述开关电路响应于所述第一时钟向所述端子定期地施加
所述电流控制的振荡器电路的所述输出电压，并且
其中所述计数器在计数时间内对所述第二时钟的数目进行计
数。
9.根据权利要求8所述的半导体器件，
其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒木雅宏，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP