[發明專利]半導體裝置

有效

• 申請號: 202011142149.5
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN111965431B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 陳建章
• 申請（專利權）人: 杭州晶華微電子有限公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08;G01R27/26
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

本文提供了一種半導體裝置。該半導體裝置包括開關網絡、參考阻抗器件和控制電路。控制電路基于測量請求將阻抗性質不同的參考阻抗耦合至比較電路。比較電路基于表示參考阻抗器件的阻抗值的參考電壓和表示目標阻抗器件的目標阻抗值的目標電壓來生成觸發信號。控制電路基于觸發信號確定第一時段，改變參考阻抗值的參考電壓和目標阻抗值的目標電壓，基于針對經改變的參考電壓和目標電壓的觸發信號，確定第二時段，基于第一時段和第二時段，確定目標器件的阻抗值。通過使用根據本公開的技術方案，可以以簡化的電路實現高精度的電阻和電容測量。

技術領域

本公開的實施例一般地涉及集成電路領域，并且更具體地涉及半導體裝置。

背景技術

在各種電子產品中，特別是半導體裝置，通常需要對其中的各個部件的電學屬性進行測量，從而確定各個部件是否符合設計要求。例如，在萬用表設計以及觸摸按鍵應用中，通常需要對萬用表或觸摸按鍵的電阻或電容進行測量，以確保萬用表或觸摸按鍵能呈現期望的性能。

然而，一些常規的測量方案通常使用高精度的模數轉換器（ADC）來對電阻或電容上的電壓進行采樣并且對經模數轉換的信號進行測量。高精度的ADC通常對ADC架構中的模擬模塊具有非常高的精度要求。這往往需要復雜的電路架構設計，并且消耗更多的功耗和占用更多的芯片面積。因此，期望改進電阻和電容的測量電路的設計。

發明內容

鑒于上述問題，本公開的實施例提供了一種具有簡化設計的用于測量阻抗器件的電阻或電容的半導體裝置。

在本公開的第一方面，提供了一種半導體裝置。該半導體裝置包括開關網絡、參考阻抗器件和控制電路。參考阻抗器件包括參考電容器和參考電阻器。控制電路被配置為基于與目標阻抗器件的阻抗性質相關聯的測量請求，控制開關網絡以使參考阻抗器件中的與目標阻抗器件的阻抗性質不同的參考阻抗器件耦合至比較電路。如果目標阻抗器件為電阻器，則參考阻抗器件為參考電容器，并且如果目標阻抗器件為電容器，則參考阻抗器件為參考電阻器。比較電路被配置為基于表示參考阻抗器件的參考阻抗值的參考電壓和表示目標阻抗器件的目標阻抗值的目標電壓來生成觸發信號。控制電路被進一步配置為基于觸發信號，確定第一時段；改變表示參考阻抗器件的參考阻抗值的電壓和表示目標阻抗器件的目標阻抗值的電壓；基于針對經改變的參考電壓和目標電壓的觸發信號，確定第二時段；基于第一時段和第二時段，確定目標器件的阻抗值。

在一些實施例中，比較電路被配置為在第一端接收表示目標阻抗器件和參考阻抗器件中的電阻器的阻值的第一電壓；在第二端接收表示目標阻抗器件和參考阻抗器件中的充電電容器的電容值的充電電壓；并且響應于充電電容器被充電至等于第一電壓，生成觸發信號。控制電路被進一步配置為在根據第一電壓生成觸發信號的情形下，確定第一測量時段，第一測量時段是從控制電路生成用于使充電電容器開始充電的第一充電控制信號至控制電路接收到觸發信號的時段。控制電路被進一步配置為將目標阻抗器件和參考阻抗器件中的電阻器上的第一電壓改變至第二電壓；在根據第二電壓生成觸發信號的情形下，確定第二測量時段，第二測量時段是從控制電路生成用于使充電電容器開始充電的第二充電控制信號至控制電路接收到觸發信號的時段。控制電路被進一步配置為計算第一測量時段和第二測量時段之間的第一時間差值；以及基于第一時間差值和參考阻抗器件的阻抗值，確定目標阻抗器件的阻抗值。

在一些實施例中，控制電路被進一步配置為如果第一測量時段低于閾值，則在根據第一電壓生成觸發信號的情形下，重復確定第一測量時段，并且基于多個第一測量時段，確定多個第一測量時段的均值；如果第二測量時段低于閾值，則在根據第二電壓生成觸發信號的情形下，重復確定第二測量時段，并且基于多個第二測量時段，確定多個第二測量時段的均值；計算多個第一測量時段的均值和第二測量時段的均值之間的第二時間差值；以及基于第二時間差值和參考阻抗器件的阻抗值，確定目標阻抗器件的阻抗值。