[發明專利]半導體裝置和電阻測量系統

在審

• 申請號: 202110250064.7
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113556124A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: A·H·亞特里斯;奧田益央;S·N·沃特斯
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12;G01K7/02;G01K13/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 黃倩

本公開涉及一種半導體裝置和電阻測量系統。半導體裝置包括：第一端子和第二端子；參考電阻器，被耦合在第一端子和第二端子之間；第三端子和第四端子；傳感器電阻器，被耦合在第三端子和第四端子之間；第一緩沖器，向第一端子供應第一參考電壓；第二緩沖器，向第四端子供應第二參考電壓；參考電壓發生電路，以時分方式交替地供應第一電壓和第二電壓中的一個作為第一參考電壓并且供應另一個作為第二參考電壓；第一模數轉換電路，在耦合至第三端子的信號線上執行模數轉換；RC濾波器，設置在信號線上；噪聲檢測器，檢測信號線的噪聲，其中RC濾波器的時間常數基于噪聲檢測器的結果而改變。

技術領域

本發明涉及半導體裝置，例如，用于將電阻值變化型傳感器的檢測信號轉換為數字值并且輸出數字值的半導體裝置和電阻測量系統。電阻值變化型傳感器檢測感測目標中的電阻變化。

背景技術

熱敏電阻器被廣泛用作測量溫度的傳感器。熱敏電阻器是電阻隨溫度變化的電阻式部件之一。這種熱敏電阻器的應用之一是汽車。在汽車中，進氣溫度、排氣溫度、發動機室的溫度等被測量，并且根據溫度來執行控制。

專利文獻1公開了一種技術，用于測量這種熱敏電阻器的電阻率。在專利文獻1中公開的測量電路中，待測量的電阻式部件與上拉電阻器串聯連接，高電位側參考電壓Vp被施加到上拉電阻器的上端，并且低電位側參考電壓Vn被施加到電阻式部件的下端。然后，生成具有如下占空比的PWM信號，該占空比對應于在上拉電阻器和電阻式部件之間的連接節點處生成的電壓。電阻式部件的電阻值基于PWM信號的占空比和上拉電阻器的電阻值來計算。[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]美國專利No.9,109,959

發明內容

進氣、排氣和發動機室中設置的熱敏電阻器被連接到ECU(發動機控制單元)，用于經由線束來測量熱敏電阻器的電阻。ECU被配備有傳感器IC和微控制器，并且每個熱敏電阻器的信號由微控制器通過傳感器IC來處理。除了線束之外，線束還被用于汽車中電熱塞的點火控制線和發動機的噴射器控制線。由于多個線束被捆束，由點火控制和噴射控制引起的噪聲通過電磁耦合而作為EMI噪聲被疊加在熱敏電阻器的信號上。EMI噪聲將電阻測量精度劣化。作為對抗噪聲的對策，存在使用雙絞線電纜的方法，但是這導致了零件成本和車身重量的增加。

通過說明書和附圖的描述，其他目的和新穎特征將變得明顯。

根據一個實施例的半導體裝置包括：第一端子，參考電阻器的一端被耦合到第一端子；第二端子，參考電阻器的另一端被耦合至第二端子；第三端子，傳感器電阻器的另一端被耦合至第三端子；第四端子，傳感器電阻器的另一端被耦合至第四端子；第一緩沖器，用于向第一端子供應第一參考電壓；第二緩沖器，用于向第四端子供應第二參考電壓；參考電壓發生電路，以時分方式交替地供應第一電壓和第二電壓中的一個作為第一參考電壓，并且供應另一個作為第二參考電壓；第一模數轉換電路，在耦合至第三端子的信號線上執行模數轉換；RC濾波器，設置在信號線上；以及噪聲檢測器，檢測信號線上的噪聲；其中RC濾波器的時間常數基于噪聲檢測器的噪聲檢測結果而改變。

在半導體裝置的一個實施例中，既可以實現減少傳感器電阻率測量時間，又可以實現噪聲衰減。

附圖說明

圖1是根據第一實施例的半導體裝置的示意圖。

圖2圖示了示例性參考電壓發生器。

圖3是ΔΣADC的示例。

圖4是示出根據第一實施例的半導體裝置的一個轉換周期的圖。

圖5是用于說明根據第一實施例的半導體裝置的操作的時序圖。

圖6是用于說明根據第一實施例的半導體裝置的操作的時序圖。

圖7是用于說明根據第一實施例的半導體裝置的操作的時序圖。