CN104253601A - 半导体器件 - Google Patents

Abstract

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。

Description

半导体器件

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

电容触摸传感器电路常用于触键和触屏技术领域。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。

发明内容

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。

根据本发明的一个方面，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。

根据本发明的各个方面，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，本发明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，并且供应电压VSS(下文在一些情况下描述为“接地电压”)被施加到开关SW2的另一端。开关SW1和开关SW2的电传导状态响应于时钟CLK1而互补地改变。例如在时钟CLK1的低电平时段中，开关SW1被设置成传导状态，并且开关SW2被设置成非传导状态。

在时钟CLK1的低电平时段中，开关SW1向端子T施加从电源电压降低电路VDC输出的电压VDDR。在时钟CLK1的高电平时段中，开关SW2向端子T施加供应电压VSS。如从时钟CLK1的逻辑电平以及从开关SW1和开关SW2的互补传导状态(断开和闭合状态)的改变而可以理解的那样，开关电路12的操作与CMOS反相器电路相同。

在自电容检测型触摸键(在附图中未示出)中包含的触摸电极TP被耦合到端子T。触摸电极TP所起的作用是分别作为用于两个寄生电容(或者即寄生电容Cs和寄生电容Cf)中的任何一个寄生电容的电极。寄生电容Cs的另一电极对应于在触摸电极TP外围上形成的印刷电路板的地线等(在附图中未示出)。寄生电容Cf的另一电极对应于手指FNG和人体(在附图中未示出)。寄生电容Cs的另一电极的电压以及寄生电容Cf的另一电极的电压分别通过地线和手指FNG等被设置成接地电压。寄生电容Cf的值随着在触摸电极TP与手指FNG之间的距离变得更小而增加。

开关电容器电路SCC包括开关电路12和触摸电极TP。开关电路12执行对于在触摸电极TP中形成的寄生电容Cs和寄生电容Cf的充电和放电，该操作与时钟CLK1同步。在时钟CLK1的低电平时段中，开关电路12通过端子T向触摸电极TP施加电压VDDR并且对寄生电容Cs和寄生电容Cf进行充电。在时钟CLK1的高电平时段中，开关电路12通过端子T向触摸电极TP施加供应电压VSS并且对寄生电容Cs和寄生电容Cf进行放电。

在时钟CLK1的频率是fc1并且触摸电极TP的电容是C时，开关电容器电路SCC视为具有由以下公式1确定的等效电阻R。

R＝2/(fc1*C)...公式1

C＝Cs+Cf...公式2

这里符号“/”和符号“*”分别表示除号和乘号。电源电压降低电路VDC向开关电容器电路SCC供应电流I1，该电流I1为电压VDDR的值除以等效电阻R的值。

如可以从公式1和公式2理解的那样，由开关电路12和触摸电极TP组成的开关电容器电路SCC的等效电阻R由于在手指FNG与触摸电极TP之间的距离而波动。因此，在手指FNG触摸触摸电极TP时(下文描述为在触摸或者触摸状态期间)，等效电阻R的值随着寄生电容Cf的值增加而减少，并且电源电压降低电路VDC输出的电流I1的值增加。反言之，在手指FNG从触摸电极TP分离开时(下文描述为在未触摸或者未触摸状态期间)，等效电容R的值随着寄生电容Cf的值减少而增加，并且电流I1减少。出于确定的目的，描述“手指FNG触摸触摸电极TP”表示将手指FNG放置到在触摸电极TP之上的绝缘体膜(在附图中未示出)上。

(电流控制的振荡器电路13和计数器14结构)

电流控制的振荡器电路13生成其频率fc2根据电流镜电路11的输出电流I2的值而改变的时钟CLK2。时钟CLK2的频率fc2与输出电流I2的增加一起增加。计数器14输出在被可选地设置的计数时间内对于时钟CLK2的计数Nc2。

计数器14的计数Nc2对应于跨越计数时间对于向开关电容器电路SCC供应的电流I1的积分值。另外，开关电路12向触摸电极TP施加的信号的高电平，或者换而言之向触摸电极TP的电容C施加的电压的高电平，被设置成由电源电压降低电路VDC输出的电压VDDR。因此，计数Nc2(电流I1的积分值)与计数时间相除的值对应于触摸电极TP的电容C(＝Cs+Cf)的值。

通过检测在被设置成指定时间的计数时间内的计数Nc2的波动，可以检测到手指FNG触摸或者未触摸触摸电极TP。

图2是在第一实施例的半导体器件100中包含的电流控制的振荡器电路13的电路图。

电流控制的振荡器电路13生成其频率响应于从电流镜电路11输出的电流I2的值而波动的时钟CLK2。

二极管耦合的n型晶体管Mn20从漏极汲取电流I2，该电流从电源流出，流向供应电压VSS的线路(接地)。n型晶体管Mn20和n型晶体管Mn21的栅极被相互耦合并且形成电流镜电路。供应电压VDD被施加到二极管耦合的p型晶体管Mp21的源极，并且二极管耦合的p型晶体管Mp21的栅极和漏极被耦合到n型晶体管Mn21的漏极。

反相器电路131包含p型晶体管Mp22和Mp23以及n型晶体管Mn22和Mn23。供应电压VDD被施加到p型晶体管Mp22的源极，并且p型晶体管Mp22的漏极被耦合到p型晶体管Mp23的源极。p型晶体管Mp23的漏极被耦合到n型晶体管Mn23的漏极，并且这两个晶体管的栅极被相互耦合在一起。供应电压VSS(接地)被施加到n型晶体管Mn22的源极，并且n型晶体管Mn22的漏极被耦合到n型晶体管Mn23的源极。

在反相器电路131中，p型晶体管Mp22的栅极被耦合到p型晶体管Mp21的栅极，并且n型晶体管Mn22的栅极被耦合到n型晶体管Mn21的栅极。因此，p型晶体管Mp21和Mp22、以及n型晶体管Mn21和Mn22分别形成电流镜电路。换而言之，反相器电路131是这样的反相器电路，其结构包括p型晶体管Mp23和n型晶体管Mn23，并且其中基于电流I2生成的偏置电流通过p型晶体管Mp22和n型晶体管Mn22来供应。反相器电路131的延迟时间根据电流I2的值波动。

电流控制的振荡器电路13包括环形振荡器电路，在该环形振荡器电路中，反相器电路131以指定的级数(在图2中为7级)被耦合为环形。由p型晶体管Mp24和n型晶体管Mn24配置的反相器电路从环形振荡器电路的末级反相器电路接收其输出，并且输出时钟CLK2。

在电流I2的值增加时，反相器电路131的延迟时间减少，并且时钟CLK2的频率fc2的值增加。反言之，在电流I2的值减少时，反相器电路131的延迟时间增加，并且频率fc2的值减少。在手指FNG触摸触摸电极TP时(在触摸期间)，从电流镜电路11输出的电流I2的值增加；并且在手指FNG从触摸电极TP分离时(在未触摸期间)，电流I2的值减少。电流I2的值的这些波动依赖于触摸电极TP的寄生电容Cf的波动。

除了在手指FNG与触摸电极TP之间的距离之外，在用于触摸面板和触摸键的系统内不断出现的微弱噪声也引起从电流镜电路11输出的电流I2的值的波动。在触摸键系统中出现的噪声对在半导体器件100中包含的触摸传感器电路的操作施加影响，并且该影响表现为由电流控制的振荡器电路13生成的时钟CLK2的频率fc2的波动。然而电流控制的振荡器电路13测量的是在所设置的计数时段中的时钟CLK2的计数Nc2，因此减少了来自由于噪声所致的计数Nc2的波动的影响。

图3是在第一实施例的半导体器件中包含的开关电路12的电路图。

开关电路12操作与如以上描述的CMOS反相器电路的操作相同。开关电路12包括典型CMOS反相器电路，并且p型晶体管Mp121和n型晶体管Mn121分别对应于图1中的开关SW1和开关SW2。p型晶体管Mp121的源极和漏极被分别耦合到供应电压VDDR的节点NR和节点NS。n型晶体管Mn121的漏极和源极被分别耦合到节点NS和供应该供应电压VSS的布线。时钟CLK1被供应到两个晶体管的栅极，并且开关电路12响应于时钟CLK1的逻辑电平而执行对触摸电极TP的寄生电容的充电和放电。

由作为反相器电路的开关电路12来驱动触摸电极TP允许在半导体器件100中包含的输入/输出缓冲器电路起到用于开关电容器电路SCC的开关的作用。在微型计算机上实施半导体器件100时，在微型计算机中包含的输入/输出缓冲器电路被分配给开关电路12，从而可以实施开关电容器电路SCC而未添加用于开关电容器电路SCC的新开关。

图4是在第一实施例的半导体器件100中包含的电流控制的振荡器电路13的特征曲线图。

电流控制的振荡器电路13生成其频率fc2响应于从电流镜电路11输出的电流I2的值而改变的时钟CLK2。如以上描述的电流控制的振荡器电路13包含环形振荡器电路，在该环形振荡器电路中，反相器电路131以指定的级数被耦合为环形。与未触摸状态对照，在触摸期间的电流I2增加ΔI2时，频率fc2增加Δfc2。计数器14对计数Nc2进行计数对应于在这一频率fc2下的波动Δfc2。通过如需要的那样调整反相器电路131的偏置电流并且设置在电流I2的波动量值ΔI2与频率fc2的波动量值Δfc2之间的比例关系，可以提高用于检测触摸或者未触摸的准确性。

接着描述第一实施例的半导体器件100表现的效果。电流控制的振荡器电路13响应于在开关电容器电路SCC中流动的电流I1而改变时钟CLK2的频率fc2，并且计数器14在被设置成指定的值的计数时间内对时钟CLK2的计数Nc2进行计数。在半导体器件100中的噪声叠加期间，计数器14在设置的计数时间期间、包括噪声被叠加的时间，持续地对时钟CLK2的计数。因此，由于噪声所致的计数波动量值在计数时间期间影响计数Nc2的程度未达到大到足以在判决触摸或者未触摸时引起判决误差的程度，因而可以维持用于确定触摸或者未触摸的判断准确性。

通过操作在半导体器件100中包含的输入/输出缓冲器作为在开关电容器电路SCC中包括的开关电路12，不再必须需要新开关电路，并且半导体器件100可以被减小尺寸。

<第一实施例的修改>

图5是第一实施例的第一修改的半导体器件101的框图。

在图5中，被指派与图1相同的参考数字的项目具有相同的结构或者功能，并且省略对它们的多余描述。图5中所示半导体器件101具有这样的结构，恒定电流电路15被添加到该结构以向开关电容器电路SCC供应电流I3。

接收供应电压VDD的恒定电流电路15向开关电容器电路SCC施加电流I3。在流入开关电容器电路SCC中的这一电流I1中，电源电压降低电路VDC输出电流I1和电流I3的电流差值(I1-I3)。

在这一结构中，在触摸电极TP在未触摸状态中之时，电流I3的值被设置成在开关电容器电路SCC中流动的相同电流或者有点更小的电流量值。通过选择用于电流I3的这一类型的值，电源电压降低电路VDC供应的电流差值(I1-I3)可以被设置成与由于触摸电极TP达到触摸状态所致的电流增加最匹配，并且可以清楚地知道在触摸期间和在未触摸期间的电流量值的改变(更好的S/N比率)。由于在触摸电极TP在未触摸状态中时电流I1出现的电流量值波动的影响，可以如需要的那样设置“有点更小的电流量值”。

从电流镜电路11的p型晶体管Mp12输出的电流I2的值变成由对于电流驱动能力比率n的电流差值(I1-I3)组成的合成值(integratedvalue)(n*(I1-I3))，该比率n为p型晶体管Mp12的电流驱动能力相对于p型晶体管Mp11的电流驱动能力的比率。在半导体器件101中的电流I2的值从在图1中所示半导体器件100中的电流I2的值(电流I1的n倍)减少与电流I3的n倍等效的值。

图6是用于描述在第一实施例的第一修改中的半导体器件101中包含的恒定电流电路15的功能的附图。

在图6中，在条形图中的左条示出了在图1中的半导体器件100中的电流I1的改变状态。在半导体器件100中，与在未触摸期间比较，电源电压降低电路VDC输出的电流I1的值仅增加与寄生电容Cf在触摸期间的增加等效的部分。图6示出这样的示例，其中从电流I1在未触摸期间的值减去在电流I1在触摸期间的增加，所得的值被设置为如以上描述的用于半导体器件101(图5)中的电流I3的“有些更小的电流量值”。

在图6中，在条形图中的中心条示出从半导体器件101中的电源电压降低电路VDC输出的电流波动状态。恒定电流电路15向开关电容器电路SCC供应电流I3，从而电源电压降低电路VDC输出电流，其中从电流I1减去作为偏移电流的电流I3。恰如在条形图中的右侧条所示，电流镜电路11向电流控制的振荡器电路13供应电流I2，该电流是这样的值，其中作为在电流I1与电流I3之间的差值的电流值与电流驱动能力比率n相乘。

向电流控制的振荡器电路13供应的电流I2如可以从在条形图中的右侧条理解的那样与在触摸期间的增加的值和在未触摸期间的值近似地等效。在图1中的半导体器件100中在触摸期间和在未触摸期间的电流I2值的比率是在图6中的条形图的左侧条中所示电流I1与电流驱动能力比率n相除的值。即在触摸期间和在未触摸期间向电流控制的振荡器电路13供应的电流I2值之中在未触摸期间的电流I2为主导。

向开关电容器电路SCC供应电流I3，使在触摸期间和在未触摸期间向电流控制的振荡器电路13供应的电流I2的值变成近似地相等，并且在触摸期间和在未触摸期间用于计数器14的计数器Nc2的值也变成近似地相等。

图7是用于描述在第一实施例的第一修改的半导体器件101中包含的恒定电流电路15的效果的附图。

在图7中，水平轴示出从电流镜电路11输出的电流I2的值，并且竖轴示出计数器14输出的计数Nc2。竖轴和水平轴均为可选比例的。

在无电流I3向开关电容器电路SCC的供应时，电流I2变成，基于在未触摸期间向开关电容器电路SCC供应的电流I1的主导值。因而在计数器14跨越计数时间对时钟CLK2的计数Nc2进行计数时，由于手指FNG触摸触摸电极TP所致的计数Nc2值增加在触摸期间的计数Nc2中占据的百分比是很微小的值。向开关电容器电路SCC供应偏移电流I3用于将该计数Nc2的增加的值的比率提高至近似百分之50。

基于计数器14的计数Nc2的差值进行关于手指FNG是否触摸触摸电极TP的判断，需要将计数Nc2的波动量值设置成未受噪声影响的某个电平值。向开关电容器电路SCC供应偏移电流I3提高了以上描述的计数比率，缩短了长达为了获得判断触摸是否出现所需的计数时间，并且加速了触摸键的响应。

<第一实施例的第二修改>

图8是第一实施例的第二修改的半导体器件102的框图。

在图8中，被指派与图1相同的参考符号的项目是具有相同结构或者功能的项目，并且省略对于它们的多余描述。

半导体器件102除了图1中所示半导体器件100的结构之外还包含恒定电流电路16、电流控制的振荡器电路13R、计数器14R和差值检测器17。

其中施加供应电压VDD的恒定电流电路16向电流控制的振荡器电路13R供应电流I4。电流控制的振荡器电路13R生成其频率fc3根据电路I4的值而改变的时钟CLK3。计数器14R包括与计数器14相同的电路结构，并且输出在被设置为与计数器14相同的计数时间内的时钟CLK3的计数Nc2r。差值检测器17检测在计数Nc2与计数Nc2r之间的差值并且输出结果作为计数的差值ΔNc2。

电流控制的振荡器电路13R是包含与电流控制的振荡器电路13相同的电路结构的复制电路。通过在触摸电极TP在未触摸状态中之时将向电流控制的振荡器电路13R供应的电流I4的值例如设置成与向电流控制的振荡器电路13供应的电流I2相同的值，计数Nc2和计数Nc2r在未触摸状态中变成相互相等，并且在触摸状态中在计数Nc2与计数Nc2R之间出现差值(Nc2>Nc2r)。当然，电流I4的值也可以被设置成与在触摸电极TP在触摸状态中之时与向电流控制的振荡器电路13供应的电流I2相同的值。在该情况下，在未触摸状态中在计数Nc2与计数Nc2r之间出现关系Nc2<Nc2r。

图9A、图9B和图9C是用于描述在第一实施例的第二修改中的半导体器件102中包含的电流控制的振荡器电路13R的功能的附图，其中图9A示出在计数器14输出的计数Nc2由于半导体器件102的操作条件而波动时的状态，图9B是用于描述在电流I2和电流I4的值之间的关系的附图，并且图9C是用于描述在半导体器件102的操作条件中TYP条件(TYP)和最佳条件(最佳)时计数器14和14R的计数的波动的附图。

图9A示出在计数器14输出的计数Nc2由于半导体器件102操作条件而波动时的状态。水平轴示出电流镜电路11输出的电流I2的值，并且竖轴示出计数Nc2的值。水平轴和竖轴均是可选比例的。这里“最佳条件”和“TYP条件”是在半导体器件102中包含的晶体管操作条件。“最佳条件”表示其中供应电压VDD是标准上限值并且环境温度是标准下限值的状态。“TYP条件”表示其中供应电压VDD是标准中心值并且环境温度是室温的状态。

计数Nc2相对于电流I2值的增加而言的梯度增加随着半导体器件102的操作条件从TYP条件改变成最佳条件而陡峭地增加。这一陡峭增加归因于电流控制的振荡器电路13和计数器14的的操作速度的提高。对于TYP条件和BEST条件，计数Nc2在触摸电极TP的触摸期间和未触摸期间的波动值分别是差分计数ΔNc2_t和ΔNc2_b。

如图9A中所示，差分计数ΔNc2_b的值大于差分计数ΔNc2_t的值。计数器14的计数Nc2的值关于时钟CLK2的相同计数时间而波动，从而，在用于判决触摸状态或者未触摸状态的计数Nc2的判决是固定值时，可能由于半导体器件102的操作条件而出现关于是否有在触摸电极TP上的触摸的误判。

图9B是用于描述在向电流控制的振荡器电路13施加的电流I2的值与向电流控制的振荡器电路13R施加的电流I4的值之间的关系的附图。如图9B中所示，电流I4的值被设置成如下值，其中电流I2在触摸期间的增加部分的一半与在未触摸期间的电流I2相加。

图9C是用于描述在半导体器件102操作条件中设置TYP条件(Typ)和最佳条件(最佳)时计数器14和14R的计数波动的附图。图形的左侧示出对于TYP条件和最佳条件的电流控制的振荡器电路13的计数波动，并且图形的右侧示出用于电流控制的振荡器电路13R的计数对于TYP条件和最佳条件的波动。

在TYP条件之下，电流控制的振荡器电路13输出的时钟CLK2的计数Nc2在未触摸期间和在触摸期间分别是计数Nc2_0和Nc2_2。在另一方面，在TYP条件之下，电流控制的振荡器电路13R输出的时钟CLK3的计数Nc2r是计数Nc2r_0。恰如在以上描述的图9B中那样设置用于电流I2的值和用于电流I4的值，从而计数Nc2r_0的值是在计数Nc2_0和Nc2_2附近的平均值。

在最佳条件之下，电流控制的振荡器电路13输出的时钟CLK2的计数在未触摸期间和在触摸期间分别是计数Nc2_1和Nc2_3。在另一方面，在最佳条件之下，电流控制的振荡器电路13R输出的时钟CLK3的计数Nc2r是计数Nc2r_1。计数器14和14R与电流控制的振荡器电路13和13R的与操作条件的改变相伴的操作速度的波动相同，从而计数Nc2r_1的值是在计数Nc2_1和Nc2_3附近的平均值。

差值检测器17在计数时间内检测计数Nc2和计数Nc2r的差值。在计数Nc2的值大于Nc2r时，半导体器件102判决手指FNG触摸触摸电极TP。在计数Nc2的值小于计数Nc2r时，半导体器件102判决手指FNG未触摸触摸电极TP。

在第一实施例的第二修改中的半导体器件102的效果如以下描述的那样。

电流控制的振荡器电路13响应于手指FNG在触摸电极TP触摸或者未触摸而改变时钟CLK2的频率fc2。这一频率fc2也依赖于半导体器件102的操作条件。具有与这一电流控制的振荡器电路13相同的结构的电流控制的振荡器电路13R输出的时钟CLK3的频率fc3根据半导体器件102的操作条件与频率fc2相同地波动。

通过将向电流控制的振荡器电路13R供应的电流I4的值设置成在向电流控制的振荡器电路13供应的电流I2随着触摸或者未触摸而变化的波动范围中的中间值，并且通过比较在指定的时间内的时钟CLK2的计数Nc2和时钟CLK3的计数Nc2r，可以防止半导体器件102的操作条件波动所引起的误判触摸或者未触摸的问题。

<第二实施例>

图10是第二实施例的半导体器件200的框图。

在图10中，被指派与图1相同的参考数字的项目具有相同结构或者功能，并且省略对它们的多余描述。在半导体器件200中，电流控制的振荡器电路13A向切换式电容器电路SCC输出电流I1并且响应于该电流I1改变时钟CLK2的频率fc2。计数器14输出在计数时间内的时钟CLK2的计数Nc2。如果手指FNG触摸触摸电极TP，则流入切换式电容器电路SCC的电流I1的值增加，并且计数器14计数的时钟CLK2的计数Nc2增加。

图11是在第二实施例的半导体器件200中包含的电流控制的振荡器电路13A的电路图。

与图2中所示电流控制的振荡器电路13相同，电流控制的振荡器电路13A包含环形振荡器电路，在该环形振荡器电路中，反相器电路131以指定的级数被耦合为环形。二极管耦合的p型晶体管Mp30从供应电压VDD被施加到的源极，通过耦合到栅极的漏极，向开关电路12施加电流I1。P型晶体管Mp31和p型晶体管Mp30在它们的栅极被相互耦合，并且形成电流镜电路。供应电压VSS被施加到二极管耦合的n型晶体管Mn31的源极；并且n型晶体管Mn31的漏极被耦合到p型晶体管Mp31的漏极。

在反相器电路131中的p型晶体管Mp22与p型晶体管Mp31形成电流镜电路，以向由p型晶体管Mp23和n型晶体管Mn23组成的反相器电路施加被设置在可选电平的偏置电流。反相器电路131的n型晶体管Mn22与n型晶体管Mn31形成电流镜电路，以向由p型晶体管Mp23和n型晶体管Mn23组成的反相器电路供应被设置在可选电平的偏置电流。由p型晶体管Mp24和n型晶体管Mn24组成的反相器电路从反相器电路131的末级环形振荡器电路接收输出并且输出时钟CLK2。

接着描述第二实施例的半导体器件200表现的效果。

在电流控制的振荡器电路13A中包含的p型晶体管Mp30中的漏极向在半导体器件200中包含的开关电路12供应电流I1。二极管耦合的p型晶体管Mp30的漏极电压在如下值被钳位，该值从供应电压VDD被降低p型晶体管Mp30的门限电压的部分。这一钳位的电压由于电流I1值的影响而波动。

电流I1的改变量值依赖于由公式1中确定的等效电阻R所近似的切换式电容器电路SCC的阻抗改变量值。具体而言，改变量值等效于电流I1在手指FNG触摸触摸电极TPP时的改变量值。如图6中所示，与电流I1在未触摸期间的值比较，在触摸期间的电流I1增加量值不足以引起供应电流I1的p型晶体管Mp30的漏极电压的值的大波动。电流控制的振荡器电路13A输出的时钟CLK2的频率fc2因此基于公式2中所示的寄生电容Cf的值的增加或者减少而波动。

第二实施例的半导体器件200能够通过电流控制的振荡器电路13A驱动切换式电容器电路SCC，而未从电源电压降低电路VDC供应恒定电压并且检测触摸电极TP的触摸或者未触摸。由于可以消除用于向切换式电容器电路SCC供应电流的电源电压降低电路VDC，所以本实施例表现减少芯片的表面积和减少在半导体器件200中消耗的功率的效果。

<第三实施例>

图12是第三实施例的半导体器件300的框图。

在图12中，被指派与图1相同的参考数字的项目具有相同功能或者结构，并且省略对它们的多余描述。

在电容式方法之中，半导体器件300包含对于自电容型触摸屏幕而言令人满意的触摸传感器电路。

在半导体器件300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、电容器C1、输出缓冲器18、相位调整器电路19、端子TRi、以及端子TXj。触摸接收电极TPR被耦合到端子TRi，并且触摸发送电极TPX被耦合到端子TXj。如稍后描述的那样，触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX是在触摸屏幕上形成的网格形状中的电极。

寄生电容Cs形成于触摸接收电极TPR与接地布线之间。寄生电容Cs也以相同方式形成于触摸发送电极TPX与接地布线之间。寄生电容Cf被分别形成于手指FNG与触摸接收电极TPR之间和手指FNG与触摸接收电极TPX之间。手指FNG作为用于寄生电容Cf的一个电极工作，并且通过人体被设置成接地电压电势。寄生电容Cc形成于触摸接收电极TPR与触摸发送电极TPX之间。

如果在手指FNG、触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX之间的距离被充分地分离，则寄生电容Cf相对于寄生电容Cc的值减少至小到足以被忽略的程度。

随着在手指FNG、触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX之间的距离变成更小，寄生电容Cc的值减少，并且寄生电容Cf的值增加。随着更小距离的电容的所述改变，归因于在触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX以及手指FNG之间的距离减少，在触摸接收电极TPR与触摸发送电极TPX之间出现的电力线数目的减少(寄生电容Cc的值减少)，以及归因于在触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX以及手指FNG之间出现的电力线数目增加(寄生电容Cf的值增加)。

相位调整器电路19包括开关191、缓冲器192和反相器电路193。缓冲器192和反相器电路193分别向开关191输出相对于时钟CLK1的同相位时钟和反相位时钟。开关191响应于选择信号SEL电平而输出缓冲器192输出(与时钟CLK1同相位)或者反相器电路193输出(与时钟CLK1反相位)。

开关电路12通过端子TRi与时钟CLK1同步地向触摸接收电极TPR交替地施加电压VDDR和供应电压VSS。开关电路12在时钟CLK1的高电平时段中向端子TRi施加低电平(供应电压VSS)，对触摸接收电极TPR的寄生电容进行放电；并且在时钟CLK1的低电平时段中向端子TRi施加高电平(电压VDDR)，并且对触摸接收电极TPR的寄生电容进行充电。

输出缓冲器18是由p型晶体管Mp181——该p型晶体管具有向它的源极施加的供应电压VDD——和n型晶体管Mn182——该n型晶体管具有向它的源极施加的供应电压VSS——组成的反相器电路。相位调节器电路19的输出被施加到两个晶体管的栅极，并且两个晶体管的漏极被耦合到端子TXj。

输出缓冲器18通过端子TXj与时钟CLK1同步地向触摸发送电极TPX交替地施加供应电压VDD和供应电压VSS。在其中选择信号SEL的逻辑电平被设置成低电平(供应电压VSS)的时段中，输出缓冲器18在时钟CLK1在高电平的时段中向端子TXj施加低电平(供应电压VSS)并且对触摸发送电极TPX的寄生电容进行放电；并且在时钟CLK1在低电平的时段中向端子TXj施加高电平(供应电压VDD)并且对触摸发送电极TPX的寄生电容进行充电。在选择信号SEL的逻辑电平被设置成高电平(供应电压VDD)时，时钟CLK1的逻辑电平与向输出缓冲器18的端子TXj输出的电压电平的关系被设置成，与在上述选择信号SEL的逻辑电平被设置成低电平时的关系相反的关系。

向选择信号SEL、触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX施加的电压电平如下。在选择信号SEL被设置成一个逻辑电平(低电平)的时段(同相位时段)中，向触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX施加的电压电平与时钟CLK1同步地改变成同相位。在选择信号SEL被设置成另一逻辑电平(高电平)时的时段(反相位时段)中，向触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX施加的电压电平与时钟CLK1同步地改变成反相位。

图13是触摸屏幕的结构视图，该触屏装配第三实施例的半导体器件300。

触摸屏幕由半导体器件300和触摸面板PNL组成。触摸面板PNL的一个示例由耦合到X电极接线Xi(i＝1至4)的菱形或者三角形的触摸接收电极与耦合到Y电极接线Yj(j＝1至4)的菱形或者三角形触摸发送电极组成。X电极接线Xi和Y电极接线Yj被相互绝缘。

半导体器件300包括多个开关电路12和多个输出缓冲器18。每个开关电路12通过端子TRi依次选择X电极接线Xi，并且对耦合到选择的X电极接线Xi的触摸接收电极进行充电和放电。每个输出缓冲器18通过端子TXj依次选择Y电极接线Yj，并且对耦合到选择的Y电极接线Yj的触摸发送电极进行充电和放电。未选择的X电极接线Xi和未选择的Y电极接线Yj被设置成低电平(供应电压VSS)。图13示出X电极接线X3和Y电极接线Y2选择状态。

耦合到选择的X电极接线X3的触摸接收电极TPR对应于焊盘电极p3和焊盘电极p4。耦合到选择的Y电极接线Y3的触摸发送电极TPX对应于焊盘电极p1和焊盘电极p2。在电流镜电路11中包含的电源电压降低电路VDC向开关电路12供应的电流I1的值，根据在手指FNG与焊盘电极p1至p4(参照图12)之间形成的寄生电容Cc和寄生电容Cf的值改变而改变。

图14是来自在第三实施例的半导体器件300中包含的开关电路12和输出缓冲器18的输出波形的附图。

如以上描述的开关电路12和输出缓冲器18分别改变X电极接线Xi和Y电极接线Yj的组合用于选择，并且跨越触摸面板PNL的整个表面检测手指FNG放置(或者未放置)于触摸接收电极TPR(焊盘电极p3和p4)与触摸发送电极TPX(焊盘电极p1和p2)之间。

在半导体器件300中，开关电路12选择X电极接线X1，并且输出缓冲器18选择Y电极接线Y1(X1/Y1选择时段)。在这一时段中，另一X电极接线Xi和另一Y电极接线Yi分别被开关电路12和输出缓冲器18设置成低电平(供应电压VSS)。

在X1/Y1选择时段期间，在用于低电平的选择信号SEL被施加到相位调节器电路19时，向触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX施加的电压波形与时钟CLK1同步地被改变成同相位(同相位时段)。计数器14在被设置在指定的时间(例如500μs)内在同相位时段中对电流控制的振荡器电路13输出的时钟CLK1的计数Nc2进行计数。

在同相位时段期间，开关电路12将触摸接收电极TPR电压从供应电压VSS升高至电压VDDR的定时，与输出缓冲器18将触摸发送电极TPX电压从供应电压VSS升高至供应电压VDD的定时近似地相同。而且，开关电路12将触摸接收电极TPR电压从电压VDDR降低至供应电压VSS的定时，和输出缓冲器18将触摸发送电极TPX电压从供应电压VDD降低至供应电压VSS的定时也近似地相同。即开关电路12和输出缓冲器18的相应的输出波形同相位。

在用于高电平的选择器信号SEL被施加到相位调整器电路19时，向触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX施加的电压波形与时钟CLK1同步地改变成反相位(反相位时段)。计数器14在被设置在500μs内的反相位时段中对时钟CLK2的计数Nc2进行计数。

在反相位时段期间，开关电路12将触摸接收电极TPR电压从供应电压VSS升高至电压VDDR的定时，与输出缓冲器18将触摸发送电极TPX电压从供应电压VDD降低至供应电压VSS的定时近似地相同。而且，开关电路12将触摸接收电极TPR电压从电压VDDR降低至供应电压VSS的定时，与输出缓冲器18将触摸发送电极TPX电压从供应电压VSS升高至供应电压VDD的定时也近似地相同。换而言之，开关电路12和输出缓冲器18的相应的输出波形反相位。

在X1/Y1选择时段结束时，开关电路12和输出缓冲器18依次切换X电极接线Xi和Y电极接线Yj用于选择，并且在每个Xi/Yj选择时段期间比较用于同相位和反相位时段的相应计数Nc2。在计数Nc2在X4/Y3选择时段中的比较结束时，计数Nc2在X1/Y1选择期间的测量再次开始。半导体器件300重复这一计数循环。例如在X3/Y2选择时段中，检测到的在同相位时段中的计数Nc2与在反相位时段中的计数Nc2之间的差分值，为比在另一Xi/Yj选择时段中的差分值更小的值，半导体器件300判决手指触摸在触摸面板PNL上的X电极接线X3和Y电极接线Y2的交点。

图15A和图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300中包含的开关电路12，来判断是否有触摸，其中图15A示出在触摸接收电极TPR与触摸发送电极TPR之间在未触摸期间的寄生电容分布，并且图15B示出在触摸接收电极TPR与触摸发送电极TPR之间在触摸期间的寄生电容分布。

(在未触摸期间来自开关电路12的电荷供应)

图15A示出在手指FNG未被放置(在未触摸期间)于触摸接收电极TPR与触摸发送电极TPX之间的寄生电容分布。在手指FNG与触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX之间的距离被充分地分离时(在未触摸期间)，在手指FNG与两个触摸电极之间的寄生电容Cf的值相对于在触摸接收电极TPR与触摸发送电极TPX之间的寄生电容Cc1的值，减少至小到足以被忽略的程度。因此，寄生电容Cs被分别形成于其中施加接地电压的布线与触摸接收电极TPR之间、以及于该布线与触摸发送电极TPX之间，并且寄生电容Cc1形成于触摸接收电极TPR与触摸发送电极TPX之间。

分别从以下公式31和公式32确定在未触摸期间在同相位时段和反相位时段中从开关电路12供应的电荷量值。

Q(在未触摸期间：同相位时段)

＝Cs*VDDR+Cc1*(VDDR–VDD)...公式31

Q(在未触摸期间：反相位时段)

＝Cs*VDDR+Cc1*(VDDR+VDD)...公式32

Q(在未触摸期间：差值)

Q(在未触摸期间：反相位时段)–Q(在未触摸期间：同相位时段)

＝Cc1*VDD*2...公式33

这里符号“*”是乘号。符号VDDR、符号VDD和符号Cc1分别是用于电压VDDR、供应电压VDD和寄生电容Cc1的值。

(在触摸期间来自开关电路12的电荷供应)

图15B示出在手指FNG被放置(在触摸期间)于触摸接收电极TPR与触摸发送电极TPX之间时的寄生电容分布。在手指FNG触摸触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX时，在手指FNG、触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX之间生成的电力线数目增加，从而生成寄生电容Cf。在另一方面，在未触摸期间，在触摸接收电极TPR与触摸发送电极TPX之间的电力线数目减少，从而在触摸接收电极TPR与触摸发送电极TPX之间的寄生电容Cc2的值在未触摸期间变成小于寄生电容Cc1。

Cc1>Cc2...公式4

这里符号Cc1和Cc2分别是用于寄生电容Cc1和Cc2的值。

在触摸期间的同相位时段和反相位时段中，分别从以下公式51和公式52确定从开关电路12供应的电荷量值。

Q(在触摸期间：同相位时段)

＝(Cs+Cf)*VDDR+Cc2*(VDDR–VDD)...公式51

Q(在触摸期间：反相位时段)

＝(Cs+Cf)*VDDR+Cc2*(VDDR+VDD)...公式52

Q(在触摸期间：差值)

＝Q(在触摸期间：反相位时段)–Q(在触摸期间：同相位时段)

＝Cc2*VDD*2...公式53

这里符号Cc2是寄生电容Cc2的值。

通过手指FNC触摸触摸接收电极TPR和触摸发送电极TPX，来自公式33、公式4和公式53的在同相位时段和反相位时段中供应的电荷量值的差值仅被减少了公式6中所示值。

ΔQ＝Q(在非触摸期间：差值)–Q(在触摸期间：差值)

＝(Cc1-Cc2)*VDD*2...公式6

这里符号“*”是乘号。

电荷量值减少使电源电压降低电路VDC减少用于向开关电路12供应的电流I1的值；引起电流镜电路11输出的电流I2的值减少；并且还引起计数器14输出的计数Nc2减少。

在Xi/Xj选择时间内包括的同相位时段和反相位时段中，计数器14跨越相同设置的计数时间对在相应时段中的计数Nc2进行计数。半导体器件300在内部处理电路(在附图中未示出)上对在同相位时段中的计数Nc2相对于在反相位时段中的计数Nc2的值的差值进行计数。在这一值的差值大于参考计数时，手指FNG被判断为未触摸在触摸面板PNL上的在X电极接线Xi和Y电极接线Yj选择的显示区域，在这一值的差值小于参考计数时，手指FNG被判断为触摸选择区域。

描述第三实施例的半导体器件300表现的效果。

在半导体器件300中包含的开关电路12和输出缓冲器18通过触摸面板分别依次选择X电极接线Xi和Y电极接线Yj。由电源电压降低电路VDC输出的电压VDDR与时钟CLK1同步地被施加到触摸接收电极TPR，该触摸接收电极TPR被耦合到选择的X电极接线Xi。供应电压VDD与时钟CLK1同步地被施加到触摸发送电极TPX，该触摸发送电极TPX被耦合到选择的Y电极接线Yj。

相位调节器电路19控制来自开关电路12的输出信号以及输出缓冲器18的输出信号的相位。在两个输出信号被设置同相位时，开关电路12向触摸接收电极TPR施加电压VDDR的定时，和输出缓冲器18向触摸发送电极TPX施加供应电压VDD的定时近似地相同。在两个输出信号被设置成反相位时，交替地施加向触摸接收电极TPR施加的电压VDDR、以及向触摸发送电极TPX施加的供应电压VDD。

在触摸期间在触摸接收电极TPR与触摸发送电极TPX之间的寄生电容Cc的值与在未触摸期间相比变成得更低。寄生电容Cc的这一值的改变被检测为开关电路12的电流I1在同相位时段和反相位时段期间的改变，并且被电流控制的振荡器电路13和计数器14进一步转换成时钟CLK2在计数时段期间的计数Nc2。可以基于这一计数Nc2的改变，来检测对这一触摸面板PNL的触摸或者未触摸、以及在触摸期间的手指FNG位置。

当前公开的实施例在所有方面仅为示例而不应被解释为限制本发明。本发明的范围在权利要求的范围中，而不是在以上描述中被公开；并且本发明的范围旨在将与权利要求等效的含义和所有改变包括于其中。

Claims (17)

1.一种半导体器件，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，

其中所述开关电路是反相器电路。

10.根据权利要求9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。

11.根据权利要求10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。

12.一种半导体器件，包括：

第一端子；

第二端子；

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第一端子定期地施加所述恒定电压；

输出缓冲器，其响应于所述第一时钟向所述第二端子定期地施加电源电压；

相位调节器电路；

电流控制的振荡器电路；以及

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，

其中所述相位调节器电路将其中所述开关电路向所述第一端子施加所述恒定电压的相位、以及其中所述输出缓冲器向所述第二端子施加所述电源电压的相位设置成用于同相位的同相位时段、或者用于反相位的反相位时段，并且

其中所述计数器在所述同相位时段和所述反相位时段中的每个时段中，在被设置为相同值的计数时间内，对所述第二时钟的数目进行计数。

13.根据权利要求12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。

14.根据权利要求12所述的半导体器件，

其中所述开关电路是反相器电路。

15.根据权利要求14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第一端子的第一触摸电极的寄生电容值的改变、以及耦合到所述第二端子的第二触摸电极的寄生电容值的改变而改变。

16.根据权利要求15所述的半导体器件，

其中所述第一电流的值响应于在所述第一触摸电极与所述第二触摸电极之间的寄生电容值的改变而改变。

17.根据权利要求16所述的半导体器件，

其中基于所述第二时钟在所述同相位时段中在计数时间内的计数值与所述第二时钟在所述反相位时段中在计数时间内的计数值的差值来检测所述第一触摸电极和所述第二触摸电极的寄生电容值的改变。