KR20160028932A - Semiconductor device and semiconductor system - Google Patents

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KR20160028932A KR1020140158655A KR20140158655A KR20160028932A KR 20160028932 A KR20160028932 A KR 20160028932A KR 1020140158655 A KR1020140158655 A KR 1020140158655A KR 20140158655 A KR20140158655 A KR 20140158655A KR 20160028932 A KR20160028932 A KR 20160028932A
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Abstract

Provided are a semiconductor device and a semiconductor system, which can increase immunity against noises through tertiary correlated double sampling (CDS). The semiconductor device comprises: an amplifier that receives a driving signal and an external input, resets for each predetermined period of the driving signal, and performs first sampling, through reset, the noise generated by the external input, wherein the first sampled noise includes a noise difference between two consecutive reset points; and a sampler that alternately performs second sampling and third sampling on the first sampled noise, and performs fourth sampling on the second and third sampled noises. The first sampled noise includes first to third noise differences. The second sampled noise is a difference between first and second noises. The third sampled noise is a difference between the second and third noises, and the fourth sampled noise is a difference between the second and third sampled noises.

Description

반도체 장치 및 반도체 시스템{Semiconductor device and semiconductor system}[0001] DESCRIPTION [0002] Semiconductor device and semiconductor system [

본 발명은 반도체 장치 및 반도체 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor device and a semiconductor system.

정전식 터치 컨트롤러(Capacitive touch controller)에서 판독 회로(read-out circuit)는 연결된 패널(예를 들면, 터치 패널)의 커패시턴스(capacitance)가 외부 사람 손이나 도체에 의해 변하는 것을 감지하는 주요 블록이다. 이러한 판독 회로는 외부 환경의 잡음 등에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 잡음에 대한 면역성을 키우는 것이 커패시턴스의 변화를 감지하는데 핵심적인 요소이다. In a capacitive touch controller, a read-out circuit is a main block that detects that the capacitance of a connected panel (e.g., a touch panel) is changed by an external human hand or a conductor. Such a readout circuit may be influenced by noise or the like of the external environment. Thus, increasing immunity to noise is a key factor in sensing changes in capacitance.

본 발명이 해결하려는 과제는, 3차 CDS(Correlated Double Sampling)을 통해 잡음에 대한 면역성을 높일 수 있는 반도체 장치를 제공하는 것이다. A problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device capable of enhancing immunity to noise through third CDS (Correlated Double Sampling).

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 3차 CDS(Correlated Double Sampling)을 통해 잡음에 대한 면역성을 높일 수 있는 반도체 시스템을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor system capable of enhancing immunity to noise through third CDS (Correlated Double Sampling).

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체 장치의 일 실시예는, 패널로부터 외부 입력을 통해 제공된 노이즈와 구동 신호를 제공받고, 구동 신호의 특정 주기마다 리셋(reset)하고, 노이즈를 리셋을 통해 제1 샘플링하되, 제1 샘플링된 노이즈는 2개의 연속적인 리셋 포인트 사이의 노이즈 차이를 포함하는 증폭부; 및 제1 샘플링된 노이즈를 교대로 제2 및 제3 샘플링하고, 제2 및 제3 샘플링된 노이즈를 제4 샘플링하는 샘플링부를 포함하되, 제1 샘플링된 노이즈는 제1 내지 제3 노이즈 차이를 포함하고, 제2 샘플링된 노이즈는 제1 및 제2 노이즈 차이 사이의 차이이고, 제3 샘플링된 노이즈는 제2 및 제3 노이즈 차이 사이의 차이이고, 제4 샘플링된 노이즈는 제2 및 제3 샘플링된 노이즈 사이의 차이이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a noise reduction circuit for receiving a noise and a driving signal provided from an external input from a panel, resetting the noise signal at every predetermined period of a driving signal, 1 sampling, wherein the first sampled noise comprises an amplification part comprising a noise difference between two consecutive reset points; And a sampling unit for alternately sampling second and third sampled noises and fourth sampling second and third sampled noises, wherein the first sampled noise includes first to third noise differences The second sampled noise is the difference between the first and second noise differences, the third sampled noise is the difference between the second and third noise differences, and the fourth sampled noise is the difference between the second and third sampling Is the difference between the noise produced.

상기 증폭부는, 제1 연산 증폭기와, 제1 연산 증폭기의 입력 및 출력 단자 사이에 연결된 제1 저항과, 제1 저항과 병렬 연결된 제1 커패시터와, 제1 커패시터와 병렬 연결된 제1 리셋 스위치를 포함할 수 있다.The amplifier includes a first operational amplifier, a first resistor connected between the input and output terminals of the first operational amplifier, a first capacitor connected in parallel with the first resistor, and a first reset switch connected in parallel with the first capacitor can do.

상기 외부 입력을 통해 제공된 노이즈는, 제1 저항과 제1 커패시터를 통해 하이 패스 필터링(high pass filtering)될 수 있다.The noise provided through the external input may be high pass filtered through the first resistor and the first capacitor.

상기 구동 신호의 특정 주기는, 구동 신호의 반 주기일 수 있다.The specific period of the driving signal may be a half period of the driving signal.

상기 패널은 터치 스크린 패널을 포함하고, 외부 입력은 터치 입력을 포함할 수 있다.The panel may include a touch screen panel, and the external input may include a touch input.

상기 증폭부는 전하 증폭부(charge amplifier)를 포함할 수 있다.The amplification unit may include a charge amplifier.

상기 패널로부터 구동 신호를 제공받아 구동 신호의 오프셋(offset)을 제거하는 오프셋 제거부를 더 포함할 수 있다.And an offset removing unit for receiving a driving signal from the panel to remove an offset of the driving signal.

상기 증폭부는, 오프셋 제거부로부터 외부 입력과, 외부 입력을 통해 제공된 노이즈와, 오프셋이 제거된 구동 신호를 제공받을 수 있다.The amplification unit may receive the external input from the offset removal unit, the noise provided through the external input, and the driving signal from which the offset is removed.

상기 샘플링부는, 제2 샘플링을 수행하는 제1 서브 샘플링부와, 제3 샘플링을 수행하는 제2 서브 샘플링부와, 제4 샘플링을 수행하는 제3 서브 샘플링부를 포함할 수 있다.The sampling unit may include a first sub-sampling unit for performing a second sampling, a second sub-sampling unit for performing a third sampling, and a third sub-sampling unit for performing a fourth sampling.

상기 제1 및 제2 서브 샘플링부는, 증폭부와 제3 서브 샘플링부 사이에 병렬적으로 위치할 수 있다.The first and second sub-sampling units may be located in parallel between the amplification unit and the third sub-sampling unit.

상기 제1 서브 샘플링부는, 증폭부와 연결된 제2 커패시터와, 제2 커패시터와 연결되고 공통 모드 전압(common mode voltage)을 제공받는 제1 스위치와, 제2 커패시터와 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제2 스위치와, 제2 스위치와 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제1 적분기(integrator)와, 제1 적분기와 병렬 연결된 제2 리셋 스위치를 포함할 수 있다.The first sub-sampling unit includes a second capacitor connected to the amplifying unit, a first switch connected to the second capacitor and receiving a common mode voltage, and a second switch connected between the second capacitor and the third sub- A second switch, a first integrator connected between the second switch and the third sub-sampling unit, and a second reset switch connected in parallel with the first integrator.

상기 제2 서브 샘플링부는, 증폭부와 연결된 제3 커패시터와, 제3 커패시터와 연결되고 공통 모드 전압(common mode voltage)을 제공받는 제3 스위치와, 제3 커패시터와 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제4 스위치와, 제4 스위치와 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제2 적분기(integrator)와, 제2 적분기와 병렬 연결된 제3 리셋 스위치를 포함할 수 있다.The second sub-sampling unit includes a third capacitor connected to the amplifying unit, a third switch connected to the third capacitor and receiving a common mode voltage, and a third switch connected between the third capacitor and the third sub- A second integrator connected between the fourth switch and the third subsampling unit, and a third reset switch connected in parallel with the second integrator.

상기 제1 및 제2 적분기는 각각 제2 및 제3 연산 증폭기를 포함하고, 제2 및 제3 연산 증폭기는 공통 모드 전압을 제공받을 수 있다.The first and second integrators may include second and third operational amplifiers, respectively, and the second and third operational amplifiers may be provided with a common mode voltage.

상기 제3 서브 샘플링부는, 제1 및 제2 적분기 각각의 출력을 제공받아 뺄셈 연산을 수행할 수 있다.The third sub-sampling unit may perform the subtraction operation by receiving outputs of the first and second integrators.

상기 제1 스위치와 제4 스위치는 동시에 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)될 수 있다.The first switch and the fourth switch may be turned on or off at the same time.

상기 제2 스위치와 제3 스위치는 동시에 턴온 또는 턴오프될 수 있다.The second switch and the third switch may be turned on or off at the same time.

상기 증폭부는 공통 모드 전압을 제공받는 제1 연산 증폭기를 포함하고, 샘플링부는 제2 샘플링을 수행하는 제1 서브 샘플링부와, 제3 샘플링을 수행하는 제2 서브 샘플링부와, 제4 샘플링을 수행하는 제3 서브 샘플링부를 포함하고, 제1 서브 샘플링부는 증폭부와 연결된 제2 커패시터와, 제2 커패시터와 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제2 스위치와, 제2 스위치와 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제1 적분기(integrator)를 포함할 수 있다.The amplifying unit includes a first operational amplifier receiving a common mode voltage. The sampling unit includes a first sub-sampling unit for performing a second sampling, a second sub-sampling unit for performing a third sampling, Sampling unit includes a second capacitor connected to the amplifying unit, a second switch connected between the second capacitor and the third sub-sampling unit, and a second switch connected between the second switch and the third sub-sampling unit, And a second integrator coupled to the second integrator.

상기 구동 신호는 제1 상태이고 제2 스위치가 턴온되고 증폭부가 리셋되면, 증폭부의 출력 전압은 제1 전압 변화량만큼 감소하고, 제1 적분기의 출력 전압은 제1 전압 변화량만큼 증가할 수 있다.When the driving signal is in the first state and the second switch is turned on and the amplification unit is reset, the output voltage of the amplification unit is reduced by the first voltage variation amount, and the output voltage of the first integrator may be increased by the first voltage variation amount.

상기 구동 신호가 제1 상태와 다른 제2 상태로 변화되면, 증폭부의 출력 전압은 제1 전압 변화량만큼 더 감소하고, 제1 적분기의 출력 전압은 제1 전압 변화량만큼 더 증가할 수 있다.When the drive signal changes to a second state different from the first state, the output voltage of the amplification unit further decreases by the first voltage change amount, and the output voltage of the first integrator may further increase by the first voltage change amount.

상기 제2 서브 샘플링부는 제1 서브 샘플링부와 동일하게 동작하되, 제2 서브 샘플링부의 출력 전압 변화량의 극성은 제1 서브 샘플링부의 출력 전압 변화량의 극성과 반대이고, 제3 서브 샘플링부는, 제2 및 제3 서브 샘플링부 각각의 출력 전압 변화량 사이의 차이를 출력할 수 있다.The second sub-sampling unit operates in the same manner as the first sub-sampling unit, the polarity of the output voltage variation amount of the second subsampling unit is opposite to the polarity of the output voltage variation amount of the first subsampling unit, And the output voltage variation of each of the third sub-sampling units.

상기 제1 전압 변화량은 구동 신호에 기반하여 결정될 수 있다.The first voltage variation amount may be determined based on the driving signal.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체 장치의 다른 실시예는, 패널로부터 외부 입력을 통해 제공된 노이즈와 구동 신호를 제공받고, 구동 신호의 오프셋(offset)을 제거하는 오프셋 제거부; 노이즈를 샘플링을 통해 감소시키는 상관 이중 샘플링 유닛; 및 상관 이중 샘플링 유닛의 출력을 제공받아 버퍼링(buffering)과 로우 패스 필터링(low pass filtering)을 수행하는 샘플 앤드 홀드 증폭부를 포함하되, 상관 이중 샘플링 유닛은 오프셋이 제거된 구동 신호의 특정 주기마다 리셋(reset)을 통해 외부 입력을 통해 제공된 노이즈를 제1 샘플링하고, 제1 샘플링된 노이즈를 교대로 제2 및 제3 샘플링하고, 제2 및 제3 샘플링된 노이즈를 상기 샘플 앤드 홀드 증폭부로 제공하되, 제1 샘플링된 노이즈는 2개의 연속적인 리셋 포인트 사이의 노이즈 차이이고, 제1 샘플링된 노이즈는 제1 내지 제3 노이즈 차이를 포함하고, 제2 샘플링된 노이즈는 제1 및 제2 노이즈 차이 사이의 차이이고, 제3 샘플링된 노이즈는 제2 및 제3 노이즈 차이 사이의 차이이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: an offset canceling unit that receives a noise and a driving signal provided through an external input from a panel and removes an offset of a driving signal; A correlated double sampling unit that reduces noise through sampling; And a sample and hold amplifier for performing buffering and low pass filtering by receiving an output of the correlated double sampling unit, wherein the correlated double sampling unit comprises: a first sampling circuit for sampling the noise supplied through the external input through a reset, a second sampling for the first sampled noise and a third sampling for the third sampling noise, and a second and third sampled noise to the sample and hold amplifier, , The first sampled noise is the noise difference between two consecutive reset points, the first sampled noise includes the first through third noise differences, and the second sampled noise is between the first and second noise differences And the third sampled noise is the difference between the second and third noise differences.

상기 샘플 앤드 홀드 증폭부는 제2 및 제3 샘플링된 노이즈를 버퍼링 및 로우 패스 필터링할 수 있다.The sample and hold amplifier may buffer and low pass filter the second and third sampled noise.

상기 버퍼링 및 로우 패스 필터링된 제2 및 제3 샘플링된 노이즈를 제4 샘플링하는 아날로그-디지털 변환부를 더 포함하되, 제4 샘플링된 노이즈는 제2 및 제3 샘플링된 노이즈 사이의 차이일 수 있다.And an analog-to-digital converter for fourth sampling the buffered and low-pass filtered second and third sampled noises, wherein the fourth sampled noise may be a difference between the second and third sampled noises.

상기 상관 이중 샘플링 유닛은 오프셋 제거부로부터 외부 입력과, 외부 입력을 통해 제공된 노이즈와, 오프셋이 제거된 구동 신호를 제공받을 수 있다.The correlated double sampling unit may be provided with an external input from the offset elimination, a noise provided through the external input, and a driving signal from which the offset is removed.

상기 구동 신호의 특정 주기는, 구동 신호의 반 주기일 수 있다.The specific period of the driving signal may be a half period of the driving signal.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체 시스템의 일 실시예는, 외부 입력을 제공받는 패널; 및 패널을 제어하는 제어 칩을 포함하되, 제어 칩은, 패널에 구동 신호를 제공하는 로직 모듈과, 외부 입력을 통해 제공된 노이즈를 감소시키는 패널 제어 모듈과, 패널 제어 모듈의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 포함하되, 패널 제어 모듈은, 패널로부터 제공받은 구동 신호의 오프셋을 제거하는 오프셋 제거부와, 구동 신호의 반 주기마다 리셋하고, 외부 입력을 통해 제공된 노이즈를 리셋을 통해 제1 샘플링하되, 제1 샘플링된 노이즈는 2개의 연속적인 리셋 포인트 사이의 노이즈 차이인 제1 증폭부와, 제1 샘플링된 노이즈를 교대로 제2 및 제3 샘플링하는 샘플링부와, 제2 및 제3 샘플링된 노이즈를 제공받아 버퍼링 및 로우 패스 필터링을 수행하고, 버퍼링 및 로우 패스 필터링된 제2 및 제3 샘플링된 노이즈를 아날로그-디지털 변환부로 제공하는 제2 증폭부를 포함하되, 제1 샘플링된 노이즈는 제1 내지 제3 노이즈 차이를 포함하고, 제2 샘플링된 노이즈는 제1 및 제2 노이즈 차이 사이의 차이이고, 제3 샘플링된 노이즈는 제2 및 제3 노이즈 차이 사이의 차이이고, 제4 샘플링된 노이즈는 제2 및 제3 샘플링된 노이즈 사이의 차이이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor system comprising: a panel provided with an external input; And a control chip for controlling the panel, wherein the control chip comprises: a logic module for providing a driving signal to the panel; a panel control module for reducing noise provided through the external input; Wherein the panel control module comprises: an offset eliminating unit for eliminating an offset of a driving signal provided from the panel; a reset unit for resetting the driving signal every half cycle of the driving signal; A first sampling is performed, wherein the first sampled noise is a noise difference between two consecutive reset points, a sampling section for alternately sampling second and third sampled noises, Performs buffering and low-pass filtering by receiving the third sampled noise, and outputs the buffered and low-pass filtered second and third sampled noises to the analog To-digital converter, wherein the first sampled noise includes first to third noise differences, the second sampled noise is a difference between the first and second noise differences, and the third sampled noise is a difference between the first and second noise differences, The sampled noise is the difference between the second and third noise differences, and the fourth sampled noise is the difference between the second and third sampled noises.

상기 아날로그-디지털 변환부는 버퍼링 및 로우 패스 필터링된 제2 및 제3 샘플링된 노이즈를 제4 샘플링하고, 제4 샘플링된 노이즈는 제2 및 제3 샘플링된 노이즈 사이의 차이일 수 있다.The analog-to-digital converter may fourthly sample the buffered and low-pass filtered second and third sampled noises, and the fourth sampled noise may be a difference between the second and third sampled noises.

상기 제1 증폭부는 전하 증폭부를 포함하고, 제2 증폭부는 샘플 앤드 홀드 증폭부를 포함할 수 있다.The first amplification unit may include a charge amplification unit, and the second amplification unit may include a sample and hold amplification unit.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 상관 이중 샘플링 유닛을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 2의 제1 증폭부를 설명하는 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 샘플링부를 설명하는 도면들이다.
도 6은 도 1의 반도체 장치의 동작에 따른 출력 전압의 변화를 설명하는 타이밍도이다.
도 7은 도 1의 반도체 장치의 동작에 따른 노이즈의 변화를 설명하는 타이밍도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하는 블록도이다.
도 9는 도 8의 상관 이중 샘플링 유닛을 설명하는 도면이다.
도 10은 도 9의 샘플링부를 설명하는 도면이다.
도 11은 도 8의 오프셋 제거부, 상관 이중 샘플링 유닛, 제2 증폭부를 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하는 블록도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 적용할 수 있는 예시적인 전자 시스템들이다.
1 is a block diagram illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram illustrating the correlated double sampling unit of Figure 1;
FIG. 3 is a view for explaining the first amplifying unit of FIG. 2. FIG.
4 and 5 are views for explaining the sampling unit of FIG.
6 is a timing chart for explaining a change in output voltage according to the operation of the semiconductor device of FIG.
7 is a timing chart for explaining a change in noise according to the operation of the semiconductor device of FIG.
8 is a block diagram illustrating a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram illustrating the correlated double sampling unit of Figure 8;
10 is a diagram for explaining the sampling unit of FIG.
11 is a view for explaining the offset removing unit, the correlated double sampling unit, and the second amplifying unit of FIG.
12 is a block diagram illustrating a semiconductor system according to an embodiment of the present invention.
13 to 15 are exemplary electronic systems to which a semiconductor device according to some embodiments of the present invention may be applied.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. The dimensions and relative sizes of the components shown in the figures may be exaggerated for clarity of description. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification and "and / or" include each and every combination of one or more of the mentioned items.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.It is to be understood that when an element or layer is referred to as being "on" or " on "of another element or layer, All included. On the other hand, a device being referred to as "directly on" or "directly above " indicates that no other device or layer is interposed in between.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" May be used to readily describe a device or a relationship of components to other devices or components. Spatially relative terms should be understood to include, in addition to the orientation shown in the drawings, terms that include different orientations of the device during use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element. Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The elements can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements or components, it is needless to say that these elements or components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one element or component from another. Therefore, it is needless to say that the first element or the constituent element mentioned below may be the second element or constituent element within the technical spirit of the present invention.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

이하에서, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치에 대해 설명한다. Hereinafter, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하는 블록도이다. 도 2는 도 1의 상관 이중 샘플링 유닛을 설명하는 도면이다. 도 3은 도 2의 제1 증폭부를 설명하는 도면이다. 도 4 및 도 5는 도 2의 샘플링부를 설명하는 도면들이다.1 is a block diagram illustrating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a diagram illustrating the correlated double sampling unit of Figure 1; FIG. 3 is a view for explaining the first amplifying unit of FIG. 2. FIG. 4 and 5 are views for explaining the sampling unit of FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치(100)는 오프셋 제거부(120), 상관 이중 샘플링 유닛(140)을 포함할 수 있다. 여기에서 반도체 장치(100)는 예를 들어, 정전식 터치 스크린 컨트롤러(capacitive touch screen controller)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 1, a semiconductor device 100 according to an embodiment of the present invention may include an offset removal unit 120, a correlated double sampling unit 140, and the like. Here, the semiconductor device 100 may be, for example, but not limited to, a capacitive touch screen controller.

오프셋 제거부(120)는 패널(10)로부터 구동 신호(DS)를 제공받아 구동 신호(DS)의 오프셋을 제거할 수 있다.The offset removing unit 120 may receive the driving signal DS from the panel 10 to remove the offset of the driving signal DS.

구체적으로, 오프셋 제거부(120)는 패널(10)로부터 구동 신호(DS)를 제공받고 구동 신호(DS)의 오프셋 즉, 엠비언트(ambient) 부분을 제거할 수 있다. 또한 오프셋 제거부(120)는 오프셋이 제거된 구동 신호(OC-DS)를 상관 이중 샘플링 유닛(140)으로 제공할 수 있다. Specifically, the offset removal unit 120 may receive the driving signal DS from the panel 10 and may remove an offset, i.e., an ambient portion, of the driving signal DS. The offset removal unit 120 may also provide the offset-removed drive signal OC-DS to the correlated double sampling unit 140.

오프셋 제거부(120)가 구동 신호(DS)의 오프셋을 제거함으로써, 구동 신호(DS)는 더 큰 게인(gain) 값을 제공받을 수 있고, 이에 따라 반도체 장치(100)의 동작 범위를 넓힐 수 있다.The drive signal DS can be provided with a larger gain value by removing the offset of the drive signal DS so that the operation range of the semiconductor device 100 can be widened have.

또한 오프셋 제거부(120)는 외부 입력을 통해 제공된 노이즈(N)를 패널(10)로부터 제공받을 수 있다. 오프셋 제거부(120)는 패널(10)로부터 제공받은 노이즈(N)를 상관 이중 샘플링 유닛(140)으로 제공할 수 있다.Also, the offset removal section 120 may receive the noise N provided from the panel 10 through the external input. The offset removal unit 120 may provide the noise N provided from the panel 10 to the correlated double sampling unit 140.

여기에서, 패널(10)은 예를 들어, 터치 스크린 패널을 포함할 수 있고, 보다 구체적으로, 정전식 터치 스크린 패널을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 외부 입력은 예를 들어, 터치 입력을 포함할 수 있고, 보다 구체적으로, 사용자의 손에 의한 터치 입력 또는 스타일러스 펜(stylus pen)에 의한 입력을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Here, the panel 10 may include, for example, a touch screen panel, and more specifically, but not exclusively, an electrostatic touch screen panel. The external input may also include, for example, a touch input, and more specifically, but not exclusively, a touch input by a user's hand or an input by a stylus pen.

패널(10)은 그 내부의 가로 라인(line)과 세로 라인 사이에 형성되는 상호 커패시터(mutual capacitance)(미도시)를 포함할 수 있고, 터치 입력(예를 들면, 사용자의 손가락 터치)에 의해 상호 커패시터의 커패시턴스 값이 변경되면, 후술하는 제1 증폭부(도 2의 150)로 들어오는 전류의 크기가 변하게 되고, 이를 이용하여 터치 센싱이 이루어질 수 있다. The panel 10 may include a mutual capacitance (not shown) formed between a horizontal line and a vertical line within the panel 10 and may be connected by a touch input When the capacitance value of the mutual capacitor is changed, the magnitude of the current input to the first amplifying unit 150 (see FIG. 2) described later is changed, and the touch sensing can be performed using the capacitance.

또한, 사용자의 터치에 의해 패널(10)과 예를 들면, 사용자의 손가락 사이에 전압 차가 발생할 때, 사용자의 손가락의 노이즈 전압은 셀프 커패시터(self-capacitance)(미도시)를 통해 패널(10)로 제공될 수 있다. Further, when a voltage difference occurs between the panel 10 and the user's finger due to the touch of the user, the noise voltage of the user's finger is transmitted to the panel 10 through a self-capacitance (not shown) Lt; / RTI >

상관 이중 샘플링 유닛(140)은 오프셋 제거부(120)로부터 노이즈(N)와 오프셋이 제거된 구동 신호(OC-DS)를 제공받아 샘플링을 수행할 수 있다.The correlation double sampling unit 140 may perform sampling by receiving the noise N and the offset-canceled driving signal OC-DS from the offset removal unit 120. [

구체적으로, 상관 이중 샘플링 유닛(140)은 오프셋 제거부(120)로부터 제공받은 노이즈(N)를 3번의 샘플링을 통해 감소시켜 아날로그-디지털 변환부(200)로 3번 샘플링된 노이즈(N)를 제공할 수 있다. 또한 상관 이중 샘플링 유닛(140)은 오프셋 제거부(120)로부터 제공받은 오프셋이 제거된 구동 신호(OC-DS)를 3번의 샘플링을 통해 증가시켜 아날로그-디지털 변환부(200)로 3번 샘플링된 구동 신호(DS)를 제공할 수 있다. Specifically, the correlated double sampling unit 140 reduces the noise N provided from the offset removal unit 120 through three sampling and outputs the noise N sampled three times to the analog-to-digital conversion unit 200 . Also, the correlation double sampling unit 140 increases the offset-removed drive signal OC-DS provided from the offset removal unit 120 through three sampling and outputs the drive signal OC-DS sampled three times to the analog- It is possible to provide the driving signal DS.

여기에서 아날로그-디지털 변환부(200)는 상관 이중 샘플링 유닛(140)의 출력(즉, 각각 3번씩 샘플링된 노이즈(N-3S)와 구동 신호(OC-DS-3S)의 합)을 제공받아 디지털 신호로 변환할 수 있다. Here, the analog-to-digital conversion unit 200 receives the output of the correlated double sampling unit 140 (that is, the sum of the noise N-3S and the driving signal OC-DS-3S each sampled three times) It can be converted into a digital signal.

도 2를 참조하면, 상관 이중 샘플링 유닛(140)은 제1 증폭부(150)와 샘플링부(160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the correlated double sampling unit 140 may include a first amplification unit 150 and a sampling unit 160.

제1 증폭부(150)는 패널(10)로부터 외부 입력을 통해 제공된 노이즈(N)와 구동 신호(DS)를 제공받아 제1 샘플링을 수행할 수 있다.The first amplifying unit 150 may perform the first sampling by receiving the noise N and the driving signal DS provided from the panel 10 through the external input.

구체적으로, 제1 증폭부(150)는 오프셋 제거부(120)로부터 외부 입력을 통해 제공된 노이즈(N)와 오프셋이 제거된 구동 신호(OC-DS)를 제공받고, 제1 리셋 스위치(도 3의 R1)에 의해 구동 신호(DS)의 특정 주기마다 리셋(reset)되고, 노이즈(N)와 오프셋이 제거된 구동 신호(OC-DS)를 리셋을 통해 제1 샘플링할 수 있다. 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)는 2개의 연속적인 리셋 포인트 사이의 노이즈 차이를 포함할 수 있는바, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다. Specifically, the first amplifying unit 150 receives the noise N supplied through the external input from the offset removing unit 120 and the driving signal OC-DS from which the offset is removed, and the first reset switch By resetting the drive signal OC-DS at a specific period of the drive signal DS and resetting the noise N and the offset-removed drive signal OC-DS through a reset. The first sampled noise (N-1S) may include a noise difference between two consecutive reset points, and a detailed description thereof will be described later.

여기에서, 제1 증폭부(150)는 리셋을 통해 노이즈(N)에 대한 하이 패스 필터링을 수행하여 저주파 노이즈를 감소시키고 주파수 대역폭을 제한할 수 있다. 이를 통해 후술하는 회로의 설계시 제한 요소를 감소시킬 수 있다.Here, the first amplifying unit 150 may perform high-pass filtering on the noise N through reset to reduce low frequency noise and limit the frequency bandwidth. This can reduce the limiting factor in designing the circuit described later.

제1 증폭부(150)는 예를 들어, 전하 증폭부(charge amplifier)를 포함할 수 있고, 구동 신호(DS)의 특정 주기는 예를 들어, 구동 신호(DS)의 반 주기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The first amplifying unit 150 may include, for example, a charge amplifier and the specific period of the driving signal DS may include, for example, a half period of the driving signal DS However, the present invention is not limited thereto.

또한 제1 증폭부(150)는 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)와 제1 샘플링된 구동 신호(OC-DS-1S)를 샘플링부(160)로 제공할 수 있다. The first amplifying unit 150 may provide the sampling unit 160 with the first sampled noise N-1S and the first sampled driving signal OC-DS-1S.

샘플링부(160)는 제1 증폭부(150)로부터 제1 샘플링된 노이즈(N-1S) 및 제1 샘플링된 구동 신호(OC-DS-1S)를 제공받아 교대로 다수의 샘플링을 수행할 수 있다.The sampling unit 160 receives the first sampled noise N-1S and the first sampled driving signal OC-DS-1S from the first amplifying unit 150 and performs a plurality of sampling alternately have.

구체적으로, 샘플링부(160)는 제1 증폭부(150)로부터 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)를 제공받아 교대로 제2 및 제2' 샘플링을 수행하고, 제2 및 제2' 샘플링된 노이즈를 제3 샘플링하여 제3 샘플링된 노이즈(N-3S)를 생성할 수 있다.Specifically, the sampling unit 160 receives the first sampled noise N-1S from the first amplifying unit 150 to perform second and second sampling in turn, and performs second and second sampling (N-3S) can be generated by thirdly sampling the noise that has been generated by the noise processing unit.

노이즈(N)는 이러한 다수의 샘플링을 거치면서 감소될 수 있다. 여기에서, 각각의 샘플링은 예를 들어, 상관 이중 샘플링(Correlated double sampling) 방식일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The noise N can be reduced through this multiple sampling. Here, each sampling may be, for example, a correlated double sampling method, but is not limited thereto.

또한 샘플링부(160)는 제1 증폭부(150)로부터 제1 샘플링된 구동 신호(OC-DS-1S)를 제공받아 교대로 제2 및 제2' 샘플링을 수행하고, 제2 및 제2' 샘플링된 구동 신호를 제3 샘플링하여 제3 샘플링된 구동 신호(OC-DS-3S)를 생성할 수 있다.The sampling unit 160 receives the first sampled driving signal OC-DS-1S from the first amplifying unit 150 and alternately performs second and second sampling, And generate a third sampled driving signal OC-DS-3S by third sampling the sampled driving signal.

구동 신호(DS)는 이러한 다수의 샘플링을 거치면서 증가될 수 있다. 여기에서, 각각의 샘플링은 예를 들어, 상관 이중 샘플링(Correlated double sampling) 방식일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The driving signal DS can be increased through such a plurality of sampling. Here, each sampling may be, for example, a correlated double sampling method, but is not limited thereto.

샘플링부(160)는 제3 샘플링된 노이즈(N-3S) 및 제3 샘플링된 구동 신호(OC-DS-3S)를 아날로그-디지털 변환부(200)로 제공할 수 있고, 아날로그-디지털 변환부(200)로 제공될 때에는 제3 샘플링된 노이즈(N-3S)와 제3 샘플링된 구동 신호(OC-DS-3S)가 결합된 상태로 제공될 수 있다. The sampling unit 160 may provide the third sampled noise N-3S and the third sampled driving signal OC-DS-3S to the analog-to-digital conversion unit 200, The third sampled noise N-3S and the third sampled driving signal OC-DS-3S may be provided in a combined state.

도 3을 참조하면, 도 2의 제1 증폭부(150)의 회로도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 3, a circuit diagram of the first amplifier 150 of FIG. 2 is shown.

구체적으로, 제1 증폭부(150)는 제1 연산 증폭기(operating amplifier)(amp1), 제1 저항(R1), 제1 커패시터(C1), 제1 리셋 스위치(RS1)를 포함할 수 있다.Specifically, the first amplifying unit 150 may include a first operational amplifier amp1, a first resistor R1, a first capacitor C1, and a first reset switch RS1.

제1 연산 증폭기(amp1)는 오프셋 제거부(120)로부터 노이즈(N)와 오프셋이 제거된 구동 신호(OC-DS)를 반전 입력으로 제공받고, 비반전 입력으로는 공통 모드 전압(Vcom)을 제공받을 수 있다. 제1 저항(R1)은 제1 연산 증폭기(amp1)의 입력 및 출력 단자 사이에 연결될 수 있다. 또한 제1 커패시터(C1)는 제1 저항(R1)과 병렬 연결될 수 있고, 제1 리셋 스위치(RS1)는 제1 커패시터(C1)와 병렬 연결 될 수 있다.The first operational amplifier amp1 receives the noise N and the offset-removed driving signal OC-DS from the offset eliminator 120 as an inverting input and receives the common mode voltage Vcom as the non- Can be provided. The first resistor R1 may be connected between the input and output terminals of the first operational amplifier amp1. Also, the first capacitor C1 may be connected in parallel with the first resistor R1, and the first reset switch RS1 may be connected in parallel with the first capacitor C1.

제1 증폭부(150)는 이러한 구조를 가짐으로써, 외부 입력을 통해 제공된 노이즈(N)를 제1 저항(R1)과 제1 커패시터(C1)를 이용하여 하이 패스 필터링(high pass filtering)할 수 있다. The first amplifier 150 has such a structure that the noise N provided through the external input can be high pass filtered using the first resistor R1 and the first capacitor C1 have.

또한 앞서 설명한 바와 같이, 제1 리셋 스위치(RS1)는 구동 신호(DS)의 특정 주기(예를 들면 구동 신호(DS)의 반 주기)마다 제1 증폭부(150)를 리셋함으로써, 제1 저항(R1)과 제1 커패시터(C1)를 이용한 하이 패스 필터링이 가능하게 할 수 있다.As described above, the first reset switch RS1 resets the first amplifier 150 every predetermined period (for example, half period of the drive signal DS) of the drive signal DS, Pass filtering using the first capacitor R1 and the first capacitor C1.

물론 제1 증폭부(150)는 제1 리셋 스위치(RS1)에 의한 리셋을 통해 하이 패스 필터링뿐만 아니라 제1 샘플링(즉, 1차 CDS)을 수행할 수 있다. Of course, the first amplifying unit 150 can perform the first sampling (i.e., the primary CDS) as well as the high-pass filtering through the reset by the first reset switch RS1.

도 4 및 도 5를 참조하면, 도 2의 샘플링부(160)가 도시되어 있다.Referring to Figures 4 and 5, the sampling unit 160 of Figure 2 is shown.

구체적으로, 샘플링부(160)는 제2 샘플링(즉, 2차 CDS)을 수행하는 제1 서브 샘플링부(165)와 제2 서브 샘플링부(170), 및 제3 샘플링(즉, 3차 CDS)을 수행하는 제3 서브 샘플링부(175)를 포함할 수 있다.Specifically, the sampling unit 160 includes a first sub-sampling unit 165 and a second sub-sampling unit 170 for performing a second sampling (i.e., a second-order CDS), and a third sampling And a third sub-sampling unit 175 for performing a second sub-sampling process.

제1 서브 샘플링부(165)는 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)와 제1 샘플링된 구동 신호(OC-DS-1S)를 제공받아 제2 샘플링을 수행하고, 제2 샘플링된 노이즈(N-2S)와 제2 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S)를 제3 서브 샘플링부(175)로 제공할 수 있다.The first sub-sampling unit 165 receives the first sampled noise N-1S and the first sampled driving signal OC-DS-1S to perform a second sampling and outputs a second sampled noise N 2S and the second sampled driving signal OC-DS-2S to the third subsampling unit 175. [

또한 제1 서브 샘플링부(165)는 제2 커패시터(C2), 제1 스위치(S1), 제2 스위치(S2), 제1 적분기(integrator)(INT1), 제2 리셋 스위치(RS2)를 포함할 수 있다.The first sub-sampling unit 165 includes a second capacitor C2, a first switch S1, a second switch S2, a first integrator INT1, and a second reset switch RS2 can do.

구체적으로, 제2 커패시터(C2)는 제1 증폭부(150)와 연결될 수 있다. 즉, 제2 커패시터(C2)는 제1 증폭부(150)와 제2 스위치(S2) 사이에 연결될 수 있다. Specifically, the second capacitor C2 may be connected to the first amplifying unit 150. [ That is, the second capacitor C2 may be connected between the first amplifier 150 and the second switch S2.

제1 스위치(S1)는 제2 커패시터(C2)와 연결되고 공통 모드 전압(Vcom)을 제공받을 수 있다. 즉, 제1 스위치(S1)는 제2 커패시터(C2) 및 제2 스위치(S2)와 연결되고 공통 모드 전압(Vcom)을 제공받을 수 있다.The first switch S1 may be connected to the second capacitor C2 and may be provided with the common mode voltage Vcom. That is, the first switch S1 may be connected to the second capacitor C2 and the second switch S2 and may receive the common mode voltage Vcom.

제2 스위치(S2)는 제2 커패시터(C2)와 제3 서브 샘플링부(175) 사이에 연결될 수 있다. 즉, 제2 스위치(S2)는 제2 커패시터(C2)와 제1 적분기(INT1) 사이에 연결될 수 있고, 제1 스위치(S1) 및 제2 리셋 스위치(RS2)와도 연결될 수 있다.The second switch S2 may be connected between the second capacitor C2 and the third sub-sampling unit 175. [ That is, the second switch S2 may be connected between the second capacitor C2 and the first integrator INT1, and may also be connected to the first switch S1 and the second reset switch RS2.

제1 적분기(INT1)는 제2 스위치(S2)와 제3 서브 샘플링부(175) 사이에 연결될 수 있다. 즉, 제1 적분기(INT1)는 제2 스위치(S2)와 제3 서브 샘플링부(175) 사이에 연결되고 제2 리셋 스위치(RS2)와 병렬 연결될 수 있다. The first integrator INT1 may be connected between the second switch S2 and the third sub-sampling unit 175. [ That is, the first integrator INT1 may be connected between the second switch S2 and the third sub-sampling unit 175 and may be connected in parallel with the second reset switch RS2.

또한 제1 적분기(INT1)는 제2 연산 증폭기(amp2)와 제4 커패시터(C4)를 포함할 수 있으며, 제4 커패시터(C4)는 제2 연산 증폭기(amp2)의 입력 및 출력 단자 사이에 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 제4 커패시터(C4)는 제2 연산 증폭기(amp2)의 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되고, 제2 연산 증폭기(amp2)의 비반전 입력 단자에는 공통 모드 전압(Vcom)이 제공된다. The first integrator INT1 may include a second operational amplifier amp2 and a fourth capacitor C4 and the fourth capacitor C4 may be connected between the input and output terminals of the second operational amplifier amp2 . More specifically, the fourth capacitor C4 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the second operational amplifier amp2, and the non-inverting input terminal of the second operational amplifier amp2 is connected to the common mode voltage Vcom / RTI >

제2 리셋 스위치(RS2)는 제1 적분기(INT1)와 병렬 연결될 수 있다. 즉, 제2 리셋 스위치(RS2)는 제4 커패시터(C4)와 병렬 연결되고, 1 구동 구간(예를 들면, 구동 신호(DS)의 한 주기가 아닌 전체 사이클)마다 제1 적분기(INT1)를 리셋할 수 있다. The second reset switch RS2 may be connected in parallel with the first integrator INT1. That is, the second reset switch RS2 is connected in parallel with the fourth capacitor C4 and outputs the first integrator INT1 for every one driving period (for example, a whole cycle, not one period of the driving signal DS) Can be reset.

제2 서브 샘플링부(170)는 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)와 제1 샘플링된 구동 신호(OC-DS-1S)를 제공받아 제2 샘플링을 수행하고, 제2 샘플링된 노이즈(N-2S')와 제2 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S')를 제3 서브 샘플링부(175)로 제공할 수 있다.The second sub-sampling unit 170 receives the first sampled noise N-1S and the first sampled driving signal OC-DS-1S to perform a second sampling and outputs a second sampled noise N Sampling signal (OC-DS-2S ') and the second sampled driving signal (OC-DS-2S') to the third subsampling unit 175.

또한 제2 서브 샘플링부(170)는 제3 커패시터(C3), 제3 스위치(S3), 제4 스위치(S4), 제2 적분기(integrator)(INT2), 제3 리셋 스위치(RS3)를 포함할 수 있다.The second sub-sampling unit 170 includes a third capacitor C3, a third switch S3, a fourth switch S4, a second integrator INT2, and a third reset switch RS3 can do.

구체적으로, 제3 커패시터(C3)는 제1 증폭부(150)와 연결될 수 있다. 즉, 제3 커패시터(C3)는 제1 증폭부(150)와 제4 스위치(S4) 사이에 연결될 수 있다. Specifically, the third capacitor C3 may be connected to the first amplifier 150. [ That is, the third capacitor C3 may be connected between the first amplifying unit 150 and the fourth switch S4.

제3 스위치(S3)는 제3 커패시터(C3)와 연결되고 공통 모드 전압(Vcom)을 제공받을 수 있다. 즉, 제3 스위치(S3)는 제3 커패시터(C3) 및 제4 스위치(S4)와 연결되고 공통 모드 전압(Vcom)을 제공받을 수 있다.The third switch S3 may be connected to the third capacitor C3 and may receive the common mode voltage Vcom. That is, the third switch S3 may be connected to the third capacitor C3 and the fourth switch S4 and may receive the common mode voltage Vcom.

제4 스위치(S4)는 제3 커패시터(C3)와 제3 서브 샘플링부(175) 사이에 연결될 수 있다. 즉, 제4 스위치(S4)는 제3 커패시터(C3)와 제2 적분기(INT2) 사이에 연결될 수 있고, 제3 스위치(S3) 및 제3 리셋 스위치(RS3)와도 연결될 수 있다.The fourth switch S4 may be connected between the third capacitor C3 and the third sub-sampling unit 175. [ That is, the fourth switch S4 may be connected between the third capacitor C3 and the second integrator INT2, and may also be connected to the third switch S3 and the third reset switch RS3.

제2 적분기(INT2)는 제4 스위치(S4)와 제3 서브 샘플링부(175) 사이에 연결될 수 있다. 즉, 제2 적분기(INT2)는 제4 스위치(S4)와 제3 서브 샘플링부(175) 사이에 연결되고 제3 리셋 스위치(RS3)와 병렬 연결될 수 있다. The second integrator INT2 may be connected between the fourth switch S4 and the third sub-sampling unit 175. [ That is, the second integrator INT2 may be connected between the fourth switch S4 and the third sub-sampling unit 175 and may be connected in parallel with the third reset switch RS3.

또한 제2 적분기(INT2)는 제3 연산 증폭기(amp3)와 제5 커패시터(C5)를 포함할 수 있으며, 제5 커패시터(C5)는 제3 연산 증폭기(amp3)의 입력 및 출력 단자 사이에 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 제5 커패시터(C5)는 제3 연산 증폭기(amp3)의 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되고, 제3 연산 증폭기(amp3)의 비반전 입력 단자에는 공통 모드 전압(Vcom)이 제공된다. The second integrator INT2 may include a third operational amplifier amp3 and a fifth capacitor C5 and a fifth capacitor C5 may be connected between the input and output terminals of the third operational amplifier amp3 . More specifically, the fifth capacitor C5 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the third operational amplifier amp3 and the non-inverting input terminal of the third operational amplifier amp3 is connected to the common mode voltage Vcom / RTI >

제3 리셋 스위치(RS3)는 제2 적분기(INT2)와 병렬 연결될 수 있다. 즉, 제3 리셋 스위치(RS3)는 제5 커패시터(C5)와 병렬 연결되고, 1 구동 구간(예를 들면, 구동 신호(DS)의 한 주기가 아닌 전체 사이클)마다 제2 적분기(INT2)를 리셋할 수 있다. The third reset switch RS3 may be connected in parallel with the second integrator INT2. That is, the third reset switch RS3 is connected in parallel with the fifth capacitor C5 and outputs the second integrator INT2 every one driving period (for example, a whole cycle, not one period of the driving signal DS) Can be reset.

여기에서, 제1 스위치(S1)와 제4 스위치(S4)는 동시에 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)될 수 있다. 또한 제2 스위치(S2)와 제3 스위치(S3)는 동시에 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 추가적으로, 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)는 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)와 반대로 동작할 수 있다. 즉, 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)가 턴온될 때, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)는 턴오프되고, 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)가 턴오프될 때, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)는 턴온될 수 있다.Here, the first switch S1 and the fourth switch S4 can be turned on or off at the same time. Also, the second switch S2 and the third switch S3 can be turned on or off at the same time. In addition, the first switch S1 and the fourth switch S4 can operate in opposition to the second switch S2 and the third switch S3. That is, when the first switch S1 and the fourth switch S4 are turned on, the second switch S2 and the third switch S3 are turned off and the first switch S1 and the fourth switch S4 Is turned off, the second switch S2 and the third switch S3 can be turned on.

제3 서브 샘플링부(175)는 제1 서브 샘플링부(165)로부터 제2 샘플링된 노이즈(N-2S)와 제2 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S)를 제공받고 제2 서브 샘플링부(170)로부터 제2 샘플링된 노이즈(N-2S')와 제2 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S')를 제공받아 제3 샘플링을 수행할 수 있다The third sub-sampling unit 175 receives the second sampled noise N-2S and the second sampled driving signal OC-DS-2S from the first sub-sampling unit 165, (N-2S ') and the second sampled driving signal (OC-DS-2S') from the sampling circuit 170 and perform the third sampling

구체적으로, 제3 서브 샘플링부(175)는 제1 적분기(INT1)로부터 제2 샘플링된 노이즈(N-2S)와 제2 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S)를 제공받고 제2 적분기(INT2)로부터 제2' 샘플링된 노이즈(N-2S')와 제2' 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S')를 제공받아 뺄셈 연산을 수행함으로써, 제3 샘플링된 노이즈(N-3S)와 제3 샘플링된 구동 신호(OC-DS-3S)를 생성할 수 있다.Specifically, the third sub-sampling unit 175 receives the second sampled noise N-2S and the second sampled driving signal OC-DS-2S from the first integrator INT1, (N-3S) by performing a subtraction operation by receiving a second sampled noise (N-2S ') and a second sampled driving signal (OC-DS-2S' And a third sampled driving signal OC-DS-3S.

제3 서브 샘플링부(175)는 제3 샘플링된 노이즈(N-3S)와 제3 샘플링된 구동 신호(OC-DS-3S)가 결합된 신호를 아날로그-디지털 변환부(200)로 제공할 수 있다.The third sub-sampling unit 175 may provide a signal obtained by combining the third sampled noise N-3S and the third sampled driving signal OC-DS-3S to the analog-to-digital conversion unit 200 have.

이하에서는, 도 6 및 도 7을 참조하여, 도 1의 반도체 장치의 동작에 따른 출력 전압 및 노이즈의 변화를 설명하도록 한다.Hereinafter, the change of the output voltage and the noise according to the operation of the semiconductor device of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 6 and FIG.

도 6은 도 1의 반도체 장치의 동작에 따른 출력 전압의 변화를 설명하는 타이밍도이다. 도 7은 도 1의 반도체 장치의 동작에 따른 노이즈의 변화를 설명하는 타이밍도이다.6 is a timing chart for explaining a change in output voltage according to the operation of the semiconductor device of FIG. 7 is a timing chart for explaining a change in noise according to the operation of the semiconductor device of FIG.

도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 도 1의 반도체 장치(100)의 동작에 따른 출력 전압의 변화가 도시되어 있다.Referring to Figs. 3, 5 and 6, there is shown a variation of the output voltage according to the operation of the semiconductor device 100 of Fig.

구체적으로, 시간 t1에서 제2 스위치(S2)와 제3 스위치(S3)가 턴온(제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)는 턴오프된 상태)되면서 제2 커패시터(C2)는 제1 적분기(INT1)와 연결될 수 있다. 또한 이 때 시간 t1에서 제1 리셋 스위치(RS1)가 턴온된 결과, 제1 증폭부(150)의 출력 전압(VOC-DS-1S)은 공통 모드 전압(Vcom) + 제1 전압 변화량(△V)(즉, Vcom + △V)에서 공통 모드 전압(Vcom)으로 변할 수 있다. Specifically, at time t1, while the second switch S2 and the third switch S3 are turned on (the first switch S1 and the fourth switch S4 are turned off), the second capacitor C2 is turned off 1 integrator (INT1). The output voltage VOC-DS-1S of the first amplifying part 150 becomes equal to the common mode voltage Vcom + the first voltage change amount? V (I.e., Vcom + DELTA V) to the common mode voltage Vcom.

여기에서, Vcom + △V는 이전 사이클(즉, 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)가 턴온 상태일 때)에서의 제1 증폭부(150)의 출력 전압(VOC-DS-1S)이고, 제1 전압 변화량(△V)은 구동 신호(DS)에 기반하여 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 전압 변화량(△V)은 아래의 <식 1>과 같을 수 있다.Here, Vcom + DELTA V is the output voltage (VOC-DS-1S) of the first amplifier 150 in the previous cycle (i.e., when the first switch S1 and the fourth switch S4 are turned on) ), And the first voltage change amount? V may be determined based on the drive signal DS. More specifically, the first voltage change amount? V may be expressed by Equation (1) below.

<식 1><Formula 1>

제1 전압 변화량(△V) = 구동 신호(DS)가 제1 상태(예를 들면, 하이 레벨 상태(high level state))일 때의 구동 신호 전압의 크기(VH) * (패널(도 1의 10)의 상호 커패시터의 커패시턴스 값 / 제1 증폭부(150)의 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스 값)The first voltage change amount? V = the magnitude VH * of the drive signal voltage when the drive signal DS is in the first state (for example, the high level state) 10) / the capacitance value of the first capacitor (C1) of the first amplification unit (150)

또한 이전 사이클(즉, 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)가 턴온 상태일 때)에서 제2 커패시터(C2)에 저장된 전하(즉, 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스 값 * 제1 전압 변화량(△V))는 0이 될 때까지 방전되고 이에 대응하는 전하(즉, - (제2 커패시터(C2)의 커패시턴스 값 * 제1 전압 변화량(△V)))는 제1 적분기(INT1)의 제4 커패시터(C4)로 전달될 수 있다.The charge stored in the second capacitor C2 in the previous cycle (i.e., when the first switch S1 and the fourth switch S4 are turned on) (i.e., the capacitance value of the second capacitor C2 * (The capacitance value of the second capacitor C2 * the first voltage change amount DELTA V)) is discharged until the first integrator INT1 (i.e., To the fourth capacitor C4 of the second transistor Q4.

설명의 편의를 위해 제4 커패시터(C4)의 커패시턴스 값이 제2 커패시터(C2)와 동일하다고 가정한다면, 제1 서브 샘플링부(165)의 출력 전압(VOC-DS-2S) 역시 제1 전압 변화량(△V)만큼 증가할 수 있다.Assuming that the capacitance value of the fourth capacitor C4 is equal to the second capacitor C2 for convenience of explanation, the output voltage VOC-DS-2S of the first subsampling portion 165 is also the first voltage variation (? V).

짧은 리셋 주기 후에, 시간 t2에서 구동 신호 전압(VDS)이 제2 상태(0V)에서 제1 상태(VH)로 변하게 되면, 제1 증폭부(150)의 출력 전압(VOC-DS-1S)은 공통 모드 전압(Vcom)에서 공통 모드 전압(Vcom) - 제1 전압 변화량(△V)(즉, Vcom - △V)으로 변할 수 있다. The output voltage VOC-DS-1S of the first amplifying part 150 is set to the voltage level of the first amplifying part 150 when the driving signal voltage VDS changes from the second state (0V) to the first state (VH) The common mode voltage Vcom may change from the common mode voltage Vcom to the first voltage variation amount? V (i.e., Vcom -? V).

그 결과, 제2 커패시터(C2)에 저장된 전하는 0에서 - (제2 커패시터(C2)의 커패시턴스 값 * 제1 전압 변화량(△V))으로 변하게 되고, 동일한 양의 네거티브 전하(negative charge)가 다시 제1 적분기(INT1)의 제4 커패시터(C4)로 전달되어 제1 서브 샘플링부(165)의 출력 전압(VOC-DS-2S)은 제1 전압 변화량(△V)만큼 더 증가할 수 있다.As a result, the charge stored in the second capacitor C2 is changed from 0 to - (the capacitance value of the second capacitor C2 * the first voltage change amount? V), and the same negative charge again The output voltage VOC-DS-2S of the first sub-sampling unit 165 may be further increased by the first voltage change amount DELTA V as it is transmitted to the fourth capacitor C4 of the first integrator INT1.

이에 따라, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)가 턴온되고, 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)는 턴오프되면, 결과적으로 제1 서브 샘플링부(165)의 출력 전압(VOC-DS-2S)은 2 * 제1 전압 변화량(△V)만큼 증가할 수 있다. Accordingly, when the second switch S2 and the third switch S3 are turned on and the first switch S1 and the fourth switch S4 are turned off, the output of the first sub-sampling unit 165 The voltage VOC-DS-2S may increase by 2 * the first voltage change amount? V.

그 후, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)가 턴오프가 되면, - (제3 커패시터(C3)의 커패시턴스 값 * 제1 전압 변화량(△V))만큼의 전하가 제3 커패시터(C3)에 저장될 수 있다. 또한 시간 t3에서 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)가 턴온되고 제1 리셋 스위치(RS1)가 턴온되면, - (제3 커패시터(C3)의 커패시턴스 값 * 제1 전압 변화량(△V))만큼의 전하는 제2 적분기(INT2)의 제5 커패시터(C5)로 전달될 수 있다. Thereafter, when the second switch S2 and the third switch S3 are turned off, charge equal to - (the capacitance value of the third capacitor C3 * the first voltage change amount? V) (C3). When the first switch S1 and the fourth switch S4 are turned on and the first reset switch RS1 is turned on at time t3, the capacitance value of the third capacitor C3 * the first voltage change amount? V ) Can be transferred to the fifth capacitor C5 of the second integrator INT2.

제1 증폭부(150)의 출력 전압(VOC-DS-1S)은 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)가 턴온 되고 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)가 턴오프된 상태와 달리, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)가 턴오프가 되고 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)가 턴온된 상태에서는, 2 * 제1 전압 변화량(△V)만큼 증가할 수 있다. 또한 제2 서브 샘플링부(170)의 출력 전압(VOC-DS-2S')은 2 * 제1 전압 변화량(△V)만큼 감소할 수 있다.The output voltage VOC-DS-1S of the first amplifying unit 150 is set such that the second switch S2 and the third switch S3 are turned on and the first switch S1 and the fourth switch S4 are turned off The second switch S2 and the third switch S3 are turned off and the first switch S1 and the fourth switch S4 are turned on, the 2 * first voltage change amount? V). Also, the output voltage VOC-DS-2S 'of the second sub-sampling unit 170 can be reduced by 2 * the first voltage change amount? V.

이를 구체적으로 살펴보면, 아래와 같다.Specifically, it is as follows.

시간 t3에서 제4 스위치(S4) 및 제1 스위치(S1)가 턴온(제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)는 턴오프된 상태)되면서 제3 커패시터(C3)는 제2 적분기(INT2)와 연결될 수 있다. 또한 시간 t3에서 제1 리셋 스위치(RS1)가 턴온된 결과, 제1 증폭부(150)의 출력 전압(VOC-DS-1S)은 공통 모드 전압(Vcom) - 제1 전압 변화량(△V)(즉, Vcom - △V)에서 공통 모드 전압(Vcom)으로 변할 수 있다. The third capacitor C3 is turned off while the fourth switch S4 and the first switch S1 are turned on (the second switch S2 and the third switch S3 are turned off) at time t3, INT2). The output voltage VOC-DS-1S of the first amplifying unit 150 is the sum of the common mode voltage Vcom and the first voltage change amount? V (? V) as a result of the first reset switch RS1 being turned on at time t3 Vcom -? V) to the common mode voltage Vcom.

여기에서, Vcom - △V는 이전 사이클(즉, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)가 턴온 상태일 때)에서의 제1 증폭부(150)의 출력 전압(VOC-DS-1S)일 수 있다.Here, Vcom - DELTA V is the output voltage (VOC-DS-1S) of the first amplifying part 150 in the previous cycle (i.e., when the second switch S2 and the third switch S3 are turned on) ).

또한 이전 사이클(즉, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)가 턴온 상태일 때)에서 제3 커패시터(C3)에 저장된 전하(즉, - (제3 커패시터(C3)의 커패시턴스 값 * 제1 전압 변화량(△V)))는 0이 될 때까지 방전되고 이에 대응하는 전하(즉, 제3 커패시터(C3)의 커패시턴스 값 * 제1 전압 변화량(△V))는 제2 적분기(INT2)의 제5 커패시터(C5)로 전달될 수 있다.(-) (capacitance value of the third capacitor C3 *) stored in the third capacitor C3 in the previous cycle (i.e., when the second switch S2 and the third switch S3 are turned on) (I.e., the capacitance value of the third capacitor C3 * the first voltage change amount DELTA V) is discharged until the second integrator INT2 (first voltage change amount DELTA V) To a fifth capacitor (C5) of the second transistor (C1).

설명의 편의를 위해 제5 커패시터(C5)의 커패시턴스 값이 제3 커패시터(C3)와 동일하다고 가정한다면, 제2 서브 샘플링부(170)의 출력 전압(VOC-DS-2S') 역시 제1 전압 변화량(△V)만큼 감소할 수 있다.The output voltage VOC-DS-2S 'of the second sub-sampling unit 170 is also set to the first voltage (V3), assuming that the capacitance value of the fifth capacitor C5 is the same as that of the third capacitor C3 Can be reduced by the amount of change DELTA V.

짧은 리셋 주기 후에, 시간 t4에서 구동 신호 전압(VDS)이 제1 상태(VH)에서 제2 상태(0V)로 변하게 되면, 제1 증폭부(150)의 출력 전압(VOC-DS-1S)은 공통 모드 전압(Vcom)에서 공통 모드 전압(Vcom) + 제1 전압 변화량(△V)(즉, Vcom + △V)으로 변할 수 있다. When the drive signal voltage VDS changes from the first state VH to the second state 0V at a time t4 after a short reset period, the output voltage VOC-DS-1S of the first amplifier 150 is The common mode voltage Vcom can be changed from the common mode voltage Vcom + the first voltage variation amount? V (i.e., Vcom +? V).

그 결과, 제3 커패시터(C3)에 저장된 전하는 0에서 + (제3 커패시터(C3)의 커패시턴스 값 * 제1 전압 변화량(△V))으로 변하게 되고, 동일한 양의 파지티브 전하(positive charge)가 다시 제2 적분기(INT2)의 제5 커패시터(C5)로 전달되어 제2 서브 샘플링부(170)의 출력 전압(VOC-DS-2S')은 제1 전압 변화량(△V)만큼 더 감소할 수 있다.As a result, the charge stored in the third capacitor C3 changes from 0 to + (the capacitance value of the third capacitor C3 * the first voltage change amount? V), and the same positive positive charge The output voltage VOC-DS-2S 'of the second sub-sampling unit 170 is further reduced by the first voltage change amount DELTA V as it is transmitted to the fifth capacitor C5 of the second integrator INT2 have.

이에 따라, 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)가 턴온되고, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)는 턴오프되면, 결과적으로 제2 서브 샘플링부(170)의 출력 전압(VOC-DS-2S')은 2 * 제1 전압 변화량(△V)만큼 감소할 수 있다. Accordingly, when the first switch S1 and the fourth switch S4 are turned on and the second switch S2 and the third switch S3 are turned off, the output of the second sub-sampling unit 170 The voltage VOC-DS-2S 'can be reduced by 2 * the first voltage change amount DELTA V.

즉, 제1 서브 샘플링부(165)의 출력 전압(VOC-DS-2S)의 변화량은 제2 서브 샘플링부(170)의 출력 전압(VOC-DS-2S')의 변화량과 크기는 같고 극성은 서로 반대일 수 있다. 따라서, 제3 서브 샘플링부(175)는 제1 서브 샘플링부(165)의 출력 전압(VOC-DS-2S)과 제2 서브 샘플링부(170)의 출력 전압(VOC-DS-2S')을 제공받고, 이 두 출력 전압을 서로 빼는 연산을 수행함으로써, 제3 서브 샘플링부(175)의 출력 전압(VOC-DS-3S)은 4 * 제1 전압 변화량(△V)만큼 변할 수 있다. That is, the amount of change of the output voltage VOC-DS-2S of the first sub-sampling unit 165 is the same as the amount of change of the output voltage VOC-DS-2S 'of the second subsampling unit 170, They can be opposite. Accordingly, the third sub-sampling unit 175 subtracts the output voltage VOC-DS-2S of the first sub-sampling unit 165 from the output voltage VOC-DS-2S 'of the second sub-sampling unit 170 The output voltage VOC-DS-3S of the third sub-sampling unit 175 can be changed by 4 * the first voltage change amount DELTA V by performing an operation of subtracting these two output voltages from each other.

이어서 도 3, 도 5 및 도 7을 참조하면, 도 1의 반도체 장치(100)의 동작에 따른 노이즈의 변화가 도시되어 있다. Referring now to FIGS. 3, 5 and 7, there is shown a variation in noise due to the operation of the semiconductor device 100 of FIG.

제1 증폭부(150)는 제공받은 노이즈(N)를 주기적인 리셋(예를 들면, 구동 신호(DS)의 반주기)마다 제1 샘플링할 수 있다. 여기에서, 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)는 2개의 연속적인 리셋 포인트(예를 들면, 시간 t0와 시간 t1) 사이의 노이즈 차이를 포함할 수 있다. The first amplifying unit 150 may first sample the provided noise N every periodical reset (for example, a half cycle of the driving signal DS). Here, the first sampled noise N-1S may include a noise difference between two consecutive reset points (e.g., time t0 and time t1).

즉, 지속적으로 증가하는 노이즈(N)를 제공받은 제1 증폭부(150)는 제1 리셋 스위치(RS1)에 의한 주기적인 리셋을 통해 노이즈(N)를 제1 샘플링할 수 있고, 제1 증폭부(150)를 통해 출력된 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)는 2개의 연속적인 리셋 포인트 사이의 노이즈(N)의 변화분 각각에 해당될 수 있다. That is, the first amplifying unit 150 receiving the continuously increasing noise N can first sample the noise N through the periodic reset by the first reset switch RS1, The first sampled noise (N-1S) output through the unit 150 may correspond to each of the variations of the noise N between two consecutive reset points.

즉, 이러한 노이즈(N)에 대한 1차 CDS를 통해 제1 증폭부(150)의 출력이 외부 입력을 통해 제공된 노이즈(N)로 인해 포화되는 것이 방지될 수 있다. That is, the output of the first amplifying unit 150 through the primary CDS for the noise N can be prevented from being saturated due to the noise N provided through the external input.

이어서, 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)가 예를 들어, 제1 노이즈 차이(N(t1)-N(t0)), 제2 노이즈 차이(N(t3)-N(t1)), 제3 노이즈 차이(N(t5)-N(t3))를 포함한다고 가정해보자. 물론 시간 t0, t1, t3, t5는 각각 연속적인 리셋 포인트에 해당한다.Next, the first sampled noise (N-1S) is calculated by, for example, a first noise difference N (t1) -N (t0), a second noise difference N (t3) 3 noise difference (N (t5) -N (t3)). Of course, the times t0, t1, t3, and t5 correspond to successive reset points, respectively.

먼저, 제1 서브 샘플링부(165)는 시간 t1에서 리셋되면서 동작을 시작하고, 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 턴온될 때의 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)(즉, 제1 노이즈 차이(N(t1)-N(t0)))와 제2 및 제3 스위치(S2, S3)가 턴오프될 때의 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)(즉, 제2 노이즈 차이(N(t3)-N(t1)))를 제공받아 이 둘을 서로 뺄 수 있다. 즉, 제1 서브 샘플링부(165)는 제2 노이즈 차이(N(t3)-N(t1))와 제1 노이즈 차이(N(t1)-N(t0)) 사이에 뺄셈 연산(2차 CDS)을 수행함으로써, 제2 샘플링된 노이즈(N-2S)(즉, {N(t3)-N(t1)}-{(N(t1)-N(t0))})를 생성할 수 있다.First, the first sub-sampling unit 165 starts operating while being reset at time t1, and outputs the first sampled noise N-1S (i.e., the first sampled noise) when the second and third switches S2 and S3 are turned on The first sampled noise N-1S when the second and third switches S2 and S3 are turned off (i.e., the first noise difference N (t1) -N (t0) The difference (N (t3) -N (t1))) can be provided and the two can be subtracted from each other. In other words, the first sub-sampling unit 165 performs a subtraction operation (a second CDS (Nos)) between the second noise difference N (t3) -N (t1) and the first noise difference N ) To generate a second sampled noise N-2S (i.e., {N (t3) -N (t1)} - {(N (t1) -N (t0)}).

이어서, 제2 서브 샘플링부(170)는 시간 t3에서 리셋되면서 동작을 시작하고, 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 턴온될 때의 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)(즉, 제2 노이즈 차이(N(t3)-N(t1)))와 제1 및 제4 스위치(S1, S4)가 턴오프될 때의 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)(즉, 제3 노이즈 차이(N(t5)-N(t3)))를 제공받아 이 둘을 서로 뺄 수 있다. 즉, 제1 서브 샘플링부(165)는 제3 노이즈 차이(N(t5)-N(t3))와 제2 노이즈 차이(N(t3)-N(t1)) 사이에 뺄셈 연산(2차 CDS)을 수행함으로써, 제2' 샘플링된 노이즈(N-2S')(즉, {N(t5)-N(t3)} - {(N(t3)-N(t0))}를 생성할 수 있다.Subsequently, the second sub-sampling unit 170 starts operating while being reset at the time t3, and outputs the first sampled noise N-1S (i.e., the second sampled noise N-1S) when the first and fourth switches S1 and S4 are turned on, The first sampled noise N-1S when the first and fourth switches S1 and S4 are turned off (i.e., the second noise difference N (t3) -N (t1) The difference (N (t5) -N (t3))) can be subtracted from each other. In other words, the first sub-sampling unit 165 performs a subtraction operation (a second CDS (t)) between the third noise difference N (t5) -N (t3) and the second noise difference N ) To generate a second 'sampled noise N-2S' (i.e., {N (t5) -N (t3)} - {(N (t3) -N (t0))} .

다음으로, 제3 서브 샘플링부(175)는 제1 서브 샘플링부(165)로부터 제2 샘플링된 노이즈(N-2S)(즉, {N(t3)-N(t1)}-{(N(t1)-N(t0))})를 제공받고 제2 서브 샘플링부(170)로부터 제2' 샘플링된 노이즈(N-2S')(즉, {N(t5)-N(t3)}-{(N(t3)-N(t0))})를 제공받아 제3 샘플링을 수행할 수 있다. Next, the third sub-sampling unit 175 receives the second sampled noise N-2S (i.e., {N (t3) -N (t1)} - {(N (t) -N (t0))} from the second sub-sampling unit 170 and a second sampled noise N-2S '(i.e., {N (t5) -N (N (t3) -N (t0))}) to perform the third sampling.

즉, 제3 서브 샘플링부(175)는 제2 샘플링된 노이즈(N-2S)(즉, {N(t3)-N(t1)}-{(N(t1)-N(t0))})와 제2' 샘플링된 노이즈(N-2S')(즉, {N(t5)-N(t3)} {(N(t3)-N(t0))})를 서로 빼는 연산(3차 CDS)을 수행함으로써, 제3 샘플링된 노이즈(N-3S)(즉, [{N(t5)-N(t3)}-{(N(t3)-N(t0))}]-[{N(t3)-N(t1)}-{(N(t1)-N(t0))}])를 생성할 수 있다.  That is, the third sub-sampling unit 175 receives the second sampled noise N-2S (i.e., {N (t3) -N (t1)} - {(N (t1) -N (t0) (Third CDS) for subtracting the second sampled noise N-2S '(i.e., {N (t5) -N (t3)} { (T3) -N (t3) -N (t0)}] - [{N (t3) - ) -N (t1)} - {(N (t1) -N (t0))}].

도 7을 보면 알 수 있듯이, 3차에 걸친 샘플링(즉, CDS)을 통해 노이즈(N)는 점점 감소된다는 것을 알 수 있다. As can be seen in FIG. 7, it can be seen that noise (N) is gradually reduced through third order sampling (i.e., CDS).

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치(100)는 3차에 걸친 CDS를 통해 저주파 잡음뿐만 아니라 외부 입력을 통해 제공된 노이즈(N)를 감소시키고 구동 신호(DS)를 증폭시킬 수 있다. 또한 반도체 장치(100)는 오프셋 제거부(120)를 통해 구동 신호(DS)의 오프셋을 제거함으로써, 구동 신호(DS)가 더 큰 게인 값을 제공받도록 할 수 있다. 뿐만 아니라 구동 신호(DS)가 더 큰 게인 값을 제공받게 됨으로써, 반도체 장치(100) 자체의 동작 범위 역시 넓어질 수 있다. The semiconductor device 100 according to an embodiment of the present invention can reduce the noise N provided through the external input as well as the low frequency noise through the third-order CDS and amplify the driving signal DS. In addition, the semiconductor device 100 may remove the offset of the driving signal DS through the offset canceling unit 120 so that the driving signal DS is supplied with a larger gain value. In addition, since the drive signal DS is provided with a larger gain value, the operation range of the semiconductor device 100 itself can also be widened.

이하에서는, 도 8 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치(300)에 대해 설명하도록 한다. 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하도록 한다. Hereinafter, a semiconductor device 300 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 11. FIG. The difference from the above-described embodiment will be mainly described.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하는 블록도이다. 도 9는 도 8의 상관 이중 샘플링 유닛을 설명하는 도면이다. 도 10은 도 9의 샘플링부를 설명하는 도면이다. 도 11은 도 8의 오프셋 제거부, 상관 이중 샘플링 유닛, 제2 증폭부를 설명하는 도면이다.8 is a block diagram illustrating a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. Figure 9 is a diagram illustrating the correlated double sampling unit of Figure 8; 10 is a diagram for explaining the sampling unit of FIG. 11 is a view for explaining the offset removing unit, the correlated double sampling unit, and the second amplifying unit of FIG.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치(300)는 오프셋 제거부(310), 상관 이중 샘플링 유닛(320), 제2 증폭부(380), 아날로그-디지털 변환부(390)를 포함할 수 있다.8, a semiconductor device 300 according to another embodiment of the present invention includes an offset removing unit 310, a correlated double sampling unit 320, a second amplifying unit 380, an analog-to-digital converting unit 390 ).

오프셋 제거부(310)는 도 1의 오프셋 제거부(120)와 동일한 역할을 수행하는바, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.The offset removing unit 310 performs the same function as the offset removing unit 120 of FIG. 1, and a description thereof will be omitted.

상관 이중 샘플링 유닛(320)은 오프셋 제거부(310)로부터 노이즈(N)와 오프셋이 제거된 구동 신호(OS-DS)를 제공받아 샘플링을 수행할 수 있다.The correlated double sampling unit 320 may receive the noise N and the offset-canceled drive signal OS-DS from the offset eliminator 310 and perform sampling.

구체적으로, 상관 이중 샘플링 유닛(320)은 오프셋 제거부(310)로부터 제공받은 노이즈(N)를 2번의 샘플링을 통해 감소시켜 제2 증폭부(380)로 2번 샘플링된 노이즈(N-2S, N-2S')를 제공할 수 있다. 또한 상관 이중 샘플링 유닛(320)은 오프셋 제거부(310)로부터 제공받은 오프셋이 제거된 구동 신호(OS-DS)를 2번의 샘플링을 통해 증가시켜 제2 증폭부(380)로 2번 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S, OC-DS-2S')를 제공할 수 있다. Specifically, the correlated double sampling unit 320 reduces the noise N provided from the offset removal unit 310 through two sampling and outputs the noise N-2S, which is sampled twice to the second amplifying unit 380, N-2S '). The correlation double sampling unit 320 also increases the offset-canceled drive signal OS-DS provided from the offset removal unit 310 through two sampling and outputs the drive signal OS-DS, which is sampled twice by the second amplification unit 380 Signal (OC-DS-2S, OC-DS-2S ').

제2 증폭부(380)는 2번 샘플링된 노이즈(N-2S, N-2S')와 2번 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S, OC-DS-2S')를 제공받아 버퍼링(buffering) 및 로우 패스 필터링(low pass filtering)할 수 있다. 또한 제2 증폭부(380)는 버퍼링 및 로우 패스 필터링된 2번 샘플링된 노이즈(N-2S, N-2S')와 버퍼링 및 로우 패스 필터링된 2번 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S, OC-DS-2S')를 아날로그-디지털 변환부(390)로 제공할 수 있다. The second amplifying unit 380 receives the second sampled noise N-2S and N-2S 'and the second sampled driving signals OC-DS-2S and OC-DS-2S' ) And low pass filtering. The second amplifying unit 380 amplifies the buffered and low-pass filtered second sampled noise N-2S, N-2S ', buffering and low-pass filtered second sampled driving signals OC-DS- OC-DS-2S ') to the analog-to-digital conversion unit 390.

여기에서, 제2 증폭부(380)는 예를 들어, 샘플 앤드 홀드 증폭부(Sample and Hold amplifier)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the second amplification unit 380 may include, for example, a sample and hold amplifier, but is not limited thereto.

아날로그-디지털 변환부(390)는 버퍼링 및 로우 패스 필터링된 2번 샘플링된 노이즈(N-2S, N-2S')와 버퍼링 및 로우 패스 필터링된 2번 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S, OC-DS-2S')를 제3 샘플링할 수 있다. The analog-to-digital converter 390 receives the buffered and low-pass filtered second sampled noise (N-2S, N-2S ') and the buffered and low-pass filtered second sampled driving signals (OC-DS- OC-DS-2S ') may be sampled third.

구체적으로, 아날로그-디지털 변환부(390)는 제2 증폭부(380)로부터 버퍼링 및 로우 패스 필터링된 2번 샘플링된 노이즈(N-2S, N-2S')와 버퍼링 및 로우 패스 필터링된 2번 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S, OC-DS-2S')를 제공받아 제3 샘플링을 수행할 수 있고, 제3 샘플링된 노이즈와 구동 신호의 합을 디지털 신호로 변환할 수 있다. Specifically, the analog-to-digital converter 390 receives the buffered and low-pass filtered second sampled noise (N-2S, N-2S ') from the second amplifier 380, The third sampling may be performed by receiving the sampled driving signals OC-DS-2S and OC-DS-2S ', and the sum of the third sampled noise and the driving signal may be converted into a digital signal.

여기에서, 제3 샘플링된 노이즈는 2번 샘플링된 노이즈들(N-2S, N-2S') 사이의 차이고, 제3 샘플링된 구동 신호는 2번 샘플링된 구동 신호들(OC-DS-2S, OC-DS-2S') 사이의 차이일 수 있다.Here, the third sampled noise is a difference between the second sampled noises (N-2S, N-2S ') and the third sampled driving signal is the difference between the two sampled driving signals (OC-DS- OC-DS-2S ').

도 9를 참조하면, 상관 이중 샘플링 유닛(320)은 제1 증폭부(325)와 샘플링부(330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the correlated double sampling unit 320 may include a first amplification unit 325 and a sampling unit 330.

제1 증폭부(325)는 도 2의 제1 증폭부(150)와 동일한 역할을 수행하는바, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.The first amplifying unit 325 performs the same function as the first amplifying unit 150 of FIG. 2, and a description thereof will be omitted.

샘플링부(330)는 제1 증폭부(325)로부터 제1 샘플링된 노이즈(N-1S) 및 제1 샘플링된 구동 신호(OC-DS-1S)를 제공받아 교대로 다수의 샘플링을 수행할 수 있다.The sampling unit 330 receives the first sampled noise N-1S and the first sampled driving signal OC-DS-1S from the first amplifying unit 325 and performs a plurality of sampling alternately have.

구체적으로, 샘플링부(330)는 제1 증폭부(325)로부터 제1 샘플링된 노이즈(N-1S)를 제공받아 교대로 제2 및 제2' 샘플링을 수행하고, 제2 및 제2' 샘플링된 노이즈(N-2S')를 제2 증폭부(380)로 제공할 수 있다. In detail, the sampling unit 330 receives the first sampled noise N-1S from the first amplification unit 325 and alternately performs second and second sampling, and performs second and second sampling (N-2S ') to the second amplifying unit 380. [0156] FIG.

또한 샘플링부(330)는 제1 증폭부(325)로부터 제1 샘플링된 구동 신호(OC-DS-1S)를 제공받아 교대로 제2 및 제2' 샘플링을 수행하고, 제2 및 제2' 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S')를 제2 증폭부(380)로 제공할 수 있다. The sampling unit 330 receives the first sampled driving signal OC-DS-1S from the first amplifying unit 325 and alternately performs second and second sampling. And may provide the sampled driving signal OC-DS-2S 'to the second amplifying unit 380.

도 10을 참조하면, 샘플링부(330)는 제1 서브 샘플링부(340)와 제2 서브 샘플링부(350)를 포함할 수 있다. 다만, 샘플링부(330)는 도 4의 샘플링부(160)와 달리, 제3 서브 샘플링부(도 4의 175)를 포함하지 않는다. Referring to FIG. 10, the sampling unit 330 may include a first sub-sampling unit 340 and a second sub-sampling unit 350. Unlike the sampling unit 160 of FIG. 4, the sampling unit 330 does not include the third sub-sampling unit 175 (FIG. 4).

여기에서, 제1 서브 샘플링부(340) 및 제2 서브 샘플링부(350)는 각각의 출력(제2 샘플링된 노이즈(N-2S) 및 제2 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S), 제2' 샘플링된 노이즈(N-2S') 및 제2' 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S'))을 제2 증폭부(380)로 제공한다는 점을 제외하고는 도 4의 제1 서브 샘플링부(340) 및 제2 서브 샘플링부(350)와 동일한 역할을 수행할 수 있다. Here, the first sub-sampling unit 340 and the second sub-sampling unit 350 output the respective outputs (the second sampled noise N-2S and the second sampled driving signals OC-DS-2S, 4 except that it provides the second amplified signal 380 to the second amplifying unit 380 in response to the second sampled noise N-2S 'and the second sampled driving signal OC-DS-2S' And may perform the same function as the sub-sampling unit 340 and the second sub-sampling unit 350.

도 11을 참조하면, 오프셋 제거부(310), 제1 증폭부(325), 샘플링부(330), 제2 증폭부(380)의 회로도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 11, a circuit diagram of the offset removing unit 310, the first amplifying unit 325, the sampling unit 330, and the second amplifying unit 380 is shown.

앞서 설명한 실시예(반도체 장치(100))와 달리, 제2 증폭부(380)가 샘플링부(330)와 아날로그-디지털 변환부(390) 사이에 추가되었기에, 제1 서브 샘플링부(340)의 출력단과 제2 서브 샘플링부(350)의 출력단은 서로 분리된 상태로 제2 증폭부(380)로 연결될 수 있다.The second amplifying unit 380 is added between the sampling unit 330 and the analog-to-digital converting unit 390, unlike the above-described embodiment (the semiconductor device 100) And the output terminal of the second sub-sampling unit 350 may be connected to the second amplifier unit 380 in a state where they are separated from each other.

또한 제2 증폭부(380) 역시 차동 구조(differential structure)이기에, 제1 서브 샘플링부(340)로부터 제공받은 제2 샘플링된 노이즈(N-2S) 및 제2 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S)와, 제2 서브 샘플링부(350)로부터 제공받은 제2' 샘플링된 노이즈(N-2S') 및 제2' 샘플링된 구동 신호(OC-DS-2S')에 대해 분리하여 버퍼링과 로우 패스 필터링을 수행할 수 있다. Since the second amplifying unit 380 is also a differential structure, the second sampled noise N-2S and the second sampled driving signal OC-DS-2S provided from the first sub- Sampled noise (N-2S ') and the second sampled driving signal (OC-DS-2S') provided from the second sub-sampling unit 350, Pass filtering can be performed.

본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치(300)는 3차에 걸친 CDS를 통해 저주파 잡음뿐만 아니라 외부 입력을 통해 제공된 노이즈(N)를 감소시키고 구동 신호(DS)를 증폭시킬 수 있다. 또한 반도체 장치(300)는 반도체 장치(100)와 달리, 제2 증폭부(380)(즉, 샘플 앤드 홀드 증폭부)를 포함함으로써 추가적인 버퍼링 및 로우 패스 필터링을 수행할 수 있고, 이로 인해 잡음에 대한 면역성을 보다 향상시킬 수 있다. 추가적으로 반도체 장치(300)는 오프셋 제거부(120)를 통해 구동 신호(DS)의 오프셋을 제거함으로써, 구동 신호(DS)가 더 큰 게인 값을 제공받도록 할 수 있다. 뿐만 아니라 구동 신호(DS)가 더 큰 게인 값을 제공받게 됨으로써, 반도체 장치(300) 자체의 동작 범위 역시 넓어질 수 있다. The semiconductor device 300 according to another embodiment of the present invention can reduce the noise N provided through the external input as well as the low frequency noise through the CDS over the third time and amplify the driving signal DS. In addition, unlike the semiconductor device 100, the semiconductor device 300 may include a second amplification unit 380 (i.e., a sample and hold amplification unit) to perform additional buffering and low-pass filtering, It is possible to further improve the immunity against. In addition, the semiconductor device 300 may remove the offset of the drive signal DS through the offset eliminator 120 so that the drive signal DS is provided with a larger gain value. In addition, since the drive signal DS is provided with a larger gain value, the operation range of the semiconductor device 300 itself can also be widened.

이하에서는, 도 12를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 시스템에 대해 설명하도록 한다. 앞서 설명한 실시예들과 중복되는 내용은 생략하도록 한다.Hereinafter, a semiconductor system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The contents overlapping with the above-described embodiments will be omitted.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 시스템을 설명하는 블록도이다.12 is a block diagram illustrating a semiconductor system according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 시스템(500)은 패널(510)과 제어 칩(520)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, a semiconductor system 500 according to an embodiment of the present invention may include a panel 510 and a control chip 520.

구체적으로, 패널(510)은 외부 입력을 제공받을 수 있다. 또한 패널(510)은 제어 칩(520)의 로직 모듈(550)로부터 구동 신호(DS)를 제공받을 수 있다.Specifically, the panel 510 may be provided with an external input. The panel 510 may also be provided with a drive signal DS from the logic module 550 of the control chip 520.

여기에서, 패널(510)은 예를 들어, 터치 스크린 패널을 포함할 수 있고, 보다 구체적으로, 정전식 터치 스크린 패널을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 외부 입력은 예를 들어, 터치 입력을 포함할 수 있고, 보다 구체적으로, 사용자의 손에 의한 터치 입력 또는 스타일러스 펜(stylus pen)에 의한 입력을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Here, the panel 510 may include, for example, a touch screen panel, and more specifically, but not exclusively, an electrostatic touch screen panel. The external input may also include, for example, a touch input, and more specifically, but not exclusively, a touch input by a user's hand or an input by a stylus pen.

제어 칩(520)은 패널(510)에 구동 신호(DS)를 제공하는 로직 모듈(550)과, 외부 입력을 통해 제공된 노이즈를 감소시키는 패널 제어 모듈(530)과, 패널 제어 모듈(530)의 출력 신호(FS)를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(540)를 포함할 수 있다.The control chip 520 includes a logic module 550 for providing a driving signal DS to the panel 510, a panel control module 530 for reducing the noise provided through the external input, And an analog-to-digital converter 540 for converting the output signal FS into a digital signal.

여기에서, 로직 모듈(550)은 예를 들어, 오프셋 테이블(offset table), 플래쉬 메모리(flash memory), 인터페이스 로직(interface logic), MCU(Micro Controller Unit) 등을 포함할 수 있다. Herein, the logic module 550 may include, for example, an offset table, a flash memory, interface logic, a microcontroller unit (MCU), and the like.

또한, 패널 제어 모듈(530)은 도 8의 오프셋 제거부(310), 상관 이중 샘플링 유닛(320), 제2 증폭부(380)와 동일한 구성을 포함할 수 있다. 즉, 패널 제어 모듈(530)은 패널(510)로부터 제공받은 구동 신호(DS)의 오프셋을 제거하는 오프셋 제거부(미도시)와, 구동 신호(DS)의 반 주기마다 리셋하고, 구동 신호(DS) 및 외부 입력을 통해 제공된 노이즈(N)를 리셋을 통해 제1 샘플링하는 제1 증폭부(미도시)와, 제1 샘플링된 노이즈와 구동 신호를 교대로 제2 및 제2' 샘플링하는 샘플링부(미도시)와, 제2 및 제2' 샘플링된 노이즈와 구동 신호를 제공받아 버퍼링 및 로우 패스 필터링을 수행하고, 버퍼링 및 로우 패스 필터링된 제2 및 제2' 샘플링된 노이즈와 구동 신호를 아날로그-디지털 변환부(540)로 제공하는 제2 증폭부(미도시)를 포함할 수 있다.In addition, the panel control module 530 may include the same configuration as the offset removal unit 310, the correlation double sampling unit 320, and the second amplification unit 380 in FIG. That is, the panel control module 530 includes an offset removal unit (not shown) for removing an offset of the drive signal DS provided from the panel 510, a reset unit 530 for resetting the drive signal DS every half cycle, DS) and a noise (N) provided through an external input through a reset, a first amplifying unit (not shown) for alternately performing a second and a second sampling of the first sampled noise and the driving signal, (Not shown), second and second sampled noise and driving signals to perform buffering and low-pass filtering, and buffering and low-pass filtered second and second sampled noise and driving signals And a second amplifying unit (not shown) provided to the analog-to-digital converting unit 540.

아날로그-디지털 변환부(540)는 패널 제어 모듈(530)의 출력 신호(FS)(즉, 제2 및 제2' 샘플링된 노이즈와 구동 신호)를 제3 샘플링하고, 제3 샘플링된 출력 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 즉, 아날로그-디지털 변환부(540)는 도 8의 아날로그-디지털 변환부(390)와 동일한 역할을 수행할 수 있다. The analog-to-digital conversion unit 540 thirdly samples the output signal FS of the panel control module 530 (i.e., the second and second 'sampled noise and drive signals), and outputs the third sampled output signal It can be converted into a digital signal. That is, the analog-to-digital converter 540 may perform the same function as the analog-to-digital converter 390 of FIG.

도 13 내지 도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 적용할 수 있는 예시적인 전자 시스템들이다. 13 to 15 are exemplary electronic systems to which a semiconductor device according to some embodiments of the present invention may be applied.

도 13은 태블릿 PC(1200)을 도시한 도면이고, 도 14는 노트북(1300)을 도시한 도면이며, 도 15는 스마트폰(1400)을 도시한 것이다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치(1, 2)는 이러한 태블릿 PC(1200), 노트북(1300), 스마트폰(1400) 등에 사용될 수 있다. Fig. 13 shows a tablet PC 1200, Fig. 14 shows a notebook 1300, and Fig. 15 shows a smartphone 1400. Fig. The semiconductor devices 1 and 2 according to some embodiments of the present invention can be used in such a tablet PC 1200, the notebook 1300, the smart phone 1400, and the like.

또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치(100, 300)는 예시하지 않는 다른 집적 회로 장치에도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 즉, 이상에서는 본 실시예에 따른 전자 시스템의 예로, 태블릿 PC(1200), 노트북(1300), 및 스마트폰(1400)만을 들었으나, 본 실시예에 따른 전자 시스템의 예가 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 전자 시스템은, 컴퓨터, UMPC (Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA (Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), e-북(e-book), PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙박스(black box), 디지털 카메라(digital camera), 3차원 수상기(3-dimensional television), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등으로 구현될 수도 있다.It should also be apparent to those skilled in the art that the semiconductor devices 100 and 300 according to some embodiments of the present invention may be applied to other integrated circuit devices not illustrated. That is, although only the tablet PC 1200, the notebook computer 1300, and the smartphone 1400 are described as examples of the electronic system according to the present embodiment, the electronic system according to the present embodiment is not limited thereto. In some embodiments of the invention, the electronic system may be a computer, an Ultra Mobile PC (UMPC), a workstation, a netbook, a Personal Digital Assistant (PDA), a portable computer, a wireless phone, A mobile phone, an e-book, a portable multimedia player (PMP), a portable game machine, a navigation device, a black box, a digital camera, A digital audio recorder, a digital audio recorder, a digital picture recorder, a digital picture player, a digital video recorder, ), A digital video player, or the like.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

10: 패널 120: 오프셋 제거부
140: 상관 이중 샘플링 유닛 150: 제1 증폭부
160: 샘플링부 165: 제1 서브 샘플링부
170: 제2 서브 샘플링부 175: 제3 서브 샘플링부
200: 아날로그-디지털 변환부
10: Panel 120: Offset removal
140: correlation double sampling unit 150: first amplification unit
160: Sampling unit 165: First sub-sampling unit
170: second sub-sampling unit 175: third sub-sampling unit
200: analog-to-digital conversion section

Claims (10)

패널로부터 외부 입력을 통해 제공된 노이즈와 구동 신호를 제공받고, 상기 구동 신호의 특정 주기마다 리셋(reset)하고, 상기 노이즈를 상기 리셋을 통해 제1 샘플링하되, 상기 제1 샘플링된 노이즈는 2개의 연속적인 리셋 포인트 사이의 노이즈 차이를 포함하는 증폭부; 및
상기 제1 샘플링된 노이즈를 교대로 제2 및 제3 샘플링하고, 상기 제2 및 제3 샘플링된 노이즈를 제4 샘플링하는 샘플링부를 포함하되,
상기 제1 샘플링된 노이즈는 제1 내지 제3 노이즈 차이를 포함하고, 상기 제2 샘플링된 노이즈는 상기 제1 및 제2 노이즈 차이 사이의 차이이고, 상기 제3 샘플링된 노이즈는 상기 제2 및 제3 노이즈 차이 사이의 차이이고, 상기 제4 샘플링된 노이즈는 상기 제2 및 제3 샘플링된 노이즈 사이의 차이인 반도체 장치.
Wherein the first sampled noise is supplied in two consecutive periods, wherein the first sampled noise is supplied in two consecutive periods, An amplifier including a noise difference between reset points; And
And a sampling unit for alternately performing second and third sampling of the first sampled noise and fourth sampling the second and third sampled noises,
Wherein the first sampled noise comprises first to third noise differences, the second sampled noise is a difference between the first and second noise differences, and the third sampled noise is a difference between the first and second sampled noises, 3 &lt; / RTI &gt; noise difference, and the fourth sampled noise is a difference between the second and third sampled noises.
제 1항에 있어서,
상기 증폭부는,
제1 연산 증폭기와,
상기 제1 연산 증폭기의 입력 및 출력 단자 사이에 연결된 제1 저항과,
상기 제1 저항과 병렬 연결된 제1 커패시터와,
상기 제1 커패시터와 병렬 연결된 제1 리셋 스위치를 포함하는 반도체 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
A first operational amplifier,
A first resistor connected between the input and output terminals of the first operational amplifier,
A first capacitor connected in parallel with the first resistor,
And a first reset switch connected in parallel with the first capacitor.
제 1항에 있어서,
상기 구동 신호의 특정 주기는, 상기 구동 신호의 반 주기인 반도체 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the specific period of the drive signal is a half cycle of the drive signal.
제 1항에 있어서,
상기 패널로부터 상기 구동 신호를 제공받아 상기 구동 신호의 오프셋(offset)을 제거하는 오프셋 제거부를 더 포함하는 반도체 장치.
The method according to claim 1,
And an offset removing unit that receives the driving signal from the panel and removes an offset of the driving signal.
제 1항에 있어서,
상기 샘플링부는,
상기 제2 샘플링을 수행하는 제1 서브 샘플링부와,
상기 제3 샘플링을 수행하는 제2 서브 샘플링부와,
상기 제4 샘플링을 수행하는 제3 서브 샘플링부를 포함하는 반도체 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sampling unit comprises:
A first sub-sampling unit for performing the second sampling,
A second sub-sampling unit for performing the third sampling,
And a third sub-sampling unit for performing the fourth sampling.
제 5항에 있어서,
상기 제1 서브 샘플링부는,
상기 증폭부와 연결된 제2 커패시터와,
상기 제2 커패시터와 연결되고 공통 모드 전압(common mode voltage)을 제공받는 제1 스위치와,
상기 제2 커패시터와 상기 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제2 스위치와,
상기 제2 스위치와 상기 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제1 적분기(integrator)와,
상기 제1 적분기와 병렬 연결된 제2 리셋 스위치를 포함하는 반도체 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the first sub-
A second capacitor connected to the amplifier,
A first switch connected to the second capacitor and receiving a common mode voltage,
A second switch connected between the second capacitor and the third sub-sampling unit,
A first integrator connected between the second switch and the third subsampling unit,
And a second reset switch connected in parallel with the first integrator.
제 6항에 있어서,
상기 제2 서브 샘플링부는,
상기 증폭부와 연결된 제3 커패시터와,
상기 제3 커패시터와 연결되고 공통 모드 전압(common mode voltage)을 제공받는 제3 스위치와,
상기 제3 커패시터와 상기 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제4 스위치와,
상기 제4 스위치와 상기 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제2 적분기(integrator)와,
상기 제2 적분기와 병렬 연결된 제3 리셋 스위치를 포함하는 반도체 장치.
The method according to claim 6,
And the second sub-
A third capacitor connected to the amplifier,
A third switch connected to the third capacitor and receiving a common mode voltage,
A fourth switch connected between the third capacitor and the third subsampling unit,
A second integrator connected between the fourth switch and the third subsampling unit,
And a third reset switch connected in parallel with the second integrator.
제 1항에 있어서,
상기 증폭부는 공통 모드 전압을 제공받는 제1 연산 증폭기를 포함하고,
상기 샘플링부는 상기 제2 샘플링을 수행하는 제1 서브 샘플링부와, 상기 제3 샘플링을 수행하는 제2 서브 샘플링부와, 상기 제4 샘플링을 수행하는 제3 서브 샘플링부를 포함하고,
상기 제1 서브 샘플링부는 상기 증폭부와 연결된 제2 커패시터와, 상기 제2 커패시터와 상기 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제2 스위치와, 상기 제2 스위치와 상기 제3 서브 샘플링부 사이에 연결된 제1 적분기(integrator)를 포함하는 반도체 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the amplifier section includes a first operational amplifier which is supplied with a common mode voltage,
Wherein the sampling unit includes a first sub-sampling unit for performing the second sampling, a second sub-sampling unit for performing the third sampling, and a third sub-sampling unit for performing the fourth sampling,
The first sub-sampling unit includes a second capacitor connected to the amplification unit, a second switch connected between the second capacitor and the third sub-sampling unit, and a second switch connected between the second switch and the third sub- 1 integrator.
패널로부터 외부 입력을 통해 제공된 노이즈와 구동 신호를 제공받고, 상기 구동 신호의 오프셋(offset)을 제거하는 오프셋 제거부;
상기 노이즈를 샘플링을 통해 감소시키는 상관 이중 샘플링 유닛; 및
상기 상관 이중 샘플링 유닛의 출력을 제공받아 버퍼링(buffering)과 로우 패스 필터링(low pass filtering)을 수행하는 샘플 앤드 홀드 증폭부를 포함하되,
상기 상관 이중 샘플링 유닛은 상기 오프셋이 제거된 구동 신호의 특정 주기마다 리셋(reset)을 통해 상기 외부 입력을 통해 제공된 노이즈를 제1 샘플링하고, 상기 제1 샘플링된 노이즈를 교대로 제2 및 제3 샘플링하고, 상기 제2 및 제3 샘플링된 노이즈를 상기 샘플 앤드 홀드 증폭부로 제공하되,
상기 제1 샘플링된 노이즈는 2개의 연속적인 리셋 포인트 사이의 노이즈 차이이고, 상기 제1 샘플링된 노이즈는 제1 내지 제3 노이즈 차이를 포함하고, 상기 제2 샘플링된 노이즈는 상기 제1 및 제2 노이즈 차이 사이의 차이이고, 상기 제3 샘플링된 노이즈는 상기 제2 및 제3 노이즈 차이 사이의 차이인 반도체 장치.
An offset canceling unit that receives a noise and a driving signal provided from an external input from the panel and removes an offset of the driving signal;
A correlated double sampling unit that reduces the noise through sampling; And
And a sample and hold amplifier for receiving the output of the correlated double sampling unit and performing buffering and low pass filtering,
The correlated double sampling unit first samples the noise provided through the external input through a reset at a specific period of the drive signal from which the offset has been removed and outputs the first sampled noise to the second and third And providing the second and third sampled noises to the sample and hold amplifier,
Wherein the first sampled noise is a noise difference between two consecutive reset points, the first sampled noise includes first to third noise differences, and the second sampled noise is a noise difference between the first and second Wherein the third sampled noise is a difference between the second and third noise differences.
외부 입력을 제공받는 패널; 및
상기 패널을 제어하는 제어 칩을 포함하되,
상기 제어 칩은,
상기 패널에 구동 신호를 제공하는 로직 모듈과,
상기 외부 입력을 통해 제공된 노이즈를 감소시키는 패널 제어 모듈과,
상기 패널 제어 모듈의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 포함하되,
상기 패널 제어 모듈은,
상기 패널로부터 제공받은 구동 신호의 오프셋을 제거하는 오프셋 제거부와,
상기 구동 신호의 반 주기마다 리셋하고, 상기 외부 입력을 통해 제공된 노이즈를 상기 리셋을 통해 제1 샘플링하되, 상기 제1 샘플링된 노이즈는 2개의 연속적인 리셋 포인트 사이의 노이즈 차이인 제1 증폭부와,
상기 제1 샘플링된 노이즈를 교대로 제2 및 제3 샘플링하는 샘플링부와,
상기 제2 및 제3 샘플링된 노이즈를 제공받아 버퍼링 및 로우 패스 필터링을 수행하고, 상기 버퍼링 및 로우 패스 필터링된 제2 및 제3 샘플링된 노이즈를 상기 아날로그-디지털 변환부로 제공하는 제2 증폭부를 포함하되,
상기 제1 샘플링된 노이즈는 제1 내지 제3 노이즈 차이를 포함하고, 상기 제2 샘플링된 노이즈는 상기 제1 및 제2 노이즈 차이 사이의 차이이고, 상기 제3 샘플링된 노이즈는 상기 제2 및 제3 노이즈 차이 사이의 차이이고, 상기 제4 샘플링된 노이즈는 상기 제2 및 제3 샘플링된 노이즈 사이의 차이인 반도체 시스템.

A panel provided with an external input; And
And a control chip for controlling the panel,
The control chip includes:
A logic module for providing a driving signal to the panel;
A panel control module for reducing noise provided through the external input;
And an analog-to-digital converter for converting an output signal of the panel control module into a digital signal,
Wherein the panel control module comprises:
An offset removing unit for removing an offset of a driving signal provided from the panel,
Wherein the first sampled noise is a noise difference between two consecutive reset points, wherein the first sampled noise is a noise difference between two consecutive reset points, ,
A sampling unit for alternately performing second and third sampling of the first sampled noise,
And a second amplifying unit that performs buffering and low-pass filtering by receiving the second and third sampled noises and provides the buffered and low-pass filtered second and third sampled noises to the analog-to-digital converting unit However,
Wherein the first sampled noise comprises first to third noise differences, the second sampled noise is a difference between the first and second noise differences, and the third sampled noise is a difference between the first and second sampled noises, 3 &lt; / RTI &gt; noise difference, and the fourth sampled noise is a difference between the second and third sampled noises.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9973199B2 (en) 2015-07-02 2018-05-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Touch processor circuit and touch screen system performing analog-to-digital conversion of two steps
WO2018117322A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 서강대학교 산학협력단 Switched-capacitor integrator using single gain buffer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100308935A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Stmicroelectronics S.R.L. Switched-capacitor band-pass filter of a discrete-time type, in particular for cancelling offset and low-frequency noise of switched-capacitor stages
US20130257786A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Sharp Kabushiki Kaisha Projected capacitance touch panel with reference and guard electrode
KR20140098595A (en) * 2013-01-31 2014-08-08 주식회사 켐트로닉스 Capacitive sensor with charge noise removal function

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100308935A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Stmicroelectronics S.R.L. Switched-capacitor band-pass filter of a discrete-time type, in particular for cancelling offset and low-frequency noise of switched-capacitor stages
US20130257786A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Sharp Kabushiki Kaisha Projected capacitance touch panel with reference and guard electrode
KR20140098595A (en) * 2013-01-31 2014-08-08 주식회사 켐트로닉스 Capacitive sensor with charge noise removal function

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9973199B2 (en) 2015-07-02 2018-05-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Touch processor circuit and touch screen system performing analog-to-digital conversion of two steps
WO2018117322A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 서강대학교 산학협력단 Switched-capacitor integrator using single gain buffer

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