CN104075821A - 半导体装置以及测量方法 - Google Patents

半导体装置以及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够在较宽范围内高精度地进行测量的半导体装置以及测量方法。这样，在本实施方式的半导体装置（10）中，首先，判定基准振荡与热敏电阻振荡哪个较快，以基准振荡以及热敏电阻振荡的任一较快的一方为基准，对基于另一方的振荡的计数值进行测量。并且，将基于较高的一方的振荡的计数作为基准值，将基于对基准值进行计数时的另一方的振荡的计数值作为测量值。基于基准值和测量值来计算频率比，并基于计算出的频率比，参照表示频率比与温度的对应关系的表来获取温度。

Description

半导体装置以及测量方法
技术领域
本发明涉及半导体装置以及测量方法。
背景技术
一般已知使用了基准电阻、具有温度依存性的电阻等的电阻式传感器、以及在基准电阻以及电阻式传感器两者中共用的电容元件的RC振荡电路（RCADC）。另外，已知使用该RC振荡电路来测量温度、湿度等的半导体装置。
作为使用了这样的RC振荡电路的测量装置亦即半导体装置，例如，已知专利文献1、专利文献2记载的技术。
专利文献1:日本特开2003－28726号公报
专利文献2:日本特开2010－190767号公报
然而，在专利文献1所记载的技术中，需要新设置多个熔丝电路，并且，这些元件间无法避免由偏差所带来的影响，有可能无法高精度地进行测量。
另外，在专利文献2所记载的技术中，能够避免对传感器信号的零数进行计数的计数器的溢位，但是由于计数值变少，所以有可能无法高精度地进行测量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在较宽范围内高精度地进行测量的半导体装置以及测量方法。
为了实现上述目的，本发明的半导体装置具备：第1计数器，其基于第1频率的信号来进行计数动作；第2计数器，其基于第2频率的信号来进行计数动作；以及控制部，其基于上述第1计数器的计数值和上述第2计数器的计数值来判定上述第1频率以及上述第2频率哪个较高，并以较高的一方的频率为基准来测量另一方的频率，计算频率比，且参照表示上述频率比与测量值的对应关系的规定的表来获取测量值。
另外，本发明的半导体装置具备：第1计数器，其基于时钟信号来进行计数动作；第2计数器，其基于第1频率的信号以及第2频率的信号来进行计数动作；以及控制部，其根据上述第1计数器的计数值、基于上述第1频率的信号的上述第2计数器的计数值、以及基于上述第2频率的信号的上述第2计数器的计数值，来判定上述第1频率和上述第2频率哪个较高，上述控制部基于以上述时钟信号为基准而测量较低的一方的频率的测量结果，以较高的一方的频率为基准来进行测量上述时钟信号的测量，从而计算频率比，上述控制部参照表示上述频率比与测量值的对应关系的规定的表来获取测量值。
另外，本发明的测量方法是基于具备基于第1频率的信号来进行计数动作的第1计数器、和基于第2频率的信号来进行计数动作的第2计数器的半导体装置的测量方法，其具备：基于上述第1计数器的计数值和上述第2计数器的计数值来判定上述第1频率和上述第2频率哪个较高的工序；以较高的一方的频率为基准来测量另一方的频率，从而计算频率比的工序；以及参照表示上述频率比与测量值的对应关系的规定的表，来获取测量值的工序。
另外，本发明的测量方法是基于具备基于时钟信号来进行计数动作的第1计数器、和基于第1频率的信号以及第2频率的信号来进行计数动作的第2计数器的半导体装置的测量方法，其具备：根据上述第1计数器的计数值、基于上述第1频率的信号的上述第2计数器的计数值、以及基于上述第2频率的信号的上述第2计数器的计数值，来判定上述第1频率和上述第2频率哪个较高的工序；基于以上述时钟信号为基准而测量较低的一方的频率的测量结果，以较高的一方的频率为基准来进行测量上述时钟信号的测量，从而计算频率比的工序；以及参照表示上述频率比与测量值的对应关系的规定的表，来获取测量值的工序。
根据本发明，起到能够在较宽范围内高精度地进行测量这样的效果。
附图说明
图1是具备使用了第1实施方式的RC振荡电路的测量装置亦即半导体装置的电子设备的一个例子的示意结构图。
图2是表示由第1实施方式的半导体装置进行的温度检测动作的流程的一个例子的流程图。
图3是示意性地表示由第1实施方式的半导体装置进行的温度检测动作的示意图。
图4是示意性地表示由第1实施方式的半导体装置进行的温度检测动作的示意图。
图5是示意性地表示由第1实施方式的半导体装置进行的图4所示的动作的下一温度检测动作的示意图。
图6是示意性地表示由第1实施方式的半导体装置进行的图5所示的动作的下一温度检测动作的示意图。
图7是示意性地表示由第1实施方式的半导体装置进行的图6所示的动作的下一温度检测动作的示意图。
图8是具备使用了第2实施方式的RC振荡电路的测量装置亦即半导体装置的电子设备的一个例子的示意结构图。
图9是示意性地表示第2实施方式的半导体装置的示意图。
图10是表示由第2实施方式的半导体装置进行的温度检测动作的流程的一个例子的流程图。
图11是示意性地表示由第2实施方式的半导体装置进行的温度检测动作的示意图。
图12是示意性地表示由第2实施方式的半导体装置进行的图11所示的动作的下一温度检测动作的示意图。
图13是示意性地表示由第2实施方式的半导体装置进行的图12所示的动作的下一温度检测动作的示意图。
图14是示意性地表示由第2实施方式的半导体装置进行的图13所示的动作的下一温度检测动作的示意图。
图15是示意性地表示由第2实施方式的半导体装置进行的温度检测动作的示意图。
图16是示意性地表示由第2实施方式的半导体装置进行的图15所示的动作的下一温度检测动作的示意图。
图17是示意性地表示由第2实施方式的半导体装置进行的图16所示的动作的次的温度检测动作的示意图。
图18是示意性地表示由第2实施方式的半导体装置进行的图17所示的动作的下一温度检测动作的示意图。
图19是热敏电阻、基准电阻、电容、以及电容设置在外部的情况下的RC振荡电路的一个例子的电路图。
图20是表示第3实施方式的RC振荡电路12的一个例子的电路图。
图21是第3实施方式的RC振荡电路的传感器反相器的反相器部的一个例子的电路图。
图22是第3实施方式的RC振荡电路的传感器反相器的偏置电路的一个例子的电路图。
图23是第3实施方式的RC振荡电路的传感器反相器的偏置电路的其它例子的电路图。
图24是第3实施方式的RC振荡电路的传感器反相器的偏置电路的其它例子的电路图。
图25是使用了第3实施方式的图24所示的偏置电路的传感器反相器的电路图。
图26是利用以往的RC电路进行温度测量的半导体装置的示意图。
图27是示意性地表示由以往的半导体装置进行的温度检测动作的示意图。
图28是示意性地表示由以往的半导体装置进行的图27所示的动作的下一温度检测动作的示意图。
图29是示意性地表示由以往的半导体装置进行的图28所示的动作的下一温度检测动作的示意图。
符号说明：1…电子设备；10…半导体装置；12、12’…RC振荡电路；14…显示装置；20…热敏电阻；22…基准电阻；24、26…电容；28…振荡电路；49…时钟振荡电路；50…逻辑乘除法电路；54…逻辑电路；60、601、602、603、604、605、606…反相器；62…传感器反相器；63…反相器部；64、64A、64B、64C…偏置电路。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本实施方式的实施例。
（第1实施方式）
首先，对具备使用了本实施方式的RC振荡电路的测量装置亦即半导体装置的电子设备的结构进行说明。图1示出具备使用了本实施方式的RC振荡电路的测量装置亦即半导体装置的电子设备的一个例子的示意结构图。
图1所示的电子设备1作为具体的一个例子示出为温度计的情况。本实施方式的电子设备1具备半导体装置10、RC振荡电路12、以及显示装置14。该电子设备1具有基于从RC振荡电路12输出的基准振荡以及热敏电阻振荡的频率比来使显示装置14显示半导体装置10所检测出的温度的功能。
显示装置14具备显示控制部30以及显示部32，例如是LCD（LiquidCrystal Display：液晶显示器）等。半导体装置10具有通过显示控制部30的控制使显示部32（液晶）显示从半导体装置10的CPU40输入的温度（测量值）的功能。此外，显示控制部30的结构并未特别限定。另外，显示装置14除了可视显示之外，也可以是进行可听显示等的，显示的方法也无限定。
RC振荡电路12是通过热敏电阻20或者基准电阻22、和电容26而振荡的RC振荡电路。本实施方式的RC振荡电路12具备热敏电阻20、基准电阻22、电容24、电容26、以及振荡电路28。在本实施方式中，在半导体装置10的外部具备热敏电阻20、基准电阻22、电容24、以及电容26。另一方面，在半导体装置10的内部具备振荡电路28。详细后述，振荡电路28具备多个反相器电路。
RC振荡电路12将基准电阻22、电容24以及电容26的RC振荡的基准振荡信号输出给半导体装置10。另外，RC振荡电路12将热敏电阻20、电容24以及电容26的RC振荡热敏电阻振荡信号输出给半导体装置10。振荡频率根据各自的时间常数而定。
若温度上升，则热敏电阻振荡频率变高。另一方面，基准振荡信号的频率不变化。因此，若温度变化，则基准振荡信号的频率与热敏电阻振荡信号的频率的频率比变化。
半导体装置10具有使用表示基准振荡频率（周期）与热敏电阻振荡频率（周期）的频率比和温度之间的对应关系的表来测量温度，输出给显示装置14的功能。此外，如本实施方式那样，通过使用频率比，能够消除RC振荡电路12的电容（电容24以及电容26）的偏差，并能够进行更高精度的测量。
本实施方式的半导体装置10具备CPU40、控制电路42、中断控制电路44、ROM46、计数器A、以及计数器B。计数器A、计数器B、CPU40、控制电路42、以及ROM46经由数据总线48被连接成能够相互进行信号的收发。
另外，本实施方式的半导体装置10如上述那样具备振荡电路28。从振荡电路28输出的基准振荡（周期：tRS，频率：1／tRS）的信号（以下，为了简化，称为基准振荡。）被输入计数器A。计数器A是对基准振荡进行计数的计数器电路。在本实施方式中，作为具体的一个例子，使用16位、计数的最大值为16进制的“FFFFH”的计数器电路。另一方面，从振荡电路28输出的热敏电阻振荡（周期：tRT，频率：1／tRT）的信号（以下，为了简化，称为热敏电阻振荡）被输入计数器B。计数器B是对热敏电阻振荡进行计数的计数器电路。在本实施方式中，作为具体的一个例子，使用与计数器A相同的计数器电路。
若计数从计数器A溢位，则表示已溢位的信号OVFA被输入中断控制电路44。同样地，若从计数计数器B溢位，则表示已溢位的信号OVFB被输出至中断控制电路44。
在计数器A溢位的情况下，中断控制电路44将计数器A中断信号输出给控制电路42。另外，在计数器B溢位的情况下，中断控制电路44将计数器B中断信号输出给控制电路42。
控制电路42根据从中断控制电路44输入的计数器A中断信号以及计数器B中断信号来控制计数器A以及计数器B的动作。控制电路42具有寄存器，由CPU40控制，从而进行基准振荡、热敏电阻振荡的选择，或者进行振荡开始或者振荡停止。另外，控制电路42判定基准振荡和热敏电阻振荡的哪个较快。此外，在本实施方式中，“振荡较快”是指振荡的周期较短、频率较高。
CPU40计算基准振荡与热敏电阻振荡的频率比。并且，CPU40参照预先存储在ROM46中的表示频率比与温度之间的对应关系的表，来将与计算出的频率比对应的温度输出给显示装置14。此外，ROM46在本实施方式中，作为一个例子，使用快闪ROM，但并不局限于此，只要是非易失性的存储部，则无特别限定。另外，CPU40也可以判定基准振荡和热敏电阻振荡哪个较快。
接下来，对由本实施方式的半导体装置10进行的使用了RC振荡电路12的温度的检测动作进行说明。
图2示出表示由本实施方式的半导体装置10进行的温度检测动作的流程的一个例子的流程图。首先，参照图2对该温度检测动作整体的流程的概略进行说明。
在本实施方式的温度检测动作中，首先，检测基准振荡以及热敏电阻振荡的哪个较快（步骤100）。接下来，以基准振荡以及热敏电阻振荡的任一较快一方为基准，来测量基于另一方的振荡的计数值（利用计数器进行计数）（步骤102）。以基于较高一方的振荡的计数为基准值，将基于对基准值进行计数时的另一方的振荡的计数值作为测量值。
接下来，基于基准值和测量值来计算频率比（步骤104）。接下来，基于计算出的频率比，参照表示频率比与温度之间的对应关系的表来获取温度，而输出给显示装置14（步骤106）。
接下来，参照图3～图7的示意图，对各动作的详细进行说明。在图3～图7所示的示意图中，将CPU40、控制电路42、以及中断控制电路44总称表示为逻辑乘除法电路50。
首先，参照图3的示意图进行说明。对基准振荡进行计数的计数器A预置为从最大值“FFFFH”＋“1H”（＝“10000H”）减去规定值N0后的值。另外，对热敏电阻振荡进行计数的计数器B也同样预置为“10000H”-N0。此处，规定值N0是任意的值。N0并未特别限定，根据基准振荡以及热敏电阻振荡的速度、计数器A以及计数器B任意地决定即可。
计数器A以及计数器B同时分别开始基准振荡以及热敏电阻振荡的计数。
参照图4的示意图，对下一动作进行说明。
随着计数进行，计数器A以及计数器B的任一方先达到最大值而发生溢位。从溢位的计数器向逻辑乘除法电路50输出表示已溢位的信号（OVFA、OVFB）。在图4中，作为一个例子，示出计数器A发生溢位，从计数器A向逻辑乘除法电路50输出OVFA信号的情况。
在本实施方式中，像这样计数器A先发生溢位的情况下，逻辑乘除法电路50输出计数器A中断信号，并根据计数器A中断信号，使对热敏电阻振荡进行计数的计数器B的计数停止。逻辑乘除法电路50未检知计数器B的溢位。
此外，与图4所示的情况相反，在计数器B先发生溢位的情况下，逻辑乘除法电路50输出计数器B中断信号，并根据计数器B中断信号，使计数器A的计数停止，未检知计数器A的溢位。
另外，在计数器A以及计数器B同时检测到溢位的情况下（例如，基准振荡周期tRS＝热敏电阻振荡周期tRT的情况等），检知计数器A以及计数器B的任意一方的溢位。例如，检知预先决定的一方的计数器为溢位即可。
通过该动作，逻辑乘除法电路50判定基准振荡以及热敏电阻振荡的哪个较快。在计数器A先溢位的情况下，即、计数器A的计数比计数器B的计数快的情况下，基准振荡比热敏电阻振荡快。同样地，在计数B先溢位的情况下，即、计数器B的计数比计数器A的计数快的情况下，热敏电阻振荡比基准振荡快。
参照图5的示意图，对下一动作进行说明。图5示出计数器A先溢位即基准振荡比热敏电阻振荡快的情况。
计数器A被预置为“10000H”－基准值N1，计数器B被预置为初始值“0000H”。此处，基准值N1与N0相同地为任意的值。此外，也可以N1＝N0。
逻辑乘除法电路50使计数器A以及计数器B的计数同时开始。逻辑乘除法电路50若通过OVFA信号检知到计数器A溢位，则使计数器B的计数停止。此时，基准振荡一方较快，所以计数器A比计数器B先发生溢位。
参照图6的示意图对下一动作进行说明。
将计数器A溢位时的计数器B的计数值N2保存在逻辑乘除法电路50。此外，该计数值N2是针对基准值N1的计数器B的测量值，所以称为测量值N2。
此时的测量值N2由下述（1）式表示。此外，频率比：tRS／tRT表示热敏电阻振荡的频率（1／tRT）相对于基准振荡的频率（1／tRS）的比率。
N2＝N1×（tRS／tRT）···（1）
参照图7的示意图对下一动作进行说明。
在逻辑乘除法电路50中，通过乘除法电路来计算测量值N2／基准值N1。即、计算下述（2）式。
N2／N1＝tRS／tRT···（2）
逻辑乘除法电路50参照保存在ROM46中的表示tRS／tRT（频率比）与温度之间的对应关系的表来获取温度，而输出给显示装置14。
这样，在本实施方式中，使用RC振荡电路12而通过半导体装置10来检测温度。
此外，在热敏电阻振荡比基准振荡高，计数器B一方的计数较快而先发生溢位的情况下，也与上述相同地进行动作即可。
即、计数器B被预置为“10000H”－基准值N1’，计数器A被预置为初始值“0000H”。此处，基准值N1’与N0相同地为任意的值。此外，也可以N1’＝N0。另外，也可以N1＝N1’。
而且，逻辑乘除法电路50使计数器A以及计数器B的计数同时开始，若通过OVFB信号检知到计数器B溢位，则使计数器A的计数停止。逻辑乘除法电路50将计数器B溢位时的计数器A的计数值（测量值）N2’保存在逻辑乘除法电路50。此时的测量值N2’由下述（3）式表示。
N2’＝N1’×（tRT／tRS）···（3）
而且，在逻辑乘除法电路50中，通过乘除法电路来计算测量值N2’／基准值N1’。即、计算下述（4）式。
N1’／N2＝tRS／tRT···（4）
逻辑乘除法电路50参照保存在ROM46中的表示tRS／tRT（频率比）与温度之间的对应关系的表来获取温度，而输出给显示装置14。
此外，该情况下，在本实施方式中，计算基准值N1’／测量值N2’，但并不局限于此，也可以计算测量值N2’／基准值N1’。该情况下，在乘除法电路中，计算tRT／tRs。因此，预先在ROM46中保存频率比：tRS／tRT和频率比：tRT／tRS以中心为界而存在的表。该表是以tRS＝tRT时为边界（转折点）来划分频率比：tRS／tRT的区域（基准振荡周期tRS比热敏电阻振荡周期tRT大的情况下的区域）、和频率比：tRT／tRS的区域（热敏电阻振荡周期tRT比基准振荡周期tRS大的情况下的区域）的表。此外，在本实施方式中，该表的两区域被设置成tRT＝tRS为边界，但并不局限于此，也可以设置成两区域局部重叠。即、也可以作为设置有热敏电阻振荡周期tRT比基准振荡周期tRS＋容许值小的频率比：tRS／tRT的区域、和热敏电阻振荡周期tRT比基准振荡周期tRS－容许值大的频率比：tRT／tRS的区域的表。并且，使用上述的判定结果来判定基准振荡和热敏电阻振荡的哪个较快，在基准振荡一方较快的情况下，参照频率比：tRS／tRT的区域。另一方面，在热敏电阻振荡一方较快的情况下，参照频率比：tRT／tRS的区域。逻辑乘除法电路50像这样参照表来获取温度，而输出给显示装置14。
这样，在本实施方式的半导体装置10中，首先，判定基准振荡和热敏电阻振荡的哪个较快，以基准振荡和热敏电阻振荡的中较快的一方（或者相同的速度）为基准，来测量基于另一方的振荡的计数值。并且，以基于较高的一方的振荡的计数为基准值，将基于对基准值进行计数时的另一方的振荡的计数值作为测量值。基于基准值和测量值来计算频率比，并基于计算出的频率比，参照表示频率比与温度之间的对应关系的表来获取温度。
在本实施方式中，通过将较快的一方的振荡作为基准（基于较高一方的振荡来对基准值N1、N1’进行计数），由此对测量值N2、N2’进行计数的计数器不会发生溢位。另外，由于能够将基准值N1、N1’几乎设定为计数器长度（计数器最大值），所以在设计时，能够容易地决定基准值N1、N1’。另外，若增大基准值N1、N1’，则数据量变多，所以对应于增大基准值N1，N1’，测量精度提高。另外，如果减小基准值N1、N1’，则计数器的计数时间变短，所以测量变快。这样，由于基准值N1、N1’的大小处于单纯的权衡关系，所以半导体装置10对各种规格都能够利用。
另外，通过利用本实施方式的半导体装置10进行测量，能够解决以往若增大基准值则测量值发生溢位，若减小基准值则无法取测量值的计数量（无法够成为所期望的值）而无法确保精度这样的问题（详细内容，参照后述的比较例）。
即、在本实施方式的半导体装置10中，抑制无法测量，并且，只要确保测量时间就能够进行高精度测量。因此，在本实施方式的半导体装置10中，能够在较宽范围内高精度地进行测量。
此外，在本实施方式中，并不限于将计数器A作为对基准振荡进行计数的计数器、将计数器B作为对热敏电阻振荡进行计数的计数器。例如，也可以将先发生溢位的计数器作为计数器A，将另一个计数器作为计数器B。
（第2实施方式）
接下来，对第2实施方式进行说明。此外，与第1实施方式相同的结构以及动作记载其意思，省略详细的说明。
图8表示具备使用了本实施方式的RC振荡电路的测量装置即、半导体装置的电子设备的一个例子的示意结构图。如图8所示，本实施方式的半导体装置10在具备时钟振荡电路49这一点上与第1实施方式的半导体装置10不同。
时钟振荡电路49具有将周期：tCLK的时钟信号（以下，为了简化，称为时钟振荡）输出给计数器A的功能。
另外，如图8所示，本实施方式的半导体装置10在从振荡电路28输出的基准振荡以及热敏电阻振荡双方被输入计数器B这一点上，与第1实施方式的半导体装置10不同。
另外，图9表示示意性地示出图8所示的本实施方式的半导体装置10的示意图。如图9所示，本实施方式的半导体装置10在逻辑电路54不具备乘除法电路这一点上，与第1实施方式的逻辑乘除法电路50不同。
接下来，对本实施方式的半导体装置10的使用了RC振荡电路12的温度的检测动作进行说明。
图10表示示出本实施方式的半导体装置10的温度检测动作的流程的一个例子的流程图。首先，参照图10，对该温度检测动作整体的流程的概略进行说明。
在本实施方式的温度检测动作中，首先，检测基准振荡以及热敏电阻振荡哪个较快（步骤200）。接下来，以时钟振荡为基准，来测量基准振荡以及热敏电阻振荡中任一较慢的一方。在热敏电阻振荡一方较快的情况下，以时钟振荡为基准来测量基准振荡（步骤202＿1）。另一方面，在基准振荡一方较快的情况下，以时钟振荡为基准来测量热敏电阻振荡（步骤202＿2）。
接下来，以基准振荡以及热敏电阻振荡中任一较快的一方为基准，来测量时钟振荡。在热敏电阻振荡一方较快的情况下，以热敏电阻振荡为基准来测量时钟振荡（步骤204＿1）。另一方面，在基准振荡一方较快的情况下，以基准振荡为基准来测量时钟振荡（步骤204＿2）。
在本实施方式的半导体装置10中，通过按照这样的顺序进行测量（动作），能够防止计数器的溢位。
接下来，在热敏电阻振荡一方较快的情况以及基准振荡一方较快的情况下，分别计算频率比（步骤206＿1、206＿2）。并且，基于计算出的频率比，参照表示频率比与温度的对应关系的表来获取温度，而输出给显示装置14（步骤208＿1、208＿2）。
接下来，参照图11～图14的示意图，对各动作的详细进行说明。
首先，参照图11～图14的示意图，对上述步骤200的基准振荡以及热敏电阻振荡哪个较快的检测（判定）动作进行说明。
首先，以时钟振荡为基准来测量基准振荡。因此，如图11所示，设置（setting）各计数器。测量时钟振荡的计数器A被预置为从最大值“FFFFH”＋“1H”（＝“10000H”）减去规定值nA0后的值。由此，计数器A若进行nA0次计数，则发生溢位，从计数器A输出表示已发生溢位的OVFA信号。此外，规定值nA0与第1实施方式的N0相同，为任意的值。
另外，测量基准振荡的计数器B被预置为初始值“0000H”。
参照图12的示意图，对接下来的动作进行说明。此外，图12示出以时钟振荡为基准对基准振荡进行测量的测量后的状态。
逻辑电路54分别使计数器A对时钟振荡进行计数，使计数器B对基准振荡进行计数。计数器A若进行nA0次计数，则达到“10000H”，发生溢位，输出OVFA信号。在逻辑电路54中，基于对应于OVFA信号而输出的计数器A中断信号，使计数器B的计数停止。将此时的计数器B的计数值设为nB0。
在逻辑电路54中，将该nB0保存在存储器中。将保存在存储器中的该nB0作为nB1。即、nB0＝nB1。
此外，若nA0的值过大且基准振荡过快，则有可能产生计数器B比计数器A先发生溢位的问题。因此，通过使基准振荡频率和时钟振荡为同程度的速度，能够抑制该问题的产生，并使设计简化。另外，也可以代替基准振荡而使用时钟振荡。
此时，下述（5）式以及（6）式成立。
nA0×tCLK＝nB1×tRs···（5）
nB0＝nA0×（tCLK／tRS）···（6）
接下来，以时钟振荡为基准来测量热敏电阻振荡。因此，如图13所示，设置各计数器。测量时钟振荡的计数器A被预置为从最大值“FFFFH”＋“1H”（＝“10000H”）减去规定值nA0后的值。由此，计数器A若进行nA0次计数，则发生溢位。
另外，测量基准振荡的计数器B被预置为从“10000H”减去规定值nB1后的值。
参照图14的示意图，对接下来的动作进行说明。此外，图14示出以时钟振荡为基准对热敏电阻振荡进行测量的测量后的状态。
逻辑电路54分别使计数器A对时钟振荡进行计数，使计数器B对热敏电阻振荡进行计数。计数器A以及计数器B中任一的计数值先达到“10000H”的一方发生溢位。计数器A发生溢位的情况是基准振荡比热敏电阻振荡快的情况。另一方面，计数器B发生溢位的情况是热敏电阻振荡比基准振荡快的情况。另外，计数器A以及计数器B同时（包括视为同时的容许范围内）发生溢位的情况是基准振荡＝热敏电阻振荡的情况。
此时，下述（7）式以及（8）式成立。
nA0×tCLK＝nB1×tRT···（7）
tRS＝tRT···（8）
根据（7）式以及（8）式，能够单纯地理解为基准振荡与热敏电阻振荡是相同的测量条件。
因此，如果热敏电阻振荡一方较快，则计数器B先发生溢位，如果时钟振荡一方较快，则计数器A先发生溢位。
接下来，参照图15～图18的示意图，对基准振荡比热敏电阻振荡快的情况进行说明。该情况下，按照以时钟振荡为基准来测量热敏电阻振荡（上述步骤202＿2），以时钟振荡为基准来测量基准振荡（上述步骤204＿2）这样的流程进行动作。
使用以时钟振荡为基准，通过热敏电阻振荡的测量所得到的热敏电阻振荡的计数值，以基准振荡为基准来进行时钟振荡的测量。热敏电阻振荡比基准振荡慢。因此，如果以较快的基准振荡为基准对较慢的热敏电阻振荡的计数值进行计数，则计数较快地结束。
即、可以说以基准振荡为基准来测量时钟振荡的测量时间比以时钟振荡为基准来测量热敏电阻振荡的测量时间短。
因此，在本实施方式中，有将基准振荡使用于基准来测量时钟振荡时，测量时钟振荡的计数器A不会发生溢位这样的优点。
具体而言，如以下那样进行动作。
以时钟振荡为基准来测量热敏电阻振荡。因此，如图15所示，设置各计数器。此外，此处，为了容易理解本实施方式的半导体装置10的动作，作为目标，记载（一个例子的）频率。另外，在本实施方式中，是如上述那样推荐的动作的使时钟振荡与基准振荡频率tRS相同。另外，将测量时间设为1秒、nA0＝32k次。
测量时钟振荡的计数器A被预置为进行“10000H”－规定值nA0减法后的值。由此，计数器A若进行nA0次计数，则发生溢位，从计数器A输出表示已发生溢位的OVFA信号。此外，规定值nA0如上述，是任意的值。
另外，测量热敏电阻振荡的计数器B被预置为初始值“0000H”。
参照图16的示意图，对接下来的动作进行说明。此外，图16示出以时钟振荡为基准对测量热敏电阻振荡进行测量的测量后的状态。
逻辑电路54分别使计数器A对时钟振荡进行计数，使计数器B对热敏电阻振荡进行计数。计数器A若进行nA0次计数，则达到“10000H”，发生溢位，输出OVFA信号。在逻辑电路54中，基于对应于OVFA信号而输出的计数器A中断信号，使计数器B的计数停止。将此时的计数器B的计数值设为nB0。
此时，通过使基准振荡与时钟振荡为同程度的速度，能够使设计简化。基准振荡与时钟振荡是相同的频率。此时，可以说热敏电阻振荡比时钟振荡慢。因此，对热敏电阻振荡进行计数的计数器B可靠地不会发生溢位。另外，也可以代替基准振荡而使用时钟振荡。
在逻辑电路54中，将该nB0保存在存储器中。将保存在存储器中的该nB0作为nB1。即、nB0＝nB1。
此时，下述（9）式以及（10）式成立。
nA0×tCLK＝nB0×tRT···（9）
nB1＝nA0×（tCLK／tRT）···（10）
接下来，以时钟振荡为基准来测量基准振荡。因此，如图17所示，设置各计数器。测量时钟振荡的计数器A被预置为初始值“0000H”。另外，对基准振荡进行计数的计数器B被预置为从“10000H”减去规定值nB1后的值。由此，计数器B若进行nB1次计数，则发生溢位。
逻辑电路54分别使计数器A对时钟振荡进行计数，使计数器B对基准振荡进行计数。
参照图18的示意图，对接下来的动作进行说明。此外，图18示出以时钟振荡为基准对基准振荡进行测量的测量后的状态。
计数器B获得发生溢位时的计数器A的计数值nA1。此时，如上述，由于利用较快的基准振荡来测量较慢的热敏电阻振荡的计数值，所以测量时间变短。因此，计数器A不会发生溢位。
此时，下述（11）式成立。
nA1×tCLK＝nB1×tRS···（11）
若将（10）式代入（11）式，则下述（12）式成立。
nA1＝nA0×（tRS／tRT）···（12）
此处，nA0是规定值是已知的，所以能够作为常量使用。因此，实际上，利用（12）式，获得频率比：tRS／tRT，即、基准振荡与热敏电阻振荡的频率比。
如图15～图18的示意图所示，具体地，在本实施方式中，nA0＝32k、且nA1＝16k。因此，本实施方式的情况是nA1／nA0＝tRs／tRT＝1／2。这表示tRS／tRT的比率为1／2。
此外，频率＝1／周期，如上述，基准振荡的频率为1／tRS，热敏电阻振荡的频率为1／tRT。tRs／tRT＝1／2表示频率为周期的倒数，所以基准振荡频率tRS比热敏电阻振荡频率tRT高（快）二倍。
而且，对热敏电阻振荡比基准振荡快的情况进行说明。此外，与上述的基准振荡比热敏电阻振荡快的情况大致相同，省略示意图。
该情况下，通过以时钟振荡为基准来测量基准振荡（上述步骤202＿1），以时钟振荡为基准来测量热敏电阻振荡（上述步骤204＿1）这样的流程进行动作。
使用以时钟振荡为基准，通过基准振荡的测量所得到的基准振荡的计数值，以热敏电阻振荡为基准来进行时钟振荡的测量。基准振荡比热敏电阻振荡慢。因此，如果以较快的热敏电阻振荡为基准对较慢的基准振荡的计数值进行计数，则计数较快地结束。
即、可以说以热敏电阻振荡为基准来测量时钟振荡的测量时间比以时钟振荡为基准来测量基准振荡的测量时间短。
因此，在本实施方式中，有将热敏电阻振荡使用于基准来测量时钟振荡时，测量时钟振荡的计数器A不会发生溢位这样的优点。
具体而言，以下那样进行动作。
以时钟振荡为基准来测量基准振荡。测量时钟振荡的计数器A被预置为对“10000H”－规定值nA0进行减法后的值。由此，计数器A若进行nA0次计数，则发生溢位，从计数器A输出表示已发生溢位的OVFA信号。此外，规定值nA0如上述，是任意的值。
另外，测量基准振荡的计数器B被预置为初始值“0000H”。
并且，逻辑电路54分别使计数器A对时钟振荡进行计数，使计数器B对基准振荡进行计数。计数器A若进行nA0次计数，则达到“10000H”，如果发生溢位，则使计数器B的计数停止。将此时的计数器B的计数值设为nB0。
此时，通过使基准振荡与时钟振荡为同程度的速度，能够使设计简化。例如，基准振荡与时钟振荡是相同的频率。可以说在计数器A已计数nA0次时，计数器B未发生溢位，所以设计难易度降低，使设计简化。另外，也可以代替基准振荡而使用时钟振荡。
在逻辑电路54中，将该nB0保存在存储器中。将保存在存储器中的该nB0作为nB1。即、nB0＝nB1。
此时，下述（13）式以及（14）式成立。
nA0×tCLK＝nB0×tRS···（13）
nB1＝nA0×（tCLK／tRS）···（14）
接下来，以时钟振荡为基准来测量热敏电阻振荡。测量时钟振荡的计数器A被预置为初始值“0000H”。另外，对热敏电阻振荡进行计数的计数器B被预置为从“10000H”减去规定值nB1后的值。由此，计数器B若进行nB1次计数，则发生溢位。
逻辑电路54分别使计数器A对时钟振荡进行计数，使计数器B对热敏电阻振荡进行计数。
逻辑电路54获得计数器B发生溢位时的计数器A的计数值nA1。此时，如上所述，由于利用较快的热敏电阻振荡来测量较慢的基准振荡的计数值，所以测量时间变短。因此，计数器A不会发生溢位。
此时，下述（15）式成立。
nA1×tCLK＝nB1×tRT···（15）
而且，若将（14）式代入（15）式，则下述（16）式成立。
nA1＝nA0×（tRT／tRS）···（16）
此处，nA0是规定值是已知的，所以能够作为常量使用。因此，实际上，利用（16）式，获得频率比：tRT／tRs，即、热敏电阻振荡与基准振荡的频率比。
如图15～图18的示意图所示，具体地，在本实施方式中，nA0＝32k、且nA1＝16k。因此，本实施方式的情况是nA1／nA0＝tRs／tRT＝1／2。这表示tRS／tRT的比率为1／2。
此外，频率＝1／周期，如上述，基准振荡的频率为1／tRS，热敏电阻振荡的频率为1／tRT。tRs／tRT＝1／2表示频率为周期的倒数，所以基准振荡频率tRS比热敏电阻振荡频率tRT高（快）二倍。
如上所述，在基准振荡较快的情况下，获得式（12）的nA1＝nA0×（tRS／tRT）这样的结果。另一方面，在热敏电阻振荡较快的情况下，获得式（16）的nA1＝nA0×（tRT／tRS）这样的结果。这样，在本实施方式中，通过基准振荡以及热敏电阻振荡哪个较快，从而成为频率比的tRS／tRT反转。作为反转的转折点，例举基准振荡的频率与热敏电阻振荡的频率相等，tRS＝tRT这点。
因此，在本实施方式中，在ROM46中预先保存具备表示nA1＝nA0×（tRS／tRT）与温度之间的对应关系的区域、和表示nA1＝nA0×（tRT／tRS）与温度之间的对应关系的区域的表。此外，针对这样事先使ROM46保存的表示频率比与温度之间的对应关系的表具备2个区域这点，使其与第1实施方式相同即可。
而且，使用上述的判定结果，来判定基准振荡以及热敏电阻振荡的哪个较快，在基准振荡一方较快的情况下，参照nA1＝nA0×（tRS／tRT）的区域。另一方面，在热敏电阻振荡一方较快的情况下，参照nA1＝nA0×（tRT／tRS）的区域。逻辑乘除法电路50这样地参照表来获取温度，而输出给显示装置14。
这样，在本实施方式的半导体装置10中，以利用计数器A计数的时钟振荡为基准，判定利用计数器B计数的基准振荡以及热敏电阻振荡哪个较快。并且，以时钟振荡为基准，来测量基准振荡以及热敏电阻振荡的任一较迟的一方。在热敏电阻振荡一方较快的情况下，以时钟振荡为基准来测量基准振荡。在基准振荡一方较快的情况下，以时钟振荡为基准来测量热敏电阻振荡。接下来，以基准振荡以及热敏电阻振荡的任一较快的一方为基准来测量时钟振荡。在热敏电阻振荡一方较快的情况下，以热敏电阻振荡为基准来测量时钟振荡。另一方面，在基准振荡一方较快的情况下，以基准振荡为基准来测量时钟振荡。
在本实施方式中，由于一定将利用基准计数器计数的振荡作为较快的一方（或者相同的速度）的振荡，所以能够在对频率较慢的振荡进行计数的另一个计数器中不发生溢位。因此，无论在什么样的情况下（不管哪个振荡较快的情况下），都能够抑制计数器A以及计数器B的溢位，并能够高精度地进行测量。
另外，通过使基准振荡频率与时钟振荡频率为同程度，从而即使增大nA0n值，在任何的情况下都不会溢位，能够高精度地进行测量，并且使设计简化。另外，也可以代替基准振荡而使用时钟振荡。
另外，能够将基准计数器的计数值几乎增加至计数器长度（计数器最大值），所以能够增加计数值，并能够提高测量精度。
因此，在本实施方式的半导体装置10中，能够在较宽范围内高精度地进行测量。
此外，在本实施方式中，对表示频率比与温度之间的对应关系的表是具备2个区域的表的情况进行了说明，但并不限于此。可以构成为如第1实施方式，在基准振荡较快的情况、和热敏电阻振荡较快的情况下，改变计算频率比的式子。例如，也可以在基准振荡较快的情况下，计算nA1／nA0＝tRS／tRT，在热敏电阻振荡较快的情况下，计算nA0／nA1＝tRS／tRT。该情况下，表示频率比与温度之间的对应关系的表仅具备表示频率比：tRS／tRT与温度之间的对应关系的区域即可，但在逻辑电路54中，与第1实施方式相同，需要乘除法电路。
（比较例）
作为比较例，对使用了以往的RC电路的半导体装置的温度的测量进行说明。图26～图29表示利用作为比较例的以往的RC电路进行温度测量的半导体装置的示意图。计数器A以及计数器B与上述各实施方式相同地为16位的计数器。另外，与上述各实施方式相同地，将基准振荡的周期设为tRS、将热敏电阻振荡的周期设为tRT、以及将时钟振荡的周期设为tCLK。在比较例的半导体装置中，利用逻辑电路150，基于时钟振荡、基准振荡、以及热敏电阻振荡来测量温度。
对以往的半导体装置中的温度检测动作进行说明。
首先，如图26所示，在计数器A预置从最大值“FFFFH”＋“1H”（＝“10000H”）减去规定值nA0后的值。由此，计数器A若从计数开始进行nA0次计数，则发生溢位。
另外，在计数器B预置初始值“0000H”。
逻辑电路150使计数器A对时钟振荡进行计数，使计数器B对基准振荡进行计数。
接下来，如图27所示，在计数器A发生溢位的定时，使计数器A以及计数器B的计数结束（停止）。逻辑电路150读入此时的计数器B的计数值nB0，并暂时存储在存储器等中。另外，逻辑电路150将存储的nB0设定为计数值nB1（nB0＝nB1）。
对此时的nB0与nA0的关系进行说明。
在以往的半导体装置中，时钟振荡的计数数值×时钟振荡的周期＝基准振荡的计数数值×基准振荡的周期，此处，nB0×tRs＝nA0×tCLK。据此，导出nB0＝nA0×tCLK／tRS。
接下来，如图28所示，将计数器A预置为初始值“0000H”。在计数器B预置从“10000H”减去计数值nB1后的值。此外，计数值nB1作为与nB0相同的值，但也可以进行加权。
计数器A对时钟振荡进行计数。另一方面，计数器B对热敏电阻振荡进行计数。
接下来，如图29所示，在计数器B发生溢位的定时，读入计数器A的计数值nA1。如上所述，在以往的半导体装置中，nB0×tRs＝nA0×tCLK，所以导出nA1＝nB1×tRT／tCLK。此处，若将nB1＝nB0代入该式，则nA1＝nA0×tRT×tCLK／tCLK／tRS。若整理该式，则成为nA1／nA0＝tRT／tRS。
即、计数值nA1与规定值nA0的比成为热敏电阻振荡与基准振荡的比，即、振荡频率比。
使用了RC振荡电路的半导体装置的测量装置常常使用于较宽范围的测量。这样的情况下，在以往的半导体装置中，有可能产生以下那样的问题。
在RC振荡电路使用热敏电阻电阻的情况下，热敏电阻电阻在高温下电阻值变小，相反，在低温下电阻值变大。因此，在将测量的温度范围设为较宽范围的情况下，电阻值的变化变大。
例如，考虑测量非常高温的情况。在进行上述图28所示的动作的情况下，使被预置为“10000H”－nB1的计数器B对热敏电阻振荡进行计数。高温下，由于热敏电阻电阻的电阻值变低，所以热敏电阻振荡变快（频率变高）。因此，计数器B立刻发生溢位。由此，在与计数器B同时开始计数的计数器A中，计数数值较少。
在以往的半导体装置中，实际上在温度测量中使用的振荡频率比按nA1／nA0被给予，但nA1的计数数值较少，未得到测量精度（未得到所期望的测量精度）。一般地，计数数值与温度测量精度几乎成比例关系。因此，为了在高温下也能够高精度地进行测量，需要增大计数器B的预置值“10000H”－nB1中的nB1。使用加权（例如，乘以规定值）等，或者增大nA0，能够增大nB1，但无法够超过计数器B的最大计数值，有界限。
相反地，考虑测量非常低温的情况。在进行上述图28所示的动作的情况下，使被预置为“10000H”－nB1的计数器B对热敏电阻振荡进行计数。在低温下，由于热敏电阻电阻的电阻值变高，所以热敏电阻振荡变慢（频率变低）。因此，计数器B不容易发生溢位。因此，与计数器B同时开始计数的计数器A发生溢位。此外，这样，计数器A发生溢位，成为本来在该测量方法中不可能的测量。
在以往的半导体装置中，实际上在温度测量中使用的振荡频率比按nA1／nA0被给予，但nA1发生溢位，所以无法测量。因此，为了在低温下也能够进行测量，需要减小计数器B的预置值“10000H”－nB1中的nB1。使用加权（例如，乘以规定值）等，或者减小nA0，能够减小nB1。另外，需要增加计数器A的位数，以便nA1不发生溢位。
这样，在测量低温的情况下，为了不使计数器A发生溢位，而利用加权来减小nB1，或减小nA0，所以产生在测量高温的情况下无法确保测量精度这样的问题。因此，在以往的半导体装置中，难以进行较宽范围的测量。
与此相对地，在利用上述各实施方式所说明的本发明的半导体装置10中，判定基准振荡以及热敏电阻振荡中哪个较快，并根据判定结果进行测量。因此，不会如以往的半导体装置那样，在测量高温或低温的情况下，计数器A以及计数器B均不发生溢位。另外，因为能够增加计数值，所以能够高精度地进行测量。因此，在本发明的半导体装置10中，能够在较宽范围内高精度地进行测量。
（第3实施方式）
在上述第1实施方式以及第2实施方式中，对RC振荡电路12的热敏电阻20、基准电阻22、电容24、以及电容26被配置在半导体装置10的外部的情况进行了说明。
热敏电阻20难以制成被埋入LSI芯片（半导体装置10）内，所以在上述第1实施方式以及第2实施方式中，将热敏电阻20、基准电阻22、电容24、以及电容26配置在外部。
在本实施方式中，对将RC振荡电路12整体设置在半导体装置10内的情况进行说明。
首先，图19表示如第1实施方式以及第2实施方式那样，在外部设置热敏电阻20、基准电阻22、电容24、以及电容26情况下的RC振荡电路12的一个例子的电路图。
如图19所示，RC振荡电路12具备热敏电阻20、基准电阻22、电容24、电容26、以及多个反相器60（601～606）。多个反相器60（601～606）与振荡电路28对应。图19所示的多个反相器60（601～606）使用同一反相器电路。
反相器605的反转输出与热敏电阻20连接。反相器603的反转输出与基准电阻22连接。反相器604的反转输出与电容24的一端的电极连接。反相器601的输入与电容26的一端的电极连接。
另外，电容26的一端与热敏电阻20、基准电阻22、电容24、以及反相器601连接，另一端接地。此外，接地并不限定为0V，也可以是规定的电压。
另外，反相器602的输入与反相器601的反转输出以及反相器604的输入连接，并且反相器602的反转输出与反相器605以及反相器603的输入连接。
RC振荡电路12在输出基准振荡的情况下，使反相器605成为高阻抗状态，从而输出基准电阻22、电容24以及电容26的RC振荡作为基准振荡。另外，在输出热敏电阻振荡的情况下，使反相器603成为高阻抗状态，从而输出热敏电阻20、电容24以及电容26的RC振荡作为热敏电阻振荡。
图20表示本实施方式的RC振荡电路12’的一个例子的电路图。本实施方式的RC振荡电路12’如上述，RC振荡电路12’整体被设置在半导体装置10内。
本实施方式的RC振荡电路12’与图19所示的RC振荡电路12相比，代替热敏电阻20和反相器60，而具备传感器反相器62。
本实施方式的传感器反相器62包括反相器部63以及偏置电路64。图21表示传感器反相器62的反相器部63的一个例子的电路图。如图21所示，反相器部63以串联的方式连接有2个PMOS晶体管P1、P2、以及2个NMOS晶体管N1、N2。PMOS晶体管P1的栅极被施加由详细后述的偏置电路生成的pbias电压。NMOS晶体管N2的栅极被施加由偏置电路生成的nbias电压。另外，PMOS晶体管P2以及NMOS晶体管N1的栅极被施加node1的电压。
反相器部63被输入pbias电压以及nbias电压，PMOS场效应晶体管P1、P2、NMOS场效应晶体管N1、N2的ON电阻根据这些偏置电压而变化。因此，在反相器部63中，互导变化，从L电平向H电平转换的时间、以及从H电平向L电平转换的时间根据偏置电压而变化。
本实施方式的传感器反相器62所具备的偏置电路生成的偏置电压根据温度而变化。
图22表示本实施方式的传感器反相器62的偏置电路的一个例子的电路图。图22所示的偏置电路64A具备由2个PMOS晶体管P3、P4构成的电流反射镜、由2个NMOS晶体管N3、N4构成的电流反射镜、和电阻元件R1。
偏置电路64A的PMOS晶体管P3以及PMOS晶体管P4的栅极被施加的电压作为pbias电压被供给给反相器部63。另外，偏置电路64A的NMOS晶体管N3以及NMOS晶体管N4的栅极被施加的电压作为nbias电压作为被供给给反相器部63。
另外，图23表示本实施方式的传感器反相器62的偏置电路的其它例子的电路图。图23所示的偏置电路64B具备由2个PMOS晶体管P3、P4构成的电流反射镜、一个DMOS晶体管D1、一个NMOS晶体管N4、和电阻元件R1。
DMOS晶体管D1的栅极被施加连接有NMOS晶体管N4和电阻元件R1的节点的电压。另外，NMOS晶体管N4的栅极被施加连接有PMOS晶体管P4和NMOS晶体管N4的节点的电压。
偏置电路64B的PMOS晶体管P3以及PMOS晶体管P4的栅极被施加的电压作为pbias电压被供给给反相器部63。另外，偏置电路64A的NMOS晶体管N4的栅极被施加的电压作为nbias电压被供给给反相器部63。
在图22所示的偏置电路64A以及图23所示的偏置电路64B中，取决于MOS晶体管的温度特性，偏置电流具有若干的温度特性。因此，反相器部63被施加的偏置电压（pbias、nbias）根据温度而变化，因此作为传感器反相器62而发挥作用。另外，若偏置电路64A以及偏置电路64B的电阻元件R1使用具有温度特性的电阻，则偏置电路64A以及偏置电路64B还具有更大的温度特性。
而且，图24表示本实施方式的传感器反相器62的偏置电路的其它例子的电路图。另外，图25表示具备图24所示的偏置电路64C、和反相器部63的传感器反相器62的电路图。
图24所示的偏置电路64C具备2个PMOS晶体管P3、P4、2个NMOS晶体管N3、N4、和放大器A1。
放大器A1被输入连接有基准电压以及PMOS晶体管P3和NMOS晶体管N3的节点的电压。放大器A1的输出与PMOS晶体管P3、P4的栅极连接。NMOS晶体管N3的栅极被施加连接有PMOS晶体管P3和NMOS晶体管N3的节点的电压。另外，NMOS晶体管N4的栅极被施加连接有PMOS晶体管P4和NMOS晶体管N4的节点的电压。
如图25所示，偏置电路64C的PMOS晶体管P4的栅极被施加的电压作为pbias电压被供给给反相器部63的PMOS晶体管P1的栅极。另外，偏置电路64C的NMOS晶体管N4的栅极被施加的电压作为nbias电压被供给给反相器部63的NMOS晶体管N2的栅极。
在图24所示的偏置电路64C中，能够将MOS晶体管的温度－电压特性（电压的温度依存特性）转换为温度－电流特性（电流的温度依存特性）。
此外，放大器A1的基准电压优选使用由带隙调节器生成的电压。带隙调节器具有温度依存特性，所以传感器反相器62的温度特性变得更显著，能够进行高精度的测量。
另外，也可以将NMOS晶体管N3不作为MOS晶体管，而作为双极性晶体管。该情况下，集电极电流取决于温度而变化，所以传感器反相器62的温度特性变得更显著，能够进行高精度的测量。
在本实施方式中，这样，对电容24以及电容26充电电荷的传感器反相器62因偏置电路64（64A、64B、64C）而具有温度特性。例如，若具有正的温度特性，则在低温下进行动作的情况下，电流变少，所以振荡频率（热敏电阻振荡频率：1／tRT）变为低频。另一方面，在高温下进行动作的情况下，电流变多，所以振荡频率（热敏电阻振荡频率：1／tRT）变为高频。
因此，能够使用代替热敏电阻20而具备传感器反相器62的RC振荡电路12’，并利用半导体装置10来进行温度的测量，另外，传感器反相器62能够埋入半导体装置10的内部（LSI芯片内），所以能够将RC振荡电路12’整体设置在半导体装置10的内部。
这样，在RC振荡电路12’中，由于无需外置热敏电阻20，能够减少部件数，并能够使板（board）设计简化。另外，在RC振荡电路12’中，能够减少制造成本。
此外，只要偏置电路64具有温度特性，则RC振荡电路12’并不限于上述的结构。另外，偏置电路64的反相器部63也可以是与反相器60的反相器部（图示省略）相同的结构。
如以上说明的那样，在上述各实施方式的半导体装置10中，判定基准振荡和热敏电阻振荡哪个较快，并根据以较快的一方为基准来进行测量后的结果，计算频率比，参照频率比与温度的表来获取温度。
这样，在上述各实施方式的半导体装置10中，以基准振荡与热敏电阻振荡任一较快的一方为基准来进行测量，所以不会发生溢位，能够在较宽范围内高精度地进行测量。
此外，在上述各实施方式中，对使用RC振荡电路12的热敏电阻传感器来测量温度的半导体装置10进行了说明，但并不局限于此，例如，对利用使用了湿度传感器、压力传感器等各种传感器的RC振荡电路来进行测量的半导体装置当然能够应用。例如，也可以采用使用了基准电阻元件、和具有湿度特性的电容元件（传感器容量）的RC振荡电路。
另外，在上述各实施方式中，在半导体装置10中仅具备一个RC振荡电路12（12’），但也可以具备多个RC振荡电路12（12’）。例如，也可以具备用于测量温度的RC振荡电路12（12’）、和用于测量湿度的RC振荡电路12（12’）。
另外，在上述各实施方式中，作为针对热敏电阻（传感器）振荡的振荡，以RC振荡为基准振荡进行了记载，基准振荡使用相对于温度或环境等几乎不变化（依存性较低），或者，进行与热敏电阻（传感器）振荡完全不同的动作的振荡即可。基准振荡并不局限于CR振荡，只要是这样的振荡，也可以使用CI振荡、时钟振荡等。
另外，在上述第1实施方式以及第2实施方式中，将基准电阻22作为可变电阻，但并不局限于此，也可以使用电阻值被固定的电阻元件。
另外，利用其它上述各实施方式说明的电子设备1、半导体装置10、以及RC振荡电路12的结构以及动作等是一个例子，当然在不脱离本发明的主旨的范围内能够根据状况变更。

Claims (13)

1.一种半导体装置，其特征在于，具备：
第1计数器，其基于第1频率的信号来进行计数动作；
第2计数器，其基于第2频率的信号来进行计数动作；以及
控制部，所述控制部根据所述第1计数器的计数值和所述第2计数器的计数值来判定所述第1频率和所述第2频率哪个较高，并以较高的一方的频率为基准来测量另一方的频率，从而计算频率比，所述控制部参照表示所述频率比与测量值的对应关系的规定的表来获取测量值。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述控制部根据所述规定的表，基于规定值相对于测量值的比率或者所述测量值相对于所述规定值的比率来计算频率比，
所述规定值是基于所述第1频率和所述第2频率任一较高的一方而根据较高的一方的频率的信号来进行计数动作的计数器的计数，
所述测量值是相对于所述规定值的另一方的计数器的计数。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
所述规定的表包括保存第2频率相对于第1频率的比率的第1区域、和保存第1频率相对于第2频率的比率的第2区域。
4.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
在所述第1频率一方较高的情况下，所述控制部参照所述第1区域，在所述第2频率一方较高的情况下，所述控制部参照所述第2区域。
5.根据权利要求3或者权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，
在所述第1区域保存有所述第1频率小于对所述第2频率加上规定的容许值后的值的情况下的频率比，在所述第2区域保存有所述第1频率大于对所述第2频率减去规定的容许值后的值的情况下的频率比。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1计数器以及所述第2计数器向所述控制部发送规定的通知，
在接收到所述通知的情况下，所述控制部判定是所述第1计数器和所述第2计数器哪个的通知，停止未发送通知的计数器的计数。
7.一种半导体装置，其特征在于，具备：
第1计数器，其基于时钟信号来进行计数动作；
第2计数器，其基于第1频率的信号以及第2频率的信号来进行计数动作；以及
控制部，其根据所述第1计数器的计数值、基于所述第1频率的信号的所述第2计数器的计数值、以及基于所述第2频率的信号的所述第2计数器的计数值，来判定所述第1频率和所述第2频率哪个较高，所述控制部基于以所述时钟信号为基准而测量较低的一方的频率的测量结果，以较高的一方的频率为基准来进行测量所述时钟信号的测量，从而计算频率比，所述控制部参照表示所述频率比与测量值的对应关系的规定的表来获取测量值。
8.根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，
在所述第1频率一方较高的情况下，所述控制部计算表示所述第2频率相对于所述第1频率的比率的频率比，
在所述第2频率一方较高的情况下，所述控制部计算表示所述第1频率相对于所述第2频率的比率的频率比。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1频率是基于基准电阻元件和电容元件的振荡的频率，所述第2频率是基于电阻值取决于环境而变化的传感器元件和所述电容元件的振荡的频率。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述的半导体装置，其特征在于，还具备：
第1电容元件，其一端被接地，
基准电阻元件，其一端与所述第1电容元件的另一端连接；
第2电容元件，其一端与所述第1电容元件的另一端连接；
第1反相器，其输入侧与所述第1电容元件的另一端连接；
第2反相器，其输入侧与所述第1反相器的输出侧连接；
第3反相器，其输入侧与所述第2反相器的输出侧连接，并且所述第3反相器的输出侧与所述基准电阻元件的另一端连接；
第4反相器，其输入侧与所述第1反相器的输出侧连接，并且所述第4反相器的输出侧与所述第2电容元件的另一端连接；以及
传感器反相器，其输入侧与所述第2反相器的输出侧连接，并且所述传感器反相器的输出侧与所述第1电容元件的另一端连接，所述传感器反相器的输出取决于环境而变化，
所述第1频率是基于所述基准电阻元件、所述第1电容元件以及所述第2电容元件的振荡的频率，所述第2频率是基于所述传感器反相器、所述第1电容元件以及所述第2电容元件的振荡的频率。
11.根据权利要求10所述的半导体元件，其特征在于，
所述传感器反相器具备偏置电压取决于环境而变化的偏置电路、和被施加通过所述偏置电路供给的偏置电压的反相器。
12.一种测量方法，是基于具备基于第1频率的信号来进行计数动作的第1计数器、和基于第2频率的信号来进行计数动作的第2计数器的半导体装置的测量方法，所述测量方法的特征在于，具备：
基于所述第1计数器的计数值和所述第2计数器的计数值来判定所述第1频率和所述第2频率哪个较高的工序；
以较高的一方的频率为基准来测量另一方的频率，从而计算频率比的工序；以及
参照表示所述频率比与测量值的对应关系的规定的表，来获取测量值的工序。
13.一种测量方法，是基于具备基于时钟信号来进行计数动作的第1计数器、和基于第1频率的信号以及第2频率的信号来进行计数动作的第2计数器的半导体装置的测量方法，所述测量方法的特征在于，具备：
根据所述第1计数器的计数值、基于所述第1频率的信号的所述第2计数器的计数值、以及基于所述第2频率的信号的所述第2计数器的计数值，来判定所述第1频率和所述第2频率哪个较高的工序；
基于以所述时钟信号为基准而测量较低的一方的频率的测量结果，以较高的一方的频率为基准来进行测量所述时钟信号的测量，从而计算频率比的工序；以及
参照表示所述频率比与测量值的对应关系的规定的表，来获取测量值的工序。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105738001A (zh) * 2014-12-25 2016-07-06 瑞萨电子株式会社 半导体器件
CN112240804A (zh) * 2019-07-19 2021-01-19 财团法人工业技术研究院 感测装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10345157B2 (en) * 2014-04-16 2019-07-09 Silicon Integrated Systems Corp. On-chip temperature sensing device
FR3074582A1 (fr) * 2017-12-04 2019-06-07 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Procede de mesure d'au moins la frequence moyenne d'un signal alternatif, et circuit electronique correspondant

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3537002A (en) * 1967-07-21 1970-10-27 Avtron Mfg Inc Digital apparatus for calibrating and displaying plural input frequencies and for computing their differences and ratio
JP2003028726A (ja) * 2001-07-12 2003-01-29 Citizen Electronics Co Ltd 電子体温計
US20070216376A1 (en) * 2006-03-20 2007-09-20 Fujitsu Limited Semiconductor integrated circuit and system guaranteeing proper operation under low-temperature condition
CN101769798A (zh) * 2009-01-06 2010-07-07 比亚迪股份有限公司 一种温度检测***
CN101782439A (zh) * 2008-12-31 2010-07-21 英特尔公司 用于温度传感器的比率计
JP2010190767A (ja) * 2009-02-19 2010-09-02 Seiko Epson Corp 計測装置、および計測方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4150573A (en) * 1976-12-03 1979-04-24 Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. Electronic digital thermometer
JPS59662A (ja) * 1982-06-28 1984-01-05 Fujitsu Ltd 周波数測定方式
JPS6337225A (ja) * 1986-07-31 1988-02-17 Kyocera Corp 温度検出回路
US4816748A (en) * 1986-08-28 1989-03-28 Nippon Mining Co., Ltd. Electronic thermohygrometer with square-wave pulse signal generator
JPS6435231A (en) * 1987-07-30 1989-02-06 Citizen Watch Co Ltd Temperature detection circuit
JPH10170564A (ja) * 1996-12-13 1998-06-26 Nec Eng Ltd クロック周波数測定回路及びその方法
US5899570A (en) * 1997-03-28 1999-05-04 Microchip Technology Incorporated Time-based temperature sensor system and method therefor
JP2007024865A (ja) * 2005-06-17 2007-02-01 Renesas Technology Corp 半導体装置
KR20130070953A (ko) * 2011-12-20 2013-06-28 한국전자통신연구원 공정변화에 둔감한 오실레이터 기반 디지털 온도센서

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3537002A (en) * 1967-07-21 1970-10-27 Avtron Mfg Inc Digital apparatus for calibrating and displaying plural input frequencies and for computing their differences and ratio
JP2003028726A (ja) * 2001-07-12 2003-01-29 Citizen Electronics Co Ltd 電子体温計
US20070216376A1 (en) * 2006-03-20 2007-09-20 Fujitsu Limited Semiconductor integrated circuit and system guaranteeing proper operation under low-temperature condition
CN101782439A (zh) * 2008-12-31 2010-07-21 英特尔公司 用于温度传感器的比率计
US8136987B2 (en) * 2008-12-31 2012-03-20 Intel Corporation Ratio meter for temperature sensor
CN101769798A (zh) * 2009-01-06 2010-07-07 比亚迪股份有限公司 一种温度检测***
JP2010190767A (ja) * 2009-02-19 2010-09-02 Seiko Epson Corp 計測装置、および計測方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105738001A (zh) * 2014-12-25 2016-07-06 瑞萨电子株式会社 半导体器件
CN105738001B (zh) * 2014-12-25 2020-01-07 瑞萨电子株式会社 半导体器件
CN112240804A (zh) * 2019-07-19 2021-01-19 财团法人工业技术研究院 感测装置
US11543297B2 (en) 2019-07-19 2023-01-03 Industrial Technology Research Institute Sensing devices

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US20140286472A1 (en) 2014-09-25

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