半导体装置以及包括半导体装置的ac电阻测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体装置，以及包括该半导体装置的AC电阻测量系统。例如，本发明涉及一种适用于防止电路尺寸增大的半导体装置，以及包括该半导体装置的AC电阻测量系统。
【背景技术】
[0002]—种用于测量身体脂肪等的身体组成的测量装置，测量当使AC基准电流流过测量对象诸如一只脚时而获得的电压，并基于该测量结果计算测量对象的AC电阻。基于如此得到的AC电阻估计身体脂肪等的身体组成。
[0003]例如，在日本未经审查的专利申请公开N0.Hll-113872中，公开了一种用于测量身体脂肪的技术。在日本未经审查的专利申请公开N0.Hll-113872中所公开的结构中，通过使用AD转换器测量测量对象的AC电压(放大器电路的输出电压)。
【发明内容】
[0004]在日本未经审查的专利申请公开N0.H11-113872中公开的结构中，测量对象的AC电压的范围是宽的，这需要使用高分辨率AD转换器以测量AC电压。△ Σ型AD转换器被认为是典型的高分辨率AD转换器。
[0005]Δ Σ型AD转换器的采样频率低于常规AD转换器的采样频率。因此，Δ Σ型AD转换器的采样频率更可能低于测量对象的AC电压的频率。在这种情况下，该△ Σ型AD转换器不能直接测量测量对象的AC电压。因此，需要检测测量对象的AC电压，将AC电压平滑并转换为DC电压，然后测量DC电压。
[0006]换句话说，日本未经审查的专利申请公开N0.Hll-113872所公开的结构，不仅需要包括高分辨率AD转换器，而且还需要检测测量对象的AC电压的检测器和执行平滑的平滑电路。这会导致电路尺寸增大的问题。从下面的描述和附图，本发明需要解决的其他问题和新的特征将变得明显。
[0007]本发明的第一方面是一种半导体装置，包括:AC电压生成单元，其根据控制信号生成具有振幅的AC电压；与测量对象串联地提供的电阻元件，AC电压被施加到该电阻元件；电压检测单元，其检测电阻元件两端之间的差电压是否已达到规定电压；以及控制单元，其基于电压检测单元的检测结果向AC电压生成单元输出控制信号以使AC电压生成单元生成AC电压，使得差电压达到规定电压。
[0008]根据本发明的第一方面，能够提供一种能防止电路尺寸增大的半导体装置，以及包括该半导体装置的AC电阻测量系统。
【附图说明】
[0009]结合附图，从下面的某些实施例的描述，本发明的上述和其他方面的优势和特征将变得更加明显，其中:
[0010]图1是示出根据第一实施例的半导体装置的配置的框图；
[0011]图2是示出在图1示出的半导体装置中提供的AC电压生成单元的配置示例的框图；
[0012]图3是示出在图1示出的半导体装置的操作的流程图；
[0013]图4是示出包括图1示出的半导体装置的AC电阻测量系统的配置示例的图；
[0014]图5是示出根据第二实施例的AC电阻测量系统的配置示例的图；以及
[0015]图6是示出根据第三实施例的AC电阻测量系统的配置示例的图。
【具体实施方式】
[0016]在下文中，将参考附图描述实施例。附图以简化的方式做出，因此本发明的实施例的技术范围不应根据附图进行狭义的解释。相同的部件用相同的参考数字表示，并省略其重复描述。
[0017]在下面的实施例中，在必要时，本发明通过使用单独的部分或单独的实施例来解释说明。然而，那些实施例是彼此无关的，除非另有说明。也就是说，它们以这种方式相关，其中一个实施例是另一个实施例的一部分或全部的更改示例、应用示例、详细说明或补充说明。而且，在下面的实施例中，当提到元件等的数字时(包括件数、数值、数量、范围等)，其数字不限定于特定数字且其可以大于或小于或等于该特定数字，除非特别指明并且在原则上明确限制于该特定数字。也就是说，也可使用比特定数字更大的数字或更小的数字。
[0018]而且，在下面的实施例中，部件(包括操作步骤，等)并不一定是必不可少的，除了部件被明确指定或基于其原理部件显然是不可缺少的情况以外。类似地，在下面的实施例中，当提到一个或多个部件等的形状、位置关系等时，基本上类似或相像于那个形状的形状等，也包括在那个形状等中，除了那个形状等被明确指定或者基于那个形状的原理这种形状等被排除的情况以外。这也适用于上述数字等(包括件数、数值、数量、范围等)。
[0019]〈第一实施例〉
[0020]图1是示出根据第一实施例的半导体装置1的框图。
[0021]根据第一实施例的半导体装置1被应用于例如测量身体脂肪等的身体组成的测量装置。根据第一实施例的半导体装置1包括与测量对象诸如一只脚串联地提供的电阻元件。AC电压被施加到电阻元件。该半导体装置1测量当电阻元件两端之间所生成的电压达到规定电压时所获得的AC电压。可基于所测量的AC电压的振幅值、电阻元件的预定电阻值和流过电阻元件的交流电流的值，计算测量对象的电阻值。而且，可由计算的测量对象的电阻值估计身体组成。因此，根据第一实施例的半导体装置1不需要通过使用高分辨率AD转换器诸如△ Σ型AD转换器测量测量对象的AC电压。这排除了对提供检测器和平滑电路的需要。因此，能够防止电路尺寸的增加。将在下面详细描述该配置。
[0022]如图1所示，半导体装置1包括AC电压生成单元11、电压检测单元12、控制单元
13、电压电路(基准电压生成电路)14和电阻元件Rr。图1还示出了提供的与电极T1和T2接触的测量对象Rm。
[0023]AC电压生成单元11生成具有可调振幅的AC电压Vg。具体来说，AC电压生成单元11根据控制信号S1生成具有振幅的AC电压Vg。
[0024](AC电压生成单元11的配置示例)
[0025]图2是示出AC电压生成单元11的配置示例的框图。
[0026]如图2所示，AC电压生成单元11包括AC电压源111，其生成具有预定振幅的AC电压，以及可变电压装置112，其根据控制信号S1放大从AC电压源111输出的具有振幅的AC电压，并输出放大的AC电压作为AC电压Vg。
[0027]AC电压源111由例如其上安装有DA转换器的波形发生器、PWM装置或PEM装置，以及低通滤波器组成，该低通滤波器使波形发生器、PWM装置和PFM装置中的任何一个的输出波形成形为正弦波交流电。可变电压装置112由可变放大器电路或衰减器组成。第一实施例示出了其中可变电压装置112由衰减器113组成的示例。
[0028]回到图1，提供与测量对象Rm串联地连接的电阻元件Rr。换句话说，电阻元件Rr和测量对象Rm串联地提供在AC电压生成单元11和电压电路14之间。电压电路14是一种生成基准电压的电路。第一实施例示出了其中基准电压是电源电压和接地电压GND之间的中间电压(=(电源电压+接地电压)/2)的示例。
[0029]具体来说，电阻元件Rr提供在AC电压生成单元11和电极T1之间，电极T1是与测量对象Rm接触的电极中的一个电极。电极T2，其是与测量对象Rm接触的电极中的另一个电极，其被连接到电压电路14。
[0030]来自AC电压生成单元11的AC电压Vg被施加到经过电阻元件Rr和测量对象Rm的电流通路的一端(即，在这种情况下，电阻元件Rr的一端)。来自电压电路14的基准电压被施加到电流通路的另一端(即，在这种情况下，测量对象Rm的电极T2侧)。因此，交流电流Im流过电阻元件Rr和测量对象Rm。
[0031 ] 电压检测单元12检测电阻元件Rr两端之间的差电压Vr是否达到规定电压Vref。例如，当差电压Vr没有达到规定电压Vref时，电压检测单元12将检测结果D1设置为不活跃(例如，L电平)，当差电压Vr达到规定电压Vref时，电压检测单元12将检测结果D1设置为活跃(例如，Η电平)。
[0032]控制单元13是例如一种微型计算机，并根据电压检测单元12的检测结果输出控制信号S1。具体来说，控制单元13向AC电压生成单元11输出控制信号S1以生成具有振幅的AC电压Vg，在该振幅处检测结果D1变得活跃(即，差电压Vr达到了规定电压Vref)。
[0033](半导体装置1的操作)
[0034]接下来，将描述半导体装置1的操作。
[0035]图3是示出半导体装置1的操作的流程图。
[0036]如图3所示，AC电压生成单元11的设定值N，在初始状态设置为0 (步骤S101)。设定值N表示AC电压Vg的振幅的幅度。该设定值N越大，AC电压Vg的振幅越大。因此，在初始状态，AC电压Vg的振幅小。
[0037]这时，如果差电压Vr没有达到规定电压Vref (在步骤S102中为否)，则电压检测单