[发明专利]用于测量电容性元件之间的电容差的方法和系统

权利要求书

1.一种用于测量第一电容性元件(DUT1)与第二元件(DUT2)之间的电容差(△C)的方法，所述方法包括以下步骤：

提供第一DC电压(Vhigh)、不同于所述第一DC电压的第二DC电压(Vlow)、以及第三DC电压(GND)；

将所述第一电容性元件(DUT1)连接在第一节点(N1)与第二节点(N2)之间，所述第二节点能经由第一开关(T1)连接到所述第三DC电压(GND)；

将所述第二电容性元件(DUT2)连接在第三节点(N3)与第四节点(N4)之间，所述第四节点能经由与所述第一开关匹配的第二开关(T2)连接到所述第三DC电压(GND)，并且所述第二和第四节点(N2、N4)能彼此连接；

在第一阶段：

-将所述第一DC电压(Vhigh)施加于所述第一节点(N1)并且将所述第二DC电压(Vlow)施加于所述第三节点(N3)，以对所述电容性元件(DUT1、DUT2)充电；

-通过非重叠时钟信号(Vset1、Vset2)交替地闭合所述第一和第二开关(T1、T2)，并且测量流经所述第一和第二开关(T1、T2)中的至少一者的第一所得电流(I1、I2)；

在第二阶段：

-将所述第一和第二DC电压(Vhigh、Vlow)交替地施加于所述第一和第三节点(N1、N3)，以交替地对所述电容性元件(DUT1、DUT2)充电和放电；

-通过所述非重叠时钟信号(Vset1、Vset2)交替地闭合所述第一和第二开关(T1、T2)，在这样的实例中，所述第一和第二DC电压(Vhigh、Vlow)的所述交替在所述第一开关或所述第二开关闭合时发生，并且测量流经所述第一和第二开关(T1、T2)中的至少一者的第二所得电流(I1、I2)；

根据分别在所述第一阶段和所述第二阶段期间测量出的所述第一和第二所得电流(I1、I2)，确定所述电容差(△C)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过交替地将所述第一节点(N1)和所述第三节点(N3)连接到提供所述第一DC电压的第一DC电压源和提供所述第二DC电压的第二DC电压源，使第所述一和第二DC电压(Vhigh、Vlow)交替地施加于所述第一和第三节点(N1、N3)。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一和第二电流中的至少一者通过互阻抗放大器来测量。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一和第二电流中的至少一者通过积分器电路来测量。

5.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一和第二DC电压的交替由具有50％占空比的互补时钟信号来执行，并且用于操作所述第一和第二开关(T1、T2)的非重叠时钟信号(Vset1、Vset2)具有小于50％的占空比。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述非重叠时钟信号(Vset1、Vset2)具有超过40％的占空比。

7.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第三DC电压是接地电压电平(GND)。

8.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，第一测量用设定成第一组值的第一、第二和第三DC电压来执行，并且第二测量用设定成与所述第一组值不同的第二组值的第一、第二和第三DC电压来执行。

9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，第一测量以交替的第一频率和所述非重叠时钟信号来执行，并且第二测量以交替的第二频率和所述非重叠时钟信号来执行，所述第二频率不同于所述第一频率。

10.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一阶段中，所述第一和第二DC电压(Vhigh、Vlow)以相对于所述第二阶段反相180°的方式交替地施加于所述第一和第三节点(N1、N3)。

11.一种用于测量第一导电材料、第二导电材料和第三导电材料之间的位置信息的方法，其中所述第一和第二导电材料形成第一电容性元件而所述第二和第三导电材料形成第二电容性元件，所述方法包括：第一步骤，通过权利要求1-10中的任一项所述的方法测量所述第一电容性元件与所述第二电容性元件之间的电容差；以及第二步骤，根据测量出的电容差以及所述第一、第二和第三导电材料的材料参数，确定所述位置信息。