KR100843226B1 - 온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 이를 이용한 리프레쉬제어 방법 - Google Patents

온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 이를 이용한 리프레쉬제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100843226B1
KR100843226B1 KR1020070002177A KR20070002177A KR100843226B1 KR 100843226 B1 KR100843226 B1 KR 100843226B1 KR 1020070002177 A KR1020070002177 A KR 1020070002177A KR 20070002177 A KR20070002177 A KR 20070002177A KR 100843226 B1 KR100843226 B1 KR 100843226B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
temperature
temperature sensor
gate
pmos transistor
Prior art date
Application number
KR1020070002177A
Other languages
English (en)
Inventor
서영훈
정원경
박한나
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070002177A priority Critical patent/KR100843226B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100843226B1 publication Critical patent/KR100843226B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/406—Management or control of the refreshing or charge-regeneration cycles
    • G11C11/40626—Temperature related aspects of refresh operations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/406—Management or control of the refreshing or charge-regeneration cycles
    • G11C11/40615—Internal triggering or timing of refresh, e.g. hidden refresh, self refresh, pseudo-SRAMs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/04—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store with means for avoiding disturbances due to temperature effects
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C2211/00—Indexing scheme relating to digital stores characterized by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C2211/401—Indexing scheme relating to cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C2211/406—Refreshing of dynamic cells
    • G11C2211/4065—Low level details of refresh operations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

본 발명은 온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 그리고 이를 이용한 리프레쉬 제어 방법에 대하여 개시된다. 온도 센서는, 고온 및 저온 테스트를 이용하고, 제1 및 제2 제어 코드들에 응답하여 온도에 대하여 독립적인 전류를 발생하여 감지 온도 변화의 기준으로 삼는다. 온도 센서는 짧은 주기로 트랙킹 코드를 ±1씩 변화시키면서 온도 센서의 감지 온도를 설정된 단위 온도씩 변화시키고, 온도 센서의 감지 온도가 칩의 현재 온도와 같을 때의 트랙킹 코드를 검출한다. 검출된 트랙킹 코드에 따라 셀프 리프레쉬 주기를 셋팅한다. 이 후, 긴 주기 마다 한 번씩 트랙킹 코드를 ±1 씩 업데이트시키고, 업데이트되는 트랙킹 코드에 따라 셀프 리프레쉬 주기를 조절한다.
온도 센서, 제1 및 제2 제어 코드들, 온도 변화에 독립적인 전류, 고온 및 저온 테스트, 트랙킹 코드, 테스트 코드, 온도 검출 방법, 리프레쉬 제어 방법

Description

온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 이를 이용한 리프레쉬 제어 방법{On-chip thermometer, temperature detection method and refresh control method using the same}
도 1은 반도체 장치의 온도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 2는 종래의 온도 감지기를 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 3은 도 2의 온도 감지기의 특성을 설명하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 온도 감지기를 설명하는 블락 다이어그램이다.
도 5는 도 4의 온도 센서를 설명하는 블락 다이어그램이다.
도 6은 도 5의 PTAT 전류 발생부와 제1 및 제2 CTAT 전류 발생부들을 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 7a 및 도 7b는 도 6에서 설명된 PTAT 전류 발생부와 제1 및 제2 CTAT 전류 발생부들의 온도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8a 및 도 8b는 도 5의 전류 합산부, 기준 전류 발생부, 미세 전류 발생부, 그리고 전류 비교부를 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 9는 도 5의 차동 증폭부를 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 10은 도 5의 래치부를 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 11은 도 4의 전원 발생부를 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 12 내지 도 14는 도 7의 그래프에 연계하여, 도 8의 전류 합산부, 기준 전류 발생부, 미세 전류 발생부, 그리고 전류 비교부의 동작을 설명하는 그래프이다.
도 15a 내지 도 15c는 도 5의 온도 센서의 동작을 설명하는 플로우챠트이다.
도 16은 도 5의 온도 센서를 이용하여, 셀프 리프레쉬 진입 후 셀프 리프레쉬 주기를 제어하는 방법을 설명하는 플로우챠트이다.
도 17은 도 5의 온도 센서를 이용한 셀프 리프레쉬 제어 방법을 설명하는 타이밍 다이어그램이다.
도 18은 도 5의 온도 센서를 이용하여, 트랙킹 코드(Pcode[4:0]) 변화에 따른 감지 온도를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히 감지 온도를 선형적으로 검출하는 온-칩 온도 센서와 그 온도 검출 방법, 그리고 이를 이용한 리프레쉬 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치는 동작 특성상 온도 특성을 갖고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 장치의 대표적인 동작 특성인 소비 전류(IDD)와 동작 속도(tACCESS)를 살펴보면, 고온으로 갈수록 동작 속도가 저하되고(A), 저온으로 갈 수록 소비 전류(IDD)가 증가하는(B) 경향이 있다.
이러한 온도 특성은 반도체 장치 중 DRAM과 같은 휘발성 메모리에 속하는 장치에 있어서 중요한 의미를 갖는다. DRAM 셀은 온도 상승과 함께 누설 전류가 증가하기 때문에, 전하에 의한 데이터의 유지 특성이 악화되어 데이터 유지 시간(tST)이 짧아지는 특성이 있다. 이에 따라 DRAM은 더 빠른 리프레쉬 동작을 필요로 한다.
한편, 전자 기술 발전은 휴대용 전자 장치들의 설계 및 비용 효율적 제조를 가능하게 하였다. 휴대용 전자 장치들의 넓은 범위의 예로는 호출기들, 셀롤러 전화기들, 음악 재생기들, 계산기들, 랩톱 컴퓨터들 및 PDA들 등이 있다. 휴대용 전자 장치들은 일반적으로 직류(DC) 전력을 필요로 하는 데, 하나 이상의 배터리들이 이 DC 전력을 공급하기 위한 에너지원으로 사용된다.
이러한 배터리 오퍼레이티드 시스템(battery operated system)에서는 소비 전력을 줄이는 것이 주요 이슈이다. 이를 위하여, 전원 절약을 위한 슬립 모드(sleep mode)일 때, 시스템에 내장된 회로 콤포넌트들은 턴오프 상태로 된다. 그러나, 시스템에 내장된 DRAM은 DRAM 셀에 저장된 데이터를 계속적으로 보전하기 위하여 자체적으로 DRAM 셀 데이터를 리프레쉬해야 한다.
DRAM에서 소모되는 전력을 줄이기 위한 시도들 중 하나는 리프레쉬 주기를 온도에 따라 변화시키는 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 소비 전류가 증가하는 낮은 온도 영역에서, 리프레쉬 주기를 상대적으로 길게 주어 리프레쉬 클럭 주파수를 상대적으로 낮추면, 전력 소모가 줄어들 것이 분명하다. 이에 따라, DRAM의 내 부 온도를 알아내기 위한 온도 감지기(temperature detector)가 필요하다.
도 2는 종래의 온도 감지기를 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 2를 참조하면, 온도 감지기(200)는 절대 온도 비례(proportional to absolute temperature) 전류 발생부(210, 이하 "PTAT 전류 발생부"라고 칭한다), 절대 온도 상보(complementary to absolute temperature) 전류 발생부(220, 이하 "CTAT 전류 발생부"라고 칭한다), 그리고 비교부(230)를 포함한다.
PTAT 전류 발생부(210)는 제1 및 제2 피모스 트랜지스터들(MP1, MP2), 제1 및 제2 엔모스 트랜지스터들(MN1, MN2), 저항(R) 그리고 제1 및 제2 다이오드들(D1, D2)을 포함한다. 제1 및 제2 피모스 트랜지스터들(MP1, MP2)은 서로 동일한 사이즈들을 갖고, 제1 전류 미러(current mirror)를 구성한다. 제1 및 제2 엔모스 트랜지스터들(MN1, MN2)은 서로 동일한 사이즈들을 갖고, 제2 전류 미러를 구성한다. 제1 다이오드(D1)과 제2 다이오드(D2)의 사이즈는 1:M의 비율을 갖는다.
제1 및 제2 피모스 트랜지스터들(MP1, MP2)로 구성된 제1 전류 미러와 제1 및 제2 엔모스 트랜지스터들로 구성된 제2 전류 미러가 서로 대칭적으로 연결되기 때문에, Ia1 전류와 Ia2 전류는 동일하다. 즉, Ia1:Ia2=1:1 이다.
통상적으로 다이오드의 턴온 전류(ID)는 다음과 같다.
Figure 112007001872111-pat00001
여기에서, Is는 다이오드의 역방향 포화 전류이고, VD는 다이오드 전압이고, VT는 kT/q로 나타나는 온도 전압이다. 그러므로, 제1 다이오드(D1)를 흐르는 전류( Ia1)는
Figure 112007001872111-pat00002
와 같다.
여기에서, 제1 다이오드 전압(VD1)은
Figure 112007001872111-pat00003
가 된다.
그리고, 제2 다이오드 전압(VD2)은
Figure 112007001872111-pat00004
가 된다.
Ia2 전류와 Ia1 전류가 동일하기 때문에, 제1 다이오드 전압(VD1)과 현재 온도 전압(NOC0)은 거의 같게 된다. 이에 따라,
Figure 112007001872111-pat00005
이 된다.
수학식 3과 수학식 4를 수학식 5에 대입하면,
Figure 112007001872111-pat00006
이 된다. 그러므로 Ia2 전류는
Figure 112007001872111-pat00007
이 되어, Ia2 전류는 온도에 비례하는 전류가 흐르게 된다. 즉, PTAT 전류발생부(210)는 현재 온도에 비례하는 전류(Ia2)를 발생한다.
CTAT 전류 발생부(220)는 제3 피모스 트랜지스터(MP3), 제3 엔모스 트랜지스터(MN3), 다수개의 저항들(Raa, RU1~RU5, RD1~RD5), 그리고 다수개의 스위칭 트랜지스터들(TU1~TU5, TD1~TD5)을 포함한다.
제3 엔모스 트랜지스터(MN3)는 제1 및 제2 엔모스 트랜지터들(MN1, MN2)과 전류 미러를 구성한다. Ib 전류는 Ia1 및 Ia2 전류와 거의 동일하다. 스위칭 트랜지스터들(TU1~TU5, TD1~TD5)은 트립 온도 제어 신호들(AU1~AU5, AD1~AD5)에 응답하여 선택적으로 온/오프된다. 온되는 스위칭 트랜지스터들(TU1~TU5, TD1~TD5)에 의해, 이들과 연결되는 저항들(RU1~RU5, RD1~RD5)이 선택적으로 단락된다.
Ia1 전류, Ia2 전류, 그리고 Ib 전류를 거의 동일하게 맞추면, PTAT 전류 발생부(210)의 VA 노드 전압과 VB 노드 전압, 그리고 CTAT 전류 발생부(220)의 VC 노드 전압이 거의 같게 된다. 수학식 3과 4에서, VT 전압은 온도 증가에 따라 증가하지만, Is 전류가 휠씬 크게 증가한다. 다이오드 전압은 온도에 따라 감소하는 특 성을 갖는다. 이에 따라, 저항들(Raa, RU1~RU5, RD1~RD5)을 흐르는 Ib 전류는 온도에 따라 감소하는 특성을 나타낸다. 즉, CTAT 전류 발생부(220)는 온도에 반비례하는 전류를 발생한다.
비교부(230)는 현재 온도 전압(NOC0)과 감지 온도 전압(NOC1)을 비교한다. 현재 온도 전압(NOC0)과 감지 온도 전압(NOC1) 각각은 Ia2 전류(이하, Ia 전류라고 칭한다)와 Ib 전류에 의해 결정된다. 이를 바탕으로, 도 3에 도시된 바와 같이, Ia 전류와 Ib 전류가 같아지는 포인트를 찾게 되면, 온도 감지기(200)는 현재 온도를 검출하게 된다.
도 3을 참조하면, 온도 감지기(200, 도 2)의 목표(target) 온도를 45℃라고 하면, 온도에 비례하는 Ia 전류에 대하여 Ib 전류는 온도에 반비례하는 특성을 나타낸다. Ia 전류 보다 Ib 전류가 작으면, CTAT 부(220)의 트립 온도 제어 신호들(AU1~AU5, AD1~AD5)을 선택적으로 인에이블시켜 CTAT부(220)의 저항값을 조절하여, Ib 전류가 많이 흐르도록 제어하여(C), Ia 전류와 Ib 전류가 같도록 한다. 이와 반대로, Ia 전류 보다 Ib 전류가 많으면, CTAT 부(220)의 트립 온도 제어 신호들(AU1~AU5, AD1~AD5)을 선택적으로 디세이블시켜 CTAT 부(220)의 저항값을 조절하여, Ib 전류가 적게 흐르도록 제어하여(D), Ia1 전류와 Ib 전류가 같도록 한다.
목표 온도 45℃에서 Ia 전류와 Ib 전류가 같아지면, 비교부(230)의 출력은 로직 하이 - 로우 - 하이 - 로우로 발생된다. 이에 따라, 온도 감지기(200)는 칩의 현재 온도 45℃를 검출하게 된다.
그런데, 이러한 온도 감지기(200)는 감지 온도 변화를 위하여, 즉 Ib 전류 변화를 위하여, 트립 온도 제어 신호들(AU1~AU5, AD1~AD5)을 조절하여 CTAT 전류 발생부(220)의 저항 브랜치의 저항값을 조절한다. 저항값을 조절하는 경우에는 저항값의 변화에 따라 감지 온도의 변화 기울기가 일정하지 않고 틀어지는 경향을 갖게 된다. 이에 따라, 감지 온도의 변화가 비선형성을 지니게 되는 문제점이 있다.
게다가, 온도 감지기(200)는 설정된 하나의 목표 온도를 기준으로 칩의 현재 온도를 검출하게 되는 데, 목표 온도가 하나로 고정되는 제한이 있다.
본 발명의 목적은 고정된 목표 온도의 설정 없이, 선형적으로 감지 온도를 감지할 수 있는 온도 센서를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 온도 센서를 이용한 온도 검출 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 온도 검출 방법을 이용한 리프레쉬 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 온도 센서는, 온도에 따라 비례하는 제1 전류를 발생하는 PTAT 전류 발생부, 제1 제어 신호들에 응답하여 온도에 따라 반비례하는 제2 전류를 발생하는 제1 CTAT 전류 발생부, 제2 제어 신호에 응답하여 온도에 따라 반비례하는 제3 전류로 발생하는 제2 CTAT 전류 발생부, 제1 및 제2 제어 코드들에 응답하여 제1 전류와 제3 전류를 합하여 제4 전류를 발생하는 전류 합산부, 그리고 제1 전류, 제2 전류 및 제4 전류를 온도에 관계되는 신호로 변환하는 온도 검출부를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따라, PTAT 전류 발생부는, 전원 전압이 그 소스에 연결되고 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되어 제1 노드 전압을 출력하는 제1 피모스 트랜지스터, 전원 전압이 그 소스에 연결되고 제1 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제2 피모스 트랜지스터, 제2 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 게이트와 그 드레인에 연결되는 제1 엔모스 트랜지스터, 제1 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고 제1 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제2 엔모스 트랜지스터, 제1 엔모스 트랜지스터의 소스와 접지 전압 사이에 연결되는 제1 다이오드, 제2 엔모스 트랜지스터의 소스와 접지 전압 사이에 직렬 연결되는 저항과 제2 다이오드를 포함할 수 있고, 제1 다이오드 크기와 제2 다이오드 크기의 비는 1:M(M은 자연수)로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제1 CTAT 전류 발생부 및 제2 CTAT 전류 발생부 각각은, 전원 전압이 그 소스에 연결되고 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되는 피모스 트랜지스터, 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고 PTAT 전류 발생부의 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 CTAT 엔모스 트랜지스터, CTAT 엔모스 트랜지스터의 소스와 접지 전압 사이에 연결되고 다수개의 제어 신호들에 응답하여 저항값을 변화시키는 가변 저항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제2 CTAT 전류 발생부의 가변 저항은 온도에 따른 제1 전류의 기울기와 온도에 따른 제3 전류의 기울기가 같아질 때의 저항값을 갖도록 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제1 CTAT 전류 발생부 및 제2 CTAT 전류 발생부 각각의 가변 저항은, CTAT 엔모스 트랜지스터의 소스와 접지 전압 사이에 직렬 연결되는 다수개의 저항들과, 저항들 사이에 각각 연결되고 제1 제어 신호들이 그 게이트들에 각각 연결되는 다수개의 제2 엔모스 트랜지스터들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제1 CTAT 전류 발생부 및 제2 CTAT 전류 발생부 각각은 제어 신호들의 상태들을 저장하는 모드 레지스터를 더 포함할 수 있고, 제1 CTAT 전류 발생부와 연관된 모드 레지스터는 제1 전류와 제2 전류가 같을 때 제어 신호의 상태를 저장할 수 있으며, 고온에서 제1 전류와 제2 전류가 같을 때 제어 신호의 상태를 저장할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 온도 센서는 다수개의 퓨즈 링크들을 더 포함할 수 있고, 퓨즈 링크 각각은 제1 CTAT 전류 발생부와 제2 전류 발생부의 제어 신호들 중 하나의 상태를 셋팅할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제2 CTAT 전류 발생부의 제어 신호들은, 고온에서의 제1 전류와 제3 전류의 합과 저온에서의 제1 전류와 제3 전류의 합의 차이의 절대값이 작도록 셋팅될 수 있고, 차이의 절대값이 작을 때 모드 레지스터에 저장될 수 있고, 차이의 절대값이 작을 때 다수개의 퓨즈 링크들에 셋팅될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 전류 합산부는, 제1 제어 코드들에 응답하여 제1 전류를 스케일링하는 제1 전류 제어부, 제2 제어 코드들에 응답하여 제3 전류를 스케일링하는 제2 전류 제어부, 그리고 제1 및 제2 전류 제어부들이 그 게이트와 그 드레인에 연결되고 접지 전압이 그 소스에 연결되는 엔모스 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 온도 검출부는, 제어 신호들의 제1군에 응답하여 제4 전류를 스케일링하여 제5 전류를 발생하는 제1 전류 곱셈부, 제어 신호들의 제2군에 응답하여 제5 전류를 스케일링하여 제6 전류를 발생하는 제2 전류 곱셈부, 그리고 제1 전류, 제2 전류 그리고 제6 전류 값들을 비교하는 전류 비교부를 더 포함할 수 있다. 제2군의 제어 신호들이 제5 전류가 최대량으로 스케일되도록 셋팅될 때 제1군의 제어 신호들은 저온에서 제2 전류가 제1 전류와 제6 전류를 더한 것과 같도록 셋팅될 수 있다. 그리고 제2군의 제어 신호들이 제5 전류가 최대량으로 스케일되도록 셋팅될 때 제1군의 제어 신호들은 저온에서 제1 전류가 제2 전류에서 제6 전류를 뺀 것과 같도록 셋팅될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제1 전류 곱셈부는, 전원 전압이 그 소스에 연결되고 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되는 피모스 트랜지스터와, 피모스 트랜지스터의 드레인과 접지 전압 사이에 연결되고 제4 전류와 제1군의 제어 신호들에 응답하여 제5 전류를 발생하는 전류 제어부를 더 포함할 수 있다. 전류 제어부는, 피모스 트랜지스터의 드레인이 각각의 그 드레인들에 각각 연결되고 전류 합산부의 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 다수개의 제1 엔모스 트랜지스터들과, 제1 엔모스 트랜지스터들 각각의 소스들과 접지 전압 사이에 각각 연결되고, 제1군의 제어 신호들 각각이 그 게이트들에 연결되는 다수개의 제2 엔모스 트랜지스터들을 더 포함하고, 제1 엔모스 트랜지스터들의 하나는 제2 엔모스 트랜 지스터와 연결되지 않고 접지 전압에 연결될 수 있다. 제1 엔모스 트랜지스터들은, 제1 엔모스 트랜지스터들을 통하여 흐르는 전류들이 합이 제1군의 제어 신호들의 바이너리 코드에 대하여 비례하도록 그 크기들을 갖도록 설정될 수 있다. 제1군의 제어 신호들의 하나를 각각 셋팅하는 다수개의 퓨즈들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제2 전류 곱셈부는, 전원 전압에 연결되고 제2 전류 곱셈부가 제5 전류 및 제2군의 제어 신호들에 응답하여 제6 전류를 발생하도록 하는 전류 제어부와, 전류 제어부에 그 게이트와 그 드레인이 연결되고 접지 전압이 그 소스에 연결되는 엔모스 트랜지스터를 포함할 수 있다. 전류 제어부는, 전원 전압이 그 소스들에 연결되고 제1 전류 곱셈부의 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 다수개의 제1 피모스 트랜지스터들과, 제1 피모스 트랜지스터들 각각의 드레인들과 엔모스 트랜지스터 사이에 각각 연결되고 제2군의 제어 신호들 각각이 그 게이트들에 연결되는 다수개의 제2 피모스 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 제1 피모스 트랜지스터들은, 제1 피모스 트랜지스터들을 통하여 흐르는 전류들이 합이 제2군의 제어 신호들의 바이너리 코드에 대하여 비례하도록 그 크기들을 갖도록 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 전류 비교부는, 제1 전류와, 제2 전류와 제6 전류의 차이를 비교하여 제1 전류 비교값을 발생하는 제1 비교부와, 제2 전류와, 제1 전류와 제6 전류의 합을 비교하여 제2 전류 비교값을 발생하는 제2 비교부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제1 비교부는, 전원 전압이 그 소스에 연결되고 PTAT 전류 발생부의 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제1 피모스 트랜지스터, 전원 전압이 그 소스에 연결되고 제1 CTAT 전류 발생부의 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제2 피모스 트랜지스터, 제1 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고 접지 전압이 그 소스에 연결되는 제1 엔모스 트랜지스터, 접지 전압이 그 소스에 연결되고 제2 피모스 트랜지스터의 드레인과 제1 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트 및 그 드레인에 연결되는 제2 엔모스 트랜지스터, 그리고 제2 엔모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고 접지 전압이 그 소스에 연결되고 전류 합산부의 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제3 엔모스 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제2 비교부는, 전원 전압이 그 소스에 연결되고 제1 CTAT 전류 발생부의 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제1 피모스 트랜지스터, 전원 전압이 그 소스에 연결되고 PTAT 전류 발생부의 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제2 피모스 트랜지스터, 제1 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고 접지 전압이 그 소스에 연결되는 제1 엔모스 트랜지스터, 접지 전압이 그 소스에 연결되고 제2 피모스 트랜지스터의 드레인과 제1 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트 및 그 드레인에 연결되는 제2 엔모스 트랜지스터, 전원 전압이 그 소스에 연결되고 제2 엔모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되는 제3 피모스 트랜지스터, 전원 전압이 그 소스에 연결되고 제3 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트 및 그 드레인에 연결되는 제4 피모스 트랜지스터, 그리고 제4 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되 고 접지 전압이 그 소스에 연결되고 전류 합산부의 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제3 엔모스 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 온도 센서는 온도 센서 인에이블 신호에 응답하여 제1 전류 비교값과 제2 전류 비교값을 비교 증폭하여 차동 출력 신호를 발생하는 차동 증폭기와, 온도 센서 인에이블 신호의 반전 신호에 응답하여 차동 출력 신호를 래치하고 온도에 관련된 신호를 출력하는 래치부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 온도 센서는 온도 센서 전용의 전원을 공급하는 전원 발생부를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 면에 따른 온도 센서는, 온도에 따라 비례하는 제1 전류를 발생하는 PTAT 전류 발생부, 제1 제어 신호들에 응답하여, 온도에 따라 반비례하는 제2 전류를 발생하는 제1 CTAT 전류 발생부, 제2 제어 신호들에 응답하여 제1 전류에 대하여 기울기가 -(제1 전류)가 되는 전류를 제3 전류로 발생하는 제2 CTAT 전류 발생부, 제1 및 제2 제어 코드들에 응답하여 제1 전류와 제3 전류를 합하여 제4 전류를 발생하는 전류 합산부, 테스트 코드에 응답하여 제4 전류의 제1 배수에 해당하는 제5 전류를 발생하는 기준 전류 발생부, 트랙킹 코드에 응답하여 제5 전류의 제2 배수에 해당하는 제6 전류를 발생하는 미세 전류 발생부, 제1 전류와 제2 전류에서 제6 전류를 뺀 전류를 비교하고 제2 전류와 제1 전류에다가 제6 전류를 더한 전류를 비교하는 전류 비교부를 포함한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또다른 면에 따른 온도 검출 방법은, 온도에 따라 비례하는 제1 전류를 발생하는 단계, 온도에 따라 반비례하는 제2 전류를 발생하는 단계, 온도에 따라 반비례하는 제3 전류를 발생하는 단계; 고온에서 제1 전류가 제2 전류와 같아지도록 상기 제2 전류를 조절하는 단계, 제1 전류와 제3 전류의 합이 온도 전반에 걸쳐 일정한 값으로부터 최소한의 편차를 갖도록 제1 전류 또는 상기 제3 전류를 조절하는 단계, 그리고 제1 전류, 제2 전류 및 제3 전류를 온도에 관련된 신호로 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제2 전류를 조절하는 단계는, 다수개의 제어 신호들을 이용하여 제2 전류를 조절하는 단계와 제어 신호의 상태를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있고, 모드 레지스터에 제어 신호의 상태를 저장할 수 있고, 제2 제어 신호의 상태를 고정시키기 위하여 다수개의 퓨즈들을 퓨즈 트리밍할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제3 전류를 조절하는 단계는, 다수개의 제어 신호들을 이용하여 제3 전류를 조절하는 단계와 제어 신호의 상태를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있고, 모드 레지스터에 제어 신호의 상태를 저장할 수 있고, 제어 신호의 상태를 고정시키기 위하여 다수개의 퓨즈들을 퓨즈 트리밍할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제1 전류 또는 제3 전류를 조절하는 단계는, 다수개의 제1 제어 신호들을 이용하여 제1 전류를 조절하는 단계, 다수개의 제2 제어 신호들을 이용하여 제3 전류를 조절하는 단계, 그리고 제1 및 제2 제어 신호들의 상태를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 모드 레지스터에 제1 및 제2 제어 신호들의 상태를 저장할 수 있고, 제1 및 제2 제어 신호의 상태를 고정시키기 위하여 다수개의 퓨즈들을 퓨즈 트리밍할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제1 전류, 제2 전류 및 제3 전류를 온도에 관련 된 신호로 변환하는 단계는, 제1 전류와 제3 전류를 합하여 제4 전류를 발생하는 단계, 저온에서 제2 전류가 제1 전류와 제4 전류의 합과 같아지도록 제4 전류를 조절하는 단계, 그리고 제1 전류, 제2 전류 및 제4 전류를 온도와 관련된 신호로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제1 전류, 제2 전류 및 제4 전류를 온도와 관련된 신호로 변환하는 단계는, 제2 전류와, 제1 전류와 제4 전류의 합한 전류를 비교한 결과의 상태가 변화될 때까지, 제4 전류를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제4 전류를 조절하는 단계는, 다수개의 제어 신호들을 이용하여 제4 전류를 조절하는 단계와, 제어 신호의 상태를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 모드 레지스터에 제어 신호의 상태를 저장할 수 있고, 제어 신호의 상태를 고정시키기 위하여 다수개의 퓨즈들을 퓨즈 트리밍할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제3 전류를 조절하는 단계는, 온도에 따른 제3 전류의 기울기가 온도에 따른 제1 전류의 기울기와 같아지도록 제3 전류를 조절할 수 있다. 제3 전류를 조절하는 단계는, 다수개의 제어 신호들을 이용하여 제3 전류를 조절하는 단계, 고온에서 다수개의 테스트 상태에서 제어 신호로 제1 전류와 제3 전류의 합을 측정하는 단계, 저온에서 다수개의 테스트 상태에서 제어 신호로 제1 전류와 상기 제3 전류의 합을 측정하는 단계, 그리고 제어 신호들의 상태대로 테스트 상태들 중 하나를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다. 선택된 테스트 상태는 고온의 선택된 상태에서의 제4 전류와 저온의 선택된 상태에서의 제4 전류 사이의 차이가 최소화되는 상태로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제1 전류, 제2 전류 및 제3 전류를 변환하는 단계는, 제1 전류와 제3 전류를 합하여 제4 전류를 발생하는 단계, 다수개의 제1 제어 신호들에 응답하여 제4 전류를 스케일링하여 제5 전류를 발생하는 단계, 다수개의 제2 제어 신호들에 응답하여 제5 전류를 스케일링하여 제6 전류를 발생하는 단계, 그리고 제1 전류, 제2 전류 및 제6 전류를 온도와 관련된 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제4 전류를 스케일링하는 단계는, 제1 제어 신호에 응답하여 다수개의 트랜지스터들을 선택하는 단계, 각각의 선택된 트랜지스터에 대하여 제4 전류에 응답하여 전류를 기부하는 단계, 선택된 트랜지스터들의 전류 기부들을 제5 전류로 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제5 전류를 스케일링하는 단계는 제2 제어 신호에 응답하여 다수개의 트랜지스터들을 선택하는 단계, 각각의 선택된 트랜지스터에 대하여 제5 전류에 응답하여 전류를 기부하는 단계, 그리고 선택된 트랜지스터들의 전류 기부들을 제6 전류로 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제1 전류, 제2 전류 및 제3 전류를 온도에 관련된 신호로 변환하는 단계는, 제1 전류와 제3 전류를 합한 전류를 스케일링하여 제4 전류로 발생하는 단계, 제2 전류와, 제1 전류와 제4 전류를 합한 전류를 비교하여 제1 비교값을 발생하는 단계, 제1 전류와, 제2 전류와 제4 전류를 합한 전류를 비교하여 제2 비교값을 발생하는 단계, 그리고 제1 비교값과 제2 비교값을 비교하여 온도와 관련된 신호를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 리프레쉬 제어 방법은, 본발명의 온도 센서를 이용하여 온도 센서의 감지 온도가 칩의 현재 온도와 같을 때의 트랙킹 코드를 찾아내는 제1 단계, 제1 단계에서 찾은 트랙킹 코드에 따라 리프레쉬 주기를 결정하는 제2 단계, 그리고 제1 단계에서 찾은 트랙킹 코드를 1씩 증감시키면서 온도 센서의 감지 온도를 업데이트하고 증감된 트랙킹 코드에 따라 리프레쉬 주기를 조절하는 제3 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따라, 리프레쉬 제어 방법은, 제1 단계에서 트랙킹 코드를 변화시키는 주기는 수십 ㎲ 정도로 짧고, 제3 단계에서 트랙킹 코드를 1씩 증감시키는 주기는 수 ㎳ 정도로 길도록 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제3 단계에서 트랙킹 코드를 증감시키는 주기는, 제1 단계에서 트랙킹 코드를 찾는 데 소요된 시간 보다 긴 시간 주기를 갖도록 설정될 수 있다.
따라서, 본 발명의 온도 센서는 고온일 때의 Id 전류와 저온일 때의 Id 전류가 동일할 때 또는 그 전류 차가 가장 적을 때의 Id 전류를 기준 전류로 이용한다. Id 전류는 온도 변화에 대하여 일정한 전류를 흘리는, 즉 온도에 대해 독립적인 전류이다. 고온 및 저온일 때, Id 전류가 일정하게 흐르도록 온도 센서를 테스트한다. 이 후, 트랙킹 코드(Pcode[n:0])를 1씩 변화시키면서 온도 센서의 감지 온도를 설정된 단위 온도
Figure 112007001872111-pat00008
℃ 씩 변화시킨다. 온도 센서의 감지 온도가 칩의 현재 온도와 같을 때의 트랙킹 코드를 검출한다.
본 발명의 리프레쉬 제어 방법은 짧은 주기(수십 ㎲)로 트랙킹 코드(Pcode[n:0])를 변화시키면서 온도 센서의 감지 온도를 변화시키고, 일정 시간(수백 ㎲)동안 온도 센서의 감지 온도가 칩의 현재 온도와 같아질 때까지 온도 센서를 동작시킨다. 온도 센서의 감지 온도가 칩의 현재 온도와 같을 때의 트랙킹 코드에 따라 셀프 리프레쉬 주기를 셋팅한다. 이 후, 다소 긴 주기(수 ㎳) 마다 한 번씩 트랙킹 코드를 ±1 씩 업데이트시키고, 업데이트되는 트랙킹 코드에 따라 셀프 리프레쉬 주기를 조절한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 온도 감지기를 설명하는 블록 다이어그램이다.
도 4를 참조하면, 온도 감지기(400)는 온도 센서(410), 온도 센서(410) 전용의 전원 발생부(420), 그리고 트랙킹 코드 발생부(430)를 포함한다. 온도 감지기(400)는 고온(Hot temperature)과 저온(Cold temperature)의 2 코너 테스트(two corner teat)를 이용하여 칩의 현재 온도를 검출한다. 고온은 예컨대, 100℃로 설정되고, 저온은 예컨대, 0℃로 설정된다. 전용 전원 발생부(420)는 온도 센서(410) 전용의 전원 전압(VT /S)을 제공한다. 트랙킹 코드 발생부(430)는 트랙킹 코드(Pcode[n:0])를 ±1 씩 변화시킨다.
온도 센서(410)는 온도 센서 인에이블 신호(EN)와 트랙킹 코드(Pcode[n:0])에 응답하여 검출 온도 신호(Tdet)를 발생한다. 트랙킹 코드(Pcode[n:0])가 예컨대, 5 비트(n=4)로 구성되는 경우에, 트랙킹 코드(Pcode[4:0])는 "11111"로 초기 설정된다. 이후에 설명되겠지만, "11111"의 트랙킹 코드(Pcode[4:0])는 실제 100℃ 일 때의 기준 코드이고, "00000"의 트랙킹 코드(Pcode[4:0])는 실제 0℃ 일 때의 기준 코드이다.
온도 센서(410)는 온도 센서 인에이블 신호(EN)에 응답하여 검출 온도 신호(Tdet)를 발생한다. 온도 검출 신호(Tdet)는, 온도 감지기(400)를 내장한 칩의 현재 온도와 온도 센서(410)가 검출한 감지 온도를 비교한 결과로, 로직 로우 또는 로직 하이로 발생된다.
예를 들어, 현재의 트랙킹 코드(Pcode[4:0])가 "11101"이라고 가정하자. 온도 검출 신호(Tdet)가 로직 하이로 나타나면, 즉, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 보다 낮으면, 온도 센서(410)의 감지 온도를 올리기 위하여 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 +1 증가시켜 "11110"을 설정한다. 온도 센서(410)는 "11110"의 트랙킹 코드(Pcode[4:0])에 따라 온도 검출 신호(Tdet)를 발생한다. 이러한 동작의 반복 수행하여, 온도 센서(410)는 온도 검출 신호(Tdet)가 로직 로우로 출력될 때의 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 저장한다. 온도 센서(410)는 트랙킹 코 드(Pcode[4:0])를 +1 증가시킬 때마다 온도 센서(410)의 감지 온도가
Figure 112007001872111-pat00009
℃ 씩 올라간다.
한편, 온도 센서(410)의 검출 신호(Tdet)가 로직 로우로 나타나면, 즉, 온도 센서의 감지 온도가 칩의 현재 온도 보다 높으면, 제 1 온도 코드(Pcode[4:0])를 -1 감소시킨다. 예를 들어, 온도 센서(410)에 저장된 트랙킹 코드(Pcode[4:0])가 "10001"이면, 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 "10000"으로 설정한다. 온도 센서(410)는 "10000"의 트랙킹 코드(Pcode[4:0])에 따라 온도 검출 신호를 발생한다. 이러한 동작을 반복 수행하여, 온도 센서(410)는 온도 검출 신호(Tdet)가 로직 하이로 출력될 때의 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 저장한다. 온도 센서(410)는 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 -1 감소시킬 때마다 온도 센서(410)의 감지 온도가
Figure 112007001872111-pat00010
℃ 씩 내려간다.
도 5는 도 4의 온도 센서(410)를 설명하는 블락 다이어그램이다.
도 5를 참조하면, 온도 센서(410)는 PTAT 전류 발생부(510), 제1 및 제2 CTAT 전류 발생부들(520, 530), 전류 합산부(540), 기준 전류 발생부(550), 미세 전류 발생부(560), 전류 비교부(570), 차동 증폭부(580), 그리고 래치부(590)를 포함한다.
PTAT 전류 발생부(510)는 온도에 따라 비례하는 Ia2 전류를 발생한다. 이하, 설명의 편의를 위하여 Ia2 전류를 Ia 전류로써 설명한다.
제1 CTAT 전류 발생부들(520)은 온도에 따라 반비례하는 Ib 전류를 발생한 다.
제2 CTAT 전류 발생부(530)는 그 기울기가 (-)Ia 전류에 해당하는 Ic 전류를 발생한다.
전류 합산부(540)는 Ia 전류와 Ic 전류를 합한 전류값에 반에 해당하는 Id 전류를 발생한다.
기준 전류 발생부(550)은 테스트 코드(Ncode[4:0])에 응답하여, Id 전류를 α배한 Ie 전류를 발생한다.
미세 전류 발생부(560)는 트랙킹 코드(Pcode[4:0])에 응답하여 Ie 전류를 β배한 If 전류를 발생한다.
전류 비교부(570)는 Ia 전류와 Ib 전류를 비교하여, 제1 차동 입력 전압(DIFB1)과 제2 차동 입력 전압(DIF1)을 발생한다.
차동 증폭부(580)는 If 전류에 의해 발생되는 제1 차동 입력 전압(DIFB1)과 제2 차동 입력 전압(DIF1)을 비교 증폭하여 차동 출력 신호(T1)를 발생한다.
래치부(590)는 차동 출력 신호(T1)를 래치하여 온도 검출 신호(Tdet)를 발생한다.
도 6은 도 5의 PTAT 전류 발생부(510)와 제1 및 제2 CTAT 전류 발생부들(520, 530)을 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 6을 참조하면, PTAT 전류 발생부(510)는 앞서 설명한 도 2의 PTAT 전류 발생부(210)과 동일하다. PTAT 전류 발생부(510)는 온도에 비례하는 Ia 전류를 발생하고, Ia 전류에 의해 제1 피모스 트랜지스터(MP1)의 게이트와 드레인에 제1 노 드 전압(NA)이 발생한다. 설명의 중복을 피하기 위하여, 구체적인 설명은 생략된다.
제1 CTAT 전류 발생부(520)는 전원 전압(VT /S)과 접지 전압(Vss) 사이에 직렬 연결되는 피모스 트랜지스터(621), 엔모스 트랜지스터(622), 저항(623) 그리고 저항 브랜치(624)를 포함한다.
피모스 트랜지스터(621)는 그 게이트와 드레인이 서로 연결된다. 엔모스 트랜지스터(622)는 PTAT 전류 발생부(510)의 제1 엔모스 트랜지스터(MN1)와 전류 미러를 구성한다. 저항 브랜치(624)는 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)에 응답하여 온되는 트랜지스터들에 의해 저항값이 변화된다. 제1 CTAT 전류 발생부(520)는 온도에 반비례하는 Ib 전류를 발생하고, Ib 전류에 의해 피모스 트랜지스터(621)의 게이트와 드레인에 제2 노드 전압(NB)이 발생된다.
제2 CTAT 전류 발생부(530)는 전원 전압(VT /S)과 접지 전압 사이에 직렬 연결되는 피모스 트랜지스터(631), 엔모스 트랜지스터(632), 저항(633), 그리고 저항 브랜치(634)를 포함한다.
피모스 트랜지스터(631)는 그 게이트와 드레인이 연결된다. 엔모스 트랜지스터(632)는 PTAT 전류 발생부(510)의 제1 엔모스 트랜지스터(MN1)와 전류 미러를 구성한다. 저항 브랜치(634)는 제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0)에 응답하여 온되는 트랜지스터들에 의해 저항 값이 변화된다. 제2 CTAT 전류 발생부(530)는 저항 브랜치(634)의 저항 값을 조절함으로써 전류 기울기가 (-)Ia 전류에 해당하는 Ic 전류를 발생한다.
도 7a 및 도 7b는 도 6에서 설명된 PTAT 전류 발생부(510)와 제1 및 제2 CTAT 전류 발생부들(520, 530)에 의해 발생되는 Ia, Ib, Ic 전류의 온도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하면, Ia 전류는 온도에 비례하고, Ib 전류는 온도에 반비례한다. 예컨대, 현재 온도가 100℃라고 가정하면, Ib 전류는 Ia 전류와 같을 수도 있고, Ia 전류보다 적을 수도 있고, Ia 전류 보다 많을 수도 있다.
Ib 전류가 Ia 전류보다 적을 경우에는 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)을 선택적으로 인에이블시켜, 저항 브랜치(624)의 해당 저항들을 단락시킨다. 이에 따라, 제1 CTAT 전류 발생부(520)는 저항 브랜치(624)의 저항값이 작아져서 Ib 전류를 많이 흘리게 된다(701). 이러한 방법을 반복 수행하여, Ib=Ia 전류가 되는 포인트를 찾는다.
Ib 전류가 Ia 전류 보다 많은 경우에는 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)을 선택적으로 디세이블시켜, 저항 브랜치(624)의 저항값이 커지게 한다. 이에 따라, 제1 CTAT 전류 발생부(520)는 Ib 전류를 적게 흘리게 된다(702). 이러한 방법을 반복 수행하여 Ib=Ia 전류가 되는 포인트를 찾는다.
Ib=Ia 전류가 되도록 하는 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)의 정보는 제1 모드 레지스터에 저장된다. 또는, 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)의 정보에 따라 저항 브랜치(624)가 선택적으로 퓨즈 트리밍(fuse trimming) 될 수 있다.
Ic 전류는 -Ia 기울기를 가지는 전류로 발생된다. 이후의 도 8a에서 설명되겠지만, 전류 합산부(540)는 Ia/2 전류와 Ic/2 전류를 합한 전류(Ia+Ib)/2에 해당하는 Id 전류를 발생하는 데, Id 전류는 온도에 대하여 일정한 값을 갖도록 설정된다. 즉, Id 전류는 온도 변화에 독립적인 전류이다. 이러한 Id 전류를 이용하여, 온도 센서(410)는 감지 온도를 검출한다. Id 전류는 칩 외부에서 측정 가능하도록 프로빙(probing) 되는 것이 바람직하다.
그런데, Id 전류는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 온도 변화에 일정하지 않은 특성을 나타낸다. 왜냐하면, Ic 전류가 -Ia 기울기를 가지도록 발생되지만, 온도에 따라 그 절대 전류 값들이 같지 않기 때문이다. Id 전류는 온도에 따라 Id1 전류 또는 Id2 전류로 나타난다. Id1 전류는 Ia 전류가 Ic 전류 보다 적게 흘러서 나타나는 경향이고, Id2 전류는 Ic 전류가 Ia 전류 보다 적게 흘러서 나타나는 경향이다. Id1 전류는 Ia 전류를 더 흘리도록 제어하여(703) Id 전류가 되도록 하고, Id2 전류는 Ic 전류를 더 흘리도록 제어하여(704) Id 전류가 되도록 한다. Id1 및 Id2 전류들을 제어하는 방법은 이 후의 도 8a의 전류 합산부(540)에서 설명된다.
도 8a 및 도 8b는 도 5의 전류 합산부(540), 기준 전류 발생부(550), 미세 전류 발생 부(560), 그리고 전류 비교부(570)를 구체적으로 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 8a를 참조하면, 전류 합산부(540)는 제1 전류 제어부(541), 제2 전류 전류 제어부(542) 그리고 엔모스 트랜지스터(899)를 포함한다.
제1 전류 제어부(541)은 PTAT 전류 발생부(510, 도 6)의 제1 피모스 트랜지 스터(MP1)와 전류 미러를 구성한다. 제1 전류 제어부(541)는 전원 전압(VT /S)과 제4 노드(NN) 사이에 제1 제어 코드들(Acode[3:0])에 의해 제어되는 다수개의 전류 경로들을 포함한다.
제1 전류 경로는 제1 노드 전압(NA)에 게이팅되는 제1 피모스 트랜지스터(841)와, Acode[0] 코드에 게이팅되는 제1 엔모스 트랜지스터(891)로 구성된다. 제1 피모스 트랜지스터(841)는 PTAT 전류 발생부(510, 도 6)의 제1 피모스 트랜지스터(MP1)와 전류 미러로 구성되어, 1/16×Ia 전류를 흘리도록 설정된다.
제2 전류 경로는 제1 노드 전압(NA)에 게이팅되는 제2 피모스 트랜지스터(842)와, Acode[1] 코드에 게이팅되는 제2 엔모스 트랜지스터(892)로 구성된다. 제2 피모스 트랜지스터(842)는 PTAT 전류 발생부(510, 도 6)의 제1 피모스 트랜지스터(MP1)와 전류 미러로 구성되어, 1/8×Ia 전류를 흘리도록 설정된다.
제3 전류 경로는 제1 노드 전압(NA)에 게이팅되는 제3 피모스 트랜지스터(843)와, Acode[2] 코드에 게이팅되는 제3 엔모스 트랜지스터(893)로 구성된다. 제3 피모스 트랜지스터(843)는 PTAT 전류 발생부(510, 도 6)의 제1 피모스 트랜지스터(MP1)와 전류 미러로 구성되어, 1/4×Ia 전류를 흘리도록 설정된다.
제4 전류 경로는 제1 노드 전압(NA)에 게이팅되는 제4 피모스 트랜지스터(844)와, Acode[3] 코드에 게이팅되는 제4 엔모스 트랜지스터(894)로 구성된다. 제4 피모스 트랜지스터(844)는 PTAT 전류 발생부(510, 도 6)의 제1 피모스 트랜지스터(MP1)와 전류 미러로 구성되어, 1/2×Ia 전류를 흘리도록 설정된다.
초기에, 제1 전류 제어부(541)은 제4 피모스 트랜지스터(844)와 Acode[3] 코드에 의해 턴온되는 엔모스 트랜지스터(894)를 통하여 1/2×Ia 전류가 흐른다. 도 7b에서 Id 전류가 Id1 전류로 나타나는 경우, Acode[2:0]를 선택적으로 활성화시키고, 이에 따라 턴온되는 엔모스 트랜지스터들(891, 892, 893, 894) 각각으로 해당 전류들이 흐른다. 해당 전류들의 합 전류가 엔모스 트랜지스터(899)를 통해 Id 전류로 흐르게 된다. 즉, Id1 전류는 Ia 전류를 더 흘리도록 제1 제어 코드들(Acode[3:0])을 제어함에 따라 Id 전류가 된다.
제2 전류 제어부(542)은 제2 CTAT 전류 발생부(530, 도 6)의 피모스 트랜지스터(631)와 전류 미러를 구성한다. 제2 전류 제어부(542)는 전원 전압(VT /S)과 제4 노드(NN) 사이에 제2 제어 코드들(Ccode[3:0])에 의해 제어되는 다수개의 전류 경로들을 포함한다.
제1 전류 경로는 제3 노드 전압(NC)에 게이팅되는 제1 피모스 트랜지스터(845)와, Ccode[0] 코드에 게이팅되는 제1 엔모스 트랜지스터(895)로 구성된다. 제1 피모스 트랜지스터(845)는 CTAT 전류 발생부(530, 도 6)의 피모스 트랜지스터(631)와 전류 미러로 구성되어, 1/16×Ic 전류를 흘리도록 설정된다.
제2 전류 경로는 제3 노드 전압(NC)에 게이팅되는 제2 피모스 트랜지스터(846)와, Ccode[1] 코드에 게이팅되는 제2 엔모스 트랜지스터(896)로 구성된다. 제2 피모스 트랜지스터(846)는 CTAT 전류 발생부(530, 도 6)의 피모스 트랜지스터(631)와 전류 미러로 구성되어, 1/8×Ic 전류를 흘리도록 설정된다.
제3 전류 경로는 제3 노드 전압(NC)에 게이팅되는 제3 피모스 트랜지스터(847)와, Ccode[2] 코드에 게이팅되는 제3 엔모스 트랜지스터(897)로 구성된다. 제3 피모스 트랜지스터(847)는 CTAT 전류 발생부(530, 도 6)의 피모스 트랜지스터(631)와 전류 미러로 구성되어, 1/4×Ic 전류를 흘리도록 설정된다.
제4 전류 경로는 제3 노드 전압(NC)에 게이팅되는 제4 피모스 트랜지스터(848)와, Ccode[3] 코드에 게이팅되는 제4 엔모스 트랜지스터(898)로 구성된다. 제4 피모스 트랜지스터(848)는 CTAT 전류 발생부(530, 도 6)의 피모스 트랜지스터(631)와 전류 미러로 구성되어, 1/2×Ic 전류를 흘리도록 설정된다.
초기에, 제2 전류 제어부(542)은 제4 피모스 트랜지스터(848)와 Ccode[3] 코드에 의해 턴온되는 제4 엔모스 트랜지스터(898)를 통하여 1/2×Ic 전류가 흐른다. 도 7b에서 Id 전류가 Id2 전류로 나타나는 경우, Ccode[2:0]를 선택적으로 활성화시키고, 이에 따라 턴온되는 엔모스 트랜지스터들(895, 896, 897, 898) 각각으로 해당 전류들이 흐른다. 해당 전류들의 합 전류가 엔모스 트랜지스터(899)를 통해 Id 전류로 흐르게 된다. 즉, Id2 전류는 Ic 전류를 더 흘리도록 제2 제어 코드들(Ccode[3:0])을 제어함에 따라 Id 전류가 된다.
전류 합산부(540)는 엔모스 트랜지스터(899)를 통해 흐르는 Id 전류에 의해 엔모스 트랜지스터(899)의 게이트와 드레인에 제4 노드 전압(NN)이 발생된다.
도 8b를 참조하면, 기준 전류 발생부(550)는 전원 전압(VT /S)이 그 소스에 연결되고 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결된 피모스 트랜지스터(851)와, 피모스 트랜지스터(851)의 드레인과 접지 전압(Vss) 사이에 연결되고 테스트 코드(Ncode[4:0])에 응답하여 Ie 전류를 조절하는 제3 전류 제어부(852)를 포함한다.
제3 전류 제어부(852)는 피모스 트랜지스터(851)의 드레인과 접지 전압(Vss) 사이에 다수개의 전류 경로를 포함한다.
제1 전류 경로는 제4 노드 전압(NN)에 게이팅되는 제1 엔모스 트랜지스터(800)로 구성된다. 제1 엔모스 트랜지스터(800)는 전류 합산부(540)의 엔모스 트랜지스터(843)와 전류 미러로 구성되어, Id 전류의 일정 배인 Id' 전류를 흘리도록 설정된다.
제2 전류 경로는 제4 노드 전압(NN)에 게이팅되는 제2 엔모스 트랜지스터(801)와, Ncode0 코드에 게이팅되는 제3 엔모스 트랜지스터(811)로 구성된다. 제2 엔모스 트랜지스터(801)는 전류 합산부(540)의 엔모스 트랜지스터(843)와 전류 미러로 구성되어, 1×Id' 전류를 흘리도록 설정된다.
제3 전류 경로는 제4 노드 전압(NN)에 게이팅되는 제4 엔모스 트랜지스터(802)와, Ncode1 코드에 게이팅되는 제5 엔모스 트랜지스터(812)로 구성된다. 제4 엔모스 트랜지스터(802)는 전류 합산부(540)의 엔모스 트랜지스터(843)와 전류 미러로 구성되어, 2×Id' 전류를 흘리도록 설정된다.
제4 전류 경로는 제4 노드 전압(NN)에 게이팅되는 제6 엔모스 트랜지스터(803)와, Ncode2 코드에 게이팅되는 제7 엔모스 트랜지스터(813)로 구성된다. 제6 엔모스 트랜지스터(801)는 전류 합산부(540)의 엔모스 트랜지스터(843)와 전류 미러로 구성되어, 4×Id' 전류를 흘리도록 설정된다.
제5 전류 경로는 제4 노드 전압(NN)에 게이팅되는 제8 엔모스 트랜지스터(804)와, Ncode3 코드에 게이팅되는 제9 엔모스 트랜지스터(814)로 구성된다. 제8 엔모스 트랜지스터(804)는 전류 합산부(540)의 엔모스 트랜지스터(843)와 전류 미러로 구성되어, 8×Id' 전류를 흘리도록 설정된다.
제6 전류 경로는 제4 노드 전압(NN)에 게이팅되는 제10 엔모스 트랜지스터(805)와, Ncode4 코드에 게이팅되는 제11 엔모스 트랜지스터(815)로 구성된다. 제10 엔모스 트랜지스터(805)는 전류 합산부(540)의 엔모스 트랜지스터(843)와 전류 미러로 구성되어, 16×Id' 전류를 흘리도록 설정된다.
테스트 코드(Ncode[4:0])에 의해 턴온되는 엔모스 트랜지스터들(811, 812, 813, 814, 815)과 연결되는 엔모스 트랜지스터들(800, 801, 802, 803, 804, 805)로, 해당 전류들이 흐른다. 이에 따라, 해당 전류들의 합인 Ie 전류가 피모스 트랜지스터(851)를 흐르게 되고, Ie 전류에 의해 피모스 트랜지스터(851)의 게이트와 드레인에 제5 노드 전압(NP)이 발생된다.
기준 전류 발생부(550)는 테스트 코드(Ncode[4:0])를 1 증가시킴에 따라 턴온되는 엔모스 트랜지스터들(811, 812, 813, 814, 815)의 너비(width) 합이 커지게 되어, Ie 전류가 증가한다. 테스트 코드(Ncode[4:0])의 1 증가에 따라 Ie 전류가 증가하게 되면, 온도 센서의 감지 온도는
Figure 112007001872111-pat00011
℃ 내려간다.
반대로, 기준 전류 발생부(550)는 테스트 코드(Ncode[4:0])를 1 감소시킴에 따라 턴온되는 엔모스 트랜지스터들(811, 812, 813, 814, 815)의 너비(width) 합이 작아지게 되어, Ie 전류가 감소한다. 테스트 코드(Ncode[4:0])의 1 감소에 따라 Ie 전류가 감소하게 되면, 온도 센서의 감지 온도는
Figure 112007001872111-pat00012
℃ 올라간다.
여기에서, 테스트 코드(Ncode[4:0])는 5 비트로 구성되는 예에 대하여 설명되고 있으나, 5 비트 이외의 다양한 비트들로 구성될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
미세 전류 발생부(560)는 전원 전압(VT /S)과 접지 전압(Vss) 사이에, 트랙킹 코드(Pcode[4:0])에 응답하여 If 전류를 조절하는 제4 전류 제어부(860)와 엔모스 트랜지스터(861)를 포함한다.
제4 전류 제어부(860)는 기준 전류 발생부(550)의 제3 전류 제어부(852)와 유사하게, 다수개의 전류 경로를 갖는다.
제1 전류 경로는 제5 노드 전압(NP)에 게이팅되는 제1 피모스 트랜지스터(821)와, Pcode0 코드에 게이팅되는 제2 피모스 트랜지스터(831)로 구성된다. 제1 피모스 트랜지스터(821)는 기준 전류 발생부(550)의 피모스 트랜지스터(851)와 전류 미러를 구성하고, 1×Ie 전류를 흘리도록 설정된다.
제2 전류 경로는 제5 노드 전압(NP)에 게이팅되는 제3 피모스 트랜지스터(822)와, Pcode1 코드에 게이팅되는 제4 피모스 트랜지스터(832)로 구성된다. 제3 피모스 트랜지스터(822)는 기준 전류 발생부(550)의 피모스 트랜지스터(851)와 전류 미러를 구성하고, 2×Ie 전류를 흘리도록 설정된다.
제3 전류 경로는 제5 노드 전압(NP)에 게이팅되는 제5 피모스 트랜지스 터(823)와, Pcode2 코드에 게이팅되는 제6 피모스 트랜지스터(833)로 구성된다. 제5 피모스 트랜지스터(823)는 기준 전류 발생부(550)의 피모스 트랜지스터(851)와 전류 미러를 구성하고, 4×Ie 전류를 흘리도록 설정된다.
제4 전류 경로는 제5 노드 전압(NP)에 게이팅되는 제7 피모스 트랜지스터(824)와, Pcode3 코드에 게이팅되는 제8 피모스 트랜지스터(834)로 구성된다. 제7 피모스 트랜지스터(824)는 기준 전류 발생부(550)의 피모스 트랜지스터(851)와 전류 미러를 구성하고, 8×Ie 전류를 흘리도록 설정된다.
제5 전류 경로는 제5 노드 전압(NP)에 게이팅되는 제9 피모스 트랜지스터(825)와, Pcode4 코드에 게이팅되는 제10 피모스 트랜지스터(835)로 구성된다. 제9 피모스 트랜지스터(825)는 기준 전류 발생부(550)의 피모스 트랜지스터(851)와 전류 미러를 구성하고, 16×Ie 전류를 흘리도록 설정된다.
트랙킹 코드(Pcode[4:0])에 의해 인에이블되는 피모스 트랜지스터들(831, 832, 833, 834, 835)과 연결되는 피모스 트랜지스터들(821, 822, 823, 824, 825)로 해당 전류들이 흐른다. 이에 따라, 해당 전류들의 합인 If 전류가 엔모스 트랜지스터(861)를 흐르게 된다.
미세 전류 발생부(560)는 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 1 감소시킴에 따라 턴온되는 피모스 트랜지스터들(831, 832, 833, 834, 835)의 너비(width) 합이 커지게 되어, If 전류가 증가한다. 트랙킹 코드(Pcode[4:0])의 1 증가에 따라 If 전류가 증가하게 되면, 온도 센서의 감지 온도는
Figure 112007001872111-pat00013
℃ 내려간다.
반대로, 미세 전류 발생부(560)는 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 1 증가시킴에 따라 턴온되는 피모스 트랜지스터들(831, 832, 833, 834, 835)의 너비(width) 합이 작아지게 되어, If 전류가 감소한다. 트랙킹 코드(Pcode[4:0])의 1 감소에 따라 If 전류가 감소하게 되면, 온도 센서의 감지 온도는
Figure 112007001872111-pat00014
℃ 올라간다.
한편, 미세 전류 발생부(560)는 100℃일 때 트랙킹 코드(Pcode[4:0])가 "11111"로 설정되어, If 전류를 흘리지 않는다. 0℃ 일 때에는 트랙킹 코드(Pcode[4:0])가 "00000"으로 설정되어, 최대 If 전류(If_max)를 흘린다.
여기에서, 트랙킹 코드(Pcode[4:0])는 5 비트로 구성되는 예에 대하여 설명되고 있으나, 5 비트 이외의 다양한 비트들로 구성될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
전류 비교부(570)는 Ia 전류와 (Ib-If) 전류를 비교하는 제1 비교부(571)과 Ib 전류와 (Ia+If) 전류를 비교하는 제2 비교부(572)를 포함한다.
제1 비교부(571)는 제1 및 제2 피모스 트랜지스터들(871, 872)과 제1 내지 제3 엔모스 트랜지스터들(873, 874, 875)을 포함한다.
제1 피모스 트랜지스터(871)는 전원 전압(VT /S)이 그 소스에 연결되고, 제1 노드 전압(NA)이 그 게이트에 연결된다. 제1 피모스 트랜지스터(871)는 PTAT 전류 발생부(510)의 제1 피모스 트랜지스터(MP1)와 전류 미러로 구성된다. 제1 피모스 트랜지스터(871)로 Ia 전류가 흐른다.
제2 피모스 트랜지스터(872)는 전원 전압(VT /S)이 그 소스에 연결되고, 제2 노드 전압(NB)이 그 게이트에 연결된다. 제2 피모스 트랜지스터(872)는 제1 CTAT 전류 발생부(520)의 피모스 트랜지스터(621)와 전류 미러로 구성된다. 제2 피모스 트랜지스터(872)로 Ib 전류가 흐른다.
제1 엔모스 트랜지스터(873)는 제1 피모스 트랜지스터(871)의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 제2 엔모스 트랜지스터(874)의 게이트가 그 게이트에 연결되고, 접지 전압(Vss)이 그 소스에 연결된다. 제2 엔모스 트랜지스터(874)는 제2 피모스 트랜지스터(872)의 드레인이 그 게이트와 그 드레인에 연결되고, 접지 전압(Vss)이 그 소스에 연결된다. 제1 및 제2 엔모스 트랜지스터(873, 874)는 제2 엔모스 트랜지스터(874)의 전류에 따라 제1 엔모스 트랜지스터(873)의 전류가 흐르는 전류 미러를 구성한다.
제3 엔모스 트랜지스터(875)는 제2 엔모스 트랜지스터(874)의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 미세 전류 발생부(560)의 엔모스 트랜지스터(861)의 게이트가 그 게이트에 연결되고, 접지 전압(Vss)이 그 소스에 연결된다. 제3 엔모스 트랜지스터(875)는 미세 전류 발생부(560)의 엔모스 트랜지스터(861)와 전류 미러로 구성된다. 제3 엔모스 트랜지스터(875)로 If 전류가 흐른다.
제2 엔모스 트랜지스터(874)로는 Ib 전류에서 If 전류를 뺀, 즉 (Ib-If) 전류가 흐른다.
제1 비교부(571)는 제1 피모스 트랜지스터(871)를 통해 공급되는 Ia 전류와 제2 엔모스 트랜지스터(874)를 통해 흐르는 (Ib-If) 전류를 비교하여, 제1 비교 신호(DIFB1)를 발생한다.
제2 비교부(572)는 제1 및 제2 피모스 트랜지스터들(876, 877), 제1 및 제2 엔모스 트랜지스터들(878, 879), 제3 및 제4 피모스 트랜지스터들(880, 881), 그리고 제3 엔모스 트랜지스터(883)을 포함한다.
제1 피모스 트랜지스터(876)는 전원 전압(VT /S)이 그 소스에 연결되고, 제2 노드 전압(NB)이 그 게이트에 연결된다. 제1 피모스 트랜지스터(876)는 제1 CTAT 전류 발생부(210)의 피모스 트랜지스터(621)와 전류 미러로 구성된다. 제1 피모스 트랜지스터(876)로 Ib 전류가 흐른다.
제2 피모스 트랜지스터(877)는 전원 전압(VT /S)이 그 소스에 연결되고, 제1 노드 전압(NA)이 그 게이트에 연결된다. 제2 피모스 트랜지스터(877)는 PTAT 전류 발생부(510)의 피모스 트랜지스터(MP1)와 전류 미러로 구성된다. 제2 피모스 트랜지스터(877)로 Ia 전류가 흐른다.
제1 엔모스 트랜지스터(878)는 제1 피모스 트랜지스터(876)의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 제2 엔모스 트랜지스터(879)의 게이트가 그 게이트에 연결되고, 접지 전압(Vss)이 그 소스에 연결된다. 제2 엔모스 트랜지스터(879)는 제2 피모스 트랜지스터(877)의 드레인이 그 게이트와 그 드레인에 연결되고, 접지 전압(Vss)이 그 소스에 연결된다. 제1 및 제2 엔모스 트랜지스터(878, 879)는 제2 엔모스 트랜지스터(879)의 전류에 따라 제1 엔모스 트랜지스터(878) 전류가 흐르는 전류 미러를 구성한다.
제3 피모스 트랜지스터(880)는 전원 전압(VT /S)이 그 소스에 연결되고, 제4 피모스 트랜지스터(881)의 게이트가 그 게이트에 연결되고, 제2 피모스 트랜지스터(877)와 제2 엔모스 트랜지스터(879)의 드레인들이 그 드레인에 연결된다. 제4 피모스 트랜지스터(881)는 전원 전압(VT /S)이 그 소스에 연결되고, 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결된다. 제3 및 제4 피모스 트랜지스터들(880, 881)은 제4 피모스 트랜지스터(881)의 전류에 따라 제3 피모스 트랜지스터(880) 전류가 흐르는 전류 미러를 구성한다.
제3 엔모스 트랜지스터(882)는 제4 피모스 트랜지스터(881)의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 미세 전류 발생부(560)의 엔모스 트랜지스터(861)의 게이트가 그 게이트에 연결되고, 접지 전압(Vss)이 그 소스에 연결된다. 제3 엔모스 트랜지스터(882)는 미세 전류 발생부(560)의 엔모스 트랜지스터(861)와 전류 미러로 구성된다. 제3 엔모스 트랜지스터(882)로 If 전류가 흐른다.
제3 엔모스 트랜지스터(882)의 If 전류에 따라 제4 피모스 트랜지스터(881)로 If 전류가 흐른다. 제4 피모스 트랜지스터(881)의 If 전류에 따라 제3 피모스 트랜지스터(880)로 If 전류가 흐른다.
제2 엔모스 트랜지스터(879)로는 제2 피모스 트랜지스터(877)의 Ia 전류와 제3 피모스 트랜지스터(880)의 If 전류를 합한, 즉 (Ia+If) 전류가 흐른다.
제2 비교부(572)는 제1 피모스 트랜지스터(871)를 통해 공급되는 Ib 전류와 제2 엔모스 트랜지스터(879)를 통해 흐르는 (Ia+If) 전류를 비교하여, 제2 비교 신호(DIF1)를 발생한다.
도 9는 도 5의 차동 증폭부(580)를 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 9를 참조하면, 차동 증폭부(580)는 전원 전압(VT /S)이 그 소스에 연결되고, 상보 온도 센서 인에이블 신호(ENB)가 그 게이트에 연결되는 제1 피모스 트랜지스터(901)를 포함한다. 제1 피모스 트랜지스터(901)의 드레인은 제2 및 제3 피모스 트랜지스터들(902, 903)의 소스에 연결된다. 제3 피모스 트랜지스터(903)의 게이트와 드레인은 서로 연결된다. 제2 및 제3 피모스 트랜지스터들(902, 903)의 게이트들은 서로 연결된다.
제2 및 제3 피모스 트랜지스터들(902, 903)의 드레인들은 제1 및 제2 엔모스 트랜지스터들(904, 905)의 드레인들에 각각 연결된다. 제1 엔모스 트랜지스터(904)의 게이트로는 제2 비교 신호(DIF1)가 연결되고, 제2 엔모스 트랜지스터(905)의 게이트로는 제1 비교 신호(DIFB1)가 연결된다. 제1 및 제2 엔모스 트랜지스터들(904, 905)의 소스는 제3 엔모스 트랜지스터(906)의 드레인과 연결된다. 제3 엔모스 트랜지스터(906)의 게이트로는 전원 전압(VT /S)가 연결되고, 그 소스로는 접지 전압(Vss)이 연결된다.
제4 피모스 트랜지스터(907)는 전원 전압(VT/S)이 그 소스에 연결되고, 온도 센서 인에이블 신호(EN)가 그 게이트에 연결되고, 제2 피모스 트랜지스터(902)와 제1 엔모스 트랜지스터(904)의 드레인들이 그 드레인에 연결된다. 제2 피모스 트랜지스터(902)의 드레인과 제3 피모스 트랜지스터(903)의 드레인 사이에는 온도 센서 인에이블 신호(EN)에 게이팅되는 제5 피모스 트랜지스터(908)가 연결된다.
제4 엔모스 트랜지스터(909)는 제2 비교 신호(DIF1)와 접지 전압(Vss) 사이에 연결되고, 상보 온도 센서 인에이블 신호(ENB)에 게이팅된다. 제5 엔모스 트랜지스터(910)는 제1 비교 신호(DIFB1)와 접지 전압(Vss) 사이에 연결되고, 상보 온도 센서 인에이블 신호(ENB)에 게이팅된다.
제2 피모스 트랜지스터(902)와 제1 엔모스 트랜지스터(904)의 드레인들은 제1 인버터(911)로 입력된다. 제1 인버터(911)의 출력은 제2 및 제3 인버터(912, 913)를 통하여 제1 출력 신호(T1)를 발생한다.
도 10은 도 5의 래치부(590)를 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 10을 참조하면, 래치부(590)는 인버터(1001), 제1 전송부(1002), 제1 래치(1003), 제2 전송부(1004), 그리고 제2 래치(1005)를 포함한다.
인버터(1001)는 온도 센서 인에이블 신호(EN)를 입력하여 상보 온도 센서 인에이블 신호(ENB)를 출력한다. 제1 전송부(1002)는 로직 하이의 온도 센서 인에이블 신호(EN)와 로직 로우의 상보 온도 센서 인에이블 신호(ENB)에 응답하여 차동 증폭부(580)의 차동 출력 신호(T1)를 제1 래치(1003)로 전달한다. 제1 래치(1003)는 제1 전송부(1002)를 통해 전달되는 차동 출력 신호(T1)를 래치한다. 제2 전송부(1004)는 로직 로우의 온도 센서 인에이블 신호(EN)와 로직 하이의 상보 온도 센서 인에이블 신호(ENB)에 응답하여 제1 래치(1003)에 저장된 데이터를 제2 래치(1005)로 전달한다. 제2 래치(1005)는 제2 전송부(1004)를 통해 전달되는 차동 출력 신호(T1)를 래치하고 온도 검출 신호(Tdet)를 발생한다.
도 8의 전류 비교부(570), 도 9의 차동 증폭부(580), 그리고 도 10의 래치 부(590)의 동작은 다음과 같다.
전류 비교부(570)는 Ia 전류보다 Ib-If 전류가 적게 흐르면 제1 비교 신호(DIFB1)을 로직 하이로 발생하고, Ib 전류보다 Ia+If 전류가 많이 흐르면, 제2 비교 신호(DIF1)를 로직 로우로 발생한다. 차동 증폭부(580)은 로직 하이의 제1 비교 신호(DIFB1)과 로직 로우의 제2 비교 신호(DIF1)을 비교하여, 로직 하이의 차동 출력 신호(T1)를 발생한다. 래치부(590)는 온도 센서 인에이블 신호(EN)에 응답하여 로직 하이의 차동 출력 신호(T1)를 래치하여 로직 하이의 온도 검출 신호(Tdet)를 출력한다.
한편, 전류 비교부(570)는 Ia 전류보다 Ib-If 전류가 많이 흐르면 제1 비교 신호(DIFB1)을 로직 로우로 발생하고, Ib 전류보다 Ia+If 전류가 적게 흐르면, 제2 비교 신호(DIF1)를 로직 하이로 발생한다. 차동 증폭부(580)은 로직 로우의 제1 비교 신호(DIFB1)과 로직 하이의 제2 비교 신호(DIF1)을 비교하여 로직 로우의 차동 출력 신호(T1)를 발생한다. 래치부(590)는 온도 센서 인에이블 신호(EN)에 응답하여 로직 로우의 차동 출력 신호(T1)를 래치하여 로직 로우의 온도 검출 신호(Tdet)를 출력한다.
도 11은 도 4의 전원 발생부를 설명하는 회로 다이어그램이다.
도 11을 참조하면, 전원 발생부(410)는 기준 전압(VREF)과 온도 센서의 전원 전압(VT /S)을 비교하는 비교부(1101)와, 비교부(1101) 출력에 응답하여 칩 전원 전압(VDD)로부터 온도 센서 전원 전압(VT /S)을 구동하는 피모스 트랜지스터(1102)로 구성된다. 이 때, 기준 전압(VREF) 레벨은 온도 센서 전원 전압(VT /S) 레벨과 동일한 레벨로 설정된다.
온도 센서 전원 전압(VT /S) 레벨이 기준 전압(VREF) 레벨 보다 낮으면, 비교부(1101)는 로직 로우의 출력을 발생한다. 로직 로우의 비교기(1101) 출력에 응답하여 피모스 트랜지스터(1102)가 턴온되어 온도 센서 전원 전압(VT /S) 레벨이 올라간다. 온도 센서 전원 전압(VT /S) 레벨이 기준 전압(VREF) 레벨 보다 높으면, 비교부(1101)는 로직 하이의 출력을 발생한다. 로직 하이의 비교기(1101) 출력에 응답하여 피모스 트랜지스터(1102)가 턴오프된다.
이러한 동작의 반복 수행으로, 전원 발생부(420)는 기준 전압(VREF)과 동일한 전압 레벨의 온도 센서 전용의 전원 전압(VT /S)을 발생한다.
도 12 내지 도 14는 도 8에서 설명된 전류 합산부(540), 기준 전류 발생부(550), 미세 전류 발생부(560), 그리고 전류 비교부(570)의 동작들과 도 9의 차동 증폭부(580)의 동작과 도 10의 래치부(590)의 동작을 도 7의 온도 특성 그래프에 연계시켜 설명하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 온도 센서(410)가 0℃ 환경에 놓이게 되면, 미세 전류 발생부(560)는 "00000"으로 설정된 트랙킹 코드(Pcode[4:0])에 의해 최대 If 전류(If_max)를 흘린다. 전류 비교부(570)의 제1 비교부(571)은 Ia 전류와 Ib-If_max 전류를 비교한다.
Ia 전류와 Ib-If_max 전류의 크로스 포인터가 0 ℃ 아래에 있으면, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 0℃ 보다 낮다는 것을 의미한다. 이 때, 온도 센서(410)의 온도 검출 신호(Tdet)는 로직 하이로 나타난다.
기준 전류 발생부(550)는 테스트 코드(Ncode{4:0])를 -1씩 감소시키면서 Ie 전류가 적게 흐르도록 제어한다. Ie 전류가 적게 흐르도록 제어한 결과로, If_max 전류가 적게 흐르게 되어 Ib-If_max 전류가 증가한다(1201). 이러한 동작의 반복으로, Ia 전류와 Ib-If_max 전류의 크로스 포인터가 0 ℃ 가 되도록 한다. 즉, 온도 센서(410)의 감지 온도가 현재 온도 0℃를 나타내도록 한다. 이 때, 온도 센서(410)의 온도 검출 신호(Tdet)는 로직 로우로 출력된다.
Ia 전류와 Ib-If_max 전류의 크로스 포인터가 0 ℃ 위에 있으면, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 0℃ 보다 높다는 것을 의미한다. 이 때, 온도 센서(410)의 온도 검출 신호(Tdet)는 로직 로우로 출력된다.
기준 전류 발생부(550)는 테스트 코드(Ncode{4:0])를 +1씩 증가시키면서 Ie 전류가 많이 흐르도록 제어한다. Ie 전류가 많이 흐르도록 제어한 결과로, If_max 전류가 많이 흐르게 되어 Ib-If_max 전류가 감소한다(1202). 이러한 동작의 반복으로, Ia 전류와 Ib-If_max 전류의 크로스 포인터가 0 ℃ 가 되도록 하여, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 0℃가 되도록 한다.
도 13을 참조하면, 전류 비교부(570)의 제2 비교부(572)은 Ib 전류와 Ia+If_max 전류를 비교한다.
Ib 전류와 Ia+If_max 전류의 크로스 포인터가 0 ℃ 아래에 있으면, 온도 센 서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 0℃ 보다 낮다는 것을 의미한다. 이 때, 온도 센서(410)의 온도 검출 신호(Tdet)는 로직 하이로 출력된다.
기준 전류 발생부(550)는 테스트 코드(Ncode{4:0])를 -1씩 감소시키면서 Ie 전류가 적게 흐르도록 제어한다. Ie 전류가 적게 흐르도록 제어한 결과로, If_max 전류가 적게 흐르게 되어 Ia+If_max 전류가 감소한다(1301). 이러한 동작의 반복으로, Ib 전류와 Ia+If_max 전류의 크로스 포인터가 0 ℃ 가 되도록 한다. 즉, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 0℃를 나타내도록 한다. 이때, 온도 센서(410)의 온도 검출 신호(Tdet)는 로직 하이로 출력된다.
Ib 전류와 Ia+If_max 전류의 크로스 포인터가 0 ℃ 위에 있으면, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 0℃ 보다 높다는 것을 의미한다. 이 때, 온도 센서(410)의 온도 검출 신호(Tdet)는 로직 로우로 출력된다.
기준 전류 발생부(550)는 테스트 코드(Ncode{4:0])를 +1씩 증가시키면서 Ie 전류가 많이 흐르도록 제어한다. Ie 전류가 많이 흐르도록 제어한 결과로, If_max 전류가 많이 흐르게 되어 Ia+If_max 전류가 증가한다(1302). 이러한 동작의 반복으로, Ib 전류와 Ia+If_max 전류의 크로스 포인터가 0 ℃ 가 되도록 하여, 온도 센서(410)의 감지 온도가 현재 온도 0℃가 되도록 한다. 이때, 온도 센서(410)의 온도 검출 신호(Tdet)는 로직 하이로 출력된다.
온도 센서(410)의 감지 온도가 현재 온도 0℃를 나타내도록 하기 위하여, 제1 비교부(571)의 동작에 따른 테스트 코드(Ncode[4:0]) 정보와 제1 비교부(572)의 동작에 따른 테스트 코드(Ncode[4:0]) 정보는 동일하다. 테스트 코드(Ncode[4:0]) 정보는 선택적으로 제3 모드 레지스터에 저장된다. 또는, 테스트 코드(Ncode[4:0]) 정보에 따라 제3 전류 제어부(852)의 엔모스 트랜지스터들(811, 812, 813, 814, 815)이 퓨즈 트리밍될 수 있다.
도 14를 참조하면, 전류 합산부(540)는 100℃ 일 때의 Id 전류를 측정한다. 이 때, 제2 CTAT 전류 발생부(530)의 제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0)을 순차적으로 변경시켜 가면서 해당 코드들 마다 Id 전류를 측정한다(1401). 이와 유사하게, 전류 합산부(540)는 0℃ 일 때 제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0)을 순차적으로 변경시켜 가면서 해당 코드들 마다 Id 전류를 측정한다(1402).
100℃ 일 때의 Id 전류와 0℃ 일 때의 Id 전류의 차를 구한다. 100℃ 의 Id 전류와 0℃ 의 Id 전류 차의 절대값이 가장 작을 때의 제2 제어 신호(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0) 코드 정보를 제2 모드 레지스터에 저장한다. 또는 제2 제어 신호(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0) 코드 정보에 따라 제2 CTAT 전류 발생부(530)의 저항 브랜치(634)가 선택적으로 퓨즈 커팅(fuse cutting) 될 수 있다.
도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 온도 감지기(400) 동작을 위한 테스트 방법을 설명하는 플로우챠트이다.
도 15a를 참조하면, 온도 감지기(400)를 내장한 칩의 현재 온도를 100℃로 두고, 트랙킹 코드(Pcode)를 "11111"로 셋팅한다(1501).
온도 센서(410)를 동작시켜, 온도 센서(410)의 감지 온도와 칩의 현재 온도 100℃를 비교하여 차동 출력 신호(T1)를 발생시키고 저장한다. 온도 센서(410)를 디세이블시킨 후, 래치부(590)에 래치된 온도 검출 신호(Tdet)를 발생한다(1502).
온도 검출 신호(Tdet)가 로직 하이인 가를 판별한다(1503).
온도 검출 신호(Tdet)가 로직 하이이면, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 보다 낮다는 것을 의미한다. 온도 센서(410)의 감지 온도를 높이기 위하여, 제1 CTAT 전류 발생부(520)는 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)을 순차적으로 인에이블시켜 저항 브랜치(624)의 저항값을 감소시킨다. 저항 브랜치(624)의 저항값이 감소함에 따라 Ib 전류가 증가하게 되어, 온도 센서(410)의 감지 온도는
Figure 112007001872111-pat00015
℃ 씩 올라간다(1504).
다시, 온도 센서(410)를 동작시켜, 온도 센서(410)의 감지 온도와 칩의 현재 온도를 비교하여 차동 출력 신호(T1)를 발생시키고 저장한다. 온도 센서(410)를 디세이블시킨 후, 래치부(590)에 래치된 온도 검출 신호(Tdet)를 발생한다(1505).
온도 검출 신호(Tdet)의 현재 출력과 이전 출력을 비교하여 서로 반대인가를 판별한다(1506). 서로 동일하면, 아직도 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 보다 낮다는 것을 의미하기 때문에, 1504 단계와 1505 단계를 반복 수행한다.
온도 검출 신호(Tdet)의 현재 출력과 이전 출력이 서로 반대이면, 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)에 따른 저항 브랜치(624)의 저항값을 제1 모드 레지스터에 저장한다(1507).
한편, 온도 검출 신호(Tdet)가 로직 로우이면, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 보다 높다는 것을 의미한다. 온도 센서(410)의 감지 온도를 낮 추기 위하여, 제1 CTAT 전류 발생부(520)는 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)을 순차적으로 디세이블시켜 저항 브랜치(624)의 저항값을 증가시킨다. 저항 브랜치(624)의 저항값이 증기함에 따라 Ib 전류가 감소하게 되어, 온도 센서(410)의 감지 온도는
Figure 112007001872111-pat00016
℃ 씩 내려간다(1508).
온도 센서(410)를 동작시켜, 온도 센서(410)의 감지 온도와 칩의 현재 온도를 비교하여 차동 출력 신호(T1)를 발생시키고 저장한다. 온도 센서(410)를 디세이블시킨 후, 래치부(590)에 래치된 온도 검출 신호(Tdet)를 발생한다(1509).
온도 검출 신호(Tdet)의 현재 출력과 이전 출력을 비교하여 서로 반대인가를 판별한다(1510). 서로 동일하면, 아직도 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 보다 낮다는 것을 의미하기 때문에, 1504 단계와 1505 단계를 반복 수행한다. 서로 반대이면, 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)에 따른 저항 브랜치(624)의 저항값을 제1 모드 레지스터에 저장한다(1507).
도 15b를 참조하면, 칩의 현재 온도가 여전히 100℃로 두고, 제2 CTAT 전류 발생부(530)의 Ic 전류가 (-)Ia 기울기를 갖는 전류가 되도록 저항 브랜치(634)을 조절한다(1511).
온도 센서(410)를 동작시키고(1512), Ia+Ic=Id 전류를 측정하고 저장한 후(1513), 온도 센서(410)를 디세이블시킨다(1514).
제2 CTAT 전류 발생부(530)의 제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0)을 변화시키면서 저항 브랜치(634)의 저항값을 가변시킨다(1511). 이 후, 온도 센 서(410)를 동작시키고(1512), 제2 제어 신호(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0) 코드에 따른Ia+Ic=Id 전류를 측정하고 저장한 후(1513), 온도 센서(410)를 디세이블시킨다(1514). 이러한 동작의 반복으로, 칩의 현재 온도 100℃ 일 때의 제2 제어 신호(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0) 코드에 따른 Id 전류값들을 저장해 놓는다.
칩의 현재 온도를 0℃로 두고(1515), 1511 단계 내지 1514 단계를 반복 수행하여, 칩의 현재 온도 0℃ 일 때의 제2 제어 신호(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0) 코드에 따른 Id 전류값들을 저장해 놓는다.
제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)에 따른 저항 브랜치(624)의 저항값을 제1 모드 레지스터에 저장한다(1507).
칩의 현재 온도 100℃ 일 때의 Id 전류값과 칩의 현재 온도 0℃ 일 때의 Id 전류값이 같을 때, 제2 제어 신호(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0)에 따른 저항 브랜치(634)의 저항값을 제2 모드 레지스터에 저장한다(1516). 여기에서, 100℃ 일 때의 Id 전류와 0℃ 일 때의 Id 전류의 차를 구하여, 100℃ 의 Id 전류와 0℃ 의 Id 전류 차의 절대값이 가장 작을 때의 제2 제어 신호(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0) 코드 정보를 제2 모드 레지스터에 저장할 수도 있다.
이 후, 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 "00000"으로 셋팅한다(1517).
도 15c를 참조하면, 온도 센서(410)를 동작시켜, 온도 센서(410)의 감지 온도와 칩의 현재 온도 0℃를 비교하여 차동 출력 신호(T1)를 발생시키고 저장한다. 온도 센서(410)를 디세이블시킨 후, 래치부(590)에 래치된 온도 검출 신호(Tdet)를 발생한다(1518).
온도 검출 신호(Tdet)가 로직 하이인 가를 판별한다(1519).
온도 검출 신호(Tdet)가 로직 하이이면, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 보다 낮다는 것을 의미한다. 온도 센서(410)의 감지 온도를 높이기 위하여, 기준 전류 발생부(550)은 Ie 전류가 적게 흐르도록 테스트 코드(Ncode{4:0])를 -1씩 감소시킨다. 즉, 테스트 코드(Ncode[4:0])를 1 감소시킴에 따라 턴온되는 엔모스 트랜지스터들(811, 812, 813, 814, 815)의 너비(width) 합이 작아지게 되어, Ie 전류가 감소한다. Ie 전류가 적게 흐름에 따라, If_max 전류가 적게 흐르게 되어 Ib-If_max 전류가 증가하게 된다. 이에 따라, 온도 센서(410)의 감지 온도는
Figure 112007001872111-pat00017
℃ 씩 올라간다(1520).
다시, 온도 센서(410)를 동작시켜, 온도 센서(410)의 감지 온도와 칩의 현재 온도를 비교하여 차동 출력 신호(T1)를 발생시키고 저장한다. 온도 센서(410)를 디세이블시킨 후, 래치부(590)에 래치된 온도 검출 신호(Tdet)를 발생한다(1521).
온도 검출 신호(Tdet)의 현재 출력과 이전 출력을 비교하여 서로 반대인가를 판별한다(1522). 서로 동일하면, 아직도 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 보다 낮다는 것을 의미하기 때문에, 1520 단계와 1521 단계를 반복 수행한다.
온도 검출 신호(Tdet)의 현재 출력과 이전 출력이 서로 반대이면, 테스트 코드(Ncode{4:0])에 따른 엔모스 트랜지스터들의 너비 합을 제3 모드 레지스터에 저장한다(1507).
한편, 온도 검출 신호(Tdet)가 로직 로우이면, 온도 센서(410)의 감지 온도 가 칩의 현재 온도 보다 높다는 것을 의미한다. 온도 센서(410)의 감지 온도를 낮추기 위하여, 기준 전류 발생부(550)은 Ie 전류가 많이 흐르도록 테스트 코드(Ncode{4:0])를 +1씩 증가시킨다. 즉, 테스트 코드(Ncode[4:0])를 1 증가시킴에 따라 턴온되는 엔모스 트랜지스터들(811, 812, 813, 814, 815)의 너비(width) 합이 커지게 되어, Ie 전류가 증가한다. Ie 전류가 많이 흐름에 따라, If_max 전류가 많이 흐르게 되어 Ib-If_max 전류가 감소하게 된다. 이에 따라, 온도 센서(410)의 감지 온도는
Figure 112007001872111-pat00018
℃ 씩 내려간다(1524).
다시, 온도 센서(410)를 동작시켜, 온도 센서(410)의 감지 온도와 칩의 현재 온도를 비교하여 차동 출력 신호(T1)를 발생시키고 저장한다. 온도 센서(410)를 디세이블시킨 후, 래치부(590)에 래치된 온도 검출 신호(Tdet)를 발생한다(1525).
온도 검출 신호(Tdet)의 현재 출력과 이전 출력을 비교하여 서로 반대인가를 판별한다(1526). 서로 동일하면, 아직도 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 보다 높다는 것을 의미하기 때문에, 1524 단계와 1525 단계를 반복 수행한다. 서로 반대이면, 테스트 코드(Ncode{4:0])에 따른 엔모스 트랜지스터들(811, 812, 813, 814, 815)의 너비 합을 제3 모드 레지스터에 저장한다(1507).
제1 모드 레지스터에 저장된 제1 CTAT 전류 발생부(520)의 저항값대로 저항 브랜치(6323)를 퓨즈 트리밍한다. 제2 모드 레지스터에 저장된 제2 CTAT 전류 발생부(530)의 저항값대로 저항 브랜치(634)를 퓨즈 트리밍한다. 제3 모드 레지스터에 저장된 기준 전류 발생부(550)의 엔모스 트랜지스들(811, 812, 813, 814, 815)의 크기(너비 합)대로 엔모스 트랜지스터들(811, 812, 813, 814, 815)을 퓨즈 트리밍한다(1524).
도 16은 본 발명의 온도 센서(410)를 이용하여, 셀프 리프레쉬 진입 후 셀프 리프레쉬 주기를 결정하는 방법을 설명하는 플로우챠트이다.
도 16을 참조하면, 트랙킹 코드(Pcode{4:0])를 "11111"로 셋팅한다(1601).
온도 센서 인에이블 신호(EN)를 활성화시켜 온도 센서(410)를 동작시킨다(1602).
온도 센서(410)는 칩의 현재 온도와 온도 센서(410)의 감지 온도를 비교하여 차동 출력 신호(T1)를 발생시키고 저장한다. 온도 센서(410)를 디세이블시킨 후, 래치부(590)는 온도 검출 신호(Tdet)를 래치한다(1603).
온도 검출 신호(Tdet)가 로직 하이인 가를 판별한다(1604).
만약 온도 검출 신호(Tdet)가 로직 하이이면, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 보다 낮다는 것을 의미한다. 온도 센서(410)의 감지 온도를 높이기 위하여, 트랙킹 코드(Pcode{4:0])를 1 증가시킨다(1605).
트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 +1 증가시킴에 따라, 미세 전류 발생부(560) 내 턴온되는 피모스 트랜지스터들(831, 832, 833, 834, 835)의 너비(width) 합이 작아지게 되어, If 전류가 감소한다. 트랙킹 코드(Pcode[4:0])의 +1 증가에 따라 If 전류가 감소하게 되면, 온도 센서(410)의 감지 온도는
Figure 112007001872111-pat00019
℃ 올라간다.
이 후, 1602단계로 돌아가서, 온도 센서(410)를 동작시켜 1℃ 올라간 온도 센서(410)의 감지 온도와 칩의 현재 온도를 비교하여 온도 검출 신호(Tdet)를 발생한다(1603). 이러한 동작은 온도 검출 신호(Tdet)가 로직 로우가 될 때까지 반복 수행된다. 온도 검출 신호(Tdet)가 로직 로우로 변화되면(1608), 온도 센서의 감지 온도와 칩의 현재 온도가 같아졌다는 것을 의미한다. 따라서, 이때의 트랙킹 코드(Pcode[4:0])로 셀프 리프레쉬 주기가 결정된다(1607).
한편, 온도 검출 신호(Tdet)가 로직 로우이면, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도 보다 높다는 것을 의미한다. 온도 센서(410)의 감지 온도를 낮추기 위하여, 트랙킹 코드(Pcode{4:0])를 -1 감소시킨다(1606). 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 -1 감소시킴에 따라, 미세 전류 발생부(560) 내 턴온되는 피모스 트랜지스터들(831, 832, 833, 834, 835)의 너비(width) 합이 커지게 되어, If 전류가 증가한다. 트랙킹 코드(Pcode[4:0])의 -1 감소에 따라 If 전류가 증가하게 되면, 온도 센서(410)의 감지 온도는
Figure 112007001872111-pat00020
℃ 내려간다.
이 후, 1602단계로 돌아가서, 온도 센서(410)를 동작시켜
Figure 112007001872111-pat00021
℃ 내려간 온도 센서(410)의 감지 온도와 칩의 현재 온도를 비교하여 온도 검출 신호(Tdet)를 발생한다(1603). 이러한 동작은 온도 검출 신호(Tdet)가 로직 하이가 될 때까지 반복 수행된다. 온도 검출 신호(Tdet)가 로직 하이가 되면, 온도 센서의 감지 온도와 칩의 현재 온도가 같아졌다는 것을 의미한다. 따라서, 이때의 트랙킹 코드(Pcode[4:0])로 셀프 리프레쉬 주기가 결정된다(1607).
도 17은 본 발명의 온도 센서(410)를 이용하여, 셀프 리프레쉬 제어 방법을 설명하는 타이밍 다이어그램이다.
도 17을 참조하면, 앞서 설명한 도 16의 플로우챠트를 따라, 온도 센서(410)의 감지 온도와 칩의 현재 온도가 같을 때의 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 찾기 위하여, 온도 센서(410)는 최대 25번 인에이블된다. 트랙킹 코드(Pcode[n:0])를 변화시키는 주기는 수십 ㎲ 정도로 짧다.
온도 센서(410)의 감지 온도를
Figure 112007001872111-pat00022
℃ 씩 선형적으로 변화시키면서, 온도 센서(410)의 감지 온도가 칩의 현재 온도와 같을 때까지 검출하여, 이 때의 트랙킹 코드(Pcode[4:0])에 따라 셀프 리프레쉬 주기를 셋-업한다. 이러한 탐색 동작(search operation)은 수백 ㎲ 정도의 시간이 소요된다.
이 후, 셀프 리프레쉬 주기를 결정한 트랙킹 코드(Pcode[4:0])는 수 ㎳ 마다 +1 또는 -1씩 증감시키면서 한번씩 업데이트된다.
도 18은 본 발명의 온도 센서(410)를 이용하여, 트랙킹 코드(Pcode[4:0]) 변화에 따른 감지 온도를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 18을 참조하면, 온도 감지기(400)는 트랙킹 코드(Pcode[4:0]) 변화에 대하여
Figure 112007001872111-pat00023
℃ 단위로 감지 온도를 선형적으로 출력한다는 것을 볼 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이 다.
상술한 본 발명의 온도 센서는 100℃ 일 때의 Id 전류와 0℃ 일 때의 Id 전류가 동일할 때 또는 그 전류 차가 가장 적을 때의 Id 전류를 기준 전류로 이용한다. Id 전류는 온도 변화에 대하여 일정한 전류를 흘리는, 즉 온도에 대해 독립적인 전류이다. 100℃ 및 0℃ 일 때, Id 전류가 일정하게 흐르도록 온도 센서를 테스트한다. 이 후, 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 1씩 변화시키면서 온도 센서의 감지 온도를
Figure 112007001872111-pat00024
℃ 씩 선형적으로 변화시킨다. 온도 센서의 감지 온도가 칩의 현재 온도와 같을 때의 트랙킹 코드를 검출한다.
본 발명의 리프레쉬 제어 방법은 수 ㎲ 주기로 트랙킹 코드(Pcode[4:0])를 변화시키면서 온도 센서의 감지 온도를 변화시키고, 수 백㎲ 동안 온도 센서의 감지 온도가 칩의 현재 온도와 같아질 때까지 온도 센서를 동작시킨다. 온도 센서의 감지 온도가 칩의 현재 온도와 같을 때의 트랙킹 코드에 따라 셀프 리프레쉬 주기를 셋팅한다. 이 후, 수 ms 마다 한 번씩 트랙킹 코드를 ±1 씩 업데이트시키고, 업데이트되는 트랙킹 코드에 따라 셀프 리프레쉬 주기를 조절한다.

Claims (82)

  1. 온도에 따라 비례하는 제1 전류를 발생하는 PTAT 전류 발생부;
    제1 제어 신호들에 응답하여, 온도에 따라 반비례하는 제2 전류를 발생하는 제1 CTAT 전류 발생부;
    제2 제어 신호들에 응답하여, 온도에 따라 반비례하는 제3 전류를 발생하는 제2 CTAT 전류 발생부;
    제1 및 제2 제어 코드들에 응답하여 상기 제1 전류와 상기 제3 전류를 합하여 제4 전류를 발생하는 전류 합산부; 및
    상기 제1 전류, 상기 제2 전류 및 상기 제4 전류를 상기 온도에 관계되는 신호로 변환하는 온도 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 PTAT 전류 발생부는
    전원 전압이 그 소스에 연결되고, 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되어 제1 노드 전압을 출력하는 제1 피모스 트랜지스터;
    상기 전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제1 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제2 피모스 트랜지스터;
    상기 제2 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 게이트와 그 드레인에 연결되는 제1 엔모스 트랜지스터;
    상기 제1 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 상기 제1 엔 모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제2 엔모스 트랜지스터;
    상기 제1 엔모스 트랜지스터의 소스와 접지 전압 사이에 연결되는 제1 다이오드;
    상기 제2 엔모스 트랜지스터의 소스와 상기 접지 전압 사이에 직렬 연결되는 저항과 제2 다이오드를 구비하고,
    상기 제1 다이오드 크기와 상기 제2 다이오드 크기의 비는 1:M(M은 자연수)인 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 CTAT 전류 발생부 및 상기 제2 CTAT 전류 발생부 각각은
    전원 전압이 그 소스에 연결되고, 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되는 피모스 트랜지스터;
    상기 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 상기 PTAT 전류 발생부의 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 CTAT 엔모스 트랜지스터;
    상기 CTAT 엔모스 트랜지스터의 소스와 접지 전압 사이에 연결되고, 다수개의 제어 신호들에 응답하여 저항값을 변화시키는 가변 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 제2 CTAT 전류 발생부의 상기 가변 저항은 온도에 따른 상기 제1 전류의 기울기와 온도에 따른 상기 제3 전류의 기울기가 같아질 때의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 CTAT 전류 발생부 및 상기 제2 CTAT 전류 발생부 각각의 상기 가변 저항은
    상기 CTAT 엔모스 트랜지스터의 소스와 상기 접지 전압 사이에 직렬 연결되는 다수개의 저항들; 및
    상기 저항들 사이에 각각 연결되고, 상기 제1 제어 신호들이 그 게이트들에 각각 연결되는 다수개의 제2 엔모스 트랜지스터들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제1 CTAT 전류 발생부 및 상기 제2 CTAT 전류 발생부 각각은
    상기 제어 신호들의 상태들을 저장하는 모드 레지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 CTAT 전류 발생부와 연관된 상기 모드 레지스터는 상기 제1 전류와 상기 제2 전류가 같을 때 상기 제어 신호의 상태를 저장하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 CTAT 전류 발생부와 연관된 상기 모드 레지스터는, 상기 온도 센서에 설정된 최고 온도인 고온에서 상기 제1 전류와 상기 제2 전류가 같을 때 상기 제어 신호의 상태를 저장하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  9. 제1항에 있어서, 상기 온도 센서는
    다수개의 퓨즈 링크들을 더 구비하고,
    상기 퓨즈 링크 각각은 상기 제1 CTAT 전류 발생부와 상기 제2 전류 발생부의 상기 제어 신호들 중 하나의 상태를 셋팅하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 CTAT 전류 발생부의 상기 제2 제어 신호들은, 상기 온도 센서에 설정된 최고 온도인 고온에서의 상기 제1 전류와 상기 제3 전류의 합과 상기 온도 센서에 설정된 최저 온도인 저온에서의 상기 제1 전류와 상기 제3 전류의 합이 같아지도록 셋팅되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 CTAT 전류 발생부의 상기 제2 제어 신호들은 모드 레지스터에 저장되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 CTAT 전류 발생부의 상기 제2 제어 신호들은 다수개의 퓨즈 링크들에 셋팅되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  13. 제1항에 있어서, 상기 전류 합산부는
    상기 제1 제어 코드들에 응답하여 상기 제1 전류를 스케일링하는 제1 전류 제어부;
    상기 제2 제어 코드들에 응답하여 상기 제3 전류를 스케일링하는 제2 전류 제어부; 및
    상기 제1 및 제2 전류 제어부들이 그 게이트와 그 드레인에 연결되고, 접지 전압이 그 소스에 연결되는 엔모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  14. 제13항에 있어서, 상기 온도 검출부는
    상기 제어 신호들의 제1군에 응답하여 상기 제4 전류를 스케일링하여 제5 전류를 발생하는 제1 전류 곱셈부;
    상기 제어 신호들의 제2군에 응답하여 상기 제5 전류를 스케일링하여 제6 전류를 발생하는 제2 전류 곱셈부; 및
    상기 제1 전류, 상기 제2 전류 그리고 상기 제6 전류값들을 비교하는 전류 비교부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2군의 제어 신호들이 상기 제5 전류가 최대량으로 스케일되도록 셋팅될 때, 상기 제1군의 제어 신호들은 상기 온도 센서에 설정된 최저 온도인 저온에서 상기 제2 전류가 상기 제1 전류와 상기 제6 전류를 더한 것과 같도록 셋팅되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2군의 제어 신호들이 상기 제5 전류가 최대량으로 스케일되도록 셋팅될 때, 상기 제1군의 제어 신호들은 상기 온도 센서에 설정된 최저 온도인 저온에서 상기 제1 전류가 상기 제2 전류에서 상기 제6 전류를 뺀 것과 같도록 셋팅되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  17. 제14항에 있어서, 상기 제1 전류 곱셈부는
    전원 전압이 그 소스에 연결되고, 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되는 피모스 트랜지스터; 및
    상기 피모스 트랜지스터의 드레인과 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 제4 전류와 상기 제1군의 제어 신호들에 응답하여 상기 제5 전류를 발생하는 전류 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전류 제어부는
    상기 피모스 트랜지스터의 드레인이 각각의 그 드레인들에 각각 연결되고, 상기 전류 합산부의 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 다수개의 제1 엔모스 트랜지스터들; 및
    상기 제1 엔모스 트랜지스터들 각각의 소스들과 상기 접지 전압 사이에 각각 연결되고, 상기 제1군의 제어 신호들 각각이 그 게이트들에 연결되는 다수개의 제2 엔모스 트랜지스터들을 더 구비하고,
    상기 제1 엔모스 트랜지스터들의 하나는 상기 제2 엔모스 트랜지스터와 연결되지 않고 상기 접지 전압에 연결되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 엔모스 트랜지스터들은, 상기 제1 엔모스 트랜지스터들을 통하여 흐르는 전류들이 합이 상기 제1군의 제어 신호들의 바이너리 코드에 대하여 비례하도록 그 크기들을 갖는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  20. 제14항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 제1군의 제어 신호들의 하나를 각각 셋팅하는 다수개의 퓨즈들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  21. 제17항에 있어서, 상기 제2 전류 곱셈부는
    전원 전압에 연결되고, 상기 제2 전류 곱셈부가 상기 제5 전류 및 상기 제2군의 제어 신호들에 응답하여 상기 제6 전류를 발생하도록 하는 전류 제어부; 및
    상기 전류 제어부에 그 게이트와 그 드레인이 연결되고, 접지 전압이 그 소스에 연결되는 엔모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  22. 제21항에 있어서, 상기 전류 제어부는
    상기 전원 전압이 그 소스들에 연결되고, 상기 제1 전류 곱셈부의 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 다수개의 제1 피모스 트랜지스터들; 및
    상기 제1 피모스 트랜지스터들 각각의 드레인들과 상기 엔모스 트랜지스터 사이에 각각 연결되고, 상기 제2군의 제어 신호들 각각이 그 게이트들에 연결되는 다수개의 제2 피모스 트랜지스터들을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 피모스 트랜지스터들은, 상기 제1 피모스 트랜지스터들을 통하여 흐르는 전류들이 합이 상기 제2군의 제어 신호들의 바이너리 코드에 대하여 비례하도록 그 크기들을 갖는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  24. 제14항에 있어서, 상기 전류 비교부는
    상기 제1 전류와, 상기 제2 전류와 상기 제6 전류의 차이를 비교하여 제1 전류 비교값을 발생하는 제1 비교부; 및
    상기 제2 전류와, 상기 제1 전류와 상기 제6 전류의 합을 비교하여 제2 전류 비교값을 발생하는 제2 비교부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제1 비교부는
    전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 PTAT 전류 발생부의 상기 제1 전류(Ia)를 흘리는 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러를 구성하는 제1 피모스 트랜지스터;
    상기 전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제1 CTAT 전류 발생부의 상기 제2 전류(Ib)를 흘리는 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러를 구성하는 제2 피모스 트랜지스터;
    상기 제1 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 접지 전압이 그 소스에 연결되는 제1 엔모스 트랜지스터;
    상기 접지 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제2 피모스 트랜지스터의 드레인과 상기 제1 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트 및 그 드레인에 연결되는 제2 엔모스 트랜지스터; 및
    상기 제2 엔모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 상기 접지 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 전류 합산부의 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제3 엔모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  26. 제24항에 있어서, 상기 제2 비교부는
    전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제1 CTAT 전류 발생부의 상기 제2 전류(Ib)를 흘리는 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러를 구성하는 제1 피모스 트랜지스터;
    상기 전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 PTAT 전류 발생부의 상기 제1 전류(Ia)를 흘리는 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러를 구성하는 제2 피모스 트랜지스터;
    상기 제1 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 접지 전압이 그 소스에 연결되는 제1 엔모스 트랜지스터;
    상기 접지 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제2 피모스 트랜지스터의 드레인과 상기 제1 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트 및 그 드레인에 연결되는 제2 엔모스 트랜지스터;
    상기 전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제2 엔모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되는 제3 피모스 트랜지스터;
    상기 전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제3 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트 및 그 드레인에 연결되는 제4 피모스 트랜지스터; 및
    상기 제4 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 상기 접지 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 전류 합산부의 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되는 제3 엔모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  27. 제24항에 있어서, 상기 온도 센서는
    온도 센서 인에이블 신호에 응답하여 상기 제1 전류 비교값과 상기 제2 전류 비교값을 비교 증폭하여 차동 출력 신호를 발생하는 차동 증폭기; 및
    상기 온도 센서 인에이블 신호의 반전 신호에 응답하여 상기 차동 출력 신호 를 래치하고, 상기 온도에 관련된 신호를 출력하는 래치부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  28. 제1항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 온도 센서만을 위하여 전원을 공급하는 전원 발생부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  29. 온도에 따라 비례하는 제1 전류(Ia)를 발생하는 PTAT 전류 발생부;
    제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)에 응답하여, 온도에 따라 반비례하는 제2 전류(Ib) 전류를 발생하는 제1 CTAT 전류 발생부;
    제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0)에 응답하여 상기 제1 전류(Ia)에 대하여 기울기가 -1 되는 전류(-Ia)를 제3 전류(Ic)로 발생하는 제2 CTAT 전류 발생부;
    제1 및 제2 제어 코드들에 응답하여 상기 제1 전류(Ia)와 상기 제3 전류(Ic)를 합하여 제4 전류(Id)를 발생하는 전류 합산부;
    테스트 코드(Ncode[n:0])에 응답하여 상기 제4 전류(Id)의 제1 배수(α)에 해당하는 제5 전류(Ie)를 발생하는 기준 전류 발생부;
    트랙킹 코드(Pcode[n:0])에 응답하여 상기 제5 전류(Ie)의 제2 배수(β)에 해당하는 제6 전류(If)를 발생하는 미세 전류 발생부; 및
    상기 제1 전류(Ia)와 상기 제2 전류(Ib)에서 상기 제6 전류(If)를 뺀 전류(Ib-If)를 비교하여 제1 비교 신호를 발생하고, 상기 제2 전류(Ib)와 상기 제1 전류(Ia)에다가 상기 제6 전류(If)를 더한 전류(Ia+If)를 비교하여 제2 비교 신호를 발생하는 전류 비교부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  30. 제29항에 있어서, 상기 PTAT 전류 발생부는
    전원 전압이 그 소스에 연결되고, 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되어 상기 제1 노드 전압(NA)를 출력하는 제1 피모스 트랜지스터;
    상기 전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제1 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되고, 상기 제1 피모스 트랜지스터와 제1 전류 미러를 구성하는 제2 피모스 트랜지스터;
    상기 제2 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 게이트와 그 드레인에 연결되는 제1 엔모스 트랜지스터;
    상기 제1 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 상기 제1 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되고, 상기 제1 엔모스 트랜지스터와 제2 전류 미러를 구성하는 제2 엔모스 트랜지스터;
    상기 제1 엔모스 트랜지스터의 소스와 접지 전압 사이에 연결되는 제1 다이오드;
    상기 제2 엔모스 트랜지스터의 소스와 상기 접지 전압 사이에 직렬 연결되는 저항과 제2 다이오드를 구비하고,
    상기 제1 다이오드 크기와 상기 제2 다이오드 크기의 비는 1:M(M은 자연수)이고,
    상기 제1 및 제2 전류 미러들로 상기 제1 전류(Ia)가 흐르는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  31. 제29항에 있어서, 상기 제1 CTAT 전류 발생부는
    상기 온도 센서를 내장한 칩의 현재 온도가 상기 온도 센서에 설정된 최고 온도인 고온일 때, 상기 제1 전류(Ia)와 동일한 상기 제2 전류(Ib)를 갖도록 상기 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)을 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  32. 제31항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 제1 전류(Ia)와 상기 제2 전류(Ib)가 같을 때의 상기 제1 제어 신호들 (TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0) 코드를 제1 모드 레지스터에 저장하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  33. 제29항에 있어서, 상기 제1 CTAT 전류 발생부는
    전원 전압이 그 소스에 연결되고, 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되는 피모스 트랜지스터;
    상기 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 상기 PTAT 전류 발생부의 상기 제1 전류(Ia)를 흘리는 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러를 구성하는 엔모스 트랜지스터;
    상기 엔모스 트랜지스터의 소스에 일단이 연결되는 저항; 및
    상기 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)에 응답하여 그 저항값을 변화시켜 상기 제2 전류(Ib)를 흘리는 저항 브랜치를 구비하고,
    상기 저항 브랜치는
    상기 저항의 다른 일단과 접지 전압 사이에 직렬 연결되는 다수개의 저항들; 및
    상기 저항들 사이에 각각 연결되고, 상기 제1 제어 신호들(TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0)이 그 게이트들에 각각 연결되는 제2 엔모스 트랜지스터들을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  34. 제33항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 제1 전류(Ia)와 상기 제2 전류(Ib)가 같을 때의 상기 제1 제어 신호들 (TUBA5~TUBA0, TDBA5~TDBA0) 코드대로 상기 저항 브랜치의 해당되는 저항들을 단락시키는 퓨즈 트리밍하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  35. 제29항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 온도 센서를 내장한 칩을 상기 온도 센서에 설정된 최고 온도인 고온에 둔 상태에서, 상기 제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0) 코드를 변화시키면서 상기 전류 합산부의 상기 제4 전류(Id)를 측정하고,
    상기 칩을 상기 온도 센서에 설정된 최저 온도인 저온에 둔 상태에서, 상기 제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0) 코드를 변화시키면서 상기 전류 합산부의 상기 제4 전류(Id)를 측정하여,
    상기 고온의 상기 제4 전류(Id)와 상기 저온의 상기 제4 전류(Id) 차가 가장 작을 때의 상기 제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0) 코드를 저장하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  36. 제35항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 고온의 상기 제4 전류(Id)와 상기 저온의 상기 제4 전류(Id) 차가 가장 작을 때의 상기 제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0) 코드를 제2 모드 레지스터에 저장하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  37. 제29항에 있어서, 상기 제2 CTAT 전류 발생부는
    전원 전압이 그 소스에 연결되고, 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되는 피모스 트랜지스터;
    상기 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 상기 PTAT 전류 발생부의 상기 제1 전류(Ia)를 흘리는 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러를 구성하는 엔모스 트랜지스터;
    상기 엔모스 트랜지스터의 소스와 연결되고, 그 기울기가 (-)제1 전류(-Ia) 되게 상기 제3 전류(Ic)를 조절하는 제1 저항; 및
    상기 제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0)에 응답하여 그 저항값을 변화시켜 상기 제3 전류(Ic)를 흘리는 저항 브랜치를 구비하고,
    상기 저항 브랜치는
    상기 엔모스 트랜지스터의 소스와 접지 전압 사이에 직렬 연결되는 다수개의 제2 저항들; 및
    상기 제2 저항들 사이에 각각 연결되고, 상기 제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0)이 그 게이트들에 각각 연결되는 제2 엔모스 트랜지스터들을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  38. 제37항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 온도 센서에 설정된 최고 온도인 고온의 상기 제4 전류(Id)와 상기 온도 센서에 설정된 최저 온도인 저온의 상기 제4 전류(Id) 차가 가장 작을 때의 상기 제2 제어 신호들(TUBB5~TUBB0, TDBB5~TDBB0) 코드대로 상기 저항 브랜치의 해당되는 제2 저항들을 단락시키는 퓨즈 트리밍하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  39. 제29항에 있어서, 상기 전류 합산부는
    상기 제1 제어 코드들에 응답하여 상기 제1 전류를 스케일링하는 제1 전류 제어부;
    상기 제2 제어 코드들에 응답하여 상기 제3 전류를 스케일링하는 제2 전류 제어부; 및
    상기 제1 및 제2 전류 제어부들이 그 게이트와 그 드레인에 연결되고, 접지 전압이 그 소스에 연결되는 엔모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  40. 제29항에 있어서, 상기 기준 전류 발생부는
    상기 온도 센서를 내장한 칩을 상기 온도 센서에 설정된 최저 온도인 저온에 둔 상태에서, 상기 제1 전류(Ia)와 상기 제2 전류(Ib)에서 상기 제6 전류(If)를 뺀 전류(Ib-If)가 같도록 상기 테스트 코드(Ncode[n:0])를 조절하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  41. 제29항에 있어서, 상기 기준 전류 발생부는
    상기 온도 센서를 내장한 칩을 상기 온도 센서에 설정된 최저 온도인 저온에 둔 상태에서, 상기 제2 전류(Ib)와 상기 제1 전류(Ia)에다가 상기 제6 전류(If)를 더한 전류(Ia+If)가 같도록 상기 테스트 코드(Ncode[n:0])를 조절하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  42. 제40항 또는 제41항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 테스트 코드(Ncode[n:0])를 제3 모드 레지스터에 저장하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  43. 제29항에 있어서, 상기 기준 전류 발생부는
    전원 전압이 그 소스에 연결되고, 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되는 피모스 트랜지스터; 및
    상기 피모스 트랜지스터의 드레인과 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 테스트 코드(Ncode[n:0])에 응답하여 상기 제5 전류(Ie)를 조절하는 전류 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  44. 제43항에 있어서, 상기 전류 제어부는
    상기 피모스 트랜지스터의 드레인과 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 전류 합산부의 상기 제4 전류(Id)를 흘리는 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트들에 연결되어 전류 미러를 구성하는 엔모스 트랜지스터
    상기 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인들에 연결되고, 상기 전류 합산부의 상기 제4 전류(Id)를 흘리는 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트들에 연결되어 전류 미러를 구성하는 제1 군의 엔모스 트랜지스터들; 및
    상기 제1 엔모스 트랜지스터들의 소스와 상기 접지 전압 사이에 각각 연결되고, 상기 테스트 코드 신호들(Ncode[n:0])이 그 게이트들에 각각 연결되는 제2 군의 엔모스 트랜지스터들을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  45. 제44항에 있어서, 상기 기준 전류 발생부는
    상기 테스트 코드 신호들(Ncode[n:0])에 의해 턴온되는 상기 제2 엔모스 트랜지스터들의 너비 합에 따라 상기 제4 전류(Id)의 제1 배수(α)가 결정되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  46. 제44항에 있어서 상기 온도 센서는
    상기 제2 전류(Ib)와 상기 제1 전류(Ia)에다가 상기 제6 전류(If)를 더한 전류(Ia+If)가 같을 때의 상기 테스트 코드(Ncode[n:0])에 따라 상기 전류 제어부의 해당되는 상기 제2군의 트랜지스터들을 퓨즈 트리밍하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  47. 제29항에 있어서, 상기 미세 전류 발생부는
    상기 트랙킹 코드(Pcode[n:0])를 모두 "1"로 초기화시키는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  48. 제29항에 있어서, 상기 미세 전류 발생부는
    상기 온도 센서를 내장한 칩의 현재 온도와 상기 온도 센서의 감지 온도가 같아지도록 하기 위하여, 상기 제1 전류(Ia)와 상기 제2 전류(Ib)에서 상기 제6 전류(If)를 뺀 전류(Ib-If)가 같도록 상기 트랙킹 코드(Pcode[n:0])를 조절하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  49. 제29항에 있어서, 상기 미세 전류 발생부는
    상기 온도 센서를 내장한 칩의 현재 온도와 상기 온도 센서의 감지 온도가 같아지도록 하기 위하여, 상기 제2 전류(Ib)와 상기 제1 전류(Ia)에다가 상기 제6 전류(If)를 더한 전류(Ia+If)가 같도록 상기 트랙킹 코드(Pcode[n:0])를 조절하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  50. 제48항 또는 제49항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 트랙킹 코드(Pcode[n:0])를 +1 증가시키면 상기 온도 센서의 감지 온도를
    Figure 112008021954283-pat00025
    ℃ 올리고,
    상기 트랙킹 코드(Pcode[n:0])를 -1 감소시키면 상기 온도 센서의 감지 온도를
    Figure 112008021954283-pat00026
    ℃ 내리는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  51. 제29항에 있어서, 상기 미세 전류 발생부는
    전원 전압에 연결되고, 상기 트랙킹 코드(Pcode[n:0])에 응답하여 상기 제6 전류(If)를 조절하는 제4 전류 제어부; 및
    상기 제4 전류 제어부에 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되고, 접지 전압이 그 소스에 연결되는 엔모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  52. 제51항에 있어서, 상기 전류 제어부는
    상기 전원 전압이 그 소스들에 연결되고, 상기 기준 전류 발생부의 상기 제5 전류(Ie)를 흘리는 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트들에 연결되어 전류 미러를 구성하는 제1 피모스 트랜지스터들; 및
    상기 제1 피모스 트랜지스터들의 드레인와 엔모스 트랜지스터의 드레인 사이에 각각 연결되고, 상기 트랙킹 코드 신호들(Pcode[n:0])이 그 게이트들에 각각 연결되는 제2 피모스 트랜지스터들을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  53. 제52항에 있어서, 상기 미세 전류 발생부는
    상기 트랙킹 코드 신호들(Pcode[n:0])에 의해 턴온되는 상기 제2 피모스 트랜지스터들의 너비 합에 따라 상기 제5 전류(Ie)의 제2 배수(β)가 결정되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  54. 제29항에 있어서, 상기 전류 비교부는
    상기 제1 전류(Ia)와 상기 제2 전류(Ib)에서 상기 제6 전류(If)를 뺀 전류(Ib-If)를 비교하여 제1 비교 신호(DIFB1)를 발생하는 제1 비교부; 및
    상기 제2 전류(Ib)와 상기 제1 전류(Ia)에다가 상기 제6 전류(If)를 더한 전류(Ia+If)를 비교하여 제2 비교 신호를 발생하는 제2 비교부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  55. 제54항에 있어서, 상기 제1 비교부는
    전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 PTAT 전류 발생부의 상기 제1 전류(Ia)를 흘리는 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러로 구성되는 제1 피모스 트랜지스터;
    상기 전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제1 CTAT 전류 발생부의 상기 제2 전류(Ib)를 흘리는 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러로 구성되는 제2 피모스 트랜지스터;
    상기 제1 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 제2 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되고, 접지 전압이 그 소스에 연결되는 제1 엔모스 트랜지스터;
    상기 접지 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제2 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 게이트와 그 드레인에 연결되어 상기 제1 엔모스 트랜지스터와 전류 미러를 구성하는 상기 제2 엔모스 트랜지스터; 및
    상기 제2 엔모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 상기 접지 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 미세 전류 발생부의 상기 제6 전류(If)를 흘리는 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러로 구성되는 제3 엔모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  56. 제54항에 있어서, 상기 제2 비교부는
    전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제1 CTAT 전류 발생부의 상기 제2 전류(Ib)를 흘리는 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러로 구성되는 제1 피모스 트랜지스터;
    상기 전원 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 PTAT 전류 발생부의 상기 제1 전류(Ia)를 흘리는 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러 로 구성되는 제2 피모스 트랜지스터;
    상기 제1 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 제2 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되고, 접지 전압이 그 소스에 연결되는 제1 엔모스 트랜지스터;
    상기 접지 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 제2 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 게이트와 그 드레인에 연결되어 상기 제1 엔모스 트랜지스터와 전류 미러를 구성하는 상기 제2 엔모스 트랜지스터;
    상기 전원 전압이 그 소스에 연결되고, 제4 피모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되고, 상기 제2 엔모스 트랜지스터의 드레인들이 그 드레인에 연결되는 제3 피모스 트랜지스터; 및
    상기 전원 전압이 그 소스에 연결되고, 그 게이트와 그 드레인이 서로 연결되어 상기 제3 피모스 트랜지스터와 전류 미러로 구성되는 제4 피모스 트랜지스터;
    상기 제4 피모스 트랜지스터의 드레인이 그 드레인에 연결되고, 상기 접지 전압이 그 소스에 연결되고, 상기 미세 전류 발생부의 상기 제6 전류(If)를 흘리는 엔모스 트랜지스터의 게이트가 그 게이트에 연결되어 전류 미러로 구성되는 제3 엔모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  57. 제29항에 있어서, 상기 온도 센서는
    온도 센서 인에이블 신호에 응답하여 상기 제1 비교 신호와 상기 제2 비교 신호를 비교 증폭하여 차동 출력 신호(T1)를 발생하는 차동 증폭부; 및
    상기 온도 센서 인에이블 신호의 반전 신호에 응답하여 상기 차동 출력 신호를 래치하여 온도 검출 신호(Tdet)를 발생하는 래치부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  58. 제29항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 온도 센서 전용의 전원 발생부를 더 구비하고,
    상기 전원 발생부에서 발생되는 전원 전압에 의해 동작되는 것을 특징으로 하는 온도 센서.
  59. 온도 센서의 온도 검출 방법에 있어서,
    온도에 따라 비례하는 제1 전류를 발생하는 단계;
    온도에 따라 반비례하는 제2 전류를 발생하는 단계;
    온도에 따라 반비례하는 제3 전류를 발생하는 단계;
    상기 온도 센서에 설정된 최고 온도인 고온에서, 상기 제1 전류가 상기 제2 전류와 같아지도록 상기 제2 전류를 조절하는 단계;
    상기 제1 전류와 상기 제3 전류의 합이 온도 전반에 걸쳐 일정한 값으로부터 최소한의 편차를 갖도록 상기 제1 전류 또는 상기 제3 전류를 조절하는 단계; 및
    상기 제1 전류, 상기 제2 전류 및 상기 제3 전류를 상기 온도에 관련된 신호로 변환하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  60. 제59항에 있어서, 상기 제2 전류를 조절하는 단계는
    다수개의 제어 신호들을 이용하여 상기 제2 전류를 조절하는 단계; 및
    상기 제어 신호의 상태를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  61. 제60항에 있어서, 상기 제어 신호의 상태를 저장하는 단계는
    모드 레지스터에 상기 제어 신호의 상태를 저장하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  62. 제60항에 있어서, 상기 제2 제어 신호의 상태를 저장하는 단계는
    상기 제2 제어 신호의 상태를 고정시키기 위하여 다수개의 퓨즈들을 퓨즈 트리밍하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  63. 제59항에 있어서, 상기 제3 전류를 조절하는 단계는
    다수개의 제어 신호들을 이용하여 상기 제3 전류를 조절하는 단계; 및
    상기 제어 신호의 상태를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  64. 제63항에 있어서, 상기 제어 신호의 상태를 저장하는 단계는
    모드 레지스터에 상기 제어 신호의 상태를 저장하는 것을 특징으로 하는 온 도 검출 방법.
  65. 제63항에 있어서, 상기 제어 신호의 상태를 저장하는 단계는
    상기 제어 신호의 상태를 고정시키기 위하여 다수개의 퓨즈들을 퓨즈 트리밍하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  66. 제59항에 있어서, 상기 제1 전류 또는 제3 전류를 조절하는 단계는
    다수개의 제1 제어 신호들을 이용하여 상기 제1 전류를 조절하는 단계;
    다수개의 제2 제어 신호들을 이용하여 상기 제3 전류를 조절하는 단계; 및
    상기 제1 및 상기 제2 제어 신호들의 상태를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  67. 제66항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 제어 신호들의 상태를 저장하는 단계는
    모드 레지스터에 상기 제1 및 상기 제2 제어 신호들의 상태를 저장하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  68. 제66항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 제어 신호들의 상태를 저장하는 단계는
    상기 제1 및 상기 제2 제어 신호의 상태를 고정시키기 위하여 다수개의 퓨즈 들을 퓨즈 트리밍하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  69. 제59항에 있어서, 상기 제1 전류, 상기 제2 전류 및 상기 제3 전류를 상기 온도에 관련된 신호로 변환하는 단계는
    상기 제1 전류와 상기 제3 전류를 합하여 제4 전류를 발생하는 단계;
    상기 온도 센서에 설정된 최저 온도인 저온에서, 상기 제2 전류가 상기 제1 전류와 상기 제4 전류의 합과 같아지도록 상기 제4 전류를 조절하는 단계; 및
    상기 제1 전류, 상기 제2 전류 및 상기 제4 전류를 상기 온도와 관련된 신호로 변환하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  70. 제69항에 있어서, 상기 제1 전류, 상기 제2 전류 및 상기 제4 전류를 상기 온도와 관련된 신호로 변환하는 단계는
    상기 제2 전류와 상기 제1 전류와 상기 제4 전류의 합한 전류를 비교한 결과의 상태가 변화될 때까지, 상기 제4 전류를 조절하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  71. 제70항에 있어서, 상기 제4 전류를 조절하는 단계는
    다수개의 제어 신호들을 이용하여 상기 제4 전류를 조절하는 단계; 및
    상기 제어 신호의 상태를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  72. 제71항에 있어서, 상기 제어 신호의 상태를 저장하는 단계는
    모드 레지스터에 상기 제어 신호의 상태를 저장하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  73. 제71항에 있어서, 상기 제어 신호의 상태를 저장하는 단계는
    상기 제어 신호의 상태를 고정시키기 위하여 다수개의 퓨즈들을 퓨즈 트리밍하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  74. 제59항에 있어서, 상기 제3 전류를 조절하는 단계는
    온도에 따른 상기 제3 전류의 기울기가 온도에 따른 제1 전류의 기울기와 같아지도록 상기 제3 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  75. 제59항에 있어서, 상기 제3 전류를 조절하는 단계는
    다수개의 제어 신호들을 이용하여 상기 제3 전류를 조절하는 단계;
    상기 고온에서, 다수개의 테스트 상태에서 상기 제어 신호로 상기 제1 전류와 상기 제3 전류의 합을 측정하는 단계;
    상기 온도 센서에 설정된 최저 온도인 저온에서, 상기 다수개의 테스트 상태에서 상기 제어 신호로 상기 제1 전류와 상기 제3 전류의 합을 측정하는 단계; 및
    상기 제어 신호들의 상태대로 상기 테스트 상태들 중 하나를 선택하는 단계를 더 구비하고,
    상기 선택된 테스트 상태는 상기 고온의 상기 선택된 상태에서의 상기 제4 전류와 상기 저온의 상기 선택된 상태에서의 상기 제4 전류 사이의 차이가 최소화되는 상태인 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  76. 제59항에 있어서, 상기 제1 전류, 상기 제2 전류 및 상기 제3 전류를 변환하는 단계는
    상기 제1 전류와 상기 제3 전류를 합하여 제4 전류를 발생하는 단계;
    다수개의 제1 제어 신호들에 응답하여 상기 제4 전류를 스케일링하여 제5 전류를 발생하는 단계;
    다수개의 제2 제어 신호들에 응답하여 상기 제5 전류를 스케일링하여 제6 전류를 발생하는 단계; 및
    상기 제1 전류, 상기 제2 전류 및 상기 제6 전류를 상기 온도와 관련된 상기 신호로 변환하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  77. 제76항에 있어서, 상기 제4 전류를 스케일링하는 단계는
    상기 제1 제어 신호에 응답하여 다수개의 트랜지스터들을 선택하는 단계;
    각각의 선택된 트랜지스터에 대하여, 상기 제4 전류에 응답하여 전류를 기부하는 단계; 및
    상기 선택된 트랜지스터들의 상기 전류 기부들을 상기 제5 전류로 결합하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  78. 제76항에 있어서, 상기 제5 전류를 스케일링하는 단계는
    상기 제2 제어 신호에 응답하여 다수개의 트랜지스터들을 선택하는 단계;
    각각의 선택된 트랜지스터에 대하여, 상기 제5 전류에 응답하여 전류를 기부하는 단계; 및
    상기 선택된 트랜지스터들의 상기 전류 기부들을 상기 제6 전류로 결합하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  79. 제59항에 있어서, 상기 제1 전류, 상기 제2 전류 및 상기 제3 전류를 상기 온도에 관련된 신호로 변환하는 단계는
    상기 제1 전류와 상기 제3 전류를 합한 전류를 스케일링하여 제4 전류로 발생하는 단계;
    상기 제2 전류와 상기 제1 전류와 상기 제4 전류를 합한 전류를 비교하여 제1 비교값을 발생하는 단계;
    제1 전류와 상기 제2 전류와 상기 제4 전류를 합한 전류를 비교하여 제2 비교값을 발생하는 단계; 및
    상기 제1 비교값과 상기 제2 비교값을 비교하여 상기 온도와 관련된 상기 신호를 발생하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 방법.
  80. 제29항의 온도 센서를 이용하여, 상기 온도 센서의 감지 온도가 칩의 현재 온도와 같을 때의 상기 트랙킹 코드(Pcode[n:0])를 찾아내는 제1 단계;
    상기 제1 단계에서 찾은 상기 트랙킹 코드에 따라 리프레쉬 주기를 결정하는 제2 단계; 및
    상기 제1 단계에서 찾은 상기 트랙킹 코드를 1씩 증감시키면서 상기 온도 센서의 감지 온도를 업데이트하고, 상기 증감된 트랙킹 코드에 따라 상기 리프레쉬 주기를 조절하는 제3 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 리프레쉬 제어 방법.
  81. 제80항에 있어서, 상기 리프레쉬 제어 방법은
    상기 제1 단계에서 상기 트랙킹 코드를 변화시키는 주기는 수십 ㎲ 정도로 짧고,
    상기 제3 단게에서 상기 트랙킹 코드를 1씩 증감시키는 주기는 수 ㎳ 정도로 긴 것을 특징으로 하는 리프레쉬 제어 방법.
  82. 제81항에 있어서. 상기 제3 단계에서 상기 트랙킹 코드를 증감시키는 주기는
    상기 제1 단계에서 상기 트랙킹 코드를 찾는 데 소요된 시간 보다 긴 시간 주기를 갖는 것을 특징으로 하는 리프레쉬 제어 방법.
KR1020070002177A 2007-01-08 2007-01-08 온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 이를 이용한 리프레쉬제어 방법 KR100843226B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070002177A KR100843226B1 (ko) 2007-01-08 2007-01-08 온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 이를 이용한 리프레쉬제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070002177A KR100843226B1 (ko) 2007-01-08 2007-01-08 온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 이를 이용한 리프레쉬제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100843226B1 true KR100843226B1 (ko) 2008-07-02

Family

ID=39823528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070002177A KR100843226B1 (ko) 2007-01-08 2007-01-08 온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 이를 이용한 리프레쉬제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100843226B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101043730B1 (ko) 2009-05-20 2011-06-24 포항공과대학교 산학협력단 반도체 장치의 온도정보 출력회로 및 온도정보 출력방법
US9909931B2 (en) 2014-11-25 2018-03-06 SK Hynix Inc. Temperature sensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5784328A (en) 1996-12-23 1998-07-21 Lsi Logic Corporation Memory system including an on-chip temperature sensor for regulating the refresh rate of a DRAM array
KR100309167B1 (ko) 1998-12-30 2001-12-17 김영환 온도검출회로
KR100406561B1 (ko) 2001-12-27 2003-11-20 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 온도 검출회로
KR100502971B1 (ko) 2002-12-04 2005-07-22 주식회사 코아매직 온도 센서를 구비한 리프레쉬 동작용 클럭발생기
KR100652422B1 (ko) 2005-08-10 2006-12-01 삼성전자주식회사 온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 이를 이용한 리프레쉬제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5784328A (en) 1996-12-23 1998-07-21 Lsi Logic Corporation Memory system including an on-chip temperature sensor for regulating the refresh rate of a DRAM array
KR100309167B1 (ko) 1998-12-30 2001-12-17 김영환 온도검출회로
KR100406561B1 (ko) 2001-12-27 2003-11-20 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 온도 검출회로
KR100502971B1 (ko) 2002-12-04 2005-07-22 주식회사 코아매직 온도 센서를 구비한 리프레쉬 동작용 클럭발생기
KR100652422B1 (ko) 2005-08-10 2006-12-01 삼성전자주식회사 온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 이를 이용한 리프레쉬제어 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101043730B1 (ko) 2009-05-20 2011-06-24 포항공과대학교 산학협력단 반도체 장치의 온도정보 출력회로 및 온도정보 출력방법
US9909931B2 (en) 2014-11-25 2018-03-06 SK Hynix Inc. Temperature sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100652422B1 (ko) 온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 이를 이용한 리프레쉬제어 방법
JP4406405B2 (ja) 温度感知システム
US7127368B2 (en) On-chip temperature sensor for low voltage operation
US10365318B2 (en) Testing and setting performance parameters in a semiconductor device and method therefor
JP5106861B2 (ja) 温度センサ及び区間別温度の検出方法
US7423473B2 (en) Sequential tracking temperature sensors and methods
KR20040013885A (ko) 고속 테스트에 적합한 편이온도 검출회로를 갖는온도감지기 및 편이온도 검출방법
US9645016B2 (en) Temperature sensor
KR20120115863A (ko) 온도센서
US20100164608A1 (en) Bandgap circuit and temperature sensing circuit including the same
KR100549947B1 (ko) 집적회로용 기준전압 발생회로
KR100610024B1 (ko) 셀프 리프레쉬 모드를 가지는 반도체 메모리 장치 및 그의동작 방법
US7453311B1 (en) Method and apparatus for compensating for process variations
KR100699826B1 (ko) 하나의 브랜치를 이용하여 다수개의 검출 온도 포인트를제공하는 온도 감지기 및 편이 온도 검출 방법
KR100845773B1 (ko) 반도체 메모리 장치의 파워 업 신호 트립 포인트 측정 회로 및 이를 이용한 파워 업 신호 트립 포인트 레벨 측정 방법
KR100843226B1 (ko) 온-칩 온도 센서 및 온도 검출 방법, 이를 이용한 리프레쉬제어 방법
JP4495854B2 (ja) 半導体メモリ装置及びそれの読み出し方法
KR100518565B1 (ko) 반도체 온도 검출기, 이를 구비하여 셀프 리프레쉬 전류를감소시키는 반도체 메모리 장치, 및 그 셀프 리프레쉬 방법
US8330533B2 (en) Semiconductor device and operating method thereof
KR20110074127A (ko) 반도체 장치의 내부전압 생성회로
Remarsu On Process Variation Tolerant Low Cost Thermal Sensor Design
US20050128820A1 (en) Circuit for detecting negative word line voltage
KR20100066107A (ko) 반도체 메모리 장치의 온도 감지 회로
KR20110047887A (ko) 온도검출회로

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130531

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140530

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150601

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee