KR101015049B1 - Temperature Sensor Circuit with Calibration Function for Process Variation and Method thereof - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 메모리 장치 등에서 사용되는 밴드갭 타입 온도 센서의 제조 공정 변화에 따른 감지 온도 오차를 디지털 신호로 트리밍하여 센싱 온도에 대응되는 출력 전압의 오프셋 전압과 감도 오차를 보정함으로써, 적은 회로 면적으로도 감지 온도의 정확성을 높일 수 있고 다양한 온도 감지 영역에 맞춰 재트리밍하여 감지 온도에 대한 출력 전압의 범위를 가변적으로 조절할 수 있는 온도 센서 회로에 관한 것이다. 본 발명에 따른 온도 센서 회로는, 전류원의 출력 전류에 기초하여 생성한 기준온도전압(V_REF)을 가변 이득 증폭하여 튜닝된 전압(V_TU)을 생성하는 오프셋 보정부 및 상기 전류원의 출력 전류에 대한 미러 전류에 기초하여 생성한 감지온도 출력전압(V_out)을 상기 튜닝된 전압(V_TU)과 비교하여 주위 온도에 대응되는 해당 출력 전압을 생성하는 출력 스팬 보정부를 포함한다.

공정 드리프트(변화), 온도 센서, 오프셋 보정, 감도 오차 보정

The present invention corrects the offset voltage and sensitivity error of the output voltage corresponding to the sensing temperature by trimming the sensing temperature error according to the manufacturing process variation of the bandgap type temperature sensor used in the semiconductor memory device, thereby reducing the circuit area. The present invention relates to a temperature sensor circuit that can increase the accuracy of the sensed temperature and can variably adjust the output voltage range for the sensed temperature by retrimming for various temperature sensing areas. The temperature sensor circuit according to the present invention includes an offset correction unit for variable gain amplifying a reference temperature voltage V _REF generated based on an output current of a current source to generate a tuned voltage V _TU , and an output current of the current source. And an output span correction unit configured to generate a corresponding output voltage corresponding to the ambient temperature by comparing the sensed temperature output voltage V _out generated based on the mirror current with respect to the tuned voltage V _TU .

Process drift (change), temperature sensor, offset compensation, sensitivity error compensation

Description

공정 드리프트에 대한 보정 기능을 가지는 온도 센서 회로 및 그 방법{Temperature Sensor Circuit with Calibration Function for Process Variation and Method thereof}Temperature sensor circuit with calibration function for process drift and its method {Temperature Sensor Circuit with Calibration Function for Process Variation and Method}

본 발명은 온도 센서 회로에 관한 것으로서, 특히, 반도체 메모리 장치 등에서 사용되는 밴드갭 타입 온도 센서의 제조 공정 변화에 따른 감지 온도 오차를 디지털 신호로 트리밍하여 센싱 온도에 대응되는 출력 전압의 오프셋 전압과 감도 오차를 보정함으로써, 적은 회로 면적으로도 감지 온도의 정확성을 높일 수 있고 다양한 온도 감지 영역에 맞춰 재트리밍하여 감지 온도에 대한 출력 전압의 범위를 가변적으로 조절할 수 있는 온도 센서 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature sensor circuit, and in particular, an offset voltage and a sensitivity of an output voltage corresponding to a sensing temperature by trimming a sensing temperature error caused by a change in a manufacturing process of a bandgap type temperature sensor used in a semiconductor memory device, etc. into a digital signal. By correcting the errors, the temperature sensor circuit can be improved by increasing the accuracy of the sensing temperature even with a small circuit area, and re-trimming for various temperature sensing regions to variably adjust the output voltage range with respect to the sensing temperature.

휘발성 메모리에 속하는 DRAM은 메모리 셀에 저장된 데이터를 계속적으로 보존하기 위해 자체적으로 메모리 셀의 데이터를 리프레쉬 해주어야 한다. 이러한 셀프 리프레쉬(self refresh) 동작으로 인하여 DRAM에서는 셀프 리프레쉬 전력을 소모하게 되는데, 저전력을 요구하는 시스템에서는 이러한 셀프 리프레쉬 전력을 줄이는 것은 매우 중요한 이슈이다. DRAM, which belongs to volatile memory, must refresh the data of the memory cell on its own in order to continuously preserve the data stored in the memory cell. This self refresh operation consumes self refresh power in DRAMs. In systems requiring low power, reducing the self refresh power is an important issue.

셀프 리프레쉬 전력을 줄이는 하나의 방법으로 리프레쉬 주기를 온도에 따라 변화시키는 방법이 있는데, 이는 DRAM에서의 데이터 보유 시간이 온도가 낮아 질수록 길어지는 것을 이용하는 방법이다. 따라서, 온도 영역을 복수개의 영역들로 분할하여 낮은 온도 영역에서는 리프레쉬 주기를 길게 하면 셀프 리프레쉬 전력을 줄일 수 있다. 그러므로, DRAM의 내부 온도를 감지하기 위한 저전력 내장형 온도 센서 회로가 요구되고 있다. One way to reduce the self-refresh power is to change the refresh cycle with temperature. This is a method in which the data retention time in the DRAM becomes longer as the temperature decreases. Therefore, the self refresh power can be reduced by dividing the temperature region into a plurality of regions and extending the refresh period in the low temperature region. Therefore, there is a need for a low power embedded temperature sensor circuit for sensing the internal temperature of DRAM.

여기서, 온도 센서 회로가 DRAM 등 반도체 메모리 장치에 사용되는 예를 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 다루는 온도 센서 회로는 컴퓨터, 에어컨, 산업용 기계 등 주위 온도에 따라 동작의 변경을 필요로 하는 모든 회로나 시스템 등에 적용될 수 있다.Here, an example in which the temperature sensor circuit is used in a semiconductor memory device such as a DRAM has been described, but the present invention is not limited thereto. The temperature sensor circuit according to the present invention requires a change in operation according to an ambient temperature such as a computer, an air conditioner, or an industrial machine. It can be applied to any circuit or system.

도 1은 통상적인 밴드갭(band gap) 기준 회로를 이용한 온도 센서(Bandgap type temeprature sensor) 회로를 설명하기 위한 도면이다. 　FIG. 1 is a diagram for describing a temperature sensor circuit using a conventional band gap reference circuit. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 통상적인 온도 센서 회로는 전류 미러 타입의 전류원(M1, M2, M3), 브렌치 A와 브렌치 B를 동일 전압으로 맞추어 주는 증폭기(OP1), 저항(R1)과 각 브렌치에 연결된 다이오드들(PN 접합 다이오드들 D1, D2), 감지온도전류(I_OUT)에 비례하는 출력전압(또는 감지온도 출력 전압)(V_out)을 발생시키는 저항(R2), 기준온도전압(V_REF)과 감지온도 출력전압(V_out)을 서로 비교한 결과를 전압(OUT)으로 출력하는 비교기(OP2)로 구성된다. Referring to Figure 1, a typical temperature sensor circuit is connected to the current mirror-type current sources (M1, M2, M3), amplifier (OP1), resistor (R1) and each branch to match the branches A and B to the same voltage Diodes (PN junction diodes D1 and D2), resistor R2 for generating an output voltage (or sense temperature output voltage) V _out proportional to sense temperature current I _OUT , reference temperature voltage V _REF And a comparator OP2 for outputting the result of comparing the sensed temperature output voltage V _out with the voltage OUT.

다이오드(D1)은 1개의 PN접합 다이오드일 수 있고, 다이오드(D2)는 N개의 PN접합 다이오드들의 병렬 연결 형태일 수 있다. 이와 같은 밴드갭 타입 온도 센서 회로는 특정 온도에서 트립 포인트(trip point)를 가져야만 정상적인 온도 센서 동작을 수행하며, 트립 포인트는 다음과 같은 원리에 의해 결정된다. 예를 들어, 브렌치 B에 연결된 저항(R1)의 다른 단에 연결되는 다이오드(D2)의 순방향 바이어스 전압(VD2)은 온도 증가에 따라 감소되는 네거티브 온도계수(negative temeprature coefficient, NTC)를 가지며, 다이오드들(D1, D2) 사이의 순방향 바이어스 전압차(△VD)는 온도 증가에 따라 증가되는 포지티브 온도계수(positive temperature coefficient, PTC)를 갖는다. 온도가 증가될 때, 반대 극성을 갖는 두 온도 계수(NTC, PTC)가 서로의 증감분을 상쇄하도록 회로를 설계함으로써 온도 변화에 안정적인 트립 포인트가 구현될 수 있다.The diode D1 may be one PN junction diode, and the diode D2 may be in the form of a parallel connection of N PN junction diodes. Such a bandgap type temperature sensor circuit must have a trip point at a specific temperature to perform normal temperature sensor operation, and the trip point is determined by the following principle. For example, the forward bias voltage VD2 of diode D2 connected to the other end of resistor R1 connected to branch B has a negative temeprature coefficient (NTC) that decreases with increasing temperature. The forward bias voltage difference ΔVD between the fields D1 and D2 has a positive temperature coefficient (PTC) that increases with increasing temperature. When the temperature is increased, a trip point that is stable to temperature changes can be realized by designing the circuit so that two temperature coefficients (NTC, PTC) with opposite polarities cancel each other's increments.

[수학식 1] 내지 [수학식 3]은 기준온도전압(V_REF)을 발생하는 밴드갭 기준회로(R1, D1, D2)에서의 트립 포인트 구현에 대한 관계식을 표현한 것이다. 이와 같은 수학식들에서 다이오드 D1의 순방향 바이어스는 VD1=V_Tln(Io/Is)이며, 다이오드 D2의 순방향 바이어스는 VD2=V_Tln[(Io/N)/Is]이다. 여기서, V_T는 써멀 전압(thermal voltage)으로서 V_T = KT/q이며, Is는 PN접합 다이오드에서의 포화전류, Io는 PN접합 다이오드에서의 출력전류를 나타낸다. 따라서, [수학식 3]에서 온도 변화에 따른 트립 포인트는 저항(R1)의 온도에 따른 저항값과, 다이오드(D2)로서 연결된 PN접합 다이오드들의 갯수 N값에 의해 결정된다. 따라서, 도 1의 밴드갭 타입 온도 센서 회로는 제조공정변화에 따라 매우 민감하게 트립 포인트를 바꾸어 안정적인 온도 감지 동작을 수행하기 어렵고, 변화된 트립 포인트를 설계된 온도 포인트에 맞추기 위해 온도 튜닝 작업이 웨이퍼 레벨에서 개별 칩(chip)마다 수행되어야 하는 문제점이 있다. [Equation 1] to [Equation 3] represent the relationship of the trip point implementation in the bandgap reference circuit (R1, D1, D2) that generates the reference temperature voltage (V _REF ). In these equations, the forward bias of diode D1 is VD1 = V _T ln (Io / Is), and the forward bias of diode D2 is VD2 = V _T ln [(Io / N) / Is]. Here, V _T is a thermal voltage (V _T = KT / q), Is is a saturation current in a PN junction diode, and Io is an output current in a PN junction diode. Therefore, in Equation 3, the trip point according to the temperature change is determined by the resistance value according to the temperature of the resistor R1 and the number N value of the PN junction diodes connected as the diode D2. Therefore, the bandgap type temperature sensor circuit of FIG. 1 is very difficult to perform a stable temperature sensing operation by changing the trip point very sensitively as the manufacturing process changes, and the temperature tuning operation is performed at the wafer level to match the changed trip point to the designed temperature point. There is a problem that must be performed for each chip.

[수학식 1][Equation 1]

[수학식 2][Equation 2]

[수학식 3]&Quot; (3) "

도 2는 도 1의 밴드갭 타입 온도 센서 회로의 트립 포인트 튜닝을 위해 사용되는 종래의 저항 스트링 회로(210)를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional resistance string circuit 210 used for trip point tuning of the bandgap type temperature sensor circuit of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 도 1의 밴드갭 타입 온도 센서의 트립 포인트 튜닝은 동작 온도 범위에 대한 출력 전압(OUT)의 모니터링을 통해 온도편이를 측정한 후, 도 2에 도시된 것과 같은 튜닝용의 저항 스트링 회로(210)에 대한 물리적이거나 전기적인 개방(open) 혹은 단락(short)을 통해 수행된다. 예를 들어, 저항 스트링 회로(210)를 구성하는 저항들(RU1, RU2, RU3, RU4) 중 일부만을 동작시키기 위하여 MOSFET 스위치들의 개방 혹은 단락을 제어하는 신호들(AU0, AU1, AU2, AU3)을 적절히 인가할 수 있다. Referring to FIG. 2, the trip point tuning of the bandgap type temperature sensor of FIG. 1 is used for tuning as shown in FIG. 2 after measuring the temperature shift by monitoring the output voltage OUT for the operating temperature range. This is done through a physical or electrical open or short to the resistor string circuit 210. For example, the signals AU0, AU1, AU2, and AU3 controlling the opening or shorting of the MOSFET switches to operate only some of the resistors RU1, RU2, RU3, and RU4 constituting the resistor string circuit 210. Can be appropriately applied.

이와 같은 트립 포인트 튜닝을 위한 저항 스트링 회로(210)는 증폭기(OP1)나 비교기(OP2)의 오프셋(offset) 값에 의한 오차를 보정하지 못하므로 온도 감지의 정확도가 떨어진다. 튜닝의 정확도를 향상시키기 위해서 더많은 저항과 스위치들을 사용하여야 하는데, 이에 따라 튜닝 회로의 면적 증가에 따라 생산 비용이 증가되는 문제점이 있다. Since the resistance string circuit 210 for trip point tuning does not correct an error caused by the offset value of the amplifier OP1 or the comparator OP2, the accuracy of temperature sensing is inferior. In order to improve the accuracy of tuning, more resistors and switches have to be used. As a result, the production cost increases as the area of the tuning circuit increases.

또한, 다른 예로서 MOSFET 스위치를 이용하는 위와 같은 저항 스트링 회로(210)의 경우에, 스위치 턴온(turn on) 시 스위치 자체의 저항값으로 인하여 튜닝 정확도가 떨어지는 문제점이 있다. 이와 같은 저항 스트링 회로(210)를 적용하는 온도 센서 회로는 설계된 특정 온도 영역에서만 튜닝되고 사용되므로 범용적인 채용은 불가능하다. In addition, in the case of the resistor string circuit 210 using the MOSFET switch as another example, there is a problem that the tuning accuracy is lowered due to the resistance value of the switch itself when the switch is turned on. Since the temperature sensor circuit to which the resistance string circuit 210 is applied is tuned and used only in a specific temperature region designed, it is not possible to adopt a general purpose.

그리고, 저항 스트링 회로로서 퓨즈(fuse) 형태를 이용하는 경우에는, 일회성의 회로에 그쳐 회로 열화나 노화 등의 요인에 의해 추후 요구되는 재튜닝 작업에 사용될 수 없는 문제점이 있다. In addition, in the case of using a fuse form as a resistor string circuit, there is a problem in that it cannot be used for a retuning operation required later due to factors such as circuit deterioration and aging, only for a one-time circuit.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 적은 회로 면적을 소모하면서 제조공정변화에도 감지 온도의 정확성이 높은 온도 센서 회로를 제공하는 데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a temperature sensor circuit having a high accuracy of sensing temperature even in a manufacturing process change while consuming a small circuit area.

또한, 본 발명의 다른 목적은 다양한 온도 감지 범위에 대한 적용 및 튜닝이 가능한 온도 센서 회로를 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention to provide a temperature sensor circuit that can be applied and tuned to a variety of temperature sensing range.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 채용되는 시스템에 맞춰 감지온도에 대한 출력전압의 범위를 가변적으로 조절할 수 있는 온도 센서 회로를 제공하는 데 있다.Further, another object of the present invention is to provide a temperature sensor circuit that can variably adjust the range of the output voltage with respect to the sensing temperature in accordance with the system to be employed.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 감지 온도 오차를 디지털 신호로 트리밍하여 센싱 온도에 대응되는 출력 전압의 오프셋 전압과 감도 오차를 보정함으로써, 재튜닝이 가능하고 온도 튜닝에 걸리는 시간을 단축할 수 있는 온도 센서 회로를 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention, by trimming the sensed temperature error to a digital signal to correct the offset voltage and sensitivity error of the output voltage corresponding to the sensing temperature, it is possible to retuning and shorten the time required for temperature tuning To provide a temperature sensor circuit.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 전력절감을 위해 반도체 메모리 장치 등의 칩 내에 채용 가능한 밴드갭 기준회로 타입의 오프셋 보정 회로와 감도 오차 트리밍용 보정 회로를 적용한 온도 센서 회로를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a temperature sensor circuit employing an offset correction circuit of a bandgap reference circuit type and a sensitivity error trimming correction circuit that can be employed in a chip such as a semiconductor memory device for power saving.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 온도 센서 회로는, 전류원의 출력 전류에 기초하여 생성한 기준온도전압(V_REF)을 가변 이득 증폭하여 튜닝된 전압(V_TU)을 생성하는 오프셋 보정부; 및 상기 전류원의 출력 전류에 대한 미러 전류에 기초하여 생성한 감지온도 출력전압(V_out)을 상기 튜닝된 전압(V_TU)과 비교하여 주위 온도에 대응되는 해당 출력 전압을 생성하는 출력 스팬 보정부를 포함한다.First, to summarize the features of the present invention, the temperature sensor circuit according to an aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, variable reference temperature voltage (V _REF ) generated based on the output current of the current source An offset correction unit configured to gain amplify and generate a tuned voltage V _TU ; And an output span corrector configured to generate a corresponding output voltage corresponding to an ambient temperature by comparing the sensed temperature output voltage V _out generated based on the mirror current with respect to the output current of the current source, with the tuned voltage V _TU . Include.

상기 오프셋 보정부는, 상기 출력 전압에 대한 센싱 시작 온도에서의 오프셋을 보정한다.The offset corrector corrects the offset at the sensing start temperature with respect to the output voltage.

상기 오프셋 보정부는, 상기 기준온도전압(V_REF)에 기초하여 생성한 전류가 디지털 신호에 따라 조절되어 증폭기로 입력될 때의 가변 이득을 이용한다.The offset correction unit uses a variable gain when a current generated based on the reference temperature voltage V _REF is adjusted according to a digital signal and input to an amplifier.

상기 오프셋 보정부는, 직렬 연결된 복수의 저항들 사이에 각각 연결된 저항을 가지는 래더 구조의 저항을 포함하고, 상기 직렬 연결된 복수의 저항들 사이에 각각 연결된 저항이 디지털 스위치에 의하여 선택적으로 증폭기의 입력단과 연결된다.The offset correction unit may include a ladder structure having a resistor connected between a plurality of resistors connected in series, and a resistor connected between the plurality of series connected resistors is selectively connected to an input terminal of an amplifier by a digital switch. do.

상기 출력 스팬 보정부는, 상기 출력 전압의 센싱 감도를 보정한다. The output span corrector corrects the sensing sensitivity of the output voltage.

상기 출력 스팬 보정부는, 상기 튜닝된 전압(V_TU)을 증폭하는 제1 증폭 수단; 상기 감지온도 출력전압(V_out)을 증폭하는 제2 증폭 수단; 상기 제1 증폭 수단과 상기 제2 증폭 수단 사이에 결합된 감도 오차 보정 회로; 및 상기 제1 증폭 수단의 출력과 상기 제2 증폭 수단의 출력을 비교하여 상기 출력 전압을 생성하는 제3 증폭 수단을 포함한다.The output span corrector may include first amplifying means for amplifying the tuned voltage V _TU ; Second amplifying means for amplifying the sensed temperature output voltage (V _out ); A sensitivity error correction circuit coupled between the first amplifying means and the second amplifying means; And third amplifying means for comparing the output of the first amplifying means with the output of the second amplifying means to generate the output voltage.

상기 감도 오차 보정 회로는, 직렬 연결된 복수의 저항들과 각 저항의 양끝단에 연결된 스위치들을 포함하고, 상기 스위치들 각각은 디지털 신호에 의하여 해당 저항의 양끝단을 개방 또는 단락시킨다. The sensitivity error correction circuit includes a plurality of resistors connected in series and switches connected at both ends of each resistor, each of the switches opening or shorting both ends of the corresponding resistor by a digital signal.

상기 감도 오차 보정 회로는, 상기 디지털 신호에 따라 상기 출력 전압의 센싱 감도를 트리밍한다.The sensitivity error correction circuit trims the sensing sensitivity of the output voltage according to the digital signal.

그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 온도 감지 방법은, 전류원의 출력 전류에 기초하여 생성한 기준온도전압(V_REF)을 가변 이득 증폭하여 튜닝된 전압(V_TU)을 생성하는 단계; 및 상기 전류원의 출력 전류에 대한 미러 전류에 기초하여 생성한 감지온도 출력전압(V_out)을 상기 튜닝된 전압(V_TU)과 비교하여 주위 온도에 대응되는 해당 출력 전압을 생성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a temperature sensing method comprising: generating a tuned voltage V _TU by variable gain amplifying a reference temperature voltage V _REF generated based on an output current of a current source; And generating a corresponding output voltage corresponding to an ambient temperature by comparing the sensed temperature output voltage V _out generated based on the mirror current with respect to the output current of the current source with the tuned voltage V _TU . .

본 발명에 따른 온도 센서 회로에 따르면, 디지털 신호로 제어할 수 있는 오프셋 보정 회로와 감도 오차 트리밍용 보정 회로를 통하여 적은 회로 면적을 소모하면서 감지 온도의 정확성을 높일 수 있다. According to the temperature sensor circuit according to the present invention, the accuracy of the sensing temperature can be increased while consuming a small circuit area through an offset correction circuit that can be controlled by a digital signal and a correction circuit for sensitivity error trimming.

또한, 본 발명에 따른 온도 센서 회로에 따르면, 온도 튜닝에 걸리는 시간이　단축되며 다양한 온도 센싱 영역에 맞게 재트리밍이 가능하다. In addition, according to the temperature sensor circuit according to the present invention, the time required for temperature tuning is shortened and can be retrimmed for various temperature sensing areas.

그리고, 본 발명에 따른 온도 센서 회로에 따르면, 채용되는 시스템에 맞춰 감지 온도에 대한 출력 전압의 범위가 가변 가능하다. In addition, according to the temperature sensor circuit according to the present invention, the range of the output voltage with respect to the sense temperature can be varied according to the system employed.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기준 온도 전압 트리밍 회로를 갖는 온도 센서 회로를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a temperature sensor circuit having a reference temperature voltage trimming circuit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 온도센서 회로는, 전류 미러 타입의 전류원을 위하여 전원(VDD)에 소스(source) 단자가 연결된 MOSFET들(M1, M2, M3), 브렌치 A 와 브렌치 B를 동일 전압으로 맞추어 주는 증폭기(OP1), 저항(R1)과 브렌치(A)에 연결된 다이오드(예를 들어, PN 접합 다이오드 D1) 및 저항(R1)에 연결된 다이오드(예를 들어, PN 접합 다이오드 D2)을 포함하는 밴드갭 기준회로(310), 감지온도전류(I_OUT)에 비례하는 출력전압(또는 감지온도 출력 전압)(V_out)을 발생시키는 저항(R2), 오프셋(offset) 보정부(320), 및 출력스팬(output span) 보정부(330)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the temperature sensor circuit of the present invention uses the same MOSFETs M1, M2, M3, branch A, and branch B that have a source terminal connected to a power supply VDD for a current mirror type current source. Amplifier (OP1), resistor (R1) and branch (A) connected to voltage (for example PN junction diode D1) and diode (for example, PN junction diode D2) connected to resistor R1 The bandgap reference circuit 310 includes a resistor R2 that generates an output voltage (or a sense temperature output voltage) V _out proportional to the sense temperature current I _OUT , and an offset correction unit 320. , And an output span corrector 330.

연산 증폭기(operational amplifier) 형태의 증폭기(OP1)는 MOSFET들(M1, M2)의 드레인(drain) 단자들 각각에 해당하는 브렌치 A와 브렌치 B를 입력으로 받고 그 출력은 MOSFET들(M1, M2, M3)의 모든 게이트(gate) 단자에 연결된다. 다이오드(D1)은 브렌치 A와 접지 사이에 연결되고, 저항(R1)과 다이오드(D2)는 브렌치 B와 접지 사이에 직렬 연결된다. MOSFET(M3)의 드레인 단자로 출력되는 감지온도전류(I_OUT)에 의하여 저항(R2)에 나타나는 감지온도 출력전압(V_out)은 오프셋 보정부(320)와 출력스팬 보정부(330)의 동작에 따라 브렌치 B의 기준온도전압(V_REF)와 서로 비교되어 주의의 감지된 온도에 상응하는 전압(Vo)이 최종적으로 출력된다. The amplifier OP1 in the form of an operational amplifier receives the branch A and the branch B corresponding to the drain terminals of the MOSFETs M1 and M2 as inputs, and the outputs are the MOSFETs M1, M2, Are connected to all gate terminals of M3). Diode D1 is connected between branch A and ground, and resistor R1 and diode D2 are connected in series between branch B and ground. The sensed temperature output voltage V _out that appears in the resistor R2 by the sensed temperature current I _OUT outputted to the drain terminal of the MOSFET M3 is operated by the offset corrector 320 and the output span corrector 330. As a result, the reference temperature voltage V _REF of the branch B is compared with each other to finally output a voltage Vo corresponding to the detected temperature of attention.

도 1과 같은 기존의 온도 센서 회로는 제조 공정 상에서 발생된 트립 포인트의 오차를 밴드갭 기준회로 내에서 보정함으로써 감지온도 출력 전압(V_out)을 튜닝하고자 하였지만, 본 발명에서는 밴드갭 기준회로(310)와 연결된 브렌치 B에서 발생되는 기준온도전압(V_REF)의 오차를 튜닝함으로써 정확도를 높일 수 있는 온도 센 서 회로를 제공하고자 한다. 이하에서도 설명하는 바와 같이 오프셋(offset) 보정부(320)를 통하여 주의의 감지된 온도에 상응하는 최종 전압(Vo)의 오프셋을 보정할 수 있고, 출력스팬 보정부(330)를 통하여 최종 출력 전압(Vo)의 센싱 감도 오차를 보정할 수 있다.The conventional temperature sensor circuit as shown in FIG. 1 attempts to tune the detected temperature output voltage V _out by correcting an error of a trip point generated in a manufacturing process within a bandgap reference circuit, but in the present invention, the bandgap reference circuit 310 ) Is to provide a temperature sensor circuit that can improve the accuracy by tuning the error of the reference temperature voltage (V _REF ) generated in the branch B connected to). As described below, the offset correction unit 320 may correct the offset of the final voltage Vo corresponding to the detected temperature of attention, and the final output voltage through the output span correction unit 330. The sensing sensitivity error of (Vo) can be corrected.

이에 따라, 적은 회로 면적을 소모하면서 감지 온도의 정확성을 높일 수 있으며, 짧은 시간에 트립 포인트 튜닝으로 다양한 온도 센싱 영역에 맞게 재트리밍할 수 있다. 따라서, 채용되는 시스템에 맞춰 감지 온도에 대한 최종 출력 전압(Vo)의 범위가 가변 가능하다. As a result, the accuracy of the sensing temperature can be increased while consuming a small circuit area, and it can be retrimmed for various temperature sensing regions by trip point tuning in a short time. Thus, the range of the final output voltage Vo relative to the sense temperature can be varied according to the system employed.

한편, 도 3에서, 감지온도전류(I_OUT)는 포지티브 온도계수에 의해 발생된다(도 1의 설명 참조). [수학식 2]의 순방향 바이어스 전압차(△VD)는 온도에 비례하여 증가하며, 따라서, 브렌치 B에 연결된 저항(R1)에서 구해진 감지온도전류(I_OUT)는 전류미러 회로(M1, M2, M3)에 의하여 브렌치 C로 미러링되며, [수학식 4]와 같이 표현된다. 이에 따라 최종적인 감지온도전압(V_OUT)는 [수학식 5]와 같이 표현된다. On the other hand, in FIG. 3, the sense temperature current I _OUT is generated by the positive temperature coefficient (see description of FIG. 1). The forward bias voltage difference ΔVD of Equation 2 increases in proportion to temperature, and thus, the sensed temperature current I _OUT obtained from the resistor R1 connected to the branch B is determined by the current mirror circuits M1, M2, It is mirrored to branch C by M3), and is represented by Equation 4. Accordingly, the final sensed temperature voltage V _OUT is expressed as shown in [Equation 5].

[수학식 4] &Quot; (4) "

[수학식 5][Equation 5]

여기서, α는 상수를 나타내며, 제조공정변화에 의해 크게 영향을 받는 저항들(R1, R2)과 다이오드(D2)로서 적용될 수 있는 PN접합 다이오드들의 병렬 연결 수 N에 의해 결정된다. 따라서, 상기 요소들(R1, R2, N)에 대한 제조공정상에서의 변화는 트립 포인트의 오차와 감지온도 출력전압(V_OUT)의 오차를 발생시킨다. Here, α represents a constant and is determined by the number of parallel connections N of the PN junction diodes that can be applied as the resistors R1 and R2 and the diode D2 which are greatly affected by the manufacturing process change. Thus, a change in the manufacturing process for the elements R1, R2, N causes an error in the trip point and an error in the sensed temperature output voltage V _OUT .

제조공정변화에 의해 온도 센서 회로의 감지온도 출력전압(V_OUT)에서는 오프셋 전압 오차와 센싱 감도 오차가 도 5와 같이 발생될 수 있다. 도 1과 같은 밴드갭 타입 온도 센서 회로는 특정 온도 영역에서의 동작을 고려하여 설계되며 센싱 시작 온도점(T0)에서는 오프셋 전압(△αT0)을 갖는다. 제조공정변화에 의해 발생된 오차를 △α 라 하였을 때, 센싱 시작점 T0에서 발생되는 감지온도 출력전압(V_OUT)은 [수학식 6]과 같고, 이때 오프셋 전압 오차, △V_OFF는 [수학식 7]과 같이 표현된다. As the manufacturing process changes, an offset voltage error and a sensing sensitivity error may be generated in the sensed temperature output voltage V _OUT of the temperature sensor circuit as shown in FIG. 5. The bandgap type temperature sensor circuit as shown in FIG. 1 is designed in consideration of operation in a specific temperature range and has an offset voltage ΔαT0 at the sensing start temperature point T0. When the error generated by the manufacturing process change is Δα, the sensed temperature output voltage (V _OUT ) generated at the sensing start point T0 is represented by [Equation 6], where the offset voltage error and ΔV _OFF are represented by [Equation 6]. 7].

[수학식 6]&Quot; (6) "

[수학식 7][Equation 7]

또한, 도 1과 같은 밴드갭 타입 온도 센서 회로에서는 센싱 시작점(T0)부터 종료점(임의의 TEMP)까지의 온도 영역에 대해서 [수학식 5]에서 α의 감도를 갖으며, 제조공정오차 △α에 의한 센싱 감도 오차(△V_OUT)는 [수학식 8]과 같다. In addition, in the bandgap type temperature sensor circuit as shown in FIG. 1, the sensitivity is represented by Equation 5 in the temperature range from the sensing start point T0 to the end point (optional TEMP), and the manufacturing process error? Sensitivity sensitivity error (ΔV _OUT ) is as shown in [Equation 8].

[수학식 8][Equation 8]

이와 같은 오프셋 전압(△αT0)을 설계 목표(design target)까지 줄이기 위한 보정은 오프셋 보정부(320)를 통하여 이루어질 수 있고, 센싱 감도 오차(△V_OUT) △αT를 설계 목표까지 줄이기 위한 보정은 출력스팬 보정부(330)를 통하여 이루어질 수 있다. The design of such an offset voltage (△ αT0) correction to reduce up to the target (design target) is the correction for reducing the offset correction can be made via the unit (320), and the sensing sensitivity error (△ V _OUT) △ αT to the design goal is The output span correction unit 330 may be used.

도 4는 도 3의 오프셋 보정부(320)의 구체 회로도이다. 도 4와 같이, 오프셋 보정부(320)는 가변이득 증폭기(VGA: Variable Gain Amplifier) 형태로서, R-to-R 래더(Resister-to Resisiter Ladder) 구조로 구현될 수 있다. 즉, 오프셋 보정부(320)는 기준온도전압(V_REF)으로부터 튜닝된 전압(V_TU)을 생성하기 위하여, 래더 저항들(R/2R), 증폭기(OP), 및 저항(R_F)을 포함한다. 4 is a detailed circuit diagram of the offset correction unit 320 of FIG. 3. As shown in FIG. 4, the offset correction unit 320 may be implemented in a form of a variable gain amplifier (VGA) and may have a structure of a resistor-to-resister ladder (R-to-R ladder). That is, the offset correction unit 320 generates the ladder resistors R / 2R, the amplifier OP, and the resistor R _F in order to generate the tuned voltage V _TU from the reference temperature voltage V _REF . Include.

저항(R_F)는 증폭기(OP)의 출력(V_TU)과 증폭기(OP)의 제1 입력단(-) 사이에 연결되고, 증폭기(OP)의 제2 입력단(+)에는 공통 전압(V_CM)이 인가된다. 또한, 증폭기(OP)의 제1 입력단(-)에는 래더 저항이 연결되는데, 래더 저항은 직렬 연결된 저항값 R의 저항들 사이마다 저항값 2R을 가지는 저항들을 연결해 놓은 구조이며, 디 지털 신호(AU0, AU1,...AUN-2, AUN-1)의 제어를 받는 스위치들에 의하여 저항값 2R을 가지는 저항들의 다른 쪽단이 제1 입력단(-)에 연결되거나 공통 전압(V_CM)에 연결되어 증폭기(OP)의 제1 입력단(-)으로 입력되는 전류가 제어될 수 있다. 래더 저항 중 가장 왼쪽의 저항 2R은 제1 입력단(-)에 연결될 수 있고, 가장 오른쪽의 저항 2R은 공통 전압(V_CM)에 연결될 수 있다. N 비트의 디지털 신호(AU0, AU1,...AUN-2, AUN-1)의 코드를, 예를 들어, 0000~1111로 변화시키면서, 기준온도전압(V_REF)에 기초하여 생성된 입력 전류(I_IN) 중 I_IN /2^N 단위로 증폭기(OP)의 제1 입력단(-)으로 흐르도록 조절할 수 있다.The resistor R _{F is} connected between the output V _TU of the amplifier OP and the first input terminal (−) of the amplifier OP, and the common voltage V _CM is connected to the second input terminal (+) of the amplifier OP. ) Is applied. In addition, a ladder resistor is connected to the first input terminal (−) of the amplifier OP, and the ladder resistor is a structure in which resistors having a resistance value of 2R are connected between the resistors of the resistor value R connected in series, and the digital signal (AU0). , The other end of the resistors having a resistance value of 2R is connected to the first input terminal (-) or to the common voltage (V _CM ) by the switches controlled by AU1, ... AUN-2, AUN-1). The current input to the first input terminal (−) of the amplifier OP may be controlled. The leftmost resistor 2R of the ladder resistors may be connected to the first input terminal (−), and the rightmost resistor 2R may be connected to the common voltage V _CM . Input current generated based on the reference temperature voltage V _REF while changing the code of the N-bit digital signals AU0, AU1, ... AUN-2, AUN-1, for example, from 0000 to 1111. It may be adjusted to flow to the first input terminal (−) of the amplifier OP in units of I _IN / 2 ^N among (I _IN ).

이와 같이 오프셋 보정부(320)를 R-to-R 래더 구조로 구현함으로써, 저항 소자의 수를 최소화하여 회로면적을 대폭 줄임과 동시에 같은 면적에 보다 고정밀도의 트리밍 회로를 구현하는 것이 가능하다. By implementing the offset correction unit 320 in the R-to-R ladder structure as described above, it is possible to minimize the number of resistive elements to significantly reduce the circuit area and to implement a more precise trimming circuit in the same area.

이와 같이 구조의 오프셋 보정부(320)는 N비트로 제어되는 가변 이득 증폭기로써, N비트 디지털 제어에 의해 가변된 전압 이득으로 기준온도전압(V_REF)을 증폭하여 튜닝된 전압(V_TU)을 출력하며, 출력스팬 보정부(330)의 동작에 따라 감지온도 출력전압(V_OUT)과 기준온도전압(V_REF)의 튜닝된 전압(V_TU) 사이의 차이를 최종적인 출력전압(V_O)으로써 제공할 수 있다. 제조공정변화에 의한 오차가 존재할 경우, 온도 감지 시작점 T0에서의 최종 출력 전압(V_O)은 [수학식 9]와 같이 표현될 수 있다. As described above, the offset correction unit 320 of the structure is a variable gain amplifier controlled by N bits. The offset correction unit 320 amplifies the reference temperature voltage V _REF with a variable voltage gain by N bit digital control and outputs a tuned voltage V _TU . According to the operation of the output span correction unit 330, the difference between the sensed temperature output voltage V _OUT and the tuned voltage V _TU of the reference temperature voltage V _REF is used as the final output voltage V _O. Can provide. If there is an error due to a manufacturing process change, the final output voltage V _O at the temperature sensing start point T0 may be expressed as shown in [Equation 9].

[수학식 9][Equation 9]

따라서, 출력스팬 보정부(330)의 최종 출력 전압(V_O)에서의 오프셋 전압 오차는 △αT0 = AV_REF의 관계를 가지도록 가변 이득 증폭기인 오프셋 보정부(320)의 전압 이득을 N비트 디지털 신호로 트리밍해 줌으로써 제거될 수 있다. 도 6과 같이, 오프셋 보정부(320)에서 4비트 디지털 신호로 트리밍한 경우에, 디지털 코드를 0000에서 1111까지 변화시킴에 따라 기준온도전압(V_REF)이 선형 특성을 보이도록 튜닝될 수 있음을 알 수 있다. Therefore, the offset voltage error in the final output voltage V _O of the output span correction unit 330 is N-bit digital to the voltage gain of the offset correction unit 320, which is a variable gain amplifier, to have a relationship of DELTA αT0 = AV _REF . Can be removed by trimming to the signal. As shown in FIG. 6, when the offset correction unit 320 trims the 4-bit digital signal, the reference temperature voltage V _REF may be tuned to show a linear characteristic as the digital code is changed from 0000 to 1111. It can be seen.

도 3에서, 출력스팬 보정부(330)는 센싱 감도 오차에 대한 트리밍 회로로서, 계측용 차동입력형 증폭기(instrumentation amplifier)(OP4)를 이용하여 센싱 감도에 대한 트리밍 작업을 수행하고, 감지온도 출력전압(V_OUT)과 기준온도전압(V_REF)의 튜닝된 전압(V_TU) 사이의 비교를 통하여 최종 출력 전압(V_O)을 출력한다. 이를 위하여, 증폭기(OP2)가 상기 튜닝된 전압(V_TU)을 증폭한 전압이 저항 R3를 통과한 전압을 증폭기(OP4)의 제1 입력단으로 입력하며, 증폭기(OP3)가 감지온도 출력전압(V_OUT)을 증폭한 전압이 다른 저항 R3(여기서, 저항 부호가 같은 것은 같은 저항값을 가질 수 있음을 의미)를 통과한 전압을 증폭기(OP4)의 제2 입력단으로 입력한다. 증폭기(OP4)의 출력과 제1 입력단 사이에는 저항 R4가 연결되고, 증폭기(OP4)의 제2 입력단에는 접지와 연결된다. In FIG. 3, the output span corrector 330 is a trimming circuit for sensing sensitivity error. The output span corrector 330 trims the sensing sensitivity using an instrumentation differential input amplifier OP4 and outputs a sensing temperature. The final output voltage V _O is output through a comparison between the voltage V _OUT and the tuned voltage V _TU of the reference temperature voltage V _REF . To this end, the voltage obtained by the amplifier OP2 amplifying the tuned voltage V _TU passes through the resistor R3 to the first input terminal of the amplifier OP4, and the amplifier OP3 receives the sensed temperature output voltage ( A voltage obtained by amplifying V _OUT ) is input to the second input terminal of the amplifier OP4 through a different resistor R3 (where the same resistance code means that the resistor may have the same resistance value). The resistor R4 is connected between the output of the amplifier OP4 and the first input terminal, and the ground is connected to the second input terminal of the amplifier OP4.

이외에도, 증폭기(OP2)의 상기 튜닝된 전압(V_TU)을 입력받는 단자 이외의 다른 제2 입력 단자와 증폭기(OP2)의 출력 사이에는 저항 R2가 연결되며, 증폭기(OP3)의 감지온도 출력전압(V_OUT)을 입력받는 단자 이외의 다른 제2 입력 단자와 증폭기(OP3)의 출력 사이에도 다른 저항 R2가 연결된다. In addition, a resistor R2 is connected between the second input terminal other than the terminal for receiving the tuned voltage V _TU of the amplifier OP2 and the output of the amplifier OP2, and the sensed temperature output voltage of the amplifier OP3. Another resistor R2 is also connected between the second input terminal other than the terminal receiving (V _OUT ) and the output of the amplifier OP3.

또한, 증폭기(OP2)의 제2 입력 단자와 증폭기(OP3)의 제2 입력 단자 사이에는 감도 오차 보정 회로(331)가 연결된다. 감도 오차 보정 회로(331)는 증폭기(OP2)의 제2 입력 단자와 증폭기(OP3)의 제2 입력 단자 사이에 직렬 연결된 저항들(RU1, RU2, RU3, RU4)을 포함하고, 이들 각 저항의 두 단자 사이에 MOSFET 스위치가 연결될 수 있다. 각 저항의 두 단자 사이에 소스와 드레인이 연결된 MOSFET 스위치들은 게이트에 인가되는 디지털 신호들(AU4, AU5, AU6, AU7)에 의하여 개방 또는 단락이 제어된다. 감도 오차 보정 회로(331)는, 예를 들어, 디지털 신호들(AU4, AU5, AU6, AU7)의 코드 0000 내지 1111에 따라 최종 출력 전압(Vo)의 기울기를 보정하여 도 5의 설계 목표의 최종 출력 전압(Vo)이 가지는 기울기와 같이 감도 오차를 제거하여 센싱 감도가 넓은 범위로 확장될 수 있도록 한다. In addition, a sensitivity error correction circuit 331 is connected between the second input terminal of the amplifier OP2 and the second input terminal of the amplifier OP3. The sensitivity error correction circuit 331 includes resistors RU1, RU2, RU3, and RU4 connected in series between the second input terminal of the amplifier OP2 and the second input terminal of the amplifier OP3, wherein MOSFET switches can be connected between the two terminals. MOSFET switches having a source and a drain connected between two terminals of each resistor are controlled to be opened or shorted by digital signals AU4, AU5, AU6, and AU7 applied to the gate. The sensitivity error correction circuit 331 corrects the slope of the final output voltage Vo according to, for example, codes 0000 to 1111 of the digital signals AU4, AU5, AU6, and AU7 to finalize the design goal of FIG. 5. Sensitivity error is eliminated like the slope of the output voltage Vo so that the sensing sensitivity can be extended to a wide range.

이와 같은 출력스팬 보정부(330)의 동작에 따라 계측용 차동입력형 증폭기(OP4)는 [수학식 10]과 같이 두 입력 전압에 대한 차동 전압을 출력할 수 있다. According to the operation of the output span correction unit 330 as described above, the measurement differential input amplifier OP4 may output differential voltages for two input voltages as shown in [Equation 10].

[수학식 10][Equation 10]

도 3에서, 계측용 차동입력형 증폭기(OP4)에 연결된 저항들의 저항값 R3, R4는 1:1의 비로 고정되어 있으며, [수학식 10]에서 A·(V_OUT - V_REF)항은 센싱 감도 오차(△V_OUT = △αT)를 포함한 출력값이며, (B/R1)(V_OUT - V_REF)항은 이를 보정하기 위한 것이다(상수항 A는 R4/R3). 저항 R2 역시 고정된 저항값을 가지며 상수항 B는 (R4·R2)/R3이다. In FIG. 3, the resistance values R3 and R4 of the resistors connected to the measurement differential input amplifier OP4 are fixed at a ratio of 1: 1, and A · (V _OUT − V _REF ) term in Equation 10 is sensed. This is an output value including the sensitivity error (ΔV _OUT = ΔαT), and the term (B / R1) (V _OUT -V _REF ) is for correcting this (constant term A is R4 / R3). Resistor R2 also has a fixed resistance value and the constant term B is (R4 · R2) / R3.

따라서, 저항값 R1을 N비트 디지털 신호(예를 들어, AU4~AU7)로 트리밍 해줌으로써 감지 온도의 최종적인 출력전압(Vo)에 대한 전압 이득 튜닝이 가능하며, 결과적으로 공정 변화에 따른 센싱 감도 오차(△Vout = △αT)가 보정될 수 있다. Therefore, by trimming the resistance value R1 into N-bit digital signals (eg, AU4 to AU7), it is possible to tune the voltage gain for the final output voltage (Vo) of the sensed temperature, resulting in sensing sensitivity as the process changes. The error DELTA Vout = DELTA αT may be corrected.

또한, 일반적인 온도 감지 센서의 경우, 시스템에 채용시 트리밍된 출력전압(도 1의 OUT 참조)에 대해 시스템과 출력전압의 레벨을 맞추기 위하여 외부에 증폭회로가 추가적으로 사용되어야 한다. 그러나, 도 3과 같은 출력스팬 보정부(330)와 같은 트리밍 회로는 R1의 저항값에 대한 트리밍을 통해 센싱 감도 오차(△Vout = △αT)에 대한 트리밍과 함께 최종 출력 전압(Vo)의 범위 조정이 가능하므로, 추가적인 증폭기를 필요로 하지 않는다. 또한, R1의 트리밍 범위를 확대함으로써 구현된 온도감지 센서는 채용되는 시스템의 입력범위에 독립적으로 유연하게 적용될 수 있다. In addition, in the case of a general temperature sensing sensor, an external amplification circuit must be additionally used to match the level of the system and the output voltage with respect to the trimmed output voltage (refer to OUT of FIG. 1) when employed in the system. However, the trimming circuit, such as the output span correction unit 330 as shown in FIG. 3, trims the sensing sensitivity error (ΔVout = ΔαT) by trimming the resistance value of R1 and the range of the final output voltage Vo. Adjustable, no additional amplifier is required. In addition, the temperature sensor implemented by extending the trimming range of R1 can be flexibly applied independently to the input range of the system to be employed.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므 로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

도 1은 통상적인 밴드갭 기준회로를 이용한 온도 센서 회로를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a temperature sensor circuit using a conventional bandgap reference circuit.

도 2는 도 1의 밴드갭 타입 온도 센서 회로의 트립 포인트 튜닝을 위해 사용되는 종래의 저항 스트링 회로를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional resistance string circuit used for trip point tuning of the bandgap type temperature sensor circuit of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기준 온도 전압 트리밍 회로를 갖는 온도 센서 회로를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a temperature sensor circuit having a reference temperature voltage trimming circuit according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 오프셋 보정부의 구체 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of an offset correction unit of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 온도 센서 회로에 의한 감지 온도 출력 전압의 오프셋전압 오차와 센싱 감도 오차의 보정을 설명하기 위한 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating correction of an offset voltage error and a sensing sensitivity error of a sensed temperature output voltage by a temperature sensor circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오프셋 보정부의 기준 온도 전압에 대한 트리밍 형태를 설명하기 위한 그래프이다.6 is a graph for explaining a trimming form of the reference temperature voltage of the offset correction unit according to an embodiment of the present invention.

Claims (9)

전류원의 출력 전류에 기초하여 생성한 기준온도전압(V_REF)을 가변 이득 증폭하여 튜닝된 전압(V_TU)을 생성하는 오프셋 보정부; 및An offset correction unit configured to variable-gain amplify the reference temperature voltage V _REF generated based on the output current of the current source to generate a tuned voltage V _TU ; And 상기 전류원의 출력 전류에 대한 미러 전류에 기초하여 생성한 감지온도 출력전압(V_out)을 상기 튜닝된 전압(V_TU)과 비교하여 주위 온도에 대응되는 해당 출력 전압을 생성하는 출력 스팬 보정부를 포함하고,An output span correction unit configured to generate a corresponding output voltage corresponding to an ambient temperature by comparing the sensed temperature output voltage V _out generated based on the mirror current with respect to the output current of the current source with the tuned voltage V _TU . and, 상기 오프셋 보정부는, 직렬 연결된 복수의 저항들 사이에 각각 연결된 저항을 가지는 래더 구조의 저항을 포함하고, 상기 직렬 연결된 복수의 저항들 사이에 각각 연결된 저항이 디지털 스위치에 의하여 선택적으로 증폭기의 입력단과 연결되는 것을 특징으로 하는 온도 센서 회로.The offset correction unit may include a ladder structure having a resistor connected between a plurality of resistors connected in series, and a resistor connected between the plurality of series connected resistors is selectively connected to an input terminal of an amplifier by a digital switch. Temperature sensor circuit, characterized in that the. 제1항에 있어서, 상기 오프셋 보정부는,The method of claim 1, wherein the offset correction unit, 상기 출력 전압에 대한 센싱 시작 온도에서의 오프셋을 보정하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 회로.And correcting the offset in the sensing start temperature relative to the output voltage. 제1항에 있어서, 상기 오프셋 보정부는,The method of claim 1, wherein the offset correction unit, 상기 기준온도전압(V_REF)에 기초하여 생성한 전류가 디지털 신호에 따라 조절되어 증폭기로 입력될 때의 가변 이득을 이용하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 회로.And a variable gain when a current generated based on the reference temperature voltage V _REF is adjusted according to a digital signal and input to an amplifier. 삭제delete 전류원의 출력 전류에 기초하여 생성한 기준온도전압(V_REF)을 가변 이득 증폭하여 튜닝된 전압(V_TU)을 생성하는 오프셋 보정부; 및An offset correction unit configured to variable-gain amplify the reference temperature voltage V _REF generated based on the output current of the current source to generate a tuned voltage V _TU ; And 상기 전류원의 출력 전류에 대한 미러 전류에 기초하여 생성한 감지온도 출력전압(V_out)을 상기 튜닝된 전압(V_TU)과 비교하여 주위 온도에 대응되는 해당 출력 전압을 생성하는 출력 스팬 보정부를 포함하고,An output span correction unit configured to generate a corresponding output voltage corresponding to an ambient temperature by comparing the sensed temperature output voltage V _out generated based on the mirror current with respect to the output current of the current source with the tuned voltage V _TU . and, 상기 출력 스팬 보정부는, 상기 출력 전압의 센싱 감도를 보정하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 회로.And the output span corrector corrects the sensing sensitivity of the output voltage. 전류원의 출력 전류에 기초하여 생성한 기준온도전압(V_REF)을 가변 이득 증폭하여 튜닝된 전압(V_TU)을 생성하는 오프셋 보정부; 및An offset correction unit configured to variable-gain amplify the reference temperature voltage V _REF generated based on the output current of the current source to generate a tuned voltage V _TU ; And 상기 전류원의 출력 전류에 대한 미러 전류에 기초하여 생성한 감지온도 출력전압(V_out)을 상기 튜닝된 전압(V_TU)과 비교하여 주위 온도에 대응되는 해당 출력 전압을 생성하는 출력 스팬 보정부를 포함하고,An output span correction unit configured to generate a corresponding output voltage corresponding to an ambient temperature by comparing the sensed temperature output voltage V _out generated based on the mirror current with respect to the output current of the current source with the tuned voltage V _TU . and, 상기 출력 스팬 보정부는,The output span correction unit, 상기 튜닝된 전압(V_TU)을 증폭하는 제1 증폭 수단;First amplifying means for amplifying the tuned voltage V _TU ; 상기 감지온도 출력전압(V_out)을 증폭하는 제2 증폭 수단;Second amplifying means for amplifying the sensed temperature output voltage (V _out ); 상기 제1 증폭 수단과 상기 제2 증폭 수단 사이에 결합된 감도 오차 보정 회로; 및A sensitivity error correction circuit coupled between the first amplifying means and the second amplifying means; And 상기 제1 증폭 수단의 출력과 상기 제2 증폭 수단의 출력을 비교하여 상기 출력 전압을 생성하는 제3 증폭 수단Third amplifying means for generating the output voltage by comparing the output of the first amplifying means with the output of the second amplifying means. 을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 회로.Temperature sensor circuit comprising a. 제6항에 있어서, 상기 감도 오차 보정 회로는,The method of claim 6, wherein the sensitivity error correction circuit, 직렬 연결된 복수의 저항들과 각 저항의 양끝단에 연결된 스위치들을 포함하고, A plurality of resistors connected in series and switches connected at both ends of each resistor, 상기 스위치들 각각은 디지털 신호에 의하여 해당 저항의 양끝단을 개방 또는 단락시키는 것을 특징으로 하는 온도 센서 회로.Each of the switches opens or shorts both ends of a corresponding resistor by a digital signal. 제7항에 있어서, 상기 감도 오차 보정 회로는,The method of claim 7, wherein the sensitivity error correction circuit, 상기 디지털 신호에 따라 상기 출력 전압의 센싱 감도를 트리밍하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 회로.And trimming the sensing sensitivity of the output voltage according to the digital signal. 전류원의 출력 전류에 기초하여 생성한 기준온도전압(V_REF)을 가변 이득 증폭하여 튜닝된 전압(V_TU)을 생성하는 단계; Variable gain amplifying the reference temperature voltage V _REF generated based on the output current of the current source to generate a tuned voltage V _TU ; 상기 전류원의 출력 전류에 대한 미러 전류에 기초하여 생성한 감지온도 출력전압(V_out)을 상기 튜닝된 전압(V_TU)과 비교하여 주위 온도에 대응되는 해당 출력 전압을 생성하는 단계; 및Generating a corresponding output voltage corresponding to the ambient temperature by comparing the sensed temperature output voltage V _out generated based on the mirror current with respect to the output current of the current source with the tuned voltage V _TU ; And 상기 출력 전압의 센싱 감도를 보정하는 단계Correcting the sensing sensitivity of the output voltage 를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 감지 방법.Temperature sensing method comprising a.

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