KR102170333B1

KR102170333B1 - 반도체 장치

Info

Publication number: KR102170333B1
Application number: KR1020130121773A
Authority: KR
Inventors: 송청기; 이요셉; 길찬기; 김창현
Original assignee: 에스케이하이닉스 주식회사
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2020-10-28
Also published as: KR20150042945A; US20150103609A1; US9007863B1

Abstract

반도체 장치는 내부리프레쉬신호의 펄스가 입력된 이후 온도신호로부터 생성되는 온도코드 및 모드설정신호에 응답하여 선택적으로 인에이블되는 제1 및 제2 제어신호를 생성하는 제어신호생성부 및 상기 제1 제어신호가 인에이블되는 경우 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하고, 상기 제2 제어신호가 인에이블되는 경우 상기 리프레쉬커맨드가 기 설정된 횟수만큼 입력되는 시점에 상기 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하는 내부리프레쉬신호생성부를 포함한다.

Description

반도체 장치{SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 개인용 컴퓨터나 전자 통신 기기 등과 같은 전자적 시스템의 고성능화에 부응하여, 메모리로서 탑재되는 디램 등과 같은 휘발성 반도체장치도 나날이 고속화 및 고집적화되고 있다. 핸드폰이나 노트북 컴퓨터 등과 같이 배터리로 동작하는 시스템에 탑재되는 반도체장치의 경우에는 특히 저전력 소모 특성이 절실히 요구되므로, 동작(오퍼레이팅) 전류 및 스탠바이 전류를 감소시키기 위한 노력과 연구가 활발히 진행되고 있다.

하나의 트랜지스터와 하나의 스토리지 커패시터로 구성되는 디램 메모리 셀의 데이터 리텐션(retention) 특성은 온도에 따라서도 매우 민감하게 나타난다. 따라서, 주변온도의 변화에 따라서 반도체 집적회로 내에 있는 회로 블럭들의 동작조건을 조절할 필요가 생길 수 있다. 예를 들어, 모바일 제품에 사용되는 디램(DRAM, Dynamic Random Access Memory)의 경우에는 주위온도의 변화에 따라 리프레쉬 주기(refresh period)를 조절하고 있다. 이와 같은 주변온도 변화에 따른 동작 조건 조절에는 DTSR(Digital Temp Sensor Regulator) 및 ATSR(Analog Temp Sensor Regulator) 등의 온도센서가 사용된다. 이와 같은 온도센서는 고온을 센싱하고, 셀프 리프래시 모드에서 전류 소모를 감소시키기 위해 동작주기를 제어하며, 노멀동작에서 주위온도를 모니터링하는 등의 기능을 수행한다.

한편, 국제전자표준화기구인 JEDEC(Joint Electron Device Engineering Counsil)에서는 모드레지스터셋(MRS: Mode Register Set)을 이용하여 리프레쉬 모드 동작주기를 제어하는 노멀모드(Normal Mode)와 확장모드(Extended Mode)를 규정하고 있다. 여기서, 노멀모드(Normal Mode)는 반도체 장치의 리프레쉬 동작주기를 짧게 설정하는 모드이고, 확장모드(Extended Mode)는 리프레쉬 동작주기를 길게 설정하는 모드이다.

본 발명은 내부리프레쉬신호가 입력된 이후 내부회로의 온도정보를 포함하는 온도코드를 업데이트하고, 동작모드 및 온도코드에 따라 리프레쉬주기를 조절하는 반도체 장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명은 내부리프레쉬신호의 펄스가 입력된 이후 온도신호로부터 생성되는 온도코드 및 모드설정신호에 응답하여 선택적으로 인에이블되는 제1 및 제2 제어신호를 생성하는 제어신호생성부 및 상기 제1 제어신호가 인에이블되는 경우 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하고, 상기 제2 제어신호가 인에이블되는 경우 상기 리프레쉬커맨드가 기 설정된 횟수만큼 입력되는 시점에 상기 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하는 내부리프레쉬신호생성부를 포함하는 반도체 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 내부리프레쉬신호의 펄스가 입력된 이후 상기 온도신호를 디코딩하여 온도코드를 생성하는 온도코드생성부와 상기 온도코드 및 모드설정신호에 응답하여 선택적으로 인에이블되는 제1 내지 제3 제어신호를 생성하는 제어신호생성부 및 상기 제1 제어신호가 인에이블되는 경우 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하고, 상기 제2 제어신호가 인에이블되는 경우 상기 리프레쉬커맨드가 제1 설정횟수만큼 입력되는 시점에 상기 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하며, 상기 제3 제어신호가 인에이블되는 경우 상기 리프래쉬커맨드가 제2 설정횟수만큼 입력되는 시점에 상기 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하는 내부리프레쉬신호생성부를 포함하는 반도체 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 내부리프레쉬신호가 입력된 이후 내부회로의 온도정보를 포함하는 온도코드를 업데이트하고, 동작모드 및 온도코드에 따라 리프레쉬주기를 조절할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2 는 도 1에 도시된 반도체 장치에 포함된 온도코드생성부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3 은 도 1에 도시된 반도체 장치에 포함된 제어신호생성부의 구성을 도시한 도면이다.
도 4 는 도 1에 도시된 반도체 장치에 포함된 내부리프레쉬신호생성부의 구성을 도시한 도면이다.
도 5 는 도 4에 도시된 내부리프레쉬신호생성부에 포함된 인에이블신호생성부의 회롤도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치는 온도코드생성부(10), 제어신호생성부(20), 내부리프레쉬신호생성부(30) 및 내부회로(40)를 포함한다.

온도코드생성부(10)는 내부리프레쉬신호(IREF)의 펄스가 입력된 이후 제1 내지 제3 온도신호(TEMP<1:3>)를 디코딩하여 제1 내지 제3 온도코드(TCODE<1:3>)를 생성한다. 여기서, 제1 내지 제3 온도신호(TEMP<1:3>)는 내부회로(40)의 온도정보를 포함하는 신호이다.

제어신호생성부(20)는 제1 및 제2 모드설정신호(M_TCR<1:2>) 및 제1 내지 제3 온도코드(TCODE<1:3>)를 디코딩하여 선택적으로 인에이블되는 제1 내지 제3 제어신호(TCR<1:3>)를 생성한다.

내부리프레쉬신호생성부(30)는 제1 제어신호(TCR<1>)가 인에이블되는 경우 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달하고, 제2 제어신호(TCR<2>)가 인에이블되는 경우 리프레쉬커맨드(REF)가 제1 설정횟수만큼 입력되는 시점에 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달하며, 제3 제어신호(TCR<3>)가 인에이블되는 경우 리프래쉬커맨드(REF)가 제2 설정횟수만큼 입력되는 시점에 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달한다. 여기서, 리프레쉬커맨드(REF)가 입력되는 제1 설정횟수는 리프레쉬커맨드(REF)가 2회 입력되는 것을 의미하고, 리프레쉬커맨드(REF)가 입력되는 제2 설정횟수는 리프레쉬커맨드(REF)가 4회 입력되는 것을 의미한다. 또한, 리프레쉬커맨드(REF)가 입력되는 제1 및 제2 설정횟수는 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

내부회로(40)는 다수의 메모리셀을 포함하고, 내부리프레쉬신호(IREF)의 펄스가 입력되는 경우 메모리셀의 데이터가 감지증폭되어 리프레쉬동작이 수행된다.

좀더 구체적으로 도 2를 참고하여 온도코드생성부(10)의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 온도코드생성부(10)는 버퍼(11), 전달신호생성부(12) 및 온도코드출력부(13)를 포함한다.

버퍼(11)는 내부리프레쉬신호(IREF)를 반전 버퍼링하여 업데이트신호(TUP)를 생성한다.

전달신호생성부(12)는 업데이트신호(TUP)가 로직로우레벨에서 로직하이레벨로 레벨천이하는 경우 제1 온도신호(TEMP<1>)를 제1 전달신호(TS<1>)로 전달하는 제1 플립플롭(121), 업데이트신호(TUP)가 로직로우레벨에서 로직하이레벨로 레벨천이하는 경우 제2 온도신호(TEMP<2>)를 제2 전달신호(TS<2>)로 전달하는 제2 플립플롭(122), 업데이트신호(TUP)가 로직로우레벨에서 로직하이레벨로 레벨천이하는 경우 제3 온도신호(TEMP<3>)를 제3 전달신호(TS<3>)로 전달하는 제3 플립플롭(123)으로 구성된다. 여기서, 제1 내지 제3 플립플롭(121 ~ 123)은 레벨천이되는 신호에 의해 제어되어 입력신호를 출력신호로 전달하는 플립플롭(Flip Flop)으로 구현되는 것이 바람직하다.

한편, 내부회로(40)의 온도에 따른 제1 내지 제3 온도신호(TEMP<1:3>)의 로직레벨을 아래 표 1과 같이 설정될 수 있다.

내부회로의 온도	TEMP<1>	TEMP<2>	TEMP<3>
제1 온도	L	L	H
제2 온도	L	H	L
제3 온도	H	L	L

여기서, 제1 온도는 제2 온도보다 높은 온도이고, 제2 온도는 제3 온도보자 높은 온도이다. 또한, 제1 온도는 내부회로의 온도가 고온임을 의미하고, 제2 및 제3 온도는 내부회로의 온도가 저온임을 의미한다.

온도코드출력부(13)는 제1 전달신호(TS<1>)가 로직하이레벨이고, 제2 전달신호(TS<2>)가 로직로우레벨이며, 제3 전달신호(TS<3>)가 로직로우레벨인 경우 로직하이레벨의 제1 온도코드(TCODE<1>)를 생성하는 제1 온도코드출력부(131), 제1 전달신호(TS<1>)가 로직로우레벨이고, 제2 전달신호(TS<2>)가 로직하이레벨이며, 제3 전달신호(TS<3>)가 로직로우레벨인 경우 로직하이레벨의 제2 온도코드(TCODE<2>)를 생성하는 제2 온도코드출력부(132) 및 제1 전달신호(TS<1>)가 로직로우레벨이고, 제2 전달신호(TS<2>)가 로직로우레벨이며, 제3 전달신호(TS<3>)가 로직하이레벨인 경우 로직하이레벨의 제3 온도코드(TCODE<3>)를 생성하는 제3 온도코드출력부(133)로 구성된다.

좀더 구체적으로 도 3을 참고하여 제어신호생성부(20)의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어신호생성부(20)는 동작모드신호생성부(21) 및 디코더(22)를 포함한다.

동작모드신호생성부(21)는 제1 및 제2 모드설정신호(M_TCR<1:2>)의 조합에 따라 선택적으로 인에이블되는 제1 동작모드신호(NORMAL) 및 제2 동작모드신호(EXTEND)를 생성한다. 여기서, 제1 및 제2 모드설정신호(M_TCR<1:2>)는 모드레지스터셋(MRS: Mode Register Set)에서 리프레쉬 동작주기를 제어하는 노멀모드(Normal Mode)와 확장모드(Extended Mode)를 설정하기 위한 신호이다.

여기서, 제1 및 제2 모드설정신호(M_TCR<1:2>)의 로직레벨에 따라 노멀모드(Normal Mode)에 진입하기 위한 제1 동작모드신호(NORMAL) 및 확장모드(Extended Mode)에 진입하기 위한 제2 동작모드신호(EXTEND)의 로직레벨은 아래 표 2와 같이 생성된다.

	M_TCR<1>	M_TCR<2>	NORMAL	EXTEND
노멀모드	L	H	H	L
확장모드	H	H	L	H

디코더(22)는 제1 동작모드신호(NORMAL) 및 제2 동작모드신호(EXTEND)에 따라 제1 내지 제3 온도코드(TCODE<1:3>)를 디코딩하여 제1 내지 제3 제어신호(TCR<1:3>)를 생성한다.

여기서, 제1 동작모드신호(NORMAL)가 인에이블되어 노멀모드에 진입하고 내부회로(40)의 온도에 따라 생성되는 제1 내지 제3 제어신호(TCR<1:3>)의 로직레벨은 아래 표 3과 같이 생성된다.

	TCR<1>	TCR<2>	TCR<3>
고온	H	L	L
저온	L	H	L

또한, 제2 동작모드신호(EXTEND)가 인에이블되어 확장모드에 진입하고 내부회로(40)의 온도에 따라 생성되는 제1 내지 제3 제어신호(TCR<1:3>)의 로직레벨은 아래 표 4와 같이 생성된다.

	TCR<1>	TCR<2>	TCR<3>
고온	L	H	L
저온	L	L	H

좀더 구체적으로 도 4를 참고하여 내부리프레쉬신호생성부(30)의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 내부리프레쉬신호생성부(30)는 카운터(31), 인에이블신호생성부(32) 및 논리부(33)를 포함한다.

카운터(31)는 리프레쉬커맨드(REF) 또는 제1 제어신호(TCR<1>) 입력되는 경우 로직하이레벨로 인에이블되는 전달제어신호(TCON)를 생성하는 전달제어신호생성부(311) 및 초기화동작 시 기 설정된 로직레벨로 초기화되고, 전달제어신호(TCON)가 인에이블되는 경우 순차적으로 카운팅되는 제1 내지 제4 카운팅신호(CNT<1:4>)를 생성하는 카운터(312)로 구성된다. 여기서, 제1 내지 제4 카운팅신호(CNT<1:4>)는 초기화 동작 시 제1 카운팅신호(CNT<1>)는 로직로우레벨로 설정되고, 제2 카운팅신호(CNT<2>)는 로직로우레벨로 설정되며, 제3 카운팅신호(CNT<3>)는 로직로우레벨로 설정되고, 제4 카운팅신호(CNT<4>)는 로직하이레벨로 설정된다.

좀더 구체적으로 카운터(312)는 전달제어신호(TCON)가 로직하이레벨로 입력되는 경우 제4 카운팅신호(CNT<4>)를 제1 카운팅신호(CNT<1>)로 전달하는 제4 플립플롭(3121), 전달제어신호(TCON)가 로직하이레벨로 입력되는 경우 제1 카운팅신호(CNT<1>)를 제2 카운팅신호(CNT<2>)로 전달하는 제5 플립플롭(3122), 전달제어신호(TCON)가 로직하이레벨로 입력되는 경우 제2 카운팅신호(CNT<2>)를 제3 카운팅신호(CNT<3>)로 전달하는 제6 플립플롭(3123) 및 전달제어신호(TCON)가 로직하이레벨로 입력되는 경우 제3 카운팅신호(CNT<3>)를 제4 카운팅신호(CNT<4>)로 전달하는 제7 플립플롭(3124)으로 구성된다.

인에이블신호생성부(32)는 제1 제어신호(TCR<1>)가 인에이블되는 경우 인에이블신호(EN)를 로직하이레벨로 생성하고, 제2 제어신호(TCR<2>)가 인에이블되고 제1 카운팅신호(CNT<1>) 또는 제3 카운팅신호(CNT<3>)가 로직하이레벨로 입력되는 경우 인에이블신호(EN)를 로직하이레벨로 생성하며, 제3 제어신호(TCR<3>)가 인에이블되고 제1 카운팅신호(CNT1>)가 로직하이레벨로 입력되는 경우 인에이블신호(EN)를 로직하이레벨로 생성한다.

논리부(33)는 인에이블신호(EN)가 로직하이레벨로 인에이블되는 경우 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달한다.

좀더 구체적으로 도 5를 참고하여 인에이블신호생성부(32)의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 인에이블신호생성부(32)는 제1 내지 제3 구동부(321 ~ 323)를 포함한다.

제1 구동부(321)는 제1 제어신호(TCR<1>)가 로직하이레벨로 입력되는 경우 노드(nd31)를 구동하여 인에이블신호(EN)를 로직하이레벨로 생성한다.

제2 구동부(322)는 제2 제어신호(TCR<2>)가 로직하이레벨로 입력되고 제1 카운팅신호(CNT<1>) 또는 제3 카운팅신호(CNT<3>)가 로직하이레벨로 입력되는 경우 노드(nd31)를 구동하여 인에이블신호(EN)를 로직하이레벨로 생성한다.

제3 구동부(323)는 제3 제어신호(TCR<3>)가 로직하이레벨로 입력되고 제1 카운팅신호(CNT<1>)가 로직하이레벨로 입력되는 경우 노드(nd31)를 구동하여 인에이블신호(EN)를 로직하이레벨로 생성한다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 반도체 장치의 동작을 도 6을 참고하여 노멀모드(Normal Mode)에서 내부회로의 온도에 따른 리프레쉬 주기를 조절하는 동작과 확장모드(Extended Mode)에서 내부회로의 온도에 따른 리프레쉬 주기를 조절하는 동작을 설명하면 다음과 같다.

노멀모드에 진입하여 내부회로의 온도에 따라 리프레쉬 주기를 조절하는 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선, T1 시점에 제어신호생성부(20)의 동작모드신호생성부(21)는 노멀모드에 진입하기 위한 로직로우레벨의 제1 모드설정신호(M_TCR<1>)와 로직하이레벨의 제2 모드설정신호(M_TCR<2>)를 입력받아 제1 동작모드신호(NORMAL)를 로직하이레벨로 생성한다. 디코더(22)는 로직하이레벨의 제1 동작모드신호(NORMAL)를 입력받아 로직로우레벨의 제1 온도코드(TCODE<1>), 로직하이레벨의 제2 온도코드(TCODE<2>) 및 로직로우레벨의 제3 온도코드(TCODE<3>)를 디코딩하여 제1 제어신호(TCR<1>)를 로직로우레벨로 생성하고, 제2 제어신호(TCR<2>)를 로직하이레벨로 생성하며, 제3 제어신호(TCR<3>)를 로직로우레벨로 생성한다. 여기서, 로직로우레벨의 제1 온도코드(TCODE<1>), 로직하이레벨의 제2 온도코드(TCODE<2>) 및 로직로우레벨의 제3 온도코드(TCODE<3>)는 내부회로(40)의 온도가 저온임을 나타낸다.

내부리프레쉬신호생성부(30)의 카운터(31)는 로직하이레벨의 첫번째 리프레쉬커맨드(REF)를 입력 받아 제1 내지 제4 카운팅신호(CNT<1:4>) 중 제1 카운팅신호(CNT<1>)를 로직하이레벨로 생성한다. 인에이블신호생성부(32)는 로직하이레벨의 제2 제어신호(TCR<2>)를 입력받아 제1 카운팅신호(CNT<1>)가 로직하이레벨이므로 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 생성한다. 논리부(33)는 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 입력받아 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달한다. 이때, 내부회로(40)는 첫번째 리프레쉬커맨드(REF)에 의해 생성되는 로직하이레벨의 내부리프레쉬신호(IREF)를 입력받아 리프레쉬 동작을 수행한다.

온도코드생성부(10)의 버퍼(11)는 로직하이레벨의 내부리프레쉬신호(IREF)를 반전버퍼링하여 업데이트신호(TUP)를 로직로우레벨로 생성한다. 전달신호생성부(12)는 로직로우레벨의 업데이트신호(TUP)를 입력받아 제1 내지 제3 온도신호(TEMP<1:3>)를 제1 내지 제3 전달신호(TS<1:3>)로 전달하지 않는다. 온도코드출력부(13)는 제1 내지 제3 전달신호(TS<1:3>)가 변화하지 않으므로 제1 내지 제3 온도코드(TCODE<1:3>)를 업데이트하지 않는다.

다음으로, T2 시점에 제어신호생성부(20)의 동작모드신호생성부(21)는 노멀모드에 진입하기 위한 로직로우레벨의 제1 모드설정신호(M_TCR<1>)와 로직하이레벨의 제2 모드설정신호(M_TCR<2>)를 입력받아 제1 동작모드신호(NORMAL)를 로직하이레벨로 생성한다. 디코더(22)는 로직하이레벨의 제1 동작모드신호(NORMAL)를 입력받아 로직로우레벨의 제1 온도코드(TCODE<1>), 로직하이레벨의 제2 온도코드(TCODE<2>) 및 로직로우레벨의 제3 온도코드(TCODE<3>)를 디코딩하여 제1 제어신호(TCR<1>)를 로직로우레벨로 생성하고, 제2 제어신호(TCR<2>)를 로직하이레벨로 생성하며, 제3 제어신호(TCR<3>)를 로직로우레벨로 생성한다.

내부리프레쉬신호생성부(30)의 카운터(31)는 로직로우레벨의 리프레쉬커맨드(REF) 및 로직로우레벨의 제1 제어신호(TCR<1>)를 입력받아 제1 내지 제4 카운팅신호(CNT<1:4>)를 카운팅하지 않는다. 인에이블신호생성부(32)는 로직하이레벨의 제2 제어신호(TCR<2>)를 입력받아 제1 카운팅신호(CNT<1>)가 로직하이레벨이므로 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 생성한다. 논리부(33)는 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 입력받아 로직로우레벨의 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달한다.

온도코드생성부(10)의 버퍼(11)는 로직로우레벨의 내부리프레쉬신호(IREF)를 반전버퍼링하여 업데이트신호(TUP)를 로직하이레벨로 생성한다. 전달신호생성부(12)는 로직로우레벨에서 로직하이레벨로 레벨천이하는 업데이트신호(TUP)를 입력받아 로직로우레벨의 제1 온도신호(TEMP<1>)를 제1 전달신호(TS<1>)로 전달하고, 로직하이레벨의 제2 온도신호(TEMP<2>)를 제2 전달신호(TS<2>)로 전달하며, 로직로우레벨의 제3 온도신호(TEMP<3>)를 제3 전달신호(TS<3>)로 전달한다. 온도코드출력부(13)는 제1 내지 제3 전달신호(TS<1:3>)를 디코딩하여 제1 내지 제3 온도코드(TCODE<1:3>)를 업데이트한다. 여기서, 로직로우레벨의 제1 온도신호(TEMP<1>), 로직하이레벨의 제2 온도신호(TEMP<2>) 및 로직로우레벨의 제3 온도신호(TEMP<3>)는 표 1에서 설명한 바와 같이 내부회로(40)의 온도가 저온임을 나타낸다.

다음으로, T3 시점에 내부리프레쉬신호생성부(30)의 카운터(31)는 로직하이레벨의 두번째 리프레쉬커맨드(REF)를 입력 받아 제1 내지 제4 카운팅신호(CNT<1:4>) 중 제2 카운팅신호(CNT<2>)를 로직하이레벨로 생성한다. 인에이블신호생성부(32)는 로직하이레벨의 제2 제어신호(TCR<2>)를 입력받아 제1 카운팅신호(CNT<1>) 및 제3 카운팅신호(CNT<3>)가 로직로우레벨이므로 로직로우레벨의 인에이블신호(EN)를 생성한다. 논리부(33)는 로직로우레벨의 인에이블신호(EN)를 입력받아 내부리프레쉬신호(IREF)를 로직로우레벨로 생성한다. 이때, 내부회로(40)는 로직로우레벨의 내부리프레쉬신호(IREF)를 입력받아 리프레쉬 동작을 수행하지 않는다.

온도코드생성부(10)의 버퍼(11)는 로직로우레벨의 내부리프레쉬신호(IREF)를 반전버퍼링하여 업데이트신호(TUP)를 로직하이레벨로 생성한다. 전달신호생성부(12)는 업데이트신호(TUP)가 레벨천이되지 않으므로 제1 내지 제3 온도신호(TEMP<1:3>)를 제1 내지 제3 전달신호(TS<1:3>)로 전달하지 않는다. 온도코드출력부(13)는 제1 내지 제3 전달신호(TS<1:3>)가 변화하지 않으므로 제1 내지 제3 온도코드(TCODE<1:3>)를 업데이트하지 않는다.

다음으로, T4 시점에 제어신호생성부(20)의 동작모드신호생성부(21)는 노멀모드에 진입하기 위한 로직로우레벨의 제1 모드설정신호(M_TCR<1>)와 로직하이레벨의 제2 모드설정신호(M_TCR<2>)를 입력받아 제1 동작모드신호(NORMAL)를 로직하이레벨로 생성한다. 디코더(22)는 로직하이레벨의 제1 동작모드신호(NORMAL)를 입력받아 로직로우레벨의 제1 온도코드(TCODE<1>), 로직하이레벨의 제2 온도코드(TCODE<2>) 및 로직로우레벨의 제3 온도코드(TCODE<3>)를 디코딩하여 제1 제어신호(TCR<1>)를 로직로우레벨로 생성하고, 제2 제어신호(TCR<2>)를 로직하이레벨로 생성하며, 제3 제어신호(TCR<3>)를 로직로우레벨로 생성한다.

내부리프레쉬신호생성부(30)의 카운터(31)는 로직하이레벨의 세번째 리프레쉬커맨드(REF)를 입력 받아 제1 내지 제4 카운팅신호(CNT<1:4>) 중 제3 카운팅신호(CNT<3>)를 로직하이레벨로 생성한다. 인에이블신호생성부(32)는 로직하이레벨의 제2 제어신호(TCR<2>)를 입력받아 제3 카운팅신호(CNT<3>)가 로직하이레벨이므로 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 생성한다. 논리부(33)는 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 입력받아 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달한다. 이때, 내부회로(40)는 세번째 리프레쉬커맨드(REF)에 의해 생성되는 로직하이레벨의 내부리프레쉬신호(IREF)를 입력받아 리프레쉬 동작을 수행한다.

다음으로, T5 시점에 시점에 내부리프레쉬신호생성부(30)의 카운터(31)는 로직로우레벨의 리프레쉬커맨드(REF) 및 로직로우레벨의 제1 제어신호(TCR<1>)를 입력받아 제1 내지 제4 카운팅신호(CNT<1:4>)를 카운팅하지 않는다. 인에이블신호생성부(32)는 로직하이레벨의 제2 제어신호(TCR<2>)를 입력받아 제3 카운팅신호(CNT<3>)가 로직하이레벨이므로 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 생성한다. 논리부(33)는 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 입력받아 로직로우레벨의 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달한다.

온도코드생성부(10)의 버퍼(11)는 로직로우레벨의 내부리프레쉬신호(IREF)를 반전버퍼링하여 업데이트신호(TUP)를 로직하이레벨로 생성한다. 전달신호생성부(12)는 로직로우레벨에서 로직하이레벨로 레벨천이하는 업데이트신호(TUP)를 입력받아 로직로우레벨의 제1 온도신호(TEMP<1>)를 제1 전달신호(TS<1>)로 전달하고, 로직로우레벨의 제2 온도신호(TEMP<2>)를 제2 전달신호(TS<2>)로 전달하며, 로직하이레벨의 제3 온도신호(TEMP<3>)를 제3 전달신호(TS<3>)로 전달한다. 온도코드출력부(13)는 제1 내지 제3 전달신호(TS<1:3>)를 디코딩하여 제1 내지 제3 온도코드(TCODE<1:3>)를 업데이트한다. 여기서, 로직로우레벨의 제1 온도신호(TEMP<1>), 로직로우레벨의 제2 온도신호(TEMP<2>) 및 로직하이레벨의 제3 온도신호(TEMP<3>)는 표 1에서 설명한 바와 같이 내부회로(40)의 온도가 고온임을 나타낸다.

제어신호생성부(10)의 동작모드신호생성부(21)는 노멀모드에 진입하기 위한 로직로우레벨의 제1 모드설정신호(M_TCR<1>)와 로직하이레벨의 제2 모드설정신호(M_TCR<2>)를 입력받아 제1 동작모드신호(NORMAL)를 로직하이레벨로 생성한다. 디코더(22)는 로직하이레벨의 제1 동작모드신호(NORMAL)를 입력받아 로직로우레벨의 제1 온도코드(TCODE<1>), 로직로우레벨의 제2 온도코드(TCODE<2>) 및 로직하이레벨의 제3 온도코드(TCODE<3>)를 디코딩하여 제1 제어신호(TCR<1>)를 로직하이레벨로 생성하고, 제2 제어신호(TCR<2>)를 로직로우레벨로 생성하며, 제3 제어신호(TCR<3>)를 로직로우레벨로 생성한다.

다음으로, T6 시점에 제어신호생성부(20)의 동작모드신호생성부(21)는 노멀모드에 진입하기 위한 로직로우레벨의 제1 모드설정신호(M_TCR<1>)와 로직하이레벨의 제2 모드설정신호(M_TCR<2>)를 입력받아 제1 동작모드신호(NORMAL)를 로직하이레벨로 생성한다. 디코더(22)는 로직하이레벨의 제1 동작모드신호(NORMAL)를 입력받아 로직로우레벨의 제1 온도코드(TCODE<1>), 로직로우레벨의 제2 온도코드(TCODE<2>) 및 로직하이레벨의 제3 온도코드(TCODE<3>)를 디코딩하여 제1 제어신호(TCR<1>)를 로직하이레벨로 생성하고, 제2 제어신호(TCR<2>)를 로직로우레벨로 생성하며, 제3 제어신호(TCR<3>)를 로직로우레벨로 생성한다.

내부리프레쉬신호생성부(30)의 카운터(31)는 로직하이레벨의 네번째 리프레쉬커맨드(REF)를 입력 받아 제1 내지 제4 카운팅신호(CNT<1:4>) 중 제4 카운팅신호(CNT<4>)를 로직하이레벨로 생성한다. 인에이블신호생성부(32)는 로직하이레벨의 제1 제어신호(TCR<1>)를 입력받아 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 생성한다. 논리부(33)는 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 입력받아 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달한다. 이때, 내부회로(40)는 네번째 리프레쉬커맨드(REF)에 의해 생성되는 로직하이레벨의 내부리프레쉬신호(IREF)를 입력받아 리프레쉬 동작을 수행한다.

확장모드에 진입하여 내부회로의 온도에 따라 리프레쉬 주기를 조절하는 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선, T7 시점에 시점에 제어신호생성부(20)의 동작모드신호생성부(21)는 확장모드에 진입하기 위한 로직하이레벨의 제1 모드설정신호(M_TCR<1>)와 로직하이레벨의 제2 모드설정신호(M_TCR<2>)를 입력받아 제2 동작모드신호(EXTEND)를 로직하이레벨로 생성한다. 디코더(22)는 로직하이레벨의 제2 동작모드신호(EXTEND)를 입력받아 로직하이레벨의 제1 온도코드(TCODE<1>), 로직로우레벨의 제2 온도코드(TCODE<2>) 및 로직로우레벨의 제3 온도코드(TCODE<3>)를 디코딩하여 제1 제어신호(TCR<1>)를 로직로우레벨로 생성하고, 제2 제어신호(TCR<2>)를 로직로우레벨로 생성하며, 제3 제어신호(TCR<3>)를 로직하이레벨로 생성한다.

내부리프레쉬신호생성부(30)의 카운터(31)는 로직로우레벨의 리프레쉬커맨드(REF) 및 로직로우레벨의 제1 제어신호(TCR<1>)를 입력받아 제1 내지 제4 카운팅신호(CNT<1:4>)를 카운팅하지 않는다. 인에이블신호생성부(32)는 로직하이레벨의 제3 제어신호(TCR<3>)를 입력받아 제4 카운팅신호(CNT<4>)가 로직하이렙레이므로 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 생성한다. 논리부(33)는 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 입력받아 로직로우레벨의 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달한다.

온도코드생성부(10)의 버퍼(11)는 로직로우레벨의 내부리프레쉬신호(IREF)를 반전버퍼링하여 업데이트신호(TUP)를 로직하이레벨로 생성한다. 전달신호생성부(12)는 로직로우레벨에서 로직하이레벨로 레벨천이하는 업데이트신호(TUP)를 입력받아 로직하이레벨의 제1 온도신호(TEMP<1>)를 제1 전달신호(TS<1>)로 전달하고, 로직로우레벨의 제2 온도신호(TEMP<2>)를 제2 전달신호(TS<2>)로 전달하며, 로직로우레벨의 제3 온도신호(TEMP<3>)를 제3 전달신호(TS<3>)로 전달한다. 온도코드출력부(13)는 제1 내지 제3 전달신호(TS<1:3>)를 디코딩하여 제1 내지 제3 온도코드(TCODE<1:3>)를 업데이트한다. 여기서, 로직하이레벨의 제1 온도신호(TEMP<1>), 로직로우레벨의 제2 온도신호(TEMP<2>) 및 로직로우레벨의 제3 온도신호(TEMP<3>)는 표 1에서 설명한 바와 같이 내부회로(40)의 온도가 저온임을 나타낸다.

다음으로, T8 시점에 제어신호생성부(20)의 동작모드신호생성부(21)는 확장모드에 진입하기 위한 로직하이레벨의 제1 모드설정신호(M_TCR<1>)와 로직하이레벨의 제2 모드설정신호(M_TCR<2>)를 입력받아 제2 동작모드신호(EXTEND)를 로직하이레벨로 생성한다. 디코더(22)는 로직하이레벨의 제2 동작모드신호(EXTEND)를 입력받아 로직하이레벨의 제1 온도코드(TCODE<1>), 로직로우레벨의 제2 온도코드(TCODE<2>) 및 로직로우레벨의 제3 온도코드(TCODE<3>)를 디코딩하여 제1 제어신호(TCR<1>)를 로직로우레벨로 생성하고, 제2 제어신호(TCR<2>)를 로직로우레벨로 생성하며, 제3 제어신호(TCR<3>)를 로직하이레벨로 생성한다.

내부리프레쉬신호생성부(30)의 카운터(31)는 로직하이레벨의 다섯번째 리프레쉬커맨드(REF)를 입력 받아 제1 내지 제4 카운팅신호(CNT<1:4>) 중 제1 카운팅신호(CNT<1>)를 로직하이레벨로 생성한다. 인에이블신호생성부(32)는 로직하이레벨의 제3 제어신호(TCR<3>)를 입력받아 제1 카운팅신호(CNT<1>)가 로직하이레벨이므로 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 생성한다. 논리부(33)는 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 입력받아 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달한다. 이때, 내부회로(40)는 다섯번째 리프레쉬커맨드(REF)에 의해 생성되는 로직하이레벨의 내부리프레쉬신호(IREF)를 입력받아 리프레쉬 동작을 수행한다.

다음으로, T9 시점에 내부리프레쉬신호생성부(30)의 카운터(31)는 로직로우레벨의 리프레쉬커맨드(REF) 및 로직로우레벨의 제1 제어신호(TCR<1>)를 입력받아 제1 내지 제4 카운팅신호(CNT<1:4>)를 카운팅하지 않는다. 인에이블신호생성부(32)는 로직하이레벨의 제3 제어신호(TCR<3>)를 입력받아 제1 카운팅신호(CNT<3>)가 로직하이레벨이므로 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 생성한다. 논리부(33)는 로직하이레벨의 인에이블신호(EN)를 입력받아 로직로우레벨의 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호(IREF)로 전달한다.

이와 같이 구성된 반도체 장치는 동작모드 및 온도에 따라 리프레쉬커맨드(REF)를 내부리프레쉬신호로 전달하거나 차단하여 리프레쉬 동작 횟수를 조절한다. 또한, 내부리프레쉬신호(IREF)가 로직하이레벨에서 로직로우레벨로 레벨천이하는 시점에 온도신호를 온도코드로 업데이트한다.

10. 온도코드생성부 11. 버퍼
12. 전달신호생성부 13. 온도코드출력부
20. 제어신호생성부 21. 동작모드신호생성부
22. 디코더 30. 내부리프레쉬신호생성부
31. 카운터 32. 인에이블신호생성부
33. 논리부 40. 내부회로
311. 동작제어신호생성부 321. 제1 구동부
322. 제2 구동부 323. 제3 구동부

Claims

내부리프레쉬신호의 펄스가 입력된 이후 온도신호로부터 생성되는 온도코드 및 모드설정신호에 응답하여 선택적으로 인에이블되는 제1 및 제2 제어신호를 생성하는 제어신호생성부; 및
상기 제1 제어신호가 인에이블되는 경우 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하고, 상기 제2 제어신호가 인에이블되는 경우 상기 리프레쉬커맨드가 기 설정횟수만큼 입력되는 시점에 상기 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하는 내부리프레쉬신호생성부를 포함하는 반도체 장치.
◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 1 항에 있어서, 상기 제1 제어신호는 상기 모드설정신호에 따라 노멀모드에 진입하여 내부회로의 온도가 고온인 경우 인에이블되는 신호인 반도체 장치.
◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 1 항에 있어서, 상기 제2 제어신호는 상기 모드설정신호에 따라 노멀모드에 진입하여 내부회로의 온도가 저온인 경우 인에이블되는 신호인 반도체 장치.
◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 1 항에 있어서, 상기 온도신호는 내부회로의 온도정보를 포함하는 신호인 반도체 장치.
◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 1 항에 있어서, 상기 제어신호생성부는
상기 모드설정신호에 따라 선택적으로 인에이블되는 제1 및 제2 동작모드신호를 생성하는 동작모드신호생성부; 및
상기 제1 및 제2 동작모드신호에 응답하여 상기 온도코드를 디코딩하여 상기 제1 및 제2 제어신호를 생성하는 디코더를 포함하는 반도체 장치.
◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 1 항에 있어서, 상기 내부리프레쉬신호생성부는
초기화동작 이후 상기 리프레쉬커맨드가 입력되는 경우 순차적으로 카운팅되는 제1 및 제2 카운팅신호를 생성하는 카운터;
상기 제1 제어신호가 인에이블되는 경우 인에이블되고, 상기 제2 제어신호가 인에이블되는 경우 상기 제2 카운팅신호가 인에이블되는 시점에 인에이블되는 인에이블신호를 생성하는 인에이블신호생성부; 및
상기 인에이블신호가 인에이블되고 상기 리프레쉬커맨드가 입력되는 경우 상기 내부리프레쉬신호를 생성하는 논리부를 포함하는 반도체 장치.
◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 6 항에 있어서, 상기 리프레쉬커맨드가 상기 기 설정횟수만큼 입력되는 시점은 상기 초기화동작 이후 상기 제2 제어신호가 인에이블되고, 상기 제1 카운팅신호가 생성되는 시점인 반도체 장치.
◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 6 항에 있어서, 상기 인에이블신호생성부는
상기 제1 제어신호에 응답하여 노드를 구동하여 상기 인에이블신호를 생성하는 제1 구동부; 및
상기 제2 제어신호에 응답하여 상기 제2 카운팅신호가 인에이블되는 시점에 상기 노드를 구동하여 상기 인에이블신호를 생성하는 제2 구동부를 포함하는 반도체 장치.
내부리프레쉬신호의 펄스가 입력된 이후 온도신호를 디코딩하여 온도코드를 생성하는 온도코드생성부;
상기 온도코드 및 모드설정신호에 응답하여 선택적으로 인에이블되는 제1 내지 제3 제어신호를 생성하는 제어신호생성부; 및
상기 제1 제어신호가 인에이블되는 경우 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하고, 상기 제2 제어신호가 인에이블되는 경우 상기 리프레쉬커맨드가 제1 설정횟수만큼 입력되는 시점에 상기 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하며, 상기 제3 제어신호가 인에이블되는 경우 상기 리프레쉬커맨드가 제2 설정횟수만큼 입력되는 시점에 상기 리프레쉬커맨드를 상기 내부리프레쉬신호로 전달하는 내부리프레쉬신호생성부를 포함하는 반도체 장치.
◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 9 항에 있어서, 상기 제1 제어신호는 상기 모드설정신호에 따라 노멀모드에 진입하여 내부회로의 온도가 고온인 경우 인에이블되는 신호인 반도체 장치.
◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 9 항에 있어서, 상기 제2 제어신호는 상기 모드설정신호에 따라 노멀모드에 진입하여 내부회로의 온도가 저온인 경우 인에이블되거나, 상기 모드설정신호에 따라 확장모드에 진입하여 상기 내부회로의 온도가 고온인 경우 인에이블되는 신호인 반도체 장치.
◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 9 항에 있어서, 상기 제3 제어신호는 상기 모드설정신호에 따라 확정모드에 진입하여 내부회로의 온도가 저온인 경우 인에이블되는 신호인 반도체 장치.
◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 9 항에 있어서, 상기 온도신호는 내부회로의 온도정보를 포함하는 신호인 반도체 장치.
◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 9 항에 있어서, 상기 온도코드생성부는
상기 내부리프레쉬신호를 버퍼링하여 업데이트신호를 생성하는 버퍼;
상기 업데이트신호가 인에이블되는 시점에 상기 온도신호를 전달신호로 전달하는 전달신호생성부; 및
상기 전달신호를 디코딩하여 상기 온도코드를 생성하는 온도코드출력부를 포함하는 반도체 장치.
◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 9 항에 있어서, 상기 제어신호생성부는
상기 모드설정신호에 따라 선택적으로 인에이블되는 제1 및 제2 동작모드신호를 생성하는 동작모드신호생성부; 및
상기 제1 및 제2 동작모드신호에 응답하여 제1 내지 제3 온도코드를 디코딩하여 상기 제1 내지 제3 제어신호를 생성하는 디코더를 포함하는 반도체 장치.
◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 9 항에 있어서, 상기 내부리프레쉬신호생성부는
초기화동작 이후 상기 리프레쉬커맨드가 입력되는 경우 순차적으로 카운팅되는 제1 내지 제4 카운팅신호를 생성하는 카운터;
상기 제1 제어신호가 인에이블되는 경우 인에이블되고, 상기 제2 제어신호가 인에이블되는 경우 상기 제1 카운팅신호 또는 제3 카운팅신호가 인에이블되는 시점에 인에이블되며, 상기 제3 제어신호가 인에이블되는 경우 상기 제1 카운팅신호가 인에이블되는 시점에 인에이블되는 인에이블신호를 생성하는 인에이블신호생성부; 및
상기 인에이블신호가 인에이블되고 상기 리프레쉬커맨드가 입력되는 경우 상기 내부리프레쉬신호를 생성하는 논리부를 포함하는 반도체 장치.
◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 16 항에 있어서, 상기 리프레쉬커맨드가 상기 제1 설정횟수만큼 입력되는 시점은 상기 제1 카운팅신호 또는 상기 제3 카운팅신호가 생성되는 시점인 반도체 장치.
◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 16 항에 있어서, 상기 리프레쉬커맨드가 상기 제2 설정횟수만큼 입력되는 시점은 상기 초기화동작 이후 상기 제2 제어신호 또는 상기 제3 제어신호가 인에이블되고, 상기 제1 카운팅신호가 생성되는 시점인 반도체 장치.
◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제 17 항에 있어서, 상기 인에이블신호생성부는
상기 제1 제어신호에 응답하여 노드를 구동하여 상기 인에이블신호를 생성하는 제1 구동부;
상기 제2 제어신호에 응답하여 상기 제2 카운팅신호가 인에이블되는 시점에 상기 노드를 구동하여 상기 인에이블신호를 생성하는 제2 구동부; 및
상기 제2 제어신호에 응답하여 상기 제2 카운팅신호가 인에이블되는 시점에 상기 노드를 구동하여 상기 인에이블신호를 생성하는 제3 구동부를 포함하는 반도체 장치.