TWI363353B - Circuit and method of outputting temperature data of semiconductor memory apparatus - Google Patents

Circuit and method of outputting temperature data of semiconductor memory apparatus Download PDF

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TWI363353B TW096131560A TW96131560A TWI363353B TW I363353 B TWI363353 B TW I363353B TW 096131560 A TW096131560 A TW 096131560A TW 96131560 A TW96131560 A TW 96131560A TW I363353 B TWI363353 B TW I363353B
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Hynix Semiconductor Inc
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1363353 修正版修正曰期：2011/7/5 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明的具體實施例關於一種半導體記憶體設備，尤 其是指一種輸出半導體記憶體設備之溫度資料的電路及方 法。 【先前技術】 • 如第一圖所示，根據先前技術的輸出一半導體記憶體 -鲁設備的溫度資料之電路，其包括一溫度偵測電路（能帶隙 參考電路）1〇〇及一 A/D轉換器200。 該溫度偵測電路1〇〇可使用一能帶隙參考電路，並具有 一結構，其中包括一溫度感測器110、一電壓調整單元12〇 及一溶絲組130。 該溫度感測器110輸出一溫度電壓VTEMP，其使用一 雙極接面電晶體(BJT, “Bipolar junction transistor”）的溫度 φ 特性反比於一半導體記憶體設備的内部溫度，以及一第一 參考電壓VREF，其為固定值，不會隨著溫度變化而改變。 該電壓調整單元120藉由使用一複數個電阻器分配該 f 第一參考電壓VREF，並輸出第二參考電壓VULIMIT及 ' VLLIMIT，其決定該溫度電壓VTEMP的上限與下限。此時 ，該複數個電阻器包括可變電阻器，而該等可變電阻器之 阻抗值根據一熔絲碼(FS_C0DE)值而變化。 該熔絲組130包括一複數個熔絲，並根據該等熔絲的切 割狀態而輸出該熔絲碼FS_C0DE到電壓調整單元120。 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 該A/D轉換器200轉換該溫度電壓VTEMP成為一數位 格式的溫度碼TEMP_CODE，並將其輸出。如第二圖所示 ，該A/D轉換器200包括一比較器210、一濾波器220、一計 數器230、一振盪器240、一多工器250、一解碼器260及一 A/D轉換器270。該比較器210比較該溫度電壓VTEMP及由 D/A轉換器270輸出的一類比電壓DACOUT，並輸出比較結 果信號INC及DEC。當比較結果信號INC及DEC的數值變動 很大（也就是說，該比較結果信號INC及DEC包括高頻組件 )’由於一外部雜訊，該濾波器220並不允許比較結果信號 籲 INC及DEC被輸出。相反地，當比較結果信號INC及DEC的 數值很少變動時（也就是說，該比較結果信號INC及DEC 僅包括低頻組件），該濾波器220輸出計數信號UP及DN，用 於執行該計數器230的一向上計數運作及一向下計數運作 。該計數器230根據計數信號UP及DN而增加或降低一初始 溫度碼TEMP一CODE的數值（例如1〇〇,〇〇〇)，並將其輸出。 該振盪器240產生具有一預定循環的時脈信號CLK，並經由 一延遲元件DLY將該時脈信號CLK供應到濾波器220及計馨 數器230。該多工器250根據一測試模式信號TM輸出一測試 碼信號TEST C0DE或溫度碼TEMP CODE。該解碼器260 輸出一解碼信號SW<0:N> ’其由解碼多工器250之輸出所得 到。該D/A轉換器270轉換該解碼信號sw<〇:N>成為類比電 壓DAC0UT ’其範圍在第二參考電壓vuLIMIT及VLLIMIT 的電壓位準之間，並將其輸出。 現在將說明具有上述結構之根據先前技術用於輸出半 6 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 導體記憶體設備的溫度資料之電路的運作。 該溫度偵測電路100運作來執行溫度偵測，並輸出該溫 度電壓VTEMP及第二參考電壓VULIMIT及VLLIMIT。 該A/D轉換器200執行一追跡作業，藉由使用溫度電壓 VTEMP及第二參考電壓VULIMIT及VLLIMIT搜尋對應於 溫度電壓VTEMP的溫度碼TEMP_CODE。 如果已經轉換計數器230的輸出之D/A轉換器270的類 • 比電壓DACOUT的電壓位準等於溫度電壓VTEMP的電壓 -· 位準時，該追跡作業即為完成。因此，該A/D轉換器200輸 出一最終溫度碼TEMP_CODE。該最終溫度碼TEMP_CODE 儲存在一獨立暫存器（圖中未顯示），並用於需要最終溫度 碼TEMP_CODE的一結構中’其係位於該半導體記憶體設 備之内部或外部結構當中。 其有可能執行一測試模式以決定用於輸出根據先前技 術的半導體記憶體設備之溫度資料的電路是否正確運作。 φ 在該半導體記憶體設備之内部溫度被調整到對應於測 試碼信號TEST_CODE的一指定溫度之後，該測試模式信號 TM被致能。 廉 如果該測試模式信號TM被致能，該多工器250選擇該 溫度碼TEMP_CODE，而非計數器230之輸出，並將其輸出 到解碼器260。該解碼器260的輸出藉由D/A轉換器270被轉 換成該類比電壓DACOUT，然後輸入到比較器210。 如果經由濾波器220及計數器230輸出的溫度碼 TEMP—CODE不同於該測試碼信號teST_CODE，於用於輸 7 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 出溫度資料的電路之輸出期間存在一錯誤。 在用於輪出溫度資料的電路之輸出期間會發生錯誤的 原因係由於在第二參考電壓VULIMIT及VLLIMIT中存在一 偏移’其決定了該D/A轉換器270的一輸出範圍。也就是說 ’第二參考電壓VULIMIT及VLLIMIT中至少一電壓的電壓 位準大於或小於一需要的電壓位準。 據此，包含在溫度偵測電路1〇〇的熔絲組130中的熔絲 被選擇性地切斷，藉以改變該熔絲碼FS_C0DE，也因此， 該溫度碼TEMP_CODE由改變該第二參考電壓VULIMIT及 VLLIMIT之電壓位準來監視。換句話說，藉由重覆此程序 ’其有可能降低發生在用於輸出溫度資料的電路之誤差。 然而’根據先前技術用於輸出該半導體記憶體設備的 溫度資料之電路具有以下的問題。 首先，因為其不可能知道致能所想要的第二參考電壓 VULIMIT及VLLIMIT的輸出之一熔絲碼值，該熔絲碼值係 逐步地變化，藉以近似於所想要的參考電壓，其並不準確 地修正在用於輸出溫度資料的電路中的誤差。 第二，因為熔絲的切斷及該輸出值的監視需要重覆地 執行，藉此允許所想要的第二參考電壓VULIMIT及 VLLIMIT被輸出’ 一修正程序並不方便，且其處理時間會 增加。 第三，因為透過該熔絲切斷調整該第二參考電壓 VULIMIT及VLLIMIT之類比方法的特性，即使完成該修 正程序，於該參考電壓中增加的單位電壓量（解析度）之 1363353 修正版修正a期：2011/7/5 間的差異，及由於用於執行一測試的一指定溫度中的改變 而發生的用於輸出溫度資料的電路中的誤差皆仍然存在。 因此，即使重覆上述的修正程序，其有可能穩固地移除用 於輸出溫度資料的電路誤差。 【發明内容】 本發明的具體實施例可提供一種輸出一半導體記憶體 .設備的溫度資料之電路及方法，其能夠確實地移除一輸出 誤差。本發明另一具體實施例提供一種輸出一半導體記憶 體設備的溫度資料之電路及方法，其能夠簡單及快速地執 行誤差修正。 本發明一第一具體實施例可提供一種用於輸出一半導 體圯憶體设備的溫度資料之一電路。該電路可包括一溫度 偵測電路，其可產生對應於一溫度變化的一溫度電壓，並 輸出該溫度電壓，一A/D轉換器，其可轉換該溫度電壓成 •為一第一溫度碣，並將其輸出，及一溫度資料修正單元， 其可輸出藉由使用一修正碼來修正第一溫度碼的誤差所得 到的一第二溫度碼。 ( 本發明一第一具體實施例可提供一種用於輸出一半導 體記憶體設備的溫度資料之一電路0該電路可包括一溫度 偵測電路，其可產生對應於溫度變化之溫度電壓，並輸出 該溫度電壓，且根據由外部輸入的一調整碼以修正該溫度 偵測電路的一輸出電壓位準，一A/D轉換器，其可轉換該 溫度電壓成為一第一溫度碼並將其輸出，且稂據一預定的 9 1363353 修正版修正曰期：2011/7/5 控制信號輸出該調整碼到該溫度偵測電路，及一溫度資料 修正單元，其可輸出使用一修正碼，係藉由修正該第一溫 度碼的誤差所得到的一第二溫度碼。 本發明一第三具體實施例可提供一種用於輸出一半導 體記憶體設備的溫度貢料之一方法。該半導體記憶體設備 可包括一溫度偵測電路，其可輸出對應於溫度變化的一溫 度電壓，及一參考電壓，其設定轉換該溫度電壓成為一第 一溫度碼的範圍，及一A/D轉換器，其可藉由使用該參考 電壓轉換該溫度電壓成為該第一溫度碼。該方法可包括產 生一修正碼，用於事先使用該第一溫度碼及一測試碼組合 修正該第一溫度碼的誤差，並輸出由運作該第一溫度碼及 該修正碼所得到的一第二溫度碼。 本發明一第四具體實施例可提供一種用於輸出一半導 體記憶體設備的溫度資料之一方法。該半導體記憶體設備 可包括一溫度偵測電路，其可輸出對應於溫度變化的一溫 度電壓，及一參考電壓，其設定用於轉換該溫度電壓成為 一第一溫度碼的範圍，及一 A/D轉換器，其可改變一數位 碼的數值，使得由轉換該溫度電壓成為該數位碼及藉由使 用該參考電壓轉換該數位碼所得到的一類比電壓相同於該 溫度電壓，並輸出該數位碼成為該第一溫度碼。該方法可 包括改變該第一溫度碼，使得由轉換一測試碼得到的一類 比電壓相同於該溫度電壓，並藉由使用該改變的第一溫度 碼來改變該參考電壓，使得該類比電壓被改變，藉以修正 該第一溫度碼，並產生一修正碼，藉以使用該第一溫度碼 1363353 修正版修正曰期：2011/7/5 及該測試碼修正該第一溫度碼，並藉由使用該修正碼來修 正該第一溫度碼成為一第二溫度碼。該第二溫度碼可由選 擇性地執行該第一溫度碼的變化及該參考電壓的變化，及 該修正碼的產生，以及該第一溫度碼的修正所輸出，成為 該第二溫度碼。 【實施方式】 現在將參照附屬圖式詳細說明本發明的具體實施例。 鲁 如第三圖所示，根據本發明一具體實施例中用於輸出 一半導體記憶體設備的溫度資料之一範例性電路可包括一 溫度偵測電路500、一 A/D轉換器300及一溫度資料修正單 70400 ° 該溫度偵測電路500可以建構成溫度偵測電路5〇〇產生 及輸出對應於溫度變化的一溫度電壓VTEMp，並根據一調 整碼TRIM—CODE而修正一輸出電壓位準。 • 該A/D轉換器300可轉換該溫度電壓VTEMP成為溫度 碼TEMP一CODE，並將其輸出，並根據一預定的控制信號 在-第-測賴式區_間㈣㈣度碼TEMp_c〇DE成 為該調整碼TRIM—C0DE到溫度偵測電路5〇〇。 該溫度資料修正單元_於—第二測試模式區間期間 可產生-修正碼FS2—C〇DE，並輸出—第二溫度碼 teMP_code_c，其可藉由使用該產生的修正碼咖c刪 來修正該溫度碼TEMP一CODE之誤差來得至， 該溫度制電路500可使用—能帶隙參考電路，並可包 1363353 修正版修正日期：2011Λ7/5 括一溫度感測器11 〇、一電壓調整單元120、一熔絲組130 及一多工器510。 該溫度感測器110可輸出一溫度電壓VTEMP，其反比 於該半導體記憶體設備之内部溫度，並輸出一第一參考電 壓VR£F，其為固定值，且無關於溫度變化。該電壓調整單 元120藉由使用一複數個電阻器分配該第一參考電壓VREF ，並輸出第二參考電壓VULIMIT及VLLIMIT，用於決定該 溫度電壓的上限與下限。此外，該電壓調整單元120可根據 該調整碼TRIM_CODE來調整該第二參考電壓VULIMIT及 VLLIMIT之電壓位準。該熔絲組13〇可包括一複數個熔絲， 並根據該等熔絲的切斷狀態來輸出一熔絲碼FS_c〇DE用 於調整一複數個電阻器值。根據一控制信號，亦即一第一 測試模式信號TM，該多工器51〇可選擇該熔絲碼FS_c〇DE 或調整碼TRIM一CODE ’並將其輸出到電壓調整單元12〇。 如第四圖所示，該範例性溫度感測器11〇可包括一溫度 正比的電流產生單元111 ’其可透過一複數電流路徑產生與 溫度變化成正比之一電流，一溫度電壓輸出單元112,其可 藉由使用該溫度正比的電流產生單元1U之一溫度係數特 性電壓輸出對應於一溫度變化的溫度電壓VTEpM，一溫度 反比的電流產生單元113，其可透過一複數電流路徑產生一 電流，其反比於一溫度變化，及一電流/電壓轉換器114， 其可藉由使用由溫度正比之電流產生單元U1產生的電流 及由溫度反比的電流產生單元丨13產生的電流以產生該第 一參考電壓VREF，其為固定值，而無關於溫度變化。 12 1363353 修正版修正曰期：2〇U/7/s 該範例性溫度正比電流產生單元111可包括一第一電 晶體群組，其可包括電晶體Ml到M3，其每一個可包括例如 一 FET (場效電晶體，“Field effect transistor”），其具有一源 極連接到一電源供應終端，一第二電晶體群組，其包括電 晶體Q1及Q2，其每一個可包括例如一二極體連接到雙極接 面電晶體(BJT，“Bipolar junction transistor”），其連接於在第 一電晶體群組中的電晶體Ml到M3之間的每一個電晶體Ml . 及M2與一接地終端之間，並具有一負溫度係數特性，及一 .· 差動放大器0P11，其做為一電流控制器，其放大了該第二 電晶體群組之電晶體Q1及Q2中射極-基極電壓VEB1及 VEB2之間的差異，並共同施加該放大的電壓到包括該等電 晶體Ml到M3之第一電晶體群組中的閘極，藉以控制流動通 過在第一電晶體群組中電晶體Ml到M3的電流量。 此時’第一電晶體群組中每個電晶體Ml到M3及第二電 晶體群組中每個電晶體Q1及Q2可設計成具有一不同大小 鲁，藉以具有預定的放大率，及該對應放大率之範例顯示在 第四圖所示之每一個電晶體的右側。也就是說，當其假設 電晶體Ml之放大率為一基本放大率XI，Xa&xl要大"a"倍 t ，而XM比XI要大”μ”倍。因此，流動通過具有放大率X1 . 之電晶體M1的電流量成為IPTAT ’且流動通過具有放大率 XM之電晶體M3的電流量成為m*IPTAT。此外，該等電晶 體Q1及Q2之射極_基極電壓，其包括在第二電晶體群組中 ，且其每一個由二極體連接的BJT構成，其可具有負溫度係 數特性。也就是說，該電壓在當溫度增加時即降低。 13 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 該溫度電壓輸出單元112可包括一電晶體M4，其源極 連接到該電源供應終端，分配電阻器尺2及尺3耦合於該電晶 體M4的一汲極與一接地終端之間，及一差動放大器〇pi2 ，其做為一電流控制器，以放大由分配電阻sR2&R3所分 配的一電壓與該射極-基極電壓¥£32之間的差異，並施加 該放大的電壓到該電晶體M4的一閘極，藉以控制流動通過 該電晶體M4的電流量。此時，該溫度電壓¥丁£]41)可於該電 晶體M4與該電阻器R3之間的一連接節點處輸出。 該溫度反比電流產生單元113可包括一複數個電晶體 M5及M6’其每一個具有一源極連接到該電源供應終端，及 一差動放大器OP13，做為一電流控制器，其放大根據流動 通過該電晶體M5的電流之電壓與該射極-基極電壓VEB1之 間的差異，並共同施加該放大的電壓到該複數電晶體及 M6之閘極，藉以控制流動通過該複數電晶體M5&M6的電 流量。此時，每個電晶體M5及M6可設計成具有不同的大小 ，藉以具有預定的放大率，及一相對應放大率之範例顯示 在每個電晶體的右側處。 該電流/電壓轉換器114可由一電阻器R5構成，其共同 連接到該溫度正比的電流產生單元1Η之電流路徑之一與 該溫度反比的電流產生單元113之電流路徑之一。此時，該 等兩個電流路徑，其共同連接到該電阻器R5，其可選擇性 地輕合’使得流動通過該等兩個電流路徑之電流總和為固 定，而無關於溫度變化。也就是說，該電流/電壓轉換器114 可由該電阻器R5構成，其具有一末端，其共同電性柄合到 1363353 修正版修正曰期：2011/7/5 該等電晶體M3及M6之汲極，而另一端電性耦合到一接地， 而該第一參考電壓VREF於該等電晶體M3及M6之汲極與該 電阻器R5之間的連接節點處輸出。此時，因為該第一參考 電壓VREF影響到用於輸出溫度資料的電路之輸出，該第一 參考電壓VREF必須固定地維持，其無關於ρντ (程序、電 壓及溫度）的變化。據此，該兩個電晶體M3及河^之放大率 "Τ疋義成ΧΜ及ΧΚ，使得在電流量中的變化相同於每一個 電晶體M3及Μ6令的變化。 ® 該電壓調整單元120可包括一第一電晶體Μ7，其源極 電性耦合到該電源供應終端，第一分配電阻器尺6及尺7可電 性麵合於該第一電晶體Μ7與一接地終端之間，一差動放大 器ΟΡ14，其做為一第一電流控制器，其放大由該等第一分 配電阻器R6及R7分配的電壓與該第一參考電壓vref之間 的差異，並施加該放大的電壓到該第一電晶體M7之一閘極 ’藉以控制流動通過該第一電晶體M7之電流量，一第二電 φ 晶體M8 ’其源極係電性耦合到該電源供應終端，第二分配 電阻器R8到R10，其電性耦合在該第二電晶體M8與一接地 終端之間’及一差動放大器OP15，其做為一第二電流控制 器’其放大位在該第一電晶體M7與該等第一分配電阻器R6 及R7之間的連接節點處一電壓VREF_TRIM與由該第二分 配電阻器R8到R10所分配的一電壓之間的差異，並施加該 放大的電壓到該第二電晶體M8的一閘極，藉以控制流動通 過該第二電晶體M8之電流量。此時，該第二參考電壓 VULIMIT及VLLIMIT分別於該第二電晶體M8與電阻器R10 15 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 之間的一連接節點處及電阻器r 9與R10之間的一連接節點 處輸出。如果可變電阻器R7、R9及Rio之中的可變電阻器 R9及R10之電阻器值使用熔絲碼FS_C〇DE或調整碼 TRIM_CODE調整’其有可能調整該第二參考電壓11^]^1丁 及VULIMIT的電壓位準。 如第五圖所示，該A/D轉換器300可包括一比較器310 、一濾波器320、一計數器330、一振盪器340、一反多工器 350、一多工器360、一解碼器370及一 D/A轉換器380。 該比較器310可比較一溫度電壓VTEMP及由D/A轉換癱 器380輸出的一類比電壓DACOUT，並輸出比較結果信號 INC及DEC。當該等比較結果信號INC及DEC的數值大幅變 動時’由於外部雜訊高頻成份即會流動進入比較結果信號 INC及DEC。因此，該渡波器320可截取比較結果信號INC 及DEC的輸出。同時，當比較結果信號INC及DEC的數值很 少變動，也就是說，比較結果信號INC及DEC為低頻成份， 其中該等外部雜訊成分並未流動，濾波器320輸出比較結果 $ 信號INC及DEC做為計數信號UP及DN，用於由計數器330 執行向上計數及向下計數。該計數器330根據計數信號UP 及DN增加或降低一初始溫度碼TEMP_CODE的數值（例如 100,000)，並將其輸出。該振盪器340可產生具有一預定循 環的時脈信號，並經由一延遲元件DLY將其供應到濾波器 320及計數器330。根據第一測試模式信號TM，該反多工器 350可輸出溫度碼丁£^^_(：00五做調整碼丁1111\/1_000丑到溫 度偵測電路500，或輸出溫度碼TEMP_CODE到多工器360 16 1363353
修正版修正日期：2011/7/S 。該多工器360可根據第一測試模式信號TM而輸出測試碼 L號TEST—CODE或溫度碼TEMP—CODE。該解碼器370可 輸出一解碼信號SW<〇:N>，其由解碼該多工器36〇之輸出得 到。該D/A轉換器380可轉換該解碼信號8貿<〇:：^>成為類比 電壓DACOUT，其範圍在第二參考電壓VULIMIT及 VLLIMIT的電壓位準之間，並將其輸出。 如第六圖所示，範例性溫度資料修正單元4〇〇可包括一 碼格式轉換器410、一熔絲組420、一多工器43〇及一作業單 豢元440。 該碼格式轉換器410可包括一邏輯電路，其轉換輸入資 料成為2的補數’並藉由使用該邏輯電路轉換一溫度碼 TEMP_CODE的格式成為2的補數之格式，使得溫度碼 TEMP—CODE可以用於該電路之外以輸出溫度資料。 該熔絲組420可包括一複數個炫絲，並根據透過一第二 測試模式產生的修正碼FS2—CODE來執行炼絲切斷。 φ 根據一控制信號，也就是第二測試模式信號TM2，該 多工器430可選擇在熔絲組420中的修正碼FS2_c〇DE或測 試碼信號TEST_CODE，並將其輸出。 該作業單元440可包括一減法邏輯電路，並自碼格式轉 換器410的輸出減去多工器430的輸出，並輸出一第二溫度 碼 TEMP_CODE_C。 現在將說明根據本發明一具體實施例中具有上述結構 的用於輸出半導體記憶體設備之溫度資料的範例性方法。 在本發明的具體實施例中’於使用第一測試模式信號 17 1363353 修正版修正曰期：2011/7/5 TM的—第一測試模式區間期間，該等類比電壓，也就是第 二參考電壓VULIMIT及VLUMIT，其由控制A/D轉換器3〇〇 調整，藉以執行初級修正，藉以溫度碼TEMP—c〇DE的誤 差之可能性可最小化。再者，於使用第二測試模式信號Τ]νΐ2 的一第二測試模式區間期間，該溫度資料修正單元400被控 制成執行溫度碼TEMP_CODE之數值調整的次級修正，藉 此移除在執行該初級修正之後溫度碼TEMpj：〇DE的任何 可能誤差。 第一測試碼信號TM於第一測試模式區間期間致能，但 於/、匕區間期間被除能。同時，第二測試碼信號TM〕於第 二測試模式區間期間致能，但於其它區間期間被除能。 例如，如果當未進行修正時溫度的誤差約為，透 過初級修正溫度的誤差可降低到低於5。〇，且溫度的誤差可 透過次級修正完全地移除。 在本發明具體實施例中，該初級修正及該次級修正可 選擇性地執行。也就是說，該次級修正可在執行該初級修 正之後執行。另外，其僅執行該次級修正或僅執行該初級 修正。每種修正方法可根據溫度偵測電路5〇〇鱼a/d轉換器 3〇〇之運作雜選擇性祕m，較佳地是軸級修正 與該次級修正皆被執行，藉以移除輸出溫度資料的電路誤 差。 據此’現在將說法於完成每一項初級修正、次級修正 及該初級及:欠級修正之後，在—通用作業模式中輸出 溫度資料的範例性作業。 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 首先，將說明在第一測試模式區間中初級修正方法的 範例。 第二圖之温度债測電路500之溫度感測器11 〇，其根據 該半導體記憶體設備的内部溫度與該第—參考電壓VREF 而輸出該溫度電壓VTEMP。此時，因為第一測試模式信號 TM被致能，該多工器510輸出由A/D轉換器300輸出的調整 碼TRIM—CODE到電壓調整早元120。據此，該電壓調整單 元120根據調整碼TRIM_CODE而輸出第二參考電壓 • VULIMIT及VLLIMIT於該電壓位準。此時，調整碼 TRIM—CODE具有A/D轉換器300之溫度碼TEMP—CODE的 初始值。 第五圖所示之A/D轉換器300執行一追跡作業，用於使 用溫度電壓VTEMP及第二參考電壓VULIMIT及VLLIMIT 來搜尋對應於溫度電壓VTEMP的溫度碼TEMP_CODE。 因為第一測試模式信號TM被致能，該多工器360選擇 • 測試碼信號TEST_CODE，而非溫度碼TEMP—CODE，並將 其輸出到解碼器370。再者，該反多工器350選擇溫度碼 TEMP—CODE做為調整碼TRIM—CODE，並將其輸出到多工 器510’如第三圖所示。該測試碼信號TEST_CODE可為一 複數碼中之一，其可事先設定來對應於個別的溫度，並允 許該第一測試模式於對應於測試碼信號TEST_CODE之溫 度之下進行。 如第四圖所示之電壓調整單元120之可變電阻器R9及 R10根據調整碼TRIM_CODE而被調整成具有電阻器值。因 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 此’第二參考電壓VULIMIT及VLLIMIT之電壓位準係被調 整。 該A/D轉換器300在使用電壓位準已被調整的第二參 考電壓VULIMIT及VLLIMIT來改變溫度碼TEMP_CODE時 執行該追跡作業。 如果溫度電壓VTEMP及類比電壓DACOUT成為相同 ，並完成該追跡作業，如第三圖所示的熔絲組130的熔絲被 切斷，以對應於當完成該追跡作業時的調整碼TRIM_CODE ，並因此完成該初級修正。 如果完成初級修正與完成第一測試模式，第三圖所示 之多工器510選擇由熔絲組130輸出的熔絲碼FS_CODE，將 其輸出到電壓調整單元120。再者，如第五圖所示的反多工 器350輸出溫度碼TEMP_CODE到多工器360，且多工器360 選擇溫度碼TEMP_CODE，而非測試碼信號TEST_CODE， 並將其輸出到解碼器370。 首先，將說明在第二測試模式區間中次級修正方法的 範例。 第三圖之溫度偵測電路500之溫度感測器110，其根據 該半導體記憶體設備的内部溫度與該第一參考電壓VREF 而輸出該溫度電壓VTEMP。此時，因為第一測試模式信號 TM被致能’該多工器510輸出由熔絲組130輸出的熔絲碼 FS_CODE到電壓調整單元120。因此，電壓調整單元120根 據熔絲碼FS_CODE而輸出第二參考電壓VULIMIT及 VLLIMIT於該電壓位準。 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 第五圖所示之A/D轉換器300執行一追跡作業，用於使 用溫度電壓VTEMP及第二參考電壓VULIMIT及VLLIMIT 來搜尋對應於溫度電壓VTEMP的溫度碼TEMP_CODE。 因為第一測試模式信號TM被除能，該反多工器350輸 • 出溫度碼TEMP—CODE到第三圖之多工器510。再者，多工 器360選擇溫度碼TEMP_CODE，而非測試碼信號 TEST_CODE，並將其輸出到解碼器370。 ' 當溫度電壓VTEMP及類比電壓DACOUT成為相同，且 -春完成該追跡作業時，A/D轉換器300輸出當該追跡作業完成 時的溫度碼TEMP_CODE到溫度資料修正單元4〇〇。 如第六圖所示之溫度資料修正單元4〇〇之碼格式轉換 器410轉換溫度碼TEMP_CODE的格式成為2的補數格式， 使得溫度碼TEMP 一 CODE可於用於輸出溫度資料的電路之 外使用。以下將詳細說明此方法的範例。 由A/D轉換器300輸出的溫度碼TEMP_CODE的位元數 鲁目小於在用於輸出溫度資料的電路之外所實際需要的位元 數目，藉以最小化在輸出溫度資料之電路中的信號處理負 荷。再者’由A/D轉換器300輸出的溫度碼TEMP CODE代 瓠 一 表一溫度值，且於用於輸出溫度資料的電路之外所實際需 要的溫度碼TEMP_CODE代表一指定溫度與一目前溫度之 間的差異。位元數目及轉換格式可以根據標準改變’例如 像是電子工程設計發展聯合協會（JEDEC，Joint Electron Device Engineering Council)。 該溫度資料修正單元400改變由a/D轉換器300輸出的 21 1363353
修正版修正日期：2011/7/S 溫度碼TEMP_CODE之位元數，轉換溫度碼TEMP_CODE成 為2的補數格式，並將其輸出到作業單元440。 在此範例中假設由A/D轉換器300輸出的溫度碼 TEMP_CODE例如為6位元，而在用於輸出溫度資料的電路 之外需要8位元，而一指定溫度為450C。 該碼格式轉換器410加入兩個位元，也就是一符號位元 及一代真位元到由A/D轉換器300輸出的溫度碼 TEMP_CODE ’並轉換溫度碼TEMP_CODE成為2的補數格 式。此時，該符號位元用於代表一符號，而該代真位元為 被加入以預備一碼擴充的位元。 例如，當目前溫度為480C時，溫度碼TEMP_CODE必 須代表+3。0且當目前溫度為420C時，溫度碼TEMP_CODE 必須代表_ 3°C。此時，為了以一二元數代表該符號，該符 號位元可被加入，且溫度碼轉換成2的補數格式。 因為第二測試模式信號TM2被致能，該多工器430選擇 測試碼信號TEST_CODE，並將其輸出到作業單元440。 該測試碼信號TEST—CODE為可事先設定來對應到個 別溫度的一複數碼中之一，並可與由碼格式轉換器41〇輸出 的碼具有相同的格式。在此範例中係假設該第二測試模式 於對應於測試碼信號TEST_CODE的溫度下進行，且做為指 定溫度的溫度為45°C。 該作業單元440將碼轉換器410的輸出減去多工器430 的輸出’並輸出第二溫度碼temp_code_c。 該第二測試模式在指定溫度45°C之下進行，且測試碼 22 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 化號TEST—CODE為具有2的補數格式之碼，並對應於溫度 45°C。據此，如果在溫度竭TEMP_COE)£中沒有誤差，碼 格式轉換器410輸出對應於溫度45〇C之2的補數格式之碼。 因此，作業單元440輸出一碼（〇〇〇〇〇〇〇〇 ),其中該誤差對 應於0°C。 但是，如果該誤差（例如+2°C )存在於溫度碼
TEMP—CODEt，該碼格式轉換器410輸出對應於溫度470C ‘ 之2的補數格式之碼。作業單元440輸出對應於溫度+2°C之 -參碼（00000010)。 溫度碼TEMP_CODE中的誤差即使在一通用作業模式 中亦連續地做為一偏移。 該熔絲組420的熔絲被切斷，以對應於由作業單元44〇 輸出的第二溫度碼TEMP_C〇DE_C，使得修正碼FS2_CODE 儲存在熔絲組420中。依此方式，即完成該次級修正。 如果完成該次級修正且完成該第二測試模式，該多工 鲁 器430選擇熔絲組420的修正碼FS2_CODE，並將其輸出到 作業單元440。 .如果由第一及第二測試模式執行的該初級及次級修正 已完成，且該模式進入該通用作業模式，如第三圖所示的 溫度谓測電路5〇〇輸出藉由使用該溫度電壓vtemP及經由 該初級修正儲存在熔絲組i 3 0中的熔絲碼F s _ c 〇 D E而輸出 該第二參考電壓VULIMIT及VLLIMIT。
該A/D轉換器300藉由使用第二參考電壓VULIMIT及 VLLIMIT轉換該溫度電壓VTEMP成為溫度碼TEMP_CODE 23 1363353 修正版修正曰期：2011/7/5 ，並將其輸出。 該誤差可被修正，或一微小誤差會留在溫度碼 TEMP_CODE 中。 該溫度資料修正單元400輸出第二溫度碼 TEMP_CODE_C，其由自該溫度碼TEMP_CODE移除該微小 誤差所得到。 在該半導體記憶體設備之外的一系統根據一預定標準 可知道一指定溫度。據此，該系統可藉由讀取代表該指定 溫度與目前溫度之間的差異之第二溫度碼TEMP_CODE_C 來知道目前溫度。 本技藝專業人士將可瞭解到在不背離本發明的範圍及 精神之下可進行多種修正及變化。因此，其將可瞭解到上 述的具體實施例並非限制性，而是所有態樣之例示。本發 明的範圍係由附屬的申請專利範圍所定義，而非由先前的 說明所定義，因此所有位於申請專利範圍之吻合與界限之 改變與修正，或是這些吻合與界限的同等者皆係由該等申 請專利範圍所涵蓋。 根據本發明一具體實施例中用於輸出半導體記憶體設 備的溫度資料之電路及方法可達到以下的效益。 首先，藉由對該等類比電壓執行該初級修正可移除在 一大範圍中的一輸出誤差，及藉由對該溫度碼執行該次級 修正可移除在一小範圍中的一輸出誤差。據此，其有可能 輸出該溫度資料，其中該輸出誤差可以可靠地移除，並可 完全地移除。 24 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 第二，對於該等類比電壓的初級修正及對於該溫度碼 之次級修正可由測試模式自動地執行，且一重覆輸出監視 程序並不需要被執行，其可簡化該修正程序，並降低執行 該修正程序所需要的時間。 【圖式簡單說明】 第一圖為根據先前技術中用於輸出半導體記憶體設備 的溫度貧料之電路的方塊圖， 第二圖為在第一圖中所示之一 A/D轉換器之方塊圖； 第三圖為根據相關本發明一具體實施例中用於輸出半 導體記憶體設備的溫度資料之電路的方塊圖； 第四圖為在第三圖中所示之一範例性溫度偵測電路的 電路圖； 第五圖為在第三圖中所示之一範例性A/D轉換器之方 塊圖；及 第六圖為在第三圖中所示之一範例性溫度資料修正電 路的方塊圖。 【主要元件符號說明】 100 溫度偵測電路 110 溫度感測器 111 溫度正比的電流產生單元 112 溫度電壓輸出單元 113 溫度反比的電流產生早元 25 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 114 電流/電壓轉換器 120 電壓調整單元 130 熔絲組 200 A/D轉換器 210 比較器 220 遽波器 230 計數器 240 振盪器 250 多工器 260 解碼器 270 D/A轉換器 300 A/D轉換器 310 比較器 320 遽波器 330 計數器 340 振盪器 350 反多工器 360 多工器 370 解碼器 380 D/A轉換器 400 溫度資料修正單元 410 碼格式轉換器 420 熔絲組 430 多工器 26 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 440 作業單元 500 溫度偵測電路 510 多工器
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Claims (1)

1363353 修正版修正日期：2011/7/5 十、申請專利範圍： 1. 一種用於輸出一半導體記憶體設備的溫度資料之電路， 該電路包含： 一溫度偵測電路，其配置用於產生對應於一溫度變 化的一溫度電壓，並輸出該溫度電壓； 一 A/D轉換器，其配置用於轉換該溫度電壓成為一 第一溫度碼，並輸出該第一溫度碼；及 一溫度資料修正單元，其配置用於輸出由使用一修 正碼來修正該第一溫度碼的一誤差所得到的一第二溫度 碼。 2. 如申請專利範圍第1項所述之電路，其中該溫度偵測電 路包括： 一溫度感測器，其輸出該溫度電壓，其反比於該半 導體記憶體設備之内部溫度，及輸出一第一參考電壓， 其為固定值，且無關於溫度變化； 一電壓調整單元，其中包括一複數個電阻器，其可 分配該第一參考電壓，並輸出第二參考電壓以決定該溫 度電壓的一上限及一下限；以及 一熔絲組，其包括一複數個熔絲，並根據該等熔絲 的切斷狀態輸出一熔絲碼以調整該等複數電阻器的電阻 器值。 3. 如申請專利範圍第1項所述之電路，其中該A/D轉換器 包括： 一比較器，其比較該溫度電壓及一内部類比電壓， 28 修正版修正日期：2011/7/5 藉以輸出一比較的結果； 一計數器，其根據該比較的結果來增加或降低該第 一溫度碼，並輸出該第一溫度碼； 一多工器，其根據一測試模式信號來輸出一測試碼 或該第一溫度碼； 一解碼器，其輸出由解碼該多工器之輸出所得到的 一解碼信號；以及 一 D/A轉換器，其轉換該解碼信號成為該内部類比 電壓，並將其輸出。 4. 如申請專利範圍第3項所述之電路，進一步包含： 一渡波器，其阻隔該比較器輸出之該比較結果之一 高頻成分，並輸出該比較的結果至該計數器；以及 一振盪器，其供應一時脈信號至該比較器、該濾波 器及該計數器，以執行該A/D轉換器之作業。 5. —種用於輸出一半導體記憶體設備的溫度資料之電路， 該電路包含： 一溫度偵測電路，其配置用於產生對應於溫度變化 之一溫度電壓，並輸出該溫度電壓，且根據一調整碼輸 出來修正一輸出電壓位準； 一 A/D轉換器，其配置用於轉換該溫度電壓成為一 第一溫度碼，並輸出該第一溫度碼，且根據一預定的控 制信號來輸出該調整碼到該溫度偵測電路；以及 一溫度資料修正單元，其配置用於輸出由使用一修 正碼來修正該第一溫度碼的一誤差所得到的一第二溫度 29 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 碼。 6. 如申請專利範圍第5項所述之電路，其中該溫度偵測電 路包括： 一溫度感測器，其輸出該溫度電壓，其反比於該半 導體記憶體設備之内部溫度，及輸出一第一參考電壓， 其為固定值，且無關於溫度變化；以及 一電壓調整單元，其包括一複數個電阻器，其可用 於分配該第一參考電壓，並輸出第二參考電壓以決定該 溫度電壓的一上限及一下限，並根據該調整碼來調整該 第二參考電壓的電壓位準。 7. 如申請專利範圍第2或6項所述之電路，其中該溫度感 測器包括： 一溫度正比的電流產生單元，其透過之一複數電流 路徑產生正比於該温度變化的一電流； 一溫度電壓輸出單元，其基於該溫度正比的電流產 生單元之一溫度係數特性電壓而輸出對應於該溫度變化 的該溫度電壓； 一溫度反比的電流產生單元，其透過一複數電流路 徑產生反比於該溫度變化的一電流；以及 一電流/電壓轉換器，其藉由使用由該溫度正比的電 流產生單元所產生的電流及由該溫度反比的電流產生單 元所產生的電流以產生該第一參考電壓，其為固定值， 且無關於該溫度變化。 8. 如申請專利範圍第7項所述之電路，其中該溫度正比的 30 1363353 修正版修正曰期：20Π/7/5 電流產生單元包括： 一第一電晶體群組，其包括一複數個電晶體，其每 一個電晶體具有不同的大小，且耦合於一電源供應終端； ' 一第二電晶體群組，其包括耦合於該第一電晶體群 組之一複數個電晶體的一部份與一接地終端之間，並具 有負溫度係數特性；以及 一電流控制器，其基於施加到該第二電晶體群組之 . 電晶體的一電壓以控制該第一電晶體群組。 9. 如申請專利範圍第8項所述之電路，其中該第二電晶體 群組的該等電晶體做為二極體’且橫跨該等二極體之電 壓具有負溫度係數特性。 10. 如申請專利範圍第7項所述之電路，其中該溫度電壓輸 出單元包括： 一節點，其可輸出該溫度電壓； 一電晶體，其耦合於該節點與一電源供應終端之 β 間； 複數個分配電阻器，其耦合於該節點與一接地終端 之間；以及 一電流控制器，其基於由該等分配電阻器所分配的 ' 一電壓及該溫度正比的電流產生單元之一内部電壓以 控制該電晶體。 11. 如申請專利範圍第7項所述之電路，其中該溫度反比的 電流產生早元包括. 一複數個電晶體，每一個電晶體具有不同大小，並 31 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 耦合於一電源供應終端；以及 一電流控制器，其藉由使用根據流動通過該等複數 電晶體之' —的電流之電堡與該溫度正比的電流產生早 元之一内部電壓以控制該等複數電晶體。 12. 如申請專利範圍第7項所述之電路，其中該電流/電壓 轉換器包括一阻抗元件，其共同耦合於兩個電流路徑， 其中於流動通過該溫度正比的電流產生單元之電流路 徑中之一的電流與流動通過該溫度反比的電流產生單 元之電流路徑中之一的電流之間的一整體電流為固定 值，且無關於溫度變化。 13. 如申請專利範圍第2或6項所述之電路，其中該電壓調 整單元包括： 一第一電晶體，其耦合於一電源供應終端； 一第一分配電阻器，其耦合於該第一電晶體與一接 地終端之間； 一第一電流控制器，其藉由使用由該第一分配電阻 器分配的一電壓與該第一參考電壓以控制該第一電晶 體； 一第二電晶體，其耦合於該電源供應終端； 一第二分配電阻器，其耦合於該第二電晶體與該接 地終端之間；以及 一第二電流控制器，其基於在該第一電晶體與該第 一分配電阻器之間一節點處的一電壓與由該第二分配 電阻器分配的一電壓以控制該第二電晶體。 32 1363353 - 修正版修正日期：2011/7/5 14.如申請專利範圍第13項所述之電路，其中該第一電流 控制器與該第二電流控制器中每一個控制器包括一差 動放大器。 ' 15.如申請專利範圍第13項所述之電路，其中該第一分配 電阻器與該第二分配電阻器中每一個電阻器包括至少 一可變電阻器，其電阻器值可根據該調整碼而改變。 16.如申請專利範圍第8、10或11項所述之電路，其中該 . 電流控制器包括一差動放大器。 .· 17.如申請專利範圍第6項所述之電路，其中該溫度偵測電 路進一步包含： 一熔絲組，其包括一複數個熔絲，並根據該等熔絲 的切斷狀態而輸出一熔絲碼以調整該等複數電阻器的 電阻器值；以及 一多工器，其根據一控制信號選擇該熔絲碼或該調 整碼，並將其輸出到該電壓調整單元。 I 18.如申請專利範圍第17項所述之電路，其中該控制信號 為一測試模式信號。 19.如申請專利範圍第5項所述之電路，其中該A/D轉換 * 器包括z ' 一比較器，其比較該溫度電壓及一内部類比電壓， 藉以輸出一比較的結果； 一計數器，其根據該比較的結果來增加或降低該第 一溫度碼，並輸出該第一溫度碼； 一多工器，其根據一測試模式信號而輸出一測試碼 33 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 或該第一溫度碼； 一反多工器，其輸出做為該調整碼之第一溫度碼到 該溫度偵測電路，或根據該測試模式信號而輸出該第一 溫度碼到該多工器； 一解碼器，其輸出由解碼該多工器之輸出所得到的 一解碼信號；以及 一 D/A轉換器，其轉換該解碼信號成為該内部類 比電壓，並輸出該内部類比電壓。 20. 如申請專利範圍第19項所述之電路，其中該A/D轉換 器進一步包含： 一濾波器，其阻隔該比較器輸出之該比較結果的一 高頻成分，以得到一濾波的比較結果，並輸出該濾波的 比較結果到該計數器做為該比較的結果；以及 一振盪器，其供應一時脈信號至該比較器、該濾波 器及該計數器，以執行該A/D轉換器之作業。 21. 如申請專利範圍第1或5項所述之電路，其中該溫度資 料修正單元包括： 一碼格式轉換器，其轉換該第一溫度碼的一格式成 為用於輸出溫度資料的該電路之外所使用的一格式來 提供一輸出； 一熔絲組，其設定該修正碼； 一多工器，其根據預定的一控制信號在該熔絲組中 選擇並輸出該修正碼或一測試碼組合；以及 一作業單元，其基於該碼格式轉換器的輸出及該多 34 1363353 修正版修正日期：2011/7/5 工器的輸出以輸出該第二溫度碼。 22. 如申請專利範圍第21項所述之電路，其中該碼格式轉 換器包括一用於轉換輸入資料成為2的補數之一邏輯 電路。 23. 如申請專利範圍第21項所述之電路，其中該控制信號 為一測試模式信號。 24. 如申請專利範圍第21項所述之電路，其中該作業單元 * 包括一相減兩個輸入資料的邏輯電路。 .籲 25. —種輸出一半導體記憶體設備的溫度資料之方法，該半 導體記憶體設備可包括一溫度偵測電路，其可輸出對應 於溫度變化的一溫度電壓，及輸出一參考電壓，其設定 轉換該溫度電壓成為一第一溫度碼的範圍，及一 A/D 轉換器，其可藉由使用該參考電壓轉換該溫度電壓成為 該第一溫度碼，該方法包含： 產生一修正碼，以藉由事先使用該第一溫度碼與一 I 測試碼組合來修正該第一溫度碼的誤差；以及 輸出藉由執行對該第一溫度碼與該修正碼的作業 所得到的一第二溫度碼。 ^ 26.如申請專利範圍第25項所述之方法，其中該修正碼的 " 產生係在一測試模式區間期間執行。 27.如申請專利範圍第25項所述之方法，其中該修正碼的 產生包括： 轉換該第一溫度碼的一格式成為與該測試碼相同 的格式；以及 35 1363353 .^ ,. _ 修正坂修正日期：2011/7/S 式已經轉換㈣第—溫度碼減核 以產生該修正碼。 稽 Μ.如申請專利範圍第25項所述之方法，其中該第二溫度 碼的輸出包括： :換該第一溫度碼的一格式成為與該測試 的格式；以及 料溫度碼其藉由自已經轉換格式的第-溫度 碼減去該修正碼之修正做為該第二溫度碼。 29.=種輸出—半導敎憶體設備的溫度資料之方法，該半 導體記憶體設備包括-溫度_電路，其可輪 溫度變化的-溫度電壓，及輸出—參考電壓，其設定用 於轉換該溫度電壓成為_第—溫度碼的範圍，及一細 轉換器’其可改變-數位碼的數值，使得由轉換該溫度 電壓成為該數位碼及藉由使用該參考電壓轉換該數位 碼所得到的一類比電壓相同於該溫度電壓，並輸出該數 位碼成為該第一溫度碼，該方法包含： 改變該第一溫度碼，使得由轉換一測試碼得到的一 類比電壓相同於該溫度電壓’並藉由使用該改變的第一 溫度碼改變該參考電壓，使得該類比電壓被改變，藉以 修正該第一溫度碼；以及 產生一修正碼，用於藉由使用該第一溫度碼及該測 試碼來修正該第一溫度碼的一誤差，並藉由使用該修正 碼來修正該第一溫度碼做為一第二溫度螞，其中該第二 溫度碼可由選擇性地執行該第一溫度碼的變化及該參 36 丄为3353 ^ 修正版修正日期：2011/7/5 考電壓的變化，及該修正侧產生，以及該第一溫度碼 的仏正所輸出，成為該第二溫度碼。 申明專利範圍第29項所述之方法，其中該第 碼的改變與該參考電壓的改變，及該修正碼的產生^ 該第一溫度竭之修正做為該第二溫度碼，其每-項皆在 一獨立測試模式中執行。 、 3l.t申請專利範圍第25《29項所述之方法，其中該測試 =式為事先設定的碼當中之―，藉以對應於溫度的變 32:=利範圍第29項所述之方法，其中該修正碼的 轉換該第一温度碼的一格 的格式；以及 格式成為與該測試碼相同 自格式已經轉換的該第—、、w 以產生該修正碼。 1度碼减去該測試瑪，藉 33·如申請專利範圍第29項所述之方法， 碼的修正成為該第二溫度喝包括： 該第一溫度 轉換該第-溫度竭的一格式成為盘 的格式；以及 一这’員丨试碼相同 自格式已經轉換的該第一溫度碼 正該第一溫度碼做為該第二溫度碼。修正碼，藉 (如申請專利範圍第27、28、32或33項 方法，其令轉換該第一、w 項所述之 同格式係❹2的補數來^行的格式成為與該測試碼相 37
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