KR100699826B1

KR100699826B1 - 하나의 브랜치를 이용하여 다수개의 검출 온도 포인트를제공하는 온도 감지기 및 편이 온도 검출 방법

Info

Publication number: KR100699826B1
Application number: KR1020040043484A
Authority: KR
Inventors: 민영선; 김남종
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2007-03-27
Also published as: KR20050118374A; US7315792B2; US20050276144A1

Abstract

하나의 브랜치를 이용하여 다수개의 검출 온도 포인트를 제공하는 온도 감지기 및 편이 온도 검출 방법이 개시된다. 본 발명은 설정된 목표 온도로부터 편이된 편이 온도를 검출하는 온도 감지기에 있어서, 하나의 브랜치에서 순차적으로 발생되는 온도 제어 신호들에 응답하여 다수개의 검출 온도 포인트들이 발생된다. 이에 따라, 하나의 브랜치에 대한 편이 온도를 찾아내고 이 편이 온도에 따른 트리밍 작업이 필요하기 때문에 테스트 시간이 줄어든다. 그리고 다양한 트립 포인트 온도들에 따라 다양한 리프레쉬 주기로 설정 될 수 있기 때문에, DRAM의 소비 전력을 줄일 수 있다.

온도 감지기, 편이 온도, 자동 펄스 발생부, 온도 제어 신호들, 하나의 브랜치

Description

하나의 브랜치를 이용하여 다수개의 검출 온도 포인트를 제공하는 온도 감지기 및 편이 온도 검출 방법{Temperature detecter providing multiple detect temperature points using one branch and detecting method of shift temperature}

도 1은 CMOS 디바이스로 구성된 반도체 장치의 온도 특성을 예시하는 도면이다.

도 2는 종래의 온도 감지기를 설명하는 회로 다이어그램이다.

도 3은 개별 칩 마다에서 검출된 편이 온도의 분포를 나타내는 그래프이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 온도 감지기를 설명하는 도면이다.

도 5는 도 4의 온도 감지기에 의해 설정되는 하나의 검출 온도 포인트를 설명하는 도면이다.

본 발명은 반도체 회로의 온도 검출 장치에 관한 것으로, 특히 하나의 브랜치를 이용하여 다수개의 검출 온도 포인트를 제공하는 온도 감지기 및 편이 온도 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 그 동작 특성상 온도 특성을 갖고 있다. 특히 CMOS 디바이스로 구성된 반도체 장치의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 대표적인 동작 특성인 소비 전류(IDD)와 동작 속도(tACCESS)를 살펴보면, 고온으로 갈수록 동작 속도가 저하되고(A) 저온으로 갈수록 소비 전류(IDD)가 증가하는(B) 경향이 있다. 이러한 온도 특성은 반도체 장치 중 DRAM과 같이 리프레쉬 동작을 필요로 하는 장치에 중요하다. DRAM 셀은 온도 상승과 함께 누설 전류가 증가하기 때문에, 전하에 의한 데이터의 유지 특성이 악화되어 데이터 유지 시간(tST)이 짧아지는 온도 특성을 갖는다. 이에 따라 DRAM은 휘발성 메모리에 속하고 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(batterry operated system)에서는 전력 소모를 줄이는 것이 가장 중요하다. 특히 전원 절약을 위한 슬립 모드(sleep mode)일 때 시스템에 내장된 회로 콤포넌트들은 턴오프 상태로 된다. 그런데, 시스템에 내장된 DRAM은 DRAM 셀에 저장된 데이터를 계속적으로 보전하기 위하여 자체적으로 DRAM 셀 데이터를 리프레쉬해야 한다.

DRAM에서 필요한 전력을 줄이는 시도 중 하나는 리프레쉬 주기를 온도에 따 라 변화시키는 것이다. 이에 따라 온도 영역을 복수개 영역으로 분할하여 낮은 온도 영역에서는 리프레쉬 주기를 상대적으로 길게 주어 즉, 리프레쉬 클럭의 주파수를 상대적으로 낮추어 주면 전력 소모가 줄어들 것이 분명하다. 이에 따라 DRAM의 내부 온도를 알기 위해서는 온도 감지기가 필요하다.

도 2는 종래의 온도 감지기를 설명하는 회로 다이어그램이다. 도 2를 참조하면, 통상적인 밴드 갭 레퍼런스 회로를 이용한 온도 감지기(100)는 다수개의 브랜치들(110, 120, 130), 피모스 트랜지스터들(MP1, MP2, MP3, MP4, MP5)과 엔모스 트랜지스터들(MN1, MN2, MN3, MN4, MN5)을 포함한다. 그리고, 온도 감지기(100)는 다수개의 브랜치들(110, 120, 130)에서 감지된 온도들(OT1, OT2,…, OTn)과 기준 온도(ORef)를 비교하는 비교기들(210, 220, 230)을 더 포함한다.

이러한 온도 감지기(100)를 이용하여 다수개의 특정 온도들로 설정되는 검출 온도 포인트들을 제공한다. 예를 들어, 제1 브랜치(110)는 45℃의 검출 포인트(또는 트립 포인트)를, 제3 브랜치(130)는 85℃의 검출 포인트(또는 트립 포인트) 를 제공한다.

이러한 온도 감지기(100)는 제조 공정 변화에 매우 민감한 특성을 가지므로, 변화된 검출 온도 포인트를 설계된 검출 온도 포인트에 맞추는 온도 튜닝 작업이 웨이퍼 레벨에서 개별 DRAM 칩마다 수행되어야 한다. 온도 튜닝 작업 중 온도 트리밍을 행하기 위해서는 제조 공정 변화에 의해 편이(shift)된 편이 온도를 검출하는 작업이 선행되어야 한다.

도 3은 개별 칩 마다에서 검출된 편이 온도의 분포를 나타내는 그래프이다. 이를 참조하면, DRAM 칩의 온도가 45℃에서 85℃의 범위에 있을 때 설정된 리프레쉬 주기가, 예컨대 64ms이라 하고 이를 1배(×1)로 하였을 때, DRAM 칩이 온도 특성에 맞추어 85℃ 이상일 때에는 ½배(×½)로, 그리고 45℃ 이하일 때는 3배(×3)로 설정되는 것이 규정적이다.

그런데, 온도 감지기(100) 내 다수개의 브랜치들(110, 120, 130)을 채용하면 DRAM 칩의 제조 공정 후에 제1 브랜치(110)의 45℃ 트립 포인트가 최대 50℃로 까지, 그리고 제3 브랜치(130)의 85℃ 트립 포인트가 최소 70℃로 까지 편이된다. 50℃ 또는 70℃로 편이된 트립 포인트들을 설정된 트립 포인트들로 맞추기 위해서는 각 브랜치들(110, 120, 130)마다 별도의 트리밍 작업을 개별적으로 해 주어야 한다. 이에 따라, 온도 감지기(100)는 각 브랜치 마다 편이 온도를 찾아내고 편이 온도에 따른 트리밍 작업으로 인해 많은 테스트 시간이 소요되는 문제점이 있다. 그리고 50℃ 에서 70℃ 사이 20℃ 구간 동안 리프레쉬 주기가 3배(×3)에서 ½배(×½)로 6배 이상 변화하는 문제점도 지닌다.

그러므로, 하나의 브랜치를 이용하여 다수개의 트립 포인트들(또는 검출 온도들)을 제공할 수 있는 온도 감지기의 존재가 필요하다.

본 발명의 목적은 하나의 브랜치를 이용하여 다수개의 검출 온도 포인트들을 제공하는 온도 감지기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 온도 감지기를 이용한 편이 온도 검출 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 설정된 목표 온도로부터 편이된 편이 온도를 검출하는 온도 감지기에 있어서, 온도 검출 신호에 응답하여 순차적으로 온도 제어 신호들을 발생하는 자동 펄스 발생부; 온도 제어 신호들에 응답하여 소정의 기준 온도와 검출 온도들을 비교하여 편이 온도를 서치하는 비교부; 하나의 브랜치에 연결되고, 직렬 연결된 복수개의 제1 2진 가중 저항들이 제1 테스트 입력 신호들에 응답하여 선택적으로 단락시키는 제1 단락 스위칭 트랜지스터들을 포함하여, 편이 온도가 목표 온도보다 낮게 판명될 경우 검출 온도를 상승시키는 트립 온도 상승부; 하나의 브랜치에 연결되고, 직렬 연결된 복수개의 제2 2진 가중 저항들이 제2 테스트 입력 신호들에 응답하여 선택적으로 단락시키는 제2 단락 스위칭 트랜지스터들을 포함하고, 편이 온도가 목표 온도보다 높게 판명될 경우 검출 온도를 하강시키는 트립 온도 하강부; 및 하나의 브랜치에서 연결되고, 온도 제어 신호들에 응답하는 제3 단락 스위칭 트랜지스터들에 의해 직렬 연결된 복수개의 저항들을 선택적으로 단락시켜서 검출 온도들을 제공하는 온도 검출 제어부를 포함한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 설정된 목표 온도로부터 편이된 편이 온도를 검출하는 방법에 있어서, 온도 검출 신호에 응답하여 순차적으로 온도 제어 신호들을 발생하는 단계; 하나의 브랜치에서 제공되고, 온도 제어 신호들에 응답하는 스위칭 트랜지스터들에 의해 직렬 연결된 복수개의 저항들을 선택적으로 단락시켜서 검출 온도들을 제공하는 단계; 온도 제어 신호들에 응답하여 소정의 기준 온도와 검출 온도들을 비교하여 편이 온도를 서치하는 단계를 포함한다.

바람직하기로, 본 발명의 편이 온도 검출 방법은 하나의 브랜치에 연결되고, 직렬 연결된 복수개의 2진 가중 저항들을 제1 테스트 입력 신호들에 응답하여 선택적으로 단락시키는 단락 스위칭 트랜지스터들에 의해, 편이 온도가 목표 온도보다 낮게 판명될 경우 검출 온도를 상승시키는 단계와 2진 가중 저항들을 2진 축차근사법에 의해 단락시킴으로써 구해지는 제1 테스트 입력 신호들에 따라 2진 가중 저항들을 단락시키는 트리밍 작업을 수행하는 단계를 더 포함한다. 그리고, 본 발명의 편이 온도 검출 방법은 하나의 브랜치에 연결되고, 직렬 연결된 복수개의 2진 가중 저항들을 제2 테스트 입력 신호들에 응답하여 선택적으로 단락시키는 단락 스위칭 트랜지스터들에 의해, 편이 온도가 목표 온도보다 높게 판명될 경우 검출 온도를 하강시키는 단계와, 2진 가중 저항들을 2진 축차근사법으로 단락시킴으로써 구해지는 제2 테스트 입력 신호들에 따라 2진 가중 저항들을 단락시키는 트리밍 작업을 수행하는 단계를 더 포함한다.

따라서, 본 발명의 온도 감지기는 하나의 브랜치에 연결된 온도 검출 제어부가 자동 펄스 발생부로부터 순차적으로 발생되는 온도 제어 신호들에 응답하여 다양한 트립 포인트 온도들을 제공한다. 이에 따라, 하나의 브랜치에 대한 편이 온도를 찾아내고 이 편이 온도에 따른 트리밍 작업이 필요하기 때문에 테스트 시간이 줄어든다. 그리고 다양한 트립 포인트 온도들에 따라 다양한 리프레쉬 주기로 설정 될 수 있기 때문에, DRAM의 소비 전력을 줄일 수 있다. 또한, 하나의 브랜치를 이용하기 때문에, 종래의 다수개의 브랜치를 사용하는 온도 감지기에 비하여 작은 레이아웃 면적을 차지하는 잇점을 가진다. 그리고 하나의 브랜치를 사용하여 온도 변 이가 동일한 방향성을 지니는 특성, 즉 45℃가 50℃로 편이되면 85℃는 90℃로 편이되기 때문에, 예컨대, 원래 설정된 45℃와 85℃ 사이 40℃ 구간 동안 주기가 50℃에서 90℃로 편이된 40℃ 구간 동안 3배(×3)에서 ½배(×½)로 변한다. 그리하여, 온도가 편이되더라도 안정적인 리프레쉬 주기를 유지한다.

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 도면이다. 이를 참조하면, 도 4는 도 4A의 온도 검출부(400), 도 4B의 자동 펄스 발생부(500), 도 4C의 비교부(600), 그리고 도 4D의 레지스터들(710, 720,…, 730)로 구성된다. 도 4A를 참조하면, 온도 검출부(400)는 제1 내지 제3 피모스 트랜지스터들(MP1, MP2, MP3)과 제1 내지 제3 엔모스 트랜지스터들(MN1, MN2, MN3), 제1 및 제2 다이오드들(D1, D2)과 저항(R), 트립 온도 상승부(410), 트립 온도 하강부(420), 그리고 온도 검출 제어부(430)를 포함한다.

제1 내지 제3 피모스 트랜지스터들(MP1, MP2, MP3)은 서로 동일한 사이즈들을 갖는다. 즉 제1 내지 제3 피모스 트랜지스터들(MP1, MP2, MP3)은 동일한 채널 길이와 채널 너비를 갖는다. 제1 내지 제3 엔모스 트랜지스터들(MN1, MN2, MN3)도 서로 동일한 사이즈들을 갖는다. 그리고 제1 다이오드(D1)과 제2 다이오드(D2)의 사이즈는 1:M의 비율을 갖는다.

제1 및 제2 피모스 트랜지스터들(MP1, MP2)과 제1 및 제2 엔모스 트랜지스터들(MN1, MN2)의 전류 미러 동작에 의해 Io 전류와 Ir 전류는 동일하다. 즉, Io:Ir=1:1 이다.

한편, 통상적으로 다이오드의 턴온 전류(ID)는 다음과 같다.

여기에서, Is는 다이오드의 역방향 포화 전류이고, VD는 다이오드 전압이고, VT는 kT/q로 나타나는 온도 전압이다. 그러므로, 제1 다이오드(D1)를 흐르는 전류(Io)는

와 같다.

여기에서, 제1 다이오드 전압(VD1)은

가 된다.

그리고, 제2 다이오드 전압(VD2)은

가 된다.

Io 전류와 Ir 전류가 동일하기 때문에, 노드 NA의 전압(VNA)과 노드 NB의 전압(VNB)이 같다. 이에 따라,

이 된다.

수학식 3과 수학식 4를 수학식 5에 대입하면,

이 된다. 그러므로 Ir 전류는

이 되어, Ir 전류는 온도에 비례하는 전류가 흐르게 된다.

한편, 노드 NC의 전류(I1)를 Io 전류와 전류와 동일하게 흐르게 하면, 노드 NC의 전압(VNC)은 노드 NB의 전압(VNB)과 같아지는 데, 다음과 같이 나타난다.

여기에서, 역방향 포화 전류(Is)는 온도 전압(VT)에 비하여 온도 증가에 따라 휠씬 큰 값으로 증가하기 때문에, 노드 NC의 전압은 온드 증가에 따라 감소하는 특징으로 갖는다. 이에 따라, 노드 NC의 전압이 온도 증가에 따라 감소하므로 I1 전류도 온도에 따라 감소한다.

그러므로, 온도 검출기(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 Ir 전류와 I1 전류의 크로스 포인트되는 특정 온도(T1)가 트립 포인트로 설정된다. 본 명세서에서는 하나의 트립 포인트를 예컨대, 45℃로 설정하여 설명된다.

트립 온도 상승부(410)는 노드 N410과 노드 N420 사이에 직렬 연결된 복수개의 제1 2진 가중 저항들(RU0-RU5)을 제1 테스트 입력 신호들(AU0-AU5)에 응답하여 선택적으로 단락시키는 제1 단락 스위칭 트랜지스터들(411-416)을 포함한다. 제1 테스트 입력 신호들(AU0-AU5)은 노말 상태일 때 AU5,AU4,AU3,AU2,AU1,AU0 = 0,0,0,0,0,0 으로 인가되어 단락 스위칭 트랜지스터들(411-416)이 턴오프 상태에 있다. 이에 따라, 트립 온도 상승부(410)의 2진 가중 저항들(RU0-RU5)은 모두 저항으로 기능한다. 이 후, 제1 테스트 입력 신호들(AU0-AU5)을 선택적으로 로직 하이레벨로 변화시키면서, 트립 포인트의 감지 온도를 서치한다.

트립 온도 하강부(420)는 노드 N420과 노드 N430 사이에 직렬 연결된 복수개의 제2 2진 가중 저항들(RD0-RD5)을 제2 테스트 입력 신호들(AD0-AD5)에 응답하여 선택적으로 단락시키는 제2 단락 스위칭 트랜지스터들(421-426)을 포함한다. 제2 테스트 입력 신호들(AD0-AD5)은 노말 상태일 때 AD5,AD4,AD3,AD2,AD1,AD0 = 1,1,1,1,1,1 으로 인가되어 단락 스위칭 트랜지스 터들(421-426)이 턴온된 상태에 있다. 이에 따라, 트립 온도 하강부(420)의 2진 가중 저항들(RD0-RD5)은 모두 단락되어 저항으로 기능하지 못한다. 이 후, 제2 테스트 입력 신호들(AD0-AD5)을 선택적으로 로직 로우레벨로 변화시키면서, 트립 포인트의 감지 온도를 서치한다.

온도 검출 제어부(430)는 노드 N430과 접지 전압(VSS) 사이에 직렬 연결된 복수개의 저항들(R1, R2,…, Rn)을 온도 제어 신호들(C1,C2,…, Cn)에 응답하여 선택적으로 단락시키는 스위칭 트랜지스터들(431, 432,…, 433)을 포함한다. 온도 제어 신호들(C1,C2,…, Cn)은 도 4B의 자동 펄스 발생부(500)에 의해 초기에 로직 로우레벨에서 순차적으로 로직 하이레벨 또는 초기에 로직 하이레벨에서 로직 로우레벨로 발생된다. 온도 제어 신호들(C1,C2,…, Cn)이 로직 로우레벨이면 저항들(R1, R2,…, Rn)은 저항으로 기능하고 온도 제어 신호들(C1,C2,…, Cn)이 로직 하이레벨이면 저항들(R1, R2,…, Rn)은 저항으로 기능하지 못한다. 저항들(R1, R2,…, Rn)은 앞서 설명한 트립 온도 상승부(410)와 트립 온도 하강부(420)의 2진 가중 저항들(RU0-RU5 ,RD0-RD5)처럼 1배(Ra), 2배(2Ra), 4배(4Ra), 8배(8Ra), 16배(16Ra), 32배(32Ra) 등으로 구성될 수도 있다.

이러한 온도 검출부(400)는 트립 온도 상승부(410)와 트립 온도 하강부(420), 그리고 온도 검출 제어부(430)의 동작에 의해 검출되는 온도(OT1)와 기준 온도(ORef)를 비교하는 도 4C의 비교부(600)와 연결된다. 비교부(600)는 온도 제어 신호들(C1,C2,…, Cn)에 선택적으로 응답하여 검출 온도(OT1)와 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 결과를 출력(OUTi(i=1,2,…,n)한다. 비교부(600)의 출력들(OUTi(i=1,2,…,n)은 도 4D의 레지스터들(710, 720, 730)에 각각 저장된다.

본 실시예의 온도 감지기의 동작은 다음과 같이 설명된다. 먼저, 온도 검출 제어부(430)의 동작은 트립 온도 상승부(410)와 트립 온도 하강부(420)의 동작이 먼저 이루어진 후에 이루어지며 도 4c의 비교부(600)가 인에이블되어 있다.

트립 온도 상승부(410)의 동작은 예컨대, 테스트 온도를 하나의 고정된 온도(ORef) 85℃로 설정한 상태에서, 온도 감지기의 트립 포인트가 45℃를 목표로 설계되었으며, 공정 변화에 의해 5℃의 오차가 발생하여 트립 포인트가 50℃로 편이되었다고 가정하고 설명한다.

노말 상태일 때 인가되는 AU5,AU4,AU3,AU2,AU1,AU0 = 0,0,0,0,0,0 에 응답하여 비교기(600)는 50℃의 검출 온도(OT1)와 85℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 하이레벨이 된다. AU5 신호를 변화시켜 AU5,AU4,AU3,AU2,AU1,AU0 = 1,0,0,0,0,0 를 인가하면, 비교기(600)는 82℃의 검출 온도(OT1)와 85℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 여전히 로직 하이레벨이 된다. AU4 신호를 추가로 변화시켜 AU5,AU4,AU3,AU2,AU1,AU0 = 1,1,0,0,0,0 를 인가하면, 비교기(600)는 98℃의 검출 온도(OT1)와 85℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 로우레벨이 된다.

이 후, AU4 신호를 0으로 되돌리고 AU3 신호를 변화시켜 AU5,AU4,AU3,AU2,AU1,AU0 = 1,0,1,0,0,0 를 인가하면, 비교기(600)는 90℃의 검출 온도(OT1)와 85℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 로우레벨이 된다. AU3 신호를 0으로 되돌리고 AU2 신호를 변화시켜 AU5,AU4,AU3,AU2,AU1,AU0 = 1,0,0,1,0,0 를 인가하면, 비교기(600)는 86℃의 검출 온도(OT1)와 85℃의 기준 온 도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 로우레벨이 된다. AU2 신호를 0으로 되돌리고 AU1 신호를 변화시켜 AU5,AU4,AU3,AU2,AU1,AU0 = 1,0,0,0,1,0 를 인가하면, 비교기(600)는 84℃의 검출 온도(OT1)와 85℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 하이레벨이 된다.

이 후, AU0 신호를 추가적으로 변화시켜 AU5,AU4,AU3,AU2,AU1,AU0 = 1,0,0,0,1,1 를 인가하면, 비교기(600)는 85℃의 검출 온도(OT1)와 85℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 하이레벨 또는 로우레벨로 진동한다. 이렇게 최종적으로 변경된 AU5,AU4,AU3,AU2,AU1,AU0 = 1,0,0,0,1,1 값이 테스트 장비 등에 구비된 레지스터들(미도시)에 저장된다. 레지스터에 저장된 1,0,0,0,1,1 값은 십진 수 35에 해당하는 것으로, 85℃에서 35℃를 빼면 50℃가 구해진다. 결국, 테스트 조건의 온도가 85℃라는 것을 알고 있고, 비교기(600)의 출력이 진동 상태일 때 인가되었던 제1 테스트 입력 신호들(AU5,AU4,AU3,AU2,AU1,AU0)의 입력 값이 35℃라는 것을 찾았으므로, 본 발명의 온도 감지기의 제조 공정에 따른 편이 온도는 85-35=50으로 판명된다.

다음으로, 테스트 온도를 하나의 고정된 온도 -5℃로 설정한 상태에서, 50℃의 편이 온도를 찾는 방법은 트립 온도 하강부(420)의 동작에 의해 이루어진다. 트립 온도 상승부(410)의 동작과 유사하게, 노말 상태일 때 인가되는 AD5,AD4,AD3,AD2,AD1,AD0 = 1,1,1,1,1,1 에 응답하여 비교기(600)는 50℃의 검출 온도(OT1)와 -5℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 로우레벨이 된다. AD5 신호를 변화시켜 AD5,AD4,AD3,AD2,AD1,AD0 = 0,1,1,1,1,1 를 인가하면, 비교기(600)는 18℃(=50-32)의 검출 온도(OT1)와 -5℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 여전히 로직 로우레벨이 된다. AD4 신호를 추가로 변화시켜 AD5,AD4,AD3,AD2,AD1,AD0 = 0,0,1,1,1,1 를 인가하면, 비교기(600)는 2℃(=18-2)의 검출 온도(OT1)와 -5℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 로우레벨이 된다. AD3 신호를 더 추가로 변화시켜 AD5,AD4,AD3,AD2,AD1,AD0 = 0,0,0,1,1,1 를 인가하면, 비교기(600)는 -6℃(=2-8)의 검출 온도(OT1)와 -5℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 하이레벨이 된다.

이 후, AD3 신호를 1로 되돌리고 AD2 신호를 변화시켜 AD5,AD4,AD3,AD2,AD1,AD0 = 0,0,1,0,1,1 를 인가하면, 비교기(600)는 -2℃(=2-4)의 검출 온도(OT1)와 -5℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 로우레벨이 된다. 여기에다가, AD1 신호를 추가로 변화시켜 AD5,AD4,AD3,AD2,AD1,AD0 = 0,0,1,0,0,1 를 인가하면, 비교기(600)는 -4℃(=-2-2)의 검출 온도(OT1)와 -5℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 로우레벨이 된다.

AD0 신호를 더 추가로 변화시켜 AD5,AD4,AD3,AD2,AD1,AD0 = 0,0,1,0,0,0 를 인가하면, 비교기(600)는 -5℃(=-4-1)의 검출 온도(OT1)와 -5℃의 기준 온도(ORef)를 비교하여 그 출력이 로직 로우레벨 또는 하이레벨로 진동한다. 이렇게 최종적으로 변경된 AD5,AD4,AD3,AD2,AD1,AD0 = 0,0,1,0,0,0 값을 반전시켜 즉, 1,1,0,1,1,1 값을 테스트 장비 등에 구비된 레지스터들(미도시)에 저장된다. 레지스터에 저장된 1,1,0,1,1,1 값은 십진 수 55에 해당하는 것으로, -5℃에서 55℃를 더하면 50℃가 구해진다. 결국, 테스트 조건의 온도가 -5℃라는 것을 알고 있고, 비교기(600)의 출력이 진동 상태일 때 인가되었던 제2 테스트 입력 신호들(AD5,AD4,AD3,AD2,AD1,AD0)의 입력 값이 55℃라는 것을 찾았으므로, 본 발명의 온도 감지기의 제조 공정에 따른 편이 온도는 -5+55=50으로 판명된다.

이렇게 트립 온도 상승부(410) 또는 트립 온도 하강부(420)에 의해 판명되는 편이 온도는 온도 트리밍부(미도시)에 의해 제1 2진 가중 저항들(RU0-RU5)과 제2 2진 가중 저항들(RD0-RD5)을 선택적으로 단락시킨다. 이에 따라, 본 발명의 온도 감지기가 노멀 동작에서 원래 설계된 트립 포인트 온도 45℃로 동작된다.

이러한 트립 온도 상승부(410)와 트립 온도 하강부(420)의 동작에 의해, 본 발명의 온도 감지기는 기본적으로 설정된 트립 포인트 온도 45℃로 동작된다. 이 후, 온도 검출 제어부(430)는 자동 펄스 발생부(500, 도 4b)에서 순차적으로 발생되는 온도 제어 신호들(C1,C2,…, Cn)에 응답하여 다수개의 트립 포인트 온도들(T1, T2, …, Tn)을 제공하여 레지스터들(710, 720,…, 730)에 저장한다.

온도 제어 신호들(C1,C2,…, Cn)에 응답하여 제공되는 다수개의 트립 포인트 온도들(T1, T2, …, Tn)은 온도 감지 테스트가 끝나고 나서도 여러가지 요인에 의해 원래 맞춰졌던 온도가 안나오는 경우가 발생하는 경우 더욱 유용하다. 즉, 온도 감지기가 예컨대, 45℃/85℃에 맞춰 놓아도 그후의 여러가지 테스트에 의해 저항 및 트랜지스터의 특성이 변하거나 공급되는 전원 전압이 변동하는 등의 요인에 의해, 패키지 이후에 측정해 보면 45℃/85℃에 있지 않고 45℃/85℃를 중심으로 가우시안 분포를 가지게 된다. 이 경우, 종래에는 도 3에서 설명한 것 처럼 50℃ 에서 70℃ 사이 20℃ 구간 동안 리프레쉬 주기가 3배(×3)에서 ½배(×½)로 6배 이상 변화하는 문제점도 지니는 것에 반하여, 본 발명의 온도 감지기에 의하면 하나의 브랜치를 사용하기 때문에 온도 변이가 동일한 방향성을 지니는 특성, 즉 45℃가 50℃로 편이되면 85℃는 90℃로 편이되기 때문에, 원래 설정된 45℃와 85℃ 사이 40℃ 구간 동안 주기가 3배(×3)에서 ½배(×½)로 변한다. 그리하여, 온도가 편이되더라도 안정적인 리프레쉬 주기를 유지한다.

따라서, 본 발명의 온도 감지기는 하나의 브랜치에 연결되는 트립 온도 상승부(410), 트립 온도 하강부(420) 그리고 온도 검출 제어부(430)를 사용하여 다양한 트립 포인트 온도들(T1, T2,…,Tn)을 제공한다.

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 것이다.

상술한 본 발명의 온도 감지기는 하나의 브랜치에 연결된 온도 검출 제어부가 자동 펄스 발생부로부터 순차적으로 발생되는 온도 제어 신호들에 응답하여 다양한 트립 포인트 온도들을 제공한다. 이에 따라, 하나의 브랜치에 대한 편이 온도를 찾아내고 이 편이 온도에 따른 트리밍 작업이 필요하기 때문에 테스트 시간이 줄어든다. 그리고 다양한 트립 포인트 온도들에 따라 다양한 리프레쉬 주기로 설정 될 수 있기 때문에, DRAM의 소비 전력을 줄일 수 있다.

그리고, 본 발명의 온도 감지기는 하나의 브랜치를 이용하기 때문에, 종래의 다수개의 브랜치를 사용하는 온도 감지기에 비하여 작은 레이아웃 면적을 차지하는 잇점이 있다.

또한, 본 발명의 온도 감지기는 하나의 브랜치를 사용하여 온도 변이가 동일한 방향성을 지니는 특성, 즉 45℃가 50℃로 편이되면 85℃는 90℃로 편이되기 때문에, 예컨대, 원래 설정된 45℃와 85℃ 사이 40℃ 구간 동안 주기가 50℃에서 90℃로 편이된 40℃ 구간 동안 3배(×3)에서 ½배(×½)로 변한다. 그리하여, 온도가 편이되더라도 안정적인 리프레쉬 주기를 유지한다.

Claims

설정된 목표 온도로부터 편이된 편이 온도를 검출하는 온도 감지기에 있어서,

온도 검출 신호에 응답하여 순차적으로 온도 제어 신호들을 발생하는 자동 펄스 발생부;

상기 온도 제어 신호들에 응답하여 소정의 기준 온도와 검출 온도들을 비교하여 상기 편이 온도를 서치하는 비교부; 및

상기 온도 제어 신호들에 응답하는 스위칭 트랜지스터들에 의해 직렬 연결된 복수개의 저항들을 선택적으로 단락시켜서 상기 검출 온도들을 제공하는 온도 검출 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제1항에 있어서, 상기 온도 감지기는

상기 비교부의 출력과 상기 검출 온도들을 저장하는 레지스터부들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제1항에 있어서, 상기 온도 감지기는

상기 온도 검출부와 연결되고, 직렬 연결된 복수개의 2진 가중 저항들을 제1 테스트 입력 신호들에 응답하여 선택적으로 단락시키는 단락 스위칭 트랜지스터들을 포함하여, 상기 편이 온도가 상기 목표 온도보다 낮게 판명될 경우 상기 검출 온도를 상승시키는 트립 온도 상승부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제3항에 있어서, 상기 트립 온도 상승부는

상기 2진 가중 저항들을 2진 축차근사법으로 단락시키는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제4항에 있어서, 상기 온도 감지기는

상기 2진 축차근사법에 의해 구해지는 상기 제1 테스트 입력 신호들에 따라 상기 2진 가중 저항들을 단락시키는 트리밍 작업을 수행하는 온도 트리밍부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제1항에 있어서, 상기 온도 감지기는

상기 온도 검출부와 연결되고, 직렬 연결된 복수개의 2진 가중 저항들을 제2 테스트 입력 신호들에 응답하여 선택적으로 단락시키는 단락 스위칭 트랜지스터들을 포함하고, 상기 편이 온도가 상기 목표 온도보다 높게 판명될 경우 상기 검출 온도를 하강시키는 트립 온도 하강부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제6항에 있어서, 상기 트립 온도 하강부는

상기 2진 가중 저항들을 2진 축차근사법으로 단락시키는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제7항에 있어서, 상기 온도 감지기는

상기 2진 축차근사법에 의해 구해지는 상기 제2 테스트 입력 신호들에 따라 상기 2진 가중 저항들을 단락시키는 트리밍 작업을 수행하는 온도 트리밍부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
설정된 목표 온도로부터 편이된 편이 온도를 검출하는 온도 감지기에 있어서,

온도 검출 신호에 응답하여 순차적으로 온도 제어 신호들을 발생하는 자동 펄스 발생부;

상기 온도 제어 신호들에 응답하여 소정의 기준 온도와 검출 온도들을 비교하여 상기 편이 온도를 서치하는 비교부;

직렬 연결된 복수개의 제1 2진 가중 저항들이 제1 테스트 입력 신호들에 응답하여 선택적으로 단락시키는 제1 단락 스위칭 트랜지스터들을 포함하여, 상기 편이 온도가 상기 목표 온도보다 낮게 판명될 경우 상기 검출 온도를 상승시키는 트립 온도 상승부;

상기 트립 온도 상승부와 연결되고, 직렬 연결된 복수개의 제2 2진 가중 저항들이 제2 테스트 입력 신호들에 응답하여 선택적으로 단락시키는 제2 단락 스위칭 트랜지스터들을 포함하고, 상기 편이 온도가 상기 목표 온도보다 높게 판명될 경우 상기 검출 온도를 하강시키는 트립 온도 하강부; 및

상기 트립 온도 하강부와 연결되고, 상기 온도 제어 신호들에 응답하는 제3 단락 스위칭 트랜지스터들에 의해 직렬 연결된 복수개의 저항들을 선택적으로 단락시켜서 상기 검출 온도들을 제공하는 온도 검출 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제9항에 있어서, 상기 온도 감지기는

상기 비교부의 출력과 상기 검출 온도들을 저장하는 레지스터부들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제9항에 있어서, 상기 트립 온도 상승부는

상기 제1 2진 가중 저항들을 2진 축차근사법으로 단락시키는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제11항에 있어서, 상기 온도 감지기는

상기 2진 축차근사법에 의해 구해지는 상기 제1 테스트 입력 신호들에 따라 상기 제1 2진 가중 저항들을 단락시키는 트리밍 작업을 수행하는 온도 트리밍부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제9항에 있어서, 상기 트립 온도 하강부는

상기 제2 2진 가중 저항들을 2진 축차근사법으로 단락시키는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
제13항에 있어서, 상기 온도 감지기는

상기 2진 축차근사법에 의해 구해지는 상기 제2 테스트 입력 신호들에 따라 상기 제2 2진 가중 저항들을 단락시키는 트리밍 작업을 수행하는 온도 트리밍부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 감지기.
설정된 목표 온도로부터 편이된 편이 온도를 검출하는 방법에 있어서,

온도 검출 신호에 응답하여 순차적으로 온도 제어 신호들을 발생하는 단계;

상기 온도 제어 신호들에 응답하는 스위칭 트랜지스터들에 의해 직렬 연결된 복수개의 저항들을 선택적으로 단락시켜서 검출 온도들을 제공하는 단계;

상기 온도 제어 신호들에 응답하여 소정의 기준 온도와 상기 검출 온도들을 비교하는 온도 검출부를 통하여 상기 편이 온도를 서치하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 편이 온도 검출 방법.
제15항에 있어서, 상기 편이 온도 검출 방법은

상기 비교 결과와 상기 검출 온도를 저장하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편이 온도 검출 방법.
제15항에 있어서, 상기 편이 온도 검출 방법은

상기 온도 검출부와 연결되고, 직렬 연결된 복수개의 2진 가중 저항들을 제1 테스트 입력 신호들에 응답하여 선택적으로 단락시키는 단락 스위칭 트랜지스터들d을 포함하는 트립 온도 상승부를 통하여 상기 편이 온도가 상기 목표 온도보다 낮게 판명될 경우 상기 검출 온도를 상승시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편이 온도 검출 방법.
제17항에 있어서, 상기 편이 온도 검출 방법은

상기 2진 가중 저항들을 2진 축차근사법으로 단락시키는 것을 특징으로 하는 편이 온도 검출 방법.
제18항에 있어서, 상기 편이 온도 검출 방법은

상기 2진 축차근사법에 의해 구해지는 상기 제1 테스트 입력 신호들에 따라 상기 2진 가중 저항들을 단락시키는 트리밍 작업을 수행하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편이 온도 검출 방법.
제15항에 있어서, 상기 편이 온도 검출 방법은

상기 온도 검출부와 연결되고, 직렬 연결된 복수개의 2진 가중 저항들을 제2 테스트 입력 신호들에 응답하여 선택적으로 단락시키는 단락 스위칭 트랜지스터들를 포함하는 트립 온도 하강부를 통하여 상기 편이 온도가 상기 목표 온도보다 높게 판명될 경우 상기 검출 온도를 하강시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편이 온도 검출 방법.
제20항에 있어서, 상기 편이 온도 검출 방법은

상기 2진 가중 저항들을 2진 축차근사법으로 단락시키는 것을 특징으로 하는 편이 온도 검출 방법.
제21항에 있어서, 상기 편이 온도 검출 방법은

상기 2진 축차근사법에 의해 구해지는 상기 제2 테스트 입력 신호들에 따라 상기 2진 가중 저항들을 단락시키는 트리밍 작업을 수행하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편이 온도 검출 방법.