CN100520320C - 温度传感器方案 - Google Patents

温度传感器方案 Download PDF

Info

Publication number
CN100520320C
CN100520320C CNB2005800093062A CN200580009306A CN100520320C CN 100520320 C CN100520320 C CN 100520320C CN B2005800093062 A CNB2005800093062 A CN B2005800093062A CN 200580009306 A CN200580009306 A CN 200580009306A CN 100520320 C CN100520320 C CN 100520320C
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
comparer
temperature
circuit
diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005800093062A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1957239A (zh
Inventor
J·P·金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Qimonda AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qimonda AG filed Critical Qimonda AG
Publication of CN1957239A publication Critical patent/CN1957239A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100520320C publication Critical patent/CN100520320C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K3/00—Thermometers giving results other than momentary value of temperature
    • G01K3/005—Circuits arrangements for indicating a predetermined temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2215/00—Details concerning sensor power supply

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

一种温度检测电路以及使用该温度检测电路的方法。温度检测电路包括比较器、温度参考电路和调整器，该比较器被配置成接收表示所检测温度的检测电压。该温度参考电路具有多个耦合到比较器的参考电压，以使将多个参考电压交替地与检测电压进行比较。该调整器被耦合到温度参考电路，并且是独立可调的以调节多个参考电压。

Description

温度传感器方案
背景
本发明涉及一种用于检测温度的温度检测电路。具体而言，该温度检测电路使用单独可调的比较器来确定温度。
在存储器存储设备中，密度正在不断地增加，而芯片面积正在减少。另外，工作频率也在持续地增加。结果，引入到存储系统的半导体材料中的能量密度正在增加。在这些存储系统工作期间产生了相当大的功率损耗。这导致半导体芯片内温度增加。
典型地，半导体芯片的性能受温度增加的影响。例如，在诸如动态随机存取存储器(DRAM)和同步动态随机存取存储器(SDRAM)之类的动态存储系统中，必须周期性地刷新存储器以便保持表示所存储的数据的电荷。存储器必须被刷新的频率随着温度而变化。因此，必须检测半导体芯片内的温度，以便能够选择合适的刷新率。
对于其中强调减少电流消耗以便增加电池寿命的低功率、移动或DRAM应用而言，在最小化刷新操作的尝试中使用了各种技术，因为它消耗大量的电流。一种所述技术是确保刷新率不会出现比在存储装置中保持数据所需的频率更高的频率。
因此，许多应用检测存储器芯片中的温度变化，以使能够随着温度的变化对刷新率进行调节。例如，设备的温度越低，保持数据所需的刷新率就越低。由于刷新率减小，所以享有附加的功率节省。
已经使用了各种温度检测电路来检测设备的温度以便调节刷新率。一种所述电路使用比较器，该比较器将检测到的温度与已知值进行比较以便确定检测到的温度的等级。由于检测电压中相对较小的变化转化为相当大的温度变化，所以即使这些比较器中的少量误差也会导致所检测温度的相当大的误差。因此，一种改进的检测电路将是对现有技术的有用改善。
概要
本发明是一种温度检测电路以及使用其的方法。温度检测电路包括比较器、温度参考电路和调整器(trimmer)。比较器被配置成接收表示所检测温度的检测电压。温度参考电路具有多个耦合到比较器的参考电压，以使将多个参考电压交替地与检测电压进行比较。调整器被耦合到温度参考电路，并且可单独调节以调节多个参考电压。
附图简述
图1说明现有技术的温度传感器电路。
图2是说明电压相对于温度的图示。
图3说明用于温度检测电路的定时信号。
图4说明根据本发明的温度传感器电路。
图5说明用于根据本发明的温度检测电路的定时信号。
详细描述
在下面的详细描述中，对附图进行了参考，该附图形成该详细描述的一部分，并且其中通过说明的方式示出了可以实践本发明的特定实施例。关于这一点，参考正被描述的附图的方向来使用方向性术语，例如“顶部”、“底部”、“前面”、“后面”、“前缘”、“后缘”等等。因为可以在许多不同的方向上定位本发明实施例的部件，所以方向性术语的使用是为了说明的目的，而决非限制性的。应该理解，可以使用其他实施例，并且在不脱离本发明范围的情况下可以进行结构或逻辑的改变。因此，下面的详细描述不将在限制性的意义上被采用，而是通过所附权利要求书来限定本发明的范围。
图1说明现有技术的温度传感器电路10。温度传感器电路10包括低比较器12、高比较器14、检测二极管16、控制逻辑18、温度参考网络20、以及开关网络22。检测二极管16被配置成接近需要检测温度的位置而放置。检测二极管16进一步被配置成具有二极管电压VDIODE，该二极管电压随着在接近于二极管16的位置处的温度改变而变化。通常，二极管电压VDIODE随着温度的增加而减少，并且所述减少是相当线性的。
比较器12和14都具有正输入、负输入和输出。比较器12和14的负输入都被连接到检测二极管16和电流源。比较器12和14的正输入都被连接到开关网络22。低比较器12的输出(产生“LowO”信号)和高比较器14的输出(产生“HighO”信号)被连接到控制逻辑18。控制逻辑18接收LowO和HighO信号。控制逻辑18被耦合到开关网络22。控制逻辑18产生第一、第二、第三和第四控制信号S1、S2、S3和S4，它们由开关网络22接收。
开关网络22包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八开关41-48。温度参考网络20包括：上拉电阻24，第一、第二、第三和第四参考电阻26、28、30和32，下拉电阻34以及调整器36。
配置温度参考网络20中的电阻以形成多个节点。上拉电阻24被耦合到参考电压(VREF)。上拉电阻24然后被耦合到第一电阻26以在二者之间形成节点T20。第一电阻26和第二电阻28然后被耦合以在二者之间形成节点T40。第二电阻28和第三电阻30然后被耦合以在二者之间形成节点T60。第三电阻30和第四电阻32然后被耦合以在二者之间形成节点T80。最后，下拉电阻34和第四电阻32被耦合以在二者之间形成节点T100。调整器36被耦合到下拉电阻34。
第一至第八开关41-48被耦合在低比较器12和高比较器14的正输入端与温度参考网络20之间。具体而言，第一开关41被耦合在低比较器12的正输入与节点T20之间。第二开关42被耦合在低比较器12的正输入与节点T40之间。第三开关43被耦合在高比较器14的正输入与节点T40之间。第四开关44被耦合在低比较器12的正输入与节点T60之间。第五开关45被耦合在高比较器14的正输入与节点T60之间。第六开关46被耦合在低比较器12的正输入与节点T80之间。第七开关47被耦合在高比较器14的正输入与节点T80之间。第八开关48被耦合在高比较器14的正输入与节点T100之间。
控制逻辑18产生第一、第二、第三和第四控制信号S1、S2、S3和S4，它们控制第一至第八开关41-48。在一个实施例中，第一控制信号S1控制第六开关46和第八开关48。第二控制信号S2控制第四开关44和第七开关47。第三控制信号S3控制第二开关42和第五开关45。第四控制信号S4控制第一开关41和第三开关43。当控制信号为“高”时，由该信号控制的开关闭合，以及当控制信号为“低”时，由该信号控制的开关打开。
在操作中，参考电压VREF在内部被产生，并且独立于电压和温度的变化。参考电压VREF和温度参考网络20的电阻在节点T20、T40、T60、T80和T100处提供多个温度参考电压。可以设置这些参考电压以与在相应的温度即20摄氏度、40摄氏度、60摄氏度、80摄氏度和100摄氏度处的二极管电压VDIODE(VT20、VT40、VT60、VT80和VT100)相一致。
在操作中，通过将检测二极管16置于要检测温度的位置处或该位置附近，温度传感器电路10经由检测二极管16来检测系统或设备的温度。例如，温度检测电路10可被实施在DRAM芯片内部，以使它在检测DRAM芯片的工作温度。然后，二极管电压VDIODE随着在检测二极管16位置处的温度改变而变化。典型地，温度每改变一摄氏度，二极管电压VDIODE就会减少大约2毫伏(mV)。另外，二极管的电压特性与温度的关系曲线是非常线性的。
图2说明对于类似于二极管16的检测二极管在二极管电压与温度之间的线性关系。因此，一旦选择了具有特定工艺的二极管，那么就能够容易地确定相应的二极管电压和温度。因此，如图2所示，在20摄氏度、40摄氏度、60摄氏度、80摄氏度和100摄氏度中每个上的电压值与检测二极管16的相应电压值VT20、VT40、VT60、VT80和VT100相关联。
使用在温度参考网络20中节点T20、T40、T60、T80和T100上的参考电压以及它们与所检测二极管16的电压VT20、VT40、VT60、VT80和VT100的已知关系，温度检测电路10可以用来识别某一位置或设备的温度范围。在操作中，放置检测二极管16以接近于需要检测温度的期望位置。在检测二极管16上的二极管电压VDIODE被耦合到低比较器12和高比较器14的负输入。然后，二极管电压VDIODE按照控制逻辑18与温度参考网络20的参考电压进行比较。
例如，温度检测电路10被集成在DRAM芯片内，以便将检测二极管16放置在期望测量温度的位置。当启动检测电路10时，在检测二极管处的温度是50摄氏度。最初，控制逻辑18设置第一控制信号S1为高，并将剩余的控制信号S2-S4设置为低。由于第一控制信号控制第六开关46和第八开关48，并且S1信号为高，所以开关46和48闭合。由于剩余的控制信号S2-S4为低，所以剩余的开关41和43、42和45、以及44和46都打开。因此，在这些条件下，低比较器12的正输入被耦合到节点T80，以及高比较器14的正输入被耦合到节点T100。在低比较器12的正输入处的电压(LowT)与二极管电压VDIODE进行比较，以及在高比较器14的正输入处的电压(HighT)与二极管电压VDIODE进行比较。由于检测二极管16所检测到的环境温度为50摄氏度，所以二极管电压VDIODE相对于LowT和HighT电压较高，所述LowT和HighT电压是基于80和100摄氏度的温度的电压(电压随着温度的降低而增加)。因此，低比较器12的输出(LowO)和高比较器14的输出(HighO)为低。在图3中的时间t1之前示出了说明这些条件的波形。
接下来，控制逻辑18改变控制信号，以使在时间t1，第二控制信号S2转变为高，而剩余控制信号S1、S3和S4转变为低。随着第二控制信号S2为高，开关44和47闭合。随着剩余控制信号S1、S3和S4中每个为低，所有其他的开关41和43、42和47、以及46和48打开。因此，在这些条件下，低比较器12的正输入被耦合到节点T60，以及高比较器14的正输入被耦合到节点T80。再次，在低比较器12的正输入处的电压(LowT)与二极管电压VDIODE进行比较，以及在高比较器14的正输入处的电压(HighT)与二极管电压VDIODE进行比较。由于检测二极管16所检测到的环境温度为50摄氏度，所以二极管电压VDIODE相对于LowT和HighT电压较高，所述LowT和HighT电压是基于60和80摄氏度的温度的电压。因此，低比较器12的输出(LowO)和高比较器14的输出(HighO)为低。在图3中的时间t1与时间t2之间示出了说明这些条件的波形。
接下来，控制逻辑18改变控制信号，以使在时间t2，第三控制信号S3转变为高，而剩余控制信号转变为低。随着第三控制信号S3为高，开关42和45闭合。随着剩余控制信号S1、S2和S4中每个为低，开关46和48、44和47、以及41和43打开。因此，在这些条件下，低比较器12的正输入被耦合到节点T40，以及高比较器14的正输入被耦合到节点T60。再次，在低比较器12的正输入处的电压(LowT)与二极管电压VDIODE进行比较，以及在高比较器14的正输入处的电压(HighT)与二极管电压VDIODE进行比较。由于检测二极管16所检测到的环境温度为50摄氏度，所以二极管电压VDIODE相对于HighT电压较高，所述HighT电压是基于60摄氏度的温度的电压。因此，高比较器14的输出(HighO)为低。然而，二极管电压VDIODE相对于LowT电压较低，所述LowT电压是基于40摄氏度的温度的电压。因此，低比较器12的输出(LowO)转变为高。这向控制逻辑18指示，由于二极管电压VDIODE处于参考电压T40和T60之间，所以在检测二极管16处的温度处于40和60摄氏度之间。在图3中的时间t2和时间t3之间示出了说明这些条件的波形。
接下来，在时间t3，二极管传感器16所检测到的环境温度从50摄氏度改变到70摄氏度，但是所有的控制信号S1-S4保持不变。在这些条件下，二极管电压VDIODE相对于HighT电压较低，所述HighT电压是基于60摄氏度的温度的电压，并且二极管电压VDIODE相对于LowT电压也较低，所述LowT电压是基于40摄氏度的温度的电压。因此，高比较器14的输出(HighO)转变为高，以及低比较器12的输出(LowO)保持为高。这向控制逻辑18指示，二极管电压VDIODE不再在参考电压T40和T60的范围内。在图3中的时间t3和时间t4之间示出了说明这些条件的波形。
最后，控制逻辑18改变控制信号，以使在时间t1，第二控制信号S2转变为高，而剩余控制信号S1、S3和S4转变为低。随着第二控制信号S2为高，开关44和47闭合。随着剩余控制信号S1、S3和S4中的每个为低，所有其他的开关41和43、42和47、以及46和48打开。因此，在这些条件下，低比较器12的正输入被耦合到节点T60，以及高比较器14的正输入被耦合到节点T80。再次，在低比较器12的正输入处的电压(LowT)与二极管电压VDIODE进行比较，以及在高比较器14的正输入处的电压(HighT)与二极管电压VDIODE进行比较。由于检测二极管16所检测到的环境温度现在为70摄氏度，所以二极管电压VDIODE相对于HighT电压较高，所述HighT电压是基于80摄氏度的温度的电压。因此，高比较器14的输出(HighO)转变为低。然而，二极管电压VDIODE相对于LowT电压较低，所述LowT电压是基于60摄氏度的温度的电压。因此，低比较器12的输出(LowO)保持为高。这向控制逻辑18指示，由于二极管电压VDIODE处于参考电压T60和T80之间，所以在检测二极管16处的温度处于60和80摄氏度之间。在图3中的时间t4之后示出了说明这些条件的波形。
当检测二极管16的电压VDIODE偏离目标值时，使用温度参考网络20中的调整器36来调节在温度参考网络20的节点T20、T40、T60、T80和T100处的电压参考电平中的每个。导致检测二极管16的VDIODE不同于目标值的一个重要效果是低比较器12和高比较器14的输入失调电压。输入失调电压是由构成比较器的晶体管的失配所引起的不平衡。输入失调电压主要是由工艺效果引起的，并且必须向输入施加小的电压以便“除掉”或平衡比较器中的失调电压。这利用调整器36来完成。调整器36可以是诸如电位计之类的可变电阻，或者由多个可被添加到调整器36或从调整器36中除去比如熔断熔丝以调节其有效电阻的电阻组成。
输入失调电压对于温度检测电路10的精度可以具有显著的影响。典型地，输入失调电压可以处于±10mV的范围内。这类失调可以对应于与5摄氏度一样大的误差。因此，必须除去或最小化输入失调电压，以便得到高度精确的温度传感器。
温度传感器电路10的限制在于没有办法单独或独立地调整低比较器12和高比较器14的输入失调电压。如果低比较器12和高比较器14的输入失调电压没有在同一方向上，也就是，没有相同的极性，那么没有办法利用调整器36来调节输入失调电压。例如，如果低比较器12的输入失调电压是+10mV，并且高比较器14的输入失调电压是·10mV，那么调整器36不可能被调节以平衡输入失调电压。
图4说明根据本发明的温度传感器60。温度传感器电路60包括单个比较器62、highO锁存器64、lowO锁存器65、检测二极管66、控制逻辑68、温度参考网络70、以及开关网络72。温度传感器电路60被配置成精确地检测温度，并且利用单个比较器来进行配置，以使它对于输入失调电压是独立可调的。
比较器62具有正输入、负输入和输出。比较器62的负输入被连接到检测二极管66以及电流源I。比较器62的正输入被连接到开关网络72。比较器62的输出被耦合到highO锁存器64和lowO锁存器65。
控制逻辑68被耦合在highO锁存器64和lowO锁存器65与开关网络72之间。控制逻辑68产生多个控制信号。高锁存使能(HLE)控制信号控制highO锁存器64的锁存，以及低锁存使能(LLE)控制信号控制lowO锁存器65的锁存。还经由开关控制线74将控制信号发送到开关网络72以控制在开关网络72内开关。
开关网络72包括第一、第二、第三、第四和第五开关91-95。温度参考网络70包括：上拉电阻78，第一、第二、第三和第四参考电阻80、82、84和86，下拉电阻88，以及调整器90。
配置温度参考网络70中的电阻以形成多个节点。上拉电阻78被耦合到参考电压(VREF)。上拉电阻78然后被耦合到第一电阻80以在电阻78和80之间形成温度参考网络70的节点T20。第一电阻80和第二电阻82然后被耦合以在电阻80和82之间形成节点T40。第二电阻80和第三电阻84然后被耦合以在电阻82和84之间形成节点T60。第三电阻84和第四电阻86然后被耦合以在电阻84和86之间形成节点T80。最后，下拉电阻88和第四电阻86被耦合以在电阻86和88之间形成节点T100。调整器90被耦合到下拉电阻88。
在一个实施例中，参考电压VREF在内部被产生，并且独立于电压和温度变化。参考电压VREF和温度参考网络72的电阻在节点T20、T40、T60、T80和T100处提供多个温度参考电压。可以设置这些参考电压以与相应的温度即20摄氏度、40摄氏度、60摄氏度、80摄氏度和100摄氏度处的二极管电压VDIODE(VT20、VT40、VT60、VT80和VT100)相一致。使得在温度参考网络70中的节点T20、T40、T60、T80和T100处的温度参考电压可以为比较器62所用。然后将这些电压与在检测二极管66处的二极管电压VDIODE进行比较。
第一开关网络72的第一至第五开关91-95被耦合在比较器62的正输入端与温度参考网络70之间。具体而言，第一开关网络72的第一开关91被耦合在比较器62的正输入与节点T20之间。第二开关92被耦合在比较器92的正输入与节点T40之间。第三开关93被耦合在比较器62的正输入与节点T60之间。第四开关94被耦合在比较器62的正输入与节点T80之间。第五开关95被耦合在比较器62的正输入与节点T100之间。开关网络72可以具有与本发明一致的各种其他实施例。例如，所述网络可以是处理器或其他控制器的一部分。
在一个实施例中，控制逻辑68经由在控制线74上发送的控制信号来控制第一至第五开关91-95。控制逻辑68还用HLE信号来控制highO锁存器64，并且用LLE信号来控制lowO锁存器65。按照这种方式，使用温度传感器电路60以仅通过使用单个比较器62来精确地检测在检测二极管66处的温度，以使可以经由调整器90对任何输入失调电压进行调节，从而提供了精确的温度检测。
在一个实施例中，控制逻辑68产生第一、第二、第三、第四和第五控制信号S1、S2、S3、S4和S5，它们控制开关网络72中的第一至第五开关91-95。在一个实施例中，第一控制信号S1控制第一开关网络72中的第一开关91，第二控制信号S2控制第一开关网络72中的第二开关92，第三控制信号S3控制第一开关网络72中第三开关93，第四控制信号S4控制第一开关网络72中第三开关94，以及第五控制信号S5控制第一开关网络72中的第五开关95。当控制信号为“高”时，由该信号控制的开关闭合，以及当控制信号为“低”时，由该信号控制的开关打开。
在一个实施例中，通过将检测二极管66置于要检测温度的位置处或该位置附近，温度传感器电路60经由检测二极管66来检测系统或设备的温度。例如，温度检测电路60可以被实施在DRAM芯片内部，以使它在检测DRAM芯片的工作温度。然后，二极管电压VDIODE随着在检测二极管66位置处的温度改变而变化。因此，可以随着所检测温度的变化来调节DRAM芯片的刷新率。
如前所述，对于类似于检测二极管66之类的检测二极管在二极管电压与温度之间存在线性关系。因此，一旦选择了具有特定工艺的二极管，那么就能够容易地确定相应的二极管电压和温度。因此，在20摄氏度、40摄氏度、60摄氏度、80摄氏度和100摄氏度中每个处的电压值与检测二极管66的相应电压值VT20、VT40、VT60、VT80和VT100相关联。
使用在温度参考网络70中节点T20、T40、T60、T80和T100处的参考电压以及它们与检测二极管16的电压VT20、VT40、VT60、VT80和VT100的已知关系，温度检测电路60可以用来识别某一位置或设备的温度范围。在一个实施例中，放置检测二极管66以接近于需要检测温度的期望位置。在检测二极管66上的二极管电压VDIODE被耦合到比较器62的负输入。然后，二极管电压VDIODE按照控制逻辑68与温度参考网络60的参考电压进行比较，以便确定在检测二极管66处的温度范围。
参考图4，通过图5中所示的定时信号来说明温度传感器电路60的一个实例。在该实例中，在DRAM芯片内集成温度检测电路60，以使在期望测量温度的位置处放置检测二极管66。当检测电路60启动时，在检测二极管66处的温度是50摄氏度。
最初，控制逻辑68设置第五控制信号S5为高，并且剩余的第一至第四控制信号S1-S4经由到开关网络72的线74被设置为低。这使第五开关95闭合，并且打开了剩余的开关91-94，以使比较器62的正输入被耦合到节点T100。二极管电压VDIODE与T100进行比较，并且用来自控制逻辑68的HLE信号将结果锁存到highO锁存器64中。接下来，控制逻辑68设置第四控制信号S4为高，并且剩余信号S1-S3和S5被设置为低。这使第四开关94闭合，并且打开了剩余的开关91-93和95，以使比较器62的正输入被耦合到节点T80。二极管电压VDIODE与T80进行比较，并且用来自控制逻辑68的LLE信号将结果锁存到lowO锁存器65中。控制逻辑68然后比较锁存器中的结果与传感器输出评估(evaluation)信号，并且确定二极管电压VDIODE是否处于期望的范围(T100-T80)内。在该实例中，由于检测二极管66接近于50摄氏度的温度，所以二极管电压VDIODE没有处于所述范围内。
因此，控制逻辑68设置第四控制信号S4为高，并且剩余信号S1-S3和S5被设置为低。这使第四开关94闭合，并且打开了剩余的开关91-93和95，以使比较器62的正输入被耦合到节点T80。二极管电压VDIODE与T80进行比较，并且用来自控制逻辑68的HLE信号将结果锁存到highO锁存器64中。接下来，控制逻辑68设置第三控制信号S3为高，并且剩余信号S1-S2和S4-S5被设置为低。这使第三开关93闭合，并且打开了剩余的开关91-92和94-95，以使比较器62的正输入被耦合到节点T60。二极管电压VDIODE与T60进行比较，并且用来自控制逻辑68的LLE信号将结果锁存到lowO锁存器65中。控制逻辑68然后比较在highO锁存器64和lowO锁存器65中的结果与传感器输出评估信号，并且确定二极管电压VDIODE是否处于期望的范围(T80-T60)内。再次，由于检测二极管66具有50摄氏度的温度，所以二极管电压VDIODE没有处于所述范围内。
因此，控制逻辑68设置第三控制信号S3为高，并且剩余信号S1-S2和S4-S5被设置为低。这使第三开关93闭合，并且打开了剩余的开关91-92和94-95，以使比较器62的正输入被耦合到节点T60。二极管电压VDIODE与T60进行比较，并且用来自控制逻辑68的HLE信号将结果锁存到highO锁存器64中。接下来，控制逻辑68设置第二控制信号S2为高，并且剩余信号S1和S3-S5被设置为低。这使第二开关92闭合，并且打开了剩余的开关91和93-95，以使比较器62的正输入被耦合到节点T40。二极管电压VDIODE与T40进行比较，并且用来自控制逻辑68的LLE信号将结果锁存到lowO锁存器65中。控制逻辑68然后比较在highO锁存器64和lowO锁存器65中的结果与传感器输出评估信号，并且确定二极管电压VDIODE是否处于期望的范围(T60-T40)内。由于50摄氏度的温度处于该范围内，所以识别了合适的温度。
温度检测电路60包括具有调整器90的温度参考网络70。使用温度参考网络70中的调整器90来调节在第一温度参考网络70中节点T20、T40、T60、T80和T100处的电压参考电平中的每个，以便平衡或调节在比较器62处的输入失调电压。在一个实施例中，调整器90可以是诸如电位计之类的可变电阻，以及在另一实施例中，调整器90是多个可被添加到调整器90或从调整器90中除去以调节有效电阻的多个电阻。在一个实施例中，通过熔断熔丝可以除去调整器90中的电阻。结果，通过调节调整器90来单独地平衡比较器62上的输入失调电压，以便获得高度精确的温度传感器。
对于温度检测电路60，由于仅存在单个具有带有其自己的调整器的其自己的温度参考网络的比较器，所以能够单独地或独立地调整比较器62的输入失调电压。因此，不会存在其中输入失调电压的极性不一致的情况，因为仅存在允许独立调节的单个比较器62和调整器90。利用这种配置，温度检测电路60是高度精确的温度传感器。
可以在各种应用中使用温度检测电路60以提供精确的温度检测。例如，可以将温度检测电路60置于DRAM芯片内，以使能够精确地测量DRAM的温度并相应地进行调节。例如，当DRAM工作在较低温度例如室温时，可以将DRAM的刷新率设置为相对较低。然后，当温度检测电路60检测到温度正在上升时，那么相应地增加刷新率以确保数据被保持。在较低的温度处允许较低的刷新率将减少在存储器中所消耗的功率。
尽管在此已经说明和描述了特定实施例，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明范围的情况下，各种替代和/或等同实施可以替换所述和所示的特定实施例。例如，在本发明中将检测二极管66说明为二极管，但是本领域技术人员将认识到，可以使用双极结型晶体管(BJT)或其他类似的设备来实现本发明的优点。该应用打算覆盖在此讨论的特定实施例的任何修改或变化。因此，打算仅通过权利要求书及其等同物来限定本发明。

Claims (15)

1.一种温度检测电路，包括：
检测设备(66)，其被配置成检测随着在检测设备处的温度改变而变化的电压；
比较器(62)，其被配置成从检测设备(66)接收所检测的电压；
温度参考电路(70)，其被耦合到比较器(62)，温度参考电路(70)具有多个包括至少第一和第二参考电压的参考电压；以及
控制电路(68)，其被耦合到温度参考电路(70)，
其中该控制电路(68)控制温度参考电路(70)以交替地将多个参考电压施加于比较器(62)以与所检测电压进行比较，
其中该控制电路(68)被进一步配置成从比较器(62)中接收表示多个参考电压与检测电压的比较的多个输出，
其中该控制电路(68)还包括第一和第二锁存器(64，65)，所述第一和第二锁存器被耦合到比较器(62)的输出，以使第一锁存器(64)保持表示第一参考电压与检测电压的第一比较的第一比较信号，以及以使第二锁存器(65)保持表示第二参考电压与检测电压的第二比较的第二比较信号，以及
其中该控制电路(68)基于第一和第二比较信号来确定检测电压是否处于第一和第二参考电压之间。
2.权利要求1所述的温度检测电路，进一步包括耦合到温度参考电路(70)的调整器(90)。
3.权利要求2所述的温度检测电路，其中调整器(90)是可调节的，以校正用于比较器(62)中的输入失调电压的参考电压。
4.权利要求1所述的温度检测电路，进一步包括耦合到温度参考电路(70)的调整器(90)，该调整器是独立可调的，以调节多个参考电压。
5.权利要求2或4所述的温度检测电路，其中调整器(90)是具有用来校正比较器(62)中的输入失调电压的可调电阻的电位计。
6.权利要求2或4所述的温度检测电路，其中调整器(90)是多个电阻，所述多个电阻可以从调整器(90)中被除去以及被添加到调整器(90)上，以便提供可调电阻来校正比较器(62)中的输入失调电压。
7.权利要求1所述的温度检测电路，进一步包括开关电路(72)，该开关电路被耦合在温度参考电路(70)和比较器(62)的第二输入之间并且由控制电路(68)来控制，以使通过在开关电路(72)中打开和闭合开关来将多个参考电压交替地施加于比较器(62)的第二输入，并且与施加于比较器(62)的第一输入的检测电压进行比较。
8.权利要求7所述的温度检测电路，其中控制电路(68)控制开关电路以交替地将第三和第四参考电压施加于比较器(62)的第二输入，并且控制第一和第二锁存器(64，65)，以使第一锁存器(64)保持表示第三参考电压与检测电压的比较的第三比较信号，以及以使第二锁存器(65)保持表示第四参考电压与检测电压的比较的第四比较信号。
9.权利要求8所述的温度检测电路，其中控制电路(68)接收第三和第四比较信号以确定检测电压是否处于第三和第四参考电压之间。
10.权利要求1所述的温度检测电路，其被配置在随机存取存储器设备中。
11.一种包括权利要求1-9之一所述的温度检测电路的随机存取存储器设备。
12.一种检测温度的方法，该方法包括：
利用温度检测电路(66)来检测半导体器件的温度，并且产生相应检测的温度电压；
将所检测的温度电压提供给单个比较器(62)；
将第一参考电压提供给该单个比较器(62)；
比较所检测温度电压与第一参考电压以产生第一比较结果；
锁存来自该单个比较器(62)的第一比较结果；
将第二参考电压提供给该单个比较器(62)；
比较所检测温度电压与第二参考电压以产生第二比较结果；
锁存来自该单个比较器(62)的第二比较结果；以及
根据第一和第二锁存的比较结果来确定所检测温度电压是否处于第一和第二参考电压范围内。
13.权利要求12所述的方法，进一步包括调节第一和第二参考电压以平衡来自比较器(62)的任何输入失调电压。
14.权利要求13所述的方法，其中利用调整器(90)来进行调节第一和第二参考电压。
15.权利要求12所述的方法，进一步包括当所检测温度电压没有处于第一和第二参考电压之间时，提供另外的参考温度。
CNB2005800093062A 2004-03-24 2005-02-21 温度传感器方案 Expired - Fee Related CN100520320C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/808,190 2004-03-24
US10/808,190 US7171327B2 (en) 2004-03-24 2004-03-24 Temperature sensor scheme

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1957239A CN1957239A (zh) 2007-05-02
CN100520320C true CN100520320C (zh) 2009-07-29

Family

ID=34961560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800093062A Expired - Fee Related CN100520320C (zh) 2004-03-24 2005-02-21 温度传感器方案

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7171327B2 (zh)
EP (1) EP1728057B1 (zh)
CN (1) CN100520320C (zh)
DE (1) DE602005002036T2 (zh)
WO (1) WO2005090936A1 (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005327104A (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Oki Electric Ind Co Ltd 非接触データキャリア、質問器、非接触データキャリアシステム、非接触データキャリアのデータ取得方法、及び、非接触データキャリアのデータ取得用プログラム
KR100559731B1 (ko) * 2004-10-11 2006-03-15 삼성전자주식회사 온도 센서의 불량을 감지하는 온도 보상형 셀프 리프레쉬반도체 메모리 장치 및 이를 이용한 테스트 방법
JP4838518B2 (ja) * 2005-02-22 2011-12-14 富士通セミコンダクター株式会社 半導体記憶装置
US7441949B2 (en) * 2005-12-16 2008-10-28 Micron Technology, Inc. System and method for providing temperature data from a memory device having a temperature sensor
US7688654B2 (en) * 2006-06-30 2010-03-30 International Business Machines Corporation Structure for differential eFUSE sensing without reference fuses
US7477555B2 (en) * 2006-06-30 2009-01-13 International Business Machines Corporation System and method for differential eFUSE sensing without reference fuses
US7598710B2 (en) * 2006-12-08 2009-10-06 Monolithic Power Systems, Inc. Battery charger with temperature control
KR100816150B1 (ko) * 2007-02-14 2008-03-21 주식회사 하이닉스반도체 온도 감지 장치
US8449173B1 (en) * 2008-04-10 2013-05-28 Google Inc. Method and system for thermal testing of computing system components
CN101592528B (zh) * 2008-05-26 2011-06-08 南亚科技股份有限公司 温度检测器及其使用方法
US8098062B2 (en) * 2008-08-22 2012-01-17 Honeywell International Inc. Comparator circuit having latching behavior and digital output sensors therefrom
DE102009001557A1 (de) * 2009-03-13 2010-09-23 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Warmwasserspeicher mit Sensorsystem
WO2011014206A1 (en) * 2009-07-28 2011-02-03 Skyworks Solutions, Inc. Process, voltage, and temperature sensor
TWI384210B (zh) * 2009-08-14 2013-02-01 Sunplus Technology Co Ltd 溫度偵測裝置與溫度偵測方法
US20110227538A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 O2Micro, Inc Circuits for generating reference signals
US9702763B2 (en) 2013-06-17 2017-07-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Thermal sensor
CN106468600B (zh) * 2015-08-19 2019-02-12 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 校正电路及装置、温度检测电路及方法、测试方法
CN107478992B (zh) * 2016-06-08 2020-04-24 比亚迪股份有限公司 电压检测与判断电路和具有其的动力电池系统
CN106055010A (zh) * 2016-06-21 2016-10-26 南开大学 带修调功能的大斜率温度传感器电路
US10288494B2 (en) * 2016-11-30 2019-05-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. MTJ-based temperature-sensing device
US10365169B2 (en) * 2017-04-10 2019-07-30 Infineon Technologies Ag Temperature/voltage sensor calibration
WO2018190063A1 (ja) * 2017-04-13 2018-10-18 富士電機株式会社 温度検出装置及びそれを備えた電力変換装置
CN110849493B (zh) * 2019-11-22 2021-03-16 成都三零嘉微电子有限公司 一种温度检测电路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4395139A (en) * 1980-03-14 1983-07-26 Kabushiki Kaisha Daini Seikosha Temperature detecting device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3924470A (en) 1973-09-28 1975-12-09 Daktronics Temperature measurement circuit
JPS53120570A (en) * 1977-03-30 1978-10-21 Automobile Antipollution Voltage comparator
US5351013A (en) * 1993-03-10 1994-09-27 Hughes Aircraft Company Step attenuator using PIN diodes
US5875142A (en) 1997-06-17 1999-02-23 Micron Technology, Inc. Integrated circuit with temperature detector
DE10011179B4 (de) 2000-03-08 2005-06-30 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Ermittlung der Temperatur eines Halbleiter-Chips und Halbleiter-Chip mit Temperaturmessanordnung
US6934645B2 (en) * 2003-09-25 2005-08-23 Infineon Technologies Ag Temperature sensor scheme

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4395139A (en) * 1980-03-14 1983-07-26 Kabushiki Kaisha Daini Seikosha Temperature detecting device

Also Published As

Publication number Publication date
US7171327B2 (en) 2007-01-30
CN1957239A (zh) 2007-05-02
EP1728057B1 (en) 2007-08-15
DE602005002036T2 (de) 2008-05-15
EP1728057A1 (en) 2006-12-06
US20050216220A1 (en) 2005-09-29
DE602005002036D1 (de) 2007-09-27
WO2005090936A1 (en) 2005-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100520320C (zh) 温度传感器方案
US7127368B2 (en) On-chip temperature sensor for low voltage operation
US7887235B2 (en) Multiple sensor thermal management for electronic devices
US7091707B2 (en) Method and apparatus for controlling power drawn from an energy converter
US8330476B2 (en) Dynamic voltage and power management by temperature monitoring
US7332358B2 (en) MOSFET temperature sensing
TWI424441B (zh) 溫度感測系統以及相關溫度感測方法
JP2007047177A (ja) オンチップ温度センサ及び温度検出方法、並びにこれを用いたリフレッシュ制御方法
US20070268766A1 (en) Semiconductor memory and refresh cycle control method
WO2005031750A1 (en) Temperature sensor scheme
CN106981301B (zh) 半导体装置与其补偿方法
KR20050118952A (ko) 히스테리리스 특성을 갖는 온도 감지 회로
KR100816150B1 (ko) 온도 감지 장치
US7177219B1 (en) Disabling clocked standby mode based on device temperature
US7570090B2 (en) Fast power-on detect circuit with accurate trip-points
US20200012330A1 (en) MPS Generation System and Method
US5530395A (en) Supply voltage level control using reference voltage generator and comparator circuits
CN105786072A (zh) 低压差稳压器、稳压装置及其驱动方法
KR100743626B1 (ko) 저전력용 내부 전원 공급 장치
KR100795026B1 (ko) 반도체 집적 회로의 내부 전압 생성 장치 및 방법
KR100440262B1 (ko) 온도 감지 회로
US20090279370A1 (en) Memory circuit and method of sensing a memory element
KR20020057057A (ko) 고전압 레귤레이션 회로
KR20150016809A (ko) 서미스터를 이용하여 출력 리플 전압을 조절하는 히스테리틱 벅 컨버터
KR20030031652A (ko) 플래시 이이피롬의 프로그램회로 및 이를 이용한 프로그램방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20151230

Address after: German Berg, Laura Ibiza

Patentee after: Infineon Technologies AG

Address before: Munich, Germany

Patentee before: QIMONDA AG

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090729

Termination date: 20160221

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee