CN103973226A - 温度控制振荡器、温度传感器及片上系统 - Google Patents

温度控制振荡器、温度传感器及片上系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种温度控制振荡器、温度传感器及片上系统。所述温度控制振荡器包括振荡单元和滤波单元。振荡单元被构造为基于电源电压和地电压产生至少一个基准电压，并且产生具有根据温度而变化的周期的振荡信号，振荡单元被构造为基于滤波电压和至少一个基准电压产生振荡信号。滤波单元被构造为基于振荡信号产生滤波电压。

Description

温度控制振荡器、温度传感器及片上系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年1月21日在韩国知识产权局（KIPO）提交的第2013-0006317号韩国专利申请的优先权，该申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
示例实施例总体上涉及半导体集成电路，更具体地讲，涉及温度控制振荡器和包括温度控制振荡器的温度传感器。
背景技术
片上系统（SoC）是指集成了许多半导体组件的芯片或者集成到这种芯片中的系统。随着SoC的集成度提高，更多的组件被集成到一个芯片中，并且SoC的操作速度逐渐提高。随着Soc的集成度和操作速度提高，在SoC内可发出更大量的热，且根据SoC的操作状况，在SoC内可局部形成温度差。因此，近来，已经要求对SoC进行局部温度管理或局部热监控（LTM）。
发明内容
因此，提供本发明构思以基本上消除由于相关技术的限制和缺点导致的一个或多个问题。
一些示例实施例提供了可精确且有效地产生振荡信号并且可以较小且较简单的构造实现。
一些示例实施例提供了通过在其内采用温度控制振荡器可准确地检测温度变化并且可以较小且较简单的构造实现的温度传感器。
根据示例实施例，一种温度控制振荡器包括振荡单元和滤波单元。振荡单元基于电源电压和地电压产生至少一个基准电压，产生具有根据温度而变化的周期的振荡信号，振荡单元被配置为基于滤波电压和至少一个基准电压产生振荡信号。滤波单元基于振荡信号产生滤波电压。滤波单元包括片上金属电阻器和电容器。片上金属电阻器具有与第一节点连接的第一端子，片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值。电容器具有与第一节点连接的第一端子，并且被配置为基于振荡信号进行充电或放电以供应滤波电压。
振荡单元被配置为如果温度升高则延长振荡信号的周期，如果温度降低则缩短振荡信号的周期。
振荡单元可包括第一电阻器、第二电阻器、比较器和第三电阻器。第一电阻器可连接在电源和第二节点之间。第二电阻器可连接在第二节点和地电压之间。比较器可包括与第一节点连接的第一输入端子、与第二节点连接的第二输入端子、被配置为输出振荡信号的输出端子。第三电阻器可连接在第二节点和比较器的输出端子之间。片上金属电阻器的第二端子可与比较器的输出端子连接。
振荡单元被配置为产生第二节点处的电压作为第一基准电压，第一基准电压可根据滤波电压的电平具有第一基准电平和第二基准电平中的一个，第二基准电平低于第一基准电平，振荡单元被配置为如果滤波电压的电平高于第一基准电平或者滤波电压的电平低于第二基准电平则激活振荡信号。
滤波单元还可包括放大块，放大块包括与电容器的第二端子连接的第一端子、与地电压连接的第二端子、与第一节点连接的第三端子。
振荡单元可包括基准电压产生块、输出块和锁存块。基准电压产生块可响应于电源电压和地电压产生第一基准电压和第二基准电压。输出块可基于第一基准电压、第二基准电压、滤波电压和起始信号产生振荡信号。锁存块可锁存并输出振荡信号。片上金属电阻器的第二端子可与锁存块的输出端子连接。
基准电压产生块可包括第一电阻器、第二电阻器和第三电阻器。第一电阻器可连接在电源和第二节点之间。第二电阻器可连接在第二节点和第三节点之间。第三电阻器可连接在第三节点和地电压之间。第二节点处的电压可以是第一基准电压，第三节点处的电压可以是第二基准电压。
输出块可包括第一比较器、第二比较器、第一或非门、反相器和第二或非门。第一比较器可包括被配置为接收第一基准电压的第一输入端子、与第一节点连接的第二输入端子、被配置为输出第一比较信号的输出端子。第二比较器可包括与第一节点连接的第一输入端子、被配置为接收第二基准电压的第二输入端子、被配置为输出第二比较信号的输出端子。第一或非门可针对第一比较信号和第二比较信号执行或非操作。反相器可将起始信号反相。第二或非门可针对来自第一或非门的输出信号和来自反相器的输出信号执行或非操作，以产生振荡信号。
如果滤波电压的电平高于第一基准电压的电平或低于第二基准电压的电平，则振荡单元激活振荡信号。
锁存块可包括触发器，触发器包括被配置为接收振荡信号的时钟端子、与片上金属电阻器连接的输出端子和与反相输出端子连接的数据端子。
根据示例实施例，一种温度控制振荡器包括振荡单元和滤波/频率调整单元。振荡单元基于电源电压和地电压产生至少一个基准电压，产生具有根据温度而变化的周期的振荡信号，振荡单元被配置为基于滤波电压和至少一个基准电压产生振荡信号。调整单元基于振荡信号产生滤波电压并且基于校正控制信号调整振荡信号的周期，以去除由于振荡单元的寄生延迟导致包括在振荡信号中的偏移误差。
振荡单元被配置为产生包括交替重复的第一时期和第二时期的振荡信号，第一时期具有第一周期，第二时期具有比第一周期长的第二周期，第一时期的第一振荡脉冲的数量可等于第二时期的第二振荡脉冲的数量。
调整单元可包括第一片上金属电阻器、第二片上金属电阻器、选择块和电容器。第一片上金属电阻器可连接在第一节点和第二节点之间，第一片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值。第二片上金属电阻器可连接在第二节点和第三节点之间，第二片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值。选择块可响应于校正控制信号将第二节点和第三节点中的一个与振荡单元的输出端子电连接。电容器可具有与第一节点连接的第一端子并且被配置为基于振荡信号和校正控制信号进行充电或放电，以供应滤波电压。
第一片上金属电阻器和第二片上金属电阻器可具有相同电阻值，并且振荡单元被配置为基于相同电阻值产生振荡信号的第一周期和第二周期。
调整单元可包括片上金属电阻器、第一电容器、第二电容器和选择块。片上金属电阻器可具有与第一节点连接的第一端子，片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值。第一电容器可具有与第一节点连接的第一端子并且被配置为基于振荡信号进行充电或放电，以供应滤波电压。第二电容器可具有与第一节点连接的第一端子。选择块可响应于校正控制信号将第一电容器的第二端子与第二电容器的第二端子选择性连接。
第一电容器和第二电容器可具有相同电容，振荡单元被配置为基于相同电容产生振荡信号的第一周期和第二周期。
调整单元可包括第一片上金属电阻器、第二片上金属电阻器、选择块和电容器。第一片上金属电阻器可具有与第一节点连接的第一端子，第一片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值。第二片上金属电阻器可连接在第一节点和第二节点之间，第二片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值。选择块可响应于校正控制信号将第一节点和第二节点中的一个与第三节点电连接。电容器可具有与第三节点连接的第一端子并且被配置为基于振荡信号和校正控制信号进行充电或放电，以供应滤波电压。
根据示例实施例，一种温度传感器包括温度控制振荡器和模数转换电路。温度控制振荡器产生具有根据振荡器的温度而变化的周期的振荡信号。模数转换电路基于振荡信号和基准振荡信号产生与温度对应的数字输出信号。温度控制振荡器包括振荡单元和滤波单元。振荡单元基于电源电压和地电压产生至少一个基准电压，并且基于滤波电压和至少一个基准电压产生振荡信号。滤波单元基于振荡信号产生滤波电压。滤波单元包括片上金属电阻器和电容器。片上金属电阻器具有与第一节点连接的第一端子，片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值。电容器具有与第一节点连接的第一端子，并且被配置为基于振荡信号进行充电或放电，以供应滤波电压。
模数转换电路可包括本地振荡器、计数器、分频器和差分单元。本地振荡器可产生基准振荡信号。计数器可基于基准振荡信号产生顺序增大的计数信号。分频器可通过划分振荡信号产生分频信号。差分单元可通过在分频信号的每个上升沿或每个下降沿得到计数信号的计数值来产生数字输出信号。
模数转换电路可包括本地振荡器、分频器、计数器和寄存器。本地振荡器可产生基准振荡信号。分频器可通过划分振荡信号产生分频信号。计数器可基于基准振荡信号产生顺序增大的计数信号。寄存器可通过在分频信号的每个上升沿或每个下降沿得到计数信号的计数值来产生数字输出信号。
模数转换电路可包括本地振荡器、分频器、计数器和寄存器。本地振荡器可产生基准振荡信号。分频器可通过划分振荡信号产生分频信号。计数器可基于振荡信号产生顺序增大的计数信号。寄存器可通过在分频信号的每个上升沿或每个下降沿得到计数信号的计数值来产生数字输出信号。
根据示例实施例，一种温度传感器包括温度控制振荡器和模数转换电路。温度控制振荡器产生具有根据振荡器的温度而变化的周期的振荡信号并且基于校正控制信号调整振荡信号的周期。模数转换电路基于振荡信号和基准振荡信号产生与温度对应的第一数字输出信号并且产生校正控制信号。温度控制振荡器包括振荡单元和调整单元。振荡单元基于电源电压和地电压产生至少一个基准电压，并且基于滤波电压和至少一个基准电压产生振荡信号。
调整单元基于振荡信号产生滤波电压并且基于校正控制信号调整振荡信号的周期，以去除由于振荡单元的寄生延迟导致包括在振荡信号中的偏移误差。
模数转换电路可包括本地振荡器、计数器、第一分频器、第一差分单元、第二差分单元和第二分频器。本地振荡器可产生基准振荡信号。计数器可基于基准振荡信号产生顺序增大的计数信号。第一分频器可基于振荡信号产生分频信号。第一差分单元可通过在分频信号的每个上升沿或每个下降沿得到计数信号的计数值来产生第二数字输出信号。第二差分单元可通过在分频信号的每个上升沿或每个下降沿得到第二数字输出信号的值来产生第一数字输出信号。第二分频器可通过划分分频信号产生校正控制信号。
所述温度传感器还可包括增益校正电路。增益校正电路被配置为去除偏移误差和增益误差并且基于第一数字输出信号和基准输出信号产生第二数字输出信号。
增益校正电路可包括第一操作单元、存储单元和第二操作单元。第一操作单元可通过将基准输出信号除以第一数字输出信号，计算增益校正值。存储单元可存储增益校正值。第二操作单元可通过将第一数字输出信号乘以增益校正值，产生第二数字输出信号。
如上所述，根据示例实施例的温度控制振荡器包括片上金属电阻器，所以温度控制振荡器可具有较小且较简单的构造并且可准确且有效地产生具有与温度成比例的周期的振荡信号。另外，温度控制振荡器可基于校正控制信号调整振荡信号的周期，以从振荡信号中有效去除偏移误差。
如上所述，根据示例实施例的温度传感器包括具有片上金属电阻器的温度控制振荡器，所以温度传感器可具有较小且较简单的构造并且可准确且有效地产生与温度成比例的数字输出信号。另外，温度传感器可通过去除由寄生延迟造成的偏移误差和/或由RC变化造成的增益误差，提高数字输出信号的精度和可靠性。
在至少一个示例实施例中，一种片上系统（SoC）包括：振荡器，配置为产生具有与振荡器的温度成比例的周期的振荡信号。振荡器包括：滤波器，包括至少一个片上电阻器，至少一个片上电阻器被配置成使得至少一个片上电阻器的电阻是基于温度的，滤波器被配置为基于至少一个片上电阻器的电阻产生滤波电压；以及振荡单元，配置为基于滤波电压产生振荡信号。
至少一个片上电阻器可以是金属。
振荡单元可包括比较器，比较器被配置为比较滤波电压与基准电压并且基于比较输出振荡信号。
振荡单元可包括连接于公共节点的第一电阻器、第二电阻器和第三电阻器，基准电压是基于第一电阻器的电阻、第二电阻器的电阻和第三电阻器的电阻。
滤波器可包括第一片上电阻器和第二片上电阻器，第一片上电阻器的电阻和第二片上电阻器的电阻分别是基于温度的，滤波器被配置为基于第一片上电阻器的电阻和第二片上电阻器的电阻产生滤波电压。
第一片上电阻器和第二片上电阻器可以是金属。
滤波器可包括选择器，选择器被配置为基于校正控制信号将振荡信号的输出连接到滤波器。
附图说明
根据下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解示例性且非限制性示例实施例。
图1是示出根据至少一个示例实施例的温度控制振荡器的示图。
图2是示出图1的温度控制振荡器的一个示例的电路图。
图3是示出图2的温度控制振荡器的操作的时序图。
图4是示出图1的温度控制振荡器的另一个示例的电路图。
图5是示出图1的温度控制振荡器的又一个示例的电路图。
图6是示出图5的温度控制振荡器的操作的时序图。
图7和图8是示出图1的温度控制振荡器的其它示例的电路图。
图9是示出根据示例实施例的温度控制振荡器的示图。
图10是示出图9的温度控制振荡器的一个示例的电路图。
图11是示出图10的温度控制振荡器的操作的时序图。
图12是示出图9的温度控制振荡器的另一个示例的电路图。
图13是示出图9的温度控制振荡器的又一个示例的电路图。
图14是示出图13的温度控制振荡器的操作的时序图。
图15是示出图9的温度控制振荡器的又一个示例的电路图。
图16是示出根据至少一个示例实施例的温度传感器的框图。
图17是示出图16的温度传感器的操作的时序图。
图18是示出根据至少一个示例实施例的温度传感器的框图。
图19是示出图18的温度传感器的操作的时序图。
图20是示出根据至少一个示例实施例的温度传感器的框图。
图21是示出图20的温度传感器的操作的波形图。
图22是示出根据至少一个示例实施例的温度传感器的框图。
图23是示出图22的温度传感器的操作的波形图。
图24是示出根据至少一个示例实施例的温度传感器的框图。
图25是用于解释图16、图22和图24的温度传感器的操作的曲线图。
图26是示出根据至少一个示例实施例的集成电路的框图。
图27是示出根据至少一个示例实施例的包括温度传感器的片上系统的框图。
图28是示出根据至少一个示例实施例的包括温度传感器的存储器系统的框图。
图29是示出根据至少一个示例实施例的包括温度传感器的显示系统的框图。
图30是示出根据至少一个示例实施例的包括温度传感器的图像传感器的框图。
图31是示出根据至少一个示例实施例的温度传感器应用于移动系统的示例的框图。
图32是示出根据至少一个示例实施例的温度传感器应用于计算系统的示例的框图。
具体实施方式
将参照附图更充分地描述各种示例实施例，在附图中示出实施例。然而，本发明构思可用许多不同形式来实施并且不应该被理解为限于在此提出的实施例。相反地，提供这些实施例使得本发明将是彻底和完全的，并且将把本发明构思的范围充分传达给本领域的技术人员。在本申请中，类似的参考标号始终表示类似的元件。
应该理解，尽管这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但这些元件应该不受这些术语限制。这些术语用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不脱离本发明构思的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，类似地，第二元件可被称为第一元件。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任意组合和全部组合。
应该理解，当元件被称作“连接”或“结合”到另一个元件时，该元件可直接连接或结合到另一个元件，或者可能存在中间元件。相反，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一个元件时，不存在中间元件。应该以类似方式解释用于描述元件之间的关系的其它词语（例如，“在...之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”等）。
这里使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而不意图限制本发明构思。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还应该理解，当在这里使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语（包括技术术语和科技术语）具有与本发明构思所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。应该进一步理解，除非这里明确定义，否则术语诸如在通用字典中定义的术语应该被解释为具有与相关技术的上下文中它们的意思相同的意思，而不是将理想地或者过于正式地解释它们的意思。
图1是示出根据至少一个示例实施例的温度控制振荡器的示图。
参照图1，温度控制振荡器（TCO）100包括振荡单元120和滤波单元140。
振荡单元120基于电源电压VDD和地电压VSS产生至少一个基准电压，并且基于滤波电压VF和至少一个基准电压产生振荡信号OSC。振荡信号OSC具有根据温度变化而变化的周期。
在一个示例实施例中，如果温度升高，则振荡信号OSC的周期增加，如果温度降低，则振荡信号OSC的周期减小。换句话讲，振荡信号OSC的周期可与温度成比例。在另一个示例实施例中，如果温度升高，则振荡信号OSC的周期可减小，如果温度降低，则振荡信号OSC的周期可增加。
滤波单元140基于振荡信号OSC产生滤波电压VF。滤波单元140可以以包括至少一个电阻器和至少一个电容器的RC滤波器的形式来实现。例如，滤波单元140可包括具有一个电阻器和一个电容器的一阶低通滤波器（LPF）。在这种情况下，电阻器的第一端子和电容器的第一端子连接到施加有滤波电压VF的第一节点。与电阻器的第二端子连接的节点和与电容器的第二端子连接的节点可以根据示例实施例而不同地改变。另外，滤波单元140中包括的电阻器RT可以是包括金属的片上金属电阻器RT，它与包括温度控制振荡器100的电路和/或系统一起集成在半导体基底上。
根据示例实施例的温度控制振荡器100包括片上金属电阻器RT。当与诸如多晶的不同材料比较时，金属的电阻值具有优异的线性，使得温度控制振荡器100可以准确且有效地产生具有与温度成比例的周期的振荡信号OSC。另外，因为电阻器RT与电路和/或系统一起被集成在基底上，所以温度控制振荡器100具有较小且较简单的构造。另外，温度控制振荡器可以低制造成本实现。
下文中，将更详细地描述温度控制振荡器的各种示例实施例。
图2是示出图1的温度控制振荡器的一个示例的电路图。
参照图2，温度控制振荡器100a包括振荡单元120a和滤波单元140a。
滤波单元140a包括片上金属电阻器RT和电容器C。片上金属电阻器RT具有与第一节点N1连接的第一端子和与振荡单元120a的输出端子（即，比较器COM的输出端子）连接的第二端子。片上金属电阻器RT具有根据温度变化而线性变化的电阻值。电容器C具有与第一节点N1连接的第一端子和与地电压VSS连接的第二端子。电容器C基于振荡信号OSC进行充电或放电，以供应滤波电压VF。第一节点N11处的电压可用作滤波电压VF。
振荡单元120a可包括第一电阻器R1、第二电阻器R2、比较器COM和第三电阻器R3。第一电阻器R1可连接在电源电压VDD和第二节点NA之间。第二电阻器R2可连接在第二节点NA和地电压VSS的端子之间。第二节点NA处的电压可以用作第一基准电压。比较器COM可包括与第一节点N1连接以接收滤波电压VF的第一输入端子、与第二节点NA连接以接收第一基准电压的第二输入端子、用于输出振荡信号OSC的输出端子。第三电阻器R3可连接在第二节点NA和比较器COM的输出端子之间。包括在振荡单元120a中的电阻器的数量和电阻值之比可根据示例实施例不同地改变。
图3是示出图2的温度控制振荡器100a的操作的时序图。
参照图2和图3，第一基准电压可具有第一基准电平VR1或比第一基准电压VR1低的第二基准电压VR2。可根据第一电阻器R1、第二电阻器R2和第三电阻器R3的电阻值确定第一基准电平VR1和第二基准电平VR2。例如，当第一电阻器R1的电阻值、第二电阻器R2的电阻值和第三电阻器R3的电阻值之比是大约2:2:1时，第一基准电平VR1可以是大约VDD×3/4并且第二基准电平VR2可以是大约VDD/4。第一基准电平VR1和第二基准电平VR2可不同地改变。
温度控制振荡器100a可在稳定状态下操作。电容器C通过片上金属电阻器RT被充电至第一基准电平VR1。一旦电容器C两端的电压（即，滤波电压VF）达到第一基准电平VR1，则电容器C就开始放电。电容器C可一直放电，直到电容器C两端的电压达到第二基准电平VR2。一旦电容器C两端的电压达到第二基准电平VR2，电容器C就再开始充电。电容器C可一直充电，直到电容器C两端的电压达到第一基准电平VR1。在这种情况下，由于因振荡单元120a（尤其是比较器COM）导致存在寄生延迟（或回路延迟），所以即使滤波电压VF达到第一基准电平VR1，电容器C还被充电延迟时间。另外，即使滤波电压VF达到第二基准电平VR2，电容器C还可被放电延迟时间。寄生延迟可对应于比较器COM的输入和输出之间的延迟。
详细地，当电容器C被充电时，滤波电压VF指数性地增大至第一基准电平VR1。即使滤波电压VF在时间t1达到第一基准电平VR1，但是由于振荡单元120a的寄生延迟，导致滤波电压VF在时间t1之后的延迟时间tL期间进一步增大。在延迟时间tL过去之后，电容器C在时间t2开始放电，滤波电压VF指数性地减小至第二基准电平VR2。即使滤波电压VF在时间t4达到第二基准电平VR2，但是由于振荡单元120a的寄生延迟，导致滤波电压VF在时间t4之后的延迟时间tL期间进一步减小。在延迟时间tL过去之后，电容器C在时间t5开始充电。在这种情况下，振荡信号OSC根据比较器COM的比较操作被激活或去激活，并且当滤波电压VF的电平高于第一基准电平VR1（例如，在时间t1至t3之间的时期内）或者低于第二基准电平VR2（例如，在时间t4至t6之间的时期内）时被激活。
同时，在包括一个电阻器和一个电容器的一阶LPF中，滤波器的响应特性取决于基于电阻器的电阻值和电容器的电容的时间常数。根据一阶LPF，直到滤波器的输出电压达到特定电压Vx所需的时间tx可满足下面的等式1。基于下面的等式1和由振荡单元120a的寄生延迟造成的延迟时间tL，温度控制振荡器100a产生的振荡信号OSC的周期tOSC可被表示为下面的等式2。
等式1
V x = VDD ( 1 - e - t x RC )
等式2
t OSC = 2 R T C ln ( 4 e t L R T C - 1 ) = 2 R T C ln 3 (其中，RTC>>tL)
在等式1中，R和C分别代表电阻器的电阻值和电容器的电容，电阻器和电容通常构成一阶LPF。在等式2中，RT和C代表片上金属电阻器RT的电阻值和电容器C的电容，片上金属电阻器RT和电容器C构成温度控制振荡器100a的滤波单元140a。
温度控制振荡器100a产生具有与片上金属电阻器RT的电阻值成比例的周期的振荡信号OSC。如上所述，由于片上金属电阻器RT的电阻值针对温度变化具有优异的线性，因此温度控制振荡器100a可产生具有与温度更精确成比例的周期的振荡信号OSC。
图4是示出图1的温度控制振荡器的另一个示例的电路图。
参照图4，温度控制振荡器100b包括振荡单元120a和滤波单元140b。
图4的温度控制振荡器100b与图2的温度控制振荡器100a基本上相同，不同的是滤波单元140b具有改进构造，并且如图3中所示地操作，为了避免赘述，将省略其细节。
滤波单元140b包括片上金属电阻器RT和电容器C，并且还可包括放大块142b。片上金属电阻器RT具有与第一节点N11连接的第一端子和与比较器COM的输出端子连接的第二端子。电容器C具有与第一节点N11连接的第一端子和与放大块142b的第一端子A连接的第二端子。放大块142b可包括与电容器C的第二端子连接的第一端子A、与地电压VSS的端子连接的第二端子B、与第一节点N11连接的第三端子O。
放大块142b的端子A、B和C的电压VA、VB和VO与电流iA、iB和iO之间的关系满足下面的等式3，并且放大块142b和电容器C之间的等效电容Ceq可满足下面的等式4。
等式3
V A i B i O = 1 0 0 0 0 0 0 k 0 V B i A V O
等式4
Ceq=(1+k)C
在以上的等式3和等式4中，k代表实数。
由于放大块142b，导致会出现电容器C的电容加倍的密勒效应（MilleEffect）。滤波单元140b被实现为包括具有电容器C和放大块142b的密勒电容器，从而减小滤波单元140b的面积和温度控制振荡器100b的尺寸。
图5是示出图1的温度控制振荡器的又一个示例的电路图。
参照图5，温度控制振荡器100c包括振荡单元120c和滤波单元140c。
滤波单元140c包括片上金属电阻器RT和电容器C。片上金属电阻器RT具有与第一节点N21连接的第一端子和与锁存块126的输出端子连接的第二端子。片上金属电阻器RT具有根据温度变化而线性变化的电阻值。电容器C具有与第一节点N21连接的第一端子和与地电压VSS的端子连接的第二端子。电容器C基于振荡信号OSC而被充电或放电，以供应滤波电压VF。第一节点N21处的电压可用作滤波电压VF。
振荡单元120c可包括基准电压产生块122、输出块124和锁存块126。基准电压产生块122可响应于电源电压VDD和地电压VSS产生第一基准电压和第二基准电压。输出块124可基于第一基准电压、第二基准电压、滤波电压VF和起始信号ST产生振荡信号OSC。锁存块126可锁存并输出振荡信号OSC。
基准电压产生块122可包括第一电阻器R4、第二电阻器R5和第三电阻器R6。第一电阻器R4可连接在电源电压VDD和第二节点NB之间。第二电阻器R5可连接在第二节点NB和第三节点NC之间。第三电阻器R6可连接在第三节点NC和地电压VSS的端子之间。第二节点NB处的电压可用作第一基准电压，第三节点NC处的电压可用作第二基准电压。包括在基准电压产生块122中的电阻器的数量和电阻值之比可根据示例实施例而不同地改变。
输出块124可包括第一比较器COM1、第二比较器COM2、第一或非（NOR）门NOR1、反相器INV、第二或非（NOR）门NOR2。第一比较器COM1可包括与第二节点NB连接以接收第一基准电压的第一输入端子、与第一节点N21连接以接收滤波电压VF的第二输入端子、用于输出通过将第一基准电压与滤波电压VF进行比较而得到的第一比较信号CS1的输出端子。第二比较器COM2可包括与第一节点N21连接以接收滤波电压VF的第一端子、与第三节点NC连接以接收第二基准电压的第二输入端子、用于输出通过将第二基准电压与滤波电压VF进行比较而得到的第二比较信号CS2的输出端子。第一或非门NOR1可对第一比较信号CS1和第二比较信号CS2执行或非操作。反相器INV可将起始信号ST反相并输出。第二或非门NOR2对第一或非门NOR1的输出信号和反相器INV的输出信号执行或非操作，以产生振荡信号OSC。输出块124可根据示例实施例具有各种构造。
锁存块126可包括触发器FF。触发器FF可包括用于接收振荡信号OSC的时钟端子、与片上金属电阻器RT的第二端子连接的输出端子Q和与反相输出端子/Q连接的数据端子ID。由于数据端子D与反相输出端子/Q连接，因此从触发器FF的输出端子Q输出的信号可在施加到时钟端子Q的振荡信号OSC的每个上升沿被触发。尽管图5示出触发器FF是D触发器，但根据示例实施例可采用各种类型的触发器。
图6是示出图5的温度控制振荡器的操作的时序图。
参照图5和图6，第一基准电压的电平（即，第一基准电平VR1）可高于第二基准电压的电平（即，第二基准电平VR2）。可根据第一电阻器R4、第二电阻器R5和第三电阻器R6的电阻值，确定第一基准电平VR1和第二基准电平VR2。例如，当第一电阻器R4、第二电阻器R5和第三电阻器R6之比是大约1:2:1时，第一基准电平VR1可以是大约VDD×3/4并且第二基准电平VR2可以是大约VDD/4。第一基准电平VR1和第二基准电平VR2可根据示例实施例而不同地改变。
温度控制振荡器100c可只在起始信号ST被激活时驱动。例如，在时间ta，起始信号ST被激活，使得振荡信号OSC被激活。在时间tb、电容器C开始充电。在时间tc，电容器C两端的电压（即，滤波电压VF）变得高于第二基准电平VR2，振荡信号OSC被去激活。
时间tc之后的温度控制振荡器100c的操作可与参照图3描述的操作基本上相同。例如，当电容器C充电时，滤波电压VF指数性地增大至第一基准电平VR1。即使滤波电压VF在时间t1达到第一基准电平VR1，但是由于振荡单元120c的寄生延迟（即，由比较器COM1和COM2、逻辑器件NOR1、NOR2和INV、触发器FF造成的寄生延迟），滤波电压VF在时间t1之后的延迟时间tL期间进一步增大。在延迟时间tL过去之后，电容器C在时间t2开始放电，滤波电压VF指数性的地地减小至第二基准电平VR2。即使滤波电压VF在时间t4达到第二基准电平VR2，但是由于振荡单元120c的寄生延迟，滤波电压VF在时间t4之后的延迟时间tL期间进一步减小。在延迟时间tL过去之后，电容器C在时间t5再次开始充电。在这种情况下，振荡信号OSC在滤波电压VF的电平高于第一基准电平VR1（例如，在时间t1至t3之间的时期内）或者低于第二基准电平VR2（例如，在时间t4至t6之间的时期内）时被激活。温度控制振荡器100c产生的振荡信号OSC的周期tOSC可被表示为等式2。寄生延迟可对应于比较器COM1和COM2、逻辑器件NOR1、NOR2和INV、触发器FF中的每个的输入和输出之间的延迟。
图7和图8是示出图1的温度控制振荡器的其它示例的电路图。
参照图7，温度控制振荡器100d包括振荡单元120d和滤波单元140c。
图7的温度控制振荡器100d与图5的温度控制振荡器100c基本上相同，不同的是锁存块126d具有改进构造，并且如图6中所示地操作。
振荡单元120d可包括基准电压产生块122、输出块124和锁存块126d。锁存块126d锁存并输出振荡信号OSC，并且可包括锁存器LT。锁存器LT可包括用于接收振荡信号OSC的置位端子S、与片上金属电阻器RT的第二端子连接的输出端子Q、与反相输出端子/Q连接的复位端子R。锁存器LT可包括具有相互彼此连接的输入和输出的第三或非门NOR3和第四或非门NOR4。尽管图7示出锁存器LT是置位锁存器S-R，但锁存器LT的类型可根据示例实施例而不同地改变。
参照图8，温度控制振荡器100e包括振荡单元120c和滤波单元140e。
图8的温度控制振荡器100e与图5的温度控制振荡器100c基本上相同，不同的是滤波单元14oe具有改进构造，并且如图6中所示地操作。
滤波单元140e包括片上金属电阻器RT和电容器C，并且可包括放大块142e。放大块142e可包括与电容器C的第二端子连接的第一端子A、与地电压VSS的端子连接的第二端子B、与第一节点N21连接的第三端子C。滤波单元140e被实现为包括具有电容器C和放大块142e的密勒电容器，从而减小滤波单元140e的面积和温度控制振荡器100e的尺寸。
图9是示出根据至少一个示例实施例的温度控制振荡器的示图。
参照图9，温度控制振荡器200包括振荡单元220和滤波/频率调整单元240。
振荡单元220基于电源电压VDD和地电压VSS产生至少一个基准电压，并且基于滤波电压VF'和至少一个基准电压产生振荡信号OSC'。振荡信号OSC'具有根据温度变化而变化的周期。
滤波/频率调整单元240基于振荡信号OSC'产生滤波电压VF'。为了从振荡信号OSC'中去除偏移误差，滤波/频率调整单元240基于校正控制信号CCON调整振荡信号OSC'的周期。偏移误差因振荡单元220的寄生延迟而包括在振荡信号OSC'中。滤波/频率调整单元240可以一阶LPF的形式实现。包括在滤波/频率调整单元240中的电阻器可与包括温度控制振荡器200的电路和/或系统一起被集成在同一半导体器装置上，并且可包括含有金属材料的片上金属电阻器RT。
根据一个示例实施例，在振荡信号OSC'中，可基于校正控制信号CCON交替地重复第一时间段和第二时间段。振荡信号OSC'可具有针对第一时间段的第一周期，并且可具有针对第二时间段的比第一周期长的第二周期。第一时间段的第一振荡脉冲的数量可基本上等于第二时间段的第二振荡脉冲的数量。
由于根据示例实施例的温度控制振荡器200包括与电路和/或系统一起与半导体基底集成的片上金属电阻器RT同时表现出针对温度变化的优异线性，因此温度控制振荡器200可准确且有效地产生具有与温度成比例的周期的振荡信号OSC'并且具有较小且较简单的构造。另外，温度控制振荡器200可基于校正控制信号CCON调整振荡信号OSC'的周期，以从振荡信号OSC'中有效去除偏移误差。
下文中，将更详细地描述温度控制振荡器的各种示例实施例。
图10是示出图9的温度控制振荡器的一个示例的电路图。
参照图10，温度控制振荡器220a包括振荡单元220a和滤波/频率调整单元240a。
滤波/频率调整单元240a可包括第一片上金属电阻器RT1、第二片上金属电阻器RT2、选择块242a和电容器C。第一片上金属电阻器RT1可连接在第一节点N31和第二节点N32之间，第二片上金属电阻器RT2可连接在第二节点N32和第三节点N33之间。第一片上金属电阻器RT1和第二片上金属电阻器RT2可具有根据温度变化而线性变化的电阻值。选择块242a可响应于校正控制信号CCON而将第二节点N32和第三节点N33中的一个节点与振荡单元220a的输出端子（即，比较器COM的输出端子）电连接。例如，选择块242a可包括多路选择器（multiplexer），可根据示例实施例以开关的形式实现。电容器C具有与第一节点N31连接的第一端子和与地电压VSS的端子连接的第二端子。电容器C可基于振荡信号OSC'和校正控制信号CCON被充电或放电，以供应滤波电压VF'。第一节点N31处的电压可用作滤波电压VF'。
振荡单元220a可与图2的温度控制振荡器100a中包括的振荡单元120a基本上相同。换句话讲，振荡单元220a可包括连接在电源电压VDD和节点NA之间的第一电阻器R1、连接在节点NA和地电压VSS的端子之间的第二电阻器、、连接在节点NA和比较器COM的输出端子之间的第三电阻器R3，其中，比较器COM具有与第一节点N31连接的第一输入端子、与节点NA连接的第二输入端子和用于输出振荡信号OSC'的输出端子。
图11是示出图10的温度控制振荡器的操作的时序图。
参照图10和图11，由于根据电容器C的充电/放电操作的滤波电压VF'的增大/减小操作和根据滤波电压VF'的增大/减小操作的振荡信号OSC'的激活/去激活操作与参照图3描述的操作基本上相同，因此为了避免赘述，将省略其细节。
校正控制信号CCON在第一时间段P1具有低逻辑电平，选择块242a将第二节点N32与振荡单元220a的输出端子电连接。在这种情况下，滤波/频率调整单元240a具有时间常数“RT1ｘC”，滤波电压VF'基于时间常数“RT1ｘC”增大/减小，使得振荡信号OSC'具有相对短的第一周期tOSC1。
在产生具有第一周期tOSC1的第一振荡脉冲产生预设数量（例如，图11中四个脉冲）之后，校正控制信号CCON从逻辑低电平转变成逻辑高电平。校正控制信号CCON在第二时间段P2具有逻辑高电平，选择块242a将第三节点N33与振荡单元220a的输出端子电连接。在这种情况下，滤波/频率调整单元240a具有时间常数“(RT1+RT2)ｘC”，滤波电压VF'基于时间常数“(RT1+RT2)ｘC”增大/减小。因为时间常数增大，所以振荡信号OSC'具有比第一周期tOSC1长的第二周期tOSC2。
在产生具有第二周期tOSC2的第二振荡脉冲预设数量之后，校正控制信号CCON从逻辑高电平转变成逻辑低电平，第一时间段P1重新开始。因此，可以交替地重复第一时间段P1和第二时间段P2，第一时间段P1的第一振荡脉冲的数量可基本上等于第二时间段P2的第二振荡脉冲的数量。
根据一个实施例，可以根据第一片上金属电阻器RT1和第二片上金属电阻器RT2的电阻值，确定振荡信号OSC'的第一周期tOSC1和第二周期tOSC2。例如，第一片上金属电阻器RT1和第二片上金属电阻器RT2可具有相同电阻值，并且所述相同电阻值可以是图2的片上金属电阻器RT的电阻值的大约1/2。在这种情况下，对于第一时间段P1的滤波/频率调整单元240a的时间常数是图2的滤波单元140a的时间常数的大约1/2，并且第一周期tOSC1可以是图3的振荡信号OSC的周期tOSC的大约1/2。对于第二时期P2，滤波/频率调整单元240a的时间常数基本上等于图2的滤波单元140a的时间常数，并且第二周期tOSC2可基本上等于图3的振荡信号OSC的周期tOSC。
如上所述，如果一旦产生振荡信号OSC'的脉冲预设数量，振荡信号OSC'的周期都交替/重复地改变，则设置在温度控制振荡器200a的后级的数字信号处理单元适当地处理振荡信号OSC'，从而从振荡信号OSC'中去除偏移误差。随后，将参照图22和图23描述去除偏移误差的详细构造和详细方法。
图12是示出图9的温度控制振荡器的另一个示例的电路图。
参照图12，温度控制振荡器220b包括振荡单元220a和滤波/频率调整单元240b。
图12的温度控制振荡器200b可与图10的温度控制振荡器200a基本上相同，不同的是滤波/频率调整单元240b具有改进构造。
滤波/频率调整单元240b可包括片上金属电阻器RT、第一电容器C1、第二电容器C2和选择块242b。片上金属电阻器RT1具有与第一节点N41连接的第一端子和与振荡单元220a的输出端子（即，比较器COM的输出端子）连接的第二端子。片上金属电阻器RT可具有根据温度变化而线性变化的电阻值。第一电容器C1具有与第一节点N41连接的第一端子和与地电压VSS的端子连接的第二端子。电容器C1可基于振荡信号OSC'被充电或放电，以供应滤波电压VF'。第二电容器C2具有与第一节点N41连接的第一端子。选择块242b可响应于校正控制信号CCON而将第一电容器C1的第二端子与第二电容器C2的第二端子选择性地电连接。例如，选择块242b可包括开关。第一节点N41处的电压可用作滤波电压VF'。
图12的温度控制振荡器200b可如图11中所示地操作。在这种情况下，对于第一时间段P1，选择块242b没有将第一电容器C1的第二端子与第二电容器C2的第二端子电连接，并且滤波/频率调整单元240b具有时间常数“RTｘC1”。振荡信号OSC'具有基于时间常数“RTｘC1”的第一周期tOSC1。对于第二时间段P2，选择块242b将第一电容器C1的第二端子与第二电容器C2的第二端子电连接，并且滤波/频率调整单元240b具有时间常数“RTｘ(C1+C2)”。振荡信号OSC'具有基于时间常数“RTｘ(C1+C2)”的第二周期tOSC2。
根据一个实施例，可根据第一电容器C1的电容和第二电容器C2的电容确定振荡信号OSC'的第一周期tOSC1和第二周期tOSC2。例如，第一电容器C1和第二电容器C2可具有相同电容，所述相同电容可以是图2的电容器C的电容的大约1/2。在这种情况下，第一时间段P1的滤波/频率调整单元240b的时间常数是图2的滤波单元140a的时间常数的大约1/2，并且第一周期tOSC1可以是图3的振荡信号OSC的周期tOSC的大约1/2。对于第二时间段P2，滤波/频率调整单元240b的时间常数基本上等于图2的滤波单元140a的时间常数，并且第二周期tOSC2可基本上等于图3的振荡信号OSC的周期tOSC。
图13是示出图9的温度控制振荡器的又一个示例的电路图。
参照图13，温度控制振荡器220c包括振荡单元220c和滤波/频率调整单元240c。
滤波/频率调整单元240c可包括第一片上金属电阻器RT1、第二片上金属电阻器RT2、选择块242c和电容器C。第一片上金属电阻器RT1具有与第二节点N52连接的第一端子和与锁存块226的输出端子连接的第二端子。第二片上金属电阻器RT2可连接在第二节点N52和第三节点N53之间。第一片上金属电阻器RT1和第二片上金属电阻器RT2可具有根据温度变化而线性变化的电阻值。选择块242a可响应于校正控制信号CCON而将第二节点N52和第三节点N53中的一个节点与第一节点N51电连接。电容器具有与第一节点N51连接的第一端子和与地电压VSS的端子连接的第二端子。电容器C可基于振荡信号OSC'和校正控制信号CCON被充电或放电，以供应滤波电压VF'。第一节点N51处的电压可用作滤波电压VF'。
振荡单元220c可与图5的温度控制振荡器100c中包括的振荡单元120c基本上相同。换句话讲，振荡单元220a可包括基准电压产生块222、输出块224和锁存块226。基准电压产生块222可包括第一电阻器R4、第二电阻器R5和第三电阻器R6。输出块224可包括第一比较器COM1、第二比较器COM2、第一或非门NOR1、反相器INV和第二或非门NOR2。锁存块226可包括触发器FF。
图14是示出图13的温度控制振荡器的操作的时序图。
参照图13和图14，根据电容器C的充电/放电操作的滤波电压VF'的增大/减小操作和根据滤波电压VF'的增大/减小操作的振荡信号OSC'的激活/去激活操作与参照图6描述的操作基本上相同。
在时间ta，起始信号ST被激活，使得温度控制振荡器200c开始被驱动。因此，振荡信号OSC'被激活。
校正控制信号CCON在第一时间段P1具有逻辑低电平，并且选择块242c将第二节点N52与第一节点N51电连接。在这种情况下，振荡信号OSC'基于滤波/频率调整单元240c的时间常数“RT1ｘC”具有第一周期tOSC1。
校正控制信号CCON在第二时间段P2具有逻辑高电平，并且选择块242c将第三节点N53与第一节点N51电连接。在这种情况下，振荡信号OSC'基于滤波/频率调整单元240c的时间常数“(RT1+RT2)ｘC”具有第二周期tOSC2。可交替地重复第一时间段P1和第二时间段P2，并且第一时间段P1的第一振荡脉冲的数量可基本上等于第二时间段P2的第二振荡脉冲的数量。
根据一个实施例，可以根据第一片上金属电阻器RT1和第二片上金属电阻器RT2的电阻值，确定振荡信号OSC'的第一周期tOSC1和第二周期tOSC2。例如，第一片上金属电阻器RT1和第二片上金属电阻器RT2可具有相同电阻值，并且所述相同电阻值可以是图2的片上金属电阻器RT的电阻值的大约1/2。在这种情况下，第一周期tOSC1可以是图6的振荡信号OSC的周期tOSC的大约1/2，第二周期tOSC2可基本上等于图6的振荡信号OSC的周期tOSC。
图15是示出图9的温度控制振荡器的又一个示例的电路图。
参照图15，温度控制振荡器220c包括振荡单元220c和滤波/频率调整单元240d。
图15的温度控制振荡器200d与图13的温度控制振荡器200c基本上相同，不同的是滤波/频率调整单元240具有修改的构造。
滤波/频率调整单元240d可包括片上金属电阻器RT、第一电容器C1、第二电容器C2和选择块242b。片上金属电阻器RT具有与第一节点N61连接的第一端子和与锁存块226的输出端子连接的第二端子。片上金属电阻器RT可具有根据温度变化而线性变化的电阻值。第一电容器C1具有与第一节点N61连接的第一端子和与地电压VSS的端子连接的第二端子。电容器C1可基于振荡信号OSC'被充电或放电，以供应滤波电压VF'。第二电容器C2具有与第一节点N61连接的第一端子。选择块242d可响应于校正控制信号CCON而将第一电容器C1的第二端子与第二电容器C2的第二端子电连接。第一节点N61处的电压可用作滤波电压VF'。
图15的温度控制振荡器200d可如图14中所示地操作。在这种情况下，对于第一时间段P1，选择块242d没有将第一电容器C1的第二端子与第二电容器C2的第二端子电连接，并且振荡信号OSC'具有基于时间常数“RTｘC1”的第一周期tOSC1。对于第二时间段P2，选择块242d将第一电容器C1的第二端子与第二电容器C2的第二端子电连接，并且振荡信号OSC'具有基于滤波/频率调整单元240d的时间常数“RTｘ(C1+C2)”的第二周期tOSC2。
根据一个实施例，可根据第一电容器C1的电容和第二电容器C2的电容确定振荡信号OSC'的第一周期tOSC1和第二周期tOSC2。例如，第一电容器C1和第二电容器C2可具有相同电容，所述相同电容可以是图5的电容器C的电容的大约1/2。在这种情况下，第一周期tOSC1可以是图6的振荡信号OSC的周期tOSC的大约1/2，第二周期tOSC2可基本上等于图6的振荡信号OSC的周期tOSC。
尽管在图中未示出，但温度控制振荡器200a、200b和200c中包括的电容器C、C1和C2可根据示例实施例以如图4和图8中示出的密勒电容器的形式实现，并且温度控制振荡器220c和200d中包括的锁存块226可以被实现为包括替代触发器FF的锁存器诸如S-R锁存器。
图16是示出根据至少一个示例实施例的温度传感器的框图。
参照图16，温度传感器500a包括温度控制振荡器100和模数（A/D）转换电路510a。
温度控制振荡器100检测当前温度，以产生振荡信号OSC。振荡信号OSC具有根据温度变化而变化的周期。温度控制振荡器100可以是图1的温度控制振荡器100，并且可以以图2、图4、图5、图7或图8中示出的构造实现。换句话讲，温度控制振荡器100包括振荡单元120和滤波单元140，并且滤波单元140包括片上金属电阻器RT和电容器C。温度控制振荡器100包括片上金属电阻器RT，使得温度控制振荡器100可准确且有效地产生具有与温度成比例的周期的振荡信号OSC。另外，温度控制振荡器100具有较小且较简单的构造，并且可以以较低制造成本实现。
A/D转换电路510a基于振荡信号OSC和基准振荡信号REF产生数字输出信号TEMP。数字输出信号TEMP对应于当前温度。A/D转换电路510a可包括本地振荡器520、计数器530、分频器540和差分单元550。
本地振荡器520可产生基准振荡信号REF。例如，本地振荡器520可包括晶体振荡器。
计数器530可基于基准振荡信号REF产生计数信号CNT。例如，计数信号可在基准振荡信号REF的每个上升沿或每个下降沿顺序地增大。计数器530产生的计数信号不会被复位，而是连续增大。在这种情况下，可通过二补数（2’s complement）方案实现计数器530。
分频器540可划分振荡信号OSC，以产生分频信号MOSC。根据示例实施例，分频器540的分频比可不同地改变。
差分单元550可基于分频信号MOSC和计数信号CNT产生数字输出信号TEMPO。例如，差分单元550在分频信号MOSC的每个上升沿或每个下降沿得到计数信号CNT的计数值，以产生数字输出信号TEMPO。例如，差分单元可具有传递函数“1-z-1”。
图17是示出图16的温度传感器的操作的时序图。
参照图16和图17，本地振荡器520产生具有固定基准周期tREF的基准振荡信号REF，计数器530产生在基准振荡信号REF的每个上升沿增加的计数信号CNT。温度控制振荡器100产生具有根据温度变化而变化的周期tOSC的振荡信号OSC，并且分频器540将振荡信号OSC除以M，以产生具有周期Mｘtosc的分频信号MOSC。在这种情况下，M是等于或大于2的自然数，并且在图17中可以是4。
差分单元550在分频信号MOSC的每个上升沿得到计数信号CNT的计数值，从在分频信号MOSC的当前沿得到的当前计数值减去在分频信号MOSC的前一个沿得到的前一个计数值，并产生数字输出信号TEMPO。例如，差分单元550在时间tx得到第一计数值CNT1，在时间ty得到第二计数值CNT2并且在时间tz得到第三计数值CNT3。差分单元550从第二计数值CNT2减去第一计数值CNT1以产生第一温度值，从第三计数值CNT3减去第二计数值CNT2以产生第二温度值，并且输出第一温度值和第二温度值中的每个作为数字输出信号TEMPO。由于振荡信号OSC的周期tOSC增大，也就是说，第二温度值大于第一温度值，因此图17可示出温度随时间流逝而增大的示例。
根据示例实施例，可根据片上金属电阻器RT的电阻值和电容器C的电容、分频器540的分频比（M）、基准振荡信号REF的周期tREF确定温度传感器500a的分辨率，片上金属电阻器RT和电容器C构成温度控制振荡器100。另外，如果片上金属电阻器RT的电阻值针对温度变化具有足够的线性特性并且由寄生延迟造成的延迟时间tL短得足以满足等式2，则可以确保温度传感器500a的可靠性。例如，如果分频信号MOSC的周期的变化比基准振荡信号REF的周期tREF的变化大2n并且由延迟时间t1造成的分频信号MOSC的周期的失真小于特定温度范围内的基准振荡信号REF的周期tREF的失真，则可设计在特定温度范围内确保了可靠性的n位分辨率温度传感器。
图18是示出根据示例实施例的温度传感器的框图。
参照图18，温度传感器500b包括温度控制振荡器100和A/D转换电路510b。
图18的温度传感器500b可与图16的温度传感器500a基本上相同，不同的是A/D转换电路510b具有修改的构造。
A/D转换电路510b可包括本地振荡器520、分频器540、计数器542和寄存器552。
本地振荡器520可产生基准振荡信号REF。分频器540可对振荡信号OSC进行分频，以产生分频信号MOSC。
计数器542可基于基准振荡信号REF和分频信号MOSC产生计数信号CNT。例如，计数信号CNT可在基准振荡信号REF的每个上升沿或每个下降沿顺序地增大，并且可在分频信号MOSC的每个上升沿或每个下降沿重置。
寄存器552可基于分频信号MOSC和计数信号CNT产生数字输出信号TEMPO。例如，寄存器552在分频信号MOSC的每个上升沿或每个下降沿得到计数值，以产生数字输出信号TEMPO。
图19是示出图18的温度传感器的操作的时序图。
参照图18和图19，温度控制振荡器100产生具有根据温度变化而变化的周期tOSC的振荡信号OSC，并且分频器540将振荡信号OSC除以M，以产生具有周期Mｘtosc的分频信号MOSC。本地振荡器520产生具有固定基准周期tREF的基准振荡信号REF，计数器542产生在基准振荡信号REF的每个上升沿增大并且在分频信号MOSC的每个上升沿重置的计数信号CNT。
寄存器552在分频信号MOSC的每个上升沿得到计数信号CNT的计数值。例如，寄存器552在时间ty得到第一计数值CNTY，并且在时间tz得到第二计数值CNTZ。由于计数信号CNT在分频信号MOSC的每个上升沿被重置，因此寄存器552输出第一计数值CNTY和第二计数值CNTZ中的每个作为数字输出信号TEMPO。由于振荡信号OSC的周期tOSC增大，也就是说，第二计数值CNTZ大于第一计数值CNTY，因此图19可示出温度随时间流逝而增大的示例。
图20是示出根据示例实施例的温度传感器的框图。
参照图20，温度传感器500c包括温度控制振荡器100和A/D转换电路510c。
图20的温度传感器500c可与图16的温度传感器500a基本上相同，不同的是A/D转换电路510c具有修改的构造。
A/D转换电路510c可包括本地振荡器520、分频器534、计数器544和寄存器554。
本地振荡器520可产生基准振荡信号REF。分频器534可对振荡信号OSC进行分频，以产生分频信号MREF。
计数器544可基于振荡信号OSC和分频信号MREF产生计数信号CNT。例如，计数信号CNT可在振荡信号OSC的每个上升沿或每个下降沿顺序地增大，并且可在分频信号MREFE的每个上升沿或每个下降沿重置。
寄存器554可基于分频信号MREF和计数信号CNT产生数字输出信号TEMPO。例如，寄存器554在分频信号MREF的每个上升沿或每个下降沿得到计数值，以产生数字输出信号TEMPO。
图21是示出图20的温度传感器的操作的波形图。
参照图20和图21，本地振荡器520产生具有固定基准周期tREF的基准振荡信号REF，并且分频器534将基准振荡信号REF除以M，以产生具有周期MｘtREF的分频信号MREF。温度控制振荡器100产生具有根据温度变化而变化的周期tOSC的振荡信号OSC，计数器544产生在基准振荡信号REF的每个上升沿增大并且在分频信号MREF的每个上升沿重置的计数信号CNT。
寄存器554在分频信号MREF的每个上升沿得到计数信号CNT的计数值。例如，寄存器554在时间tp得到第一计数值CNTP，并且在时间tq得到第二计数值CNTQ。由于计数信号CNT在分频信号MREF的每个上升沿被重置，因此寄存器554输出第一计数值CNTP和第二计数值CNTQ中的每个作为数字输出信号TEMPO。由于振荡信号OSC的周期tOSC减小，也就是说，第二计数值CNTQ小于第一计数值CNTP，因此图21可示出温度随时间流逝而减小的示例。
温度传感器500a、500b和500c包括具有片上金属电阻器RT的温度控制振荡器100，使得温度传感器500a、500b和500c可准确且有效地产生具有与温度成比例的周期的数字输出信号TEMPO。另外，数字输出信号TEMPO可具有较小且较容易的构造，并且可以低制造成本实现。
图22是示出根据示例实施例的温度传感器的框图。
参照图22，温度传感器500d包括温度控制振荡器200和A/D转换电路510d。
温度控制振荡器200检测当前温度，以产生振荡信号OSC'。振荡信号OSC'具有根据温度变化而变化的周期。为了从振荡信号OSC'中去除偏移误差，温度控制振荡器200基于校正控制信号CCON调整振荡信号OSC'的周期。温度控制振荡器200可包括图9的温度控制振荡器200，并且可以以图10、图12、图13和图15中示出的构造实现。换句话讲，温度控制振荡器200包括振荡单元220和包括片上金属电阻器RT的滤波/频率调整单元240。温度控制振荡器200包括片上金属电阻器RT，使得温度控制振荡器200可准确且有效地产生具有与温度成比例的周期的振荡信号OSC'。另外，温度控制振荡器200具有较小且较简单的构造，并且可以以较低制造成本实现。另外，为了去除由于振荡电路220的寄生延迟而包括在振荡信号OSC'中的偏移误差，温度控制振荡器200基于校正控制信号CCON调整振荡信号OSC'的周期。
A/D转换电路510d基于振荡信号OSC'和基准振荡信号REF产生第一数字输出信号TEMPOF和校正控制信号CCON。第一数字输出信号TEMPOF是对应于当前温度并且通过校正偏移误差而得到的信号。A/D转换电路510d可包括本地振荡器520、计数器530、第一分频器540、第一差分单元550、第二差分单元560和第二分频器570。
本地振荡器520、计数器530、第一分频器540和第一差分单元550可分别与构成图16的温度传感器500a的本地振荡器520、计数器530、分频器540和差分单元550基本上相同。换句话讲，本地振荡器520可产生基准振荡信号REF，计数器530可基于基准振荡信号REF产生计数信号CNT，第一分频器540可产生通过对振荡信号OSC'进行分频而得到的分频信号MOSC'，第一差分单元550可在分频信号MOSC'的每个上升沿或每个下降沿得到计数信号CNT的计数值，以产生第二数字输出信号TEMPO'。
第二差分单元560可基于分频信号MOSC'和第二数字输出信号TEMPO'产生第一数字输出信号TEMPOF。例如，第二差分单元560可在分频信号MOSC'的每个上升沿或每个下降沿得到第二数字输出信号TEMPO'的值，以产生第一数字输出信号TEMPO。例如，第二差分单元560可具有传递函数“1-z-1”。
第二分频器570可对分频信号MOSC'进行分频以产生校正控制信号CCON。例如，第二分频器570可通过将分频信号MOSC'除以2来产生校正控制信号CCON。
图23是示出图22的温度传感器的操作的波形图。
参照图22和图23，由于基于振荡信号OSC'和基准振荡信号（REF）产生第二数字输出信号TEMPO'的操作与参照图17描述的操作基本上相同，因此为了避免赘述，将省略其细节。
第二分频器570可通过将分频信号MOSC'除以2来产生校正控制信号CCON。对于校正控制信号CCON具有逻辑低电平的第一时间段P1，振荡信号OSC'具有较短的第一周期tOSC1。对于校正控制信号CCON具有逻辑高电平的第二时间段P2，振荡信号OSC'具有比第一周期tOSC1长的第二周期tOSC2。因此，分频信号MOSC'针对第一时间段P1具有较短的周期M×tOSC1，针对第二时间段P2具有较长的周期M×tOSC2。
第二差分单元560在分频信号MOSC'的每个上升沿得到第二数字输出信号TEMPO'的值。第二差分单元560可通过从在分频信号MOSC'的当前沿得到的第二数字输出信号TEMPO'的当前值减去在分频信号MOSC'的前一个沿得到的第二数字输出信号TEMPO'的前一个值，产生第一数字输出信号TEMPOF。
例如，当第二周期tOSC2是第一周期tOSC1的两倍（即，tOSC1=tOSC2/2）时，也就是说，当温度控制振荡器200以第一片上金属电阻器和第二片上金属电阻器（图10和图13的RT1和RT2）具有相同电阻值或者第一电容器和第二电容器（图12和图15的C1和C2）具有相同电容这样的方式实现时，第一差分单元550输出的第二数字输出信号TEMPO'的值T[n]可以被表达为等式5和等式6，随n的值而变化。
等式5
T[2n-1]=M(tOSC2/2+tL)-(qe[2n-1]-qe[2n-2])
等式6
T[2n]=M(tOSC2+tL)-(qe[2n]-qe[2n-1])
在等式5和等式6中，tL代表由寄生延迟造成的偏移误差分量。在等式5中，qe[2n-1]和qe[2n-2]表示在第一差分单元550中对于T[2n-1]的运算造成的量化误差。类似地，在等式6中，qe[2n]和qe[2n-1]表示在第一差分单元550中对于T[2n]的运算造成的量化误差。这里，M可表示第一分频器540的分频比。
基于等式5和等式6，第二差分单元560输出的第一数字输出信号TEMPOF的值可表达为等式7。
等式7
通过等式5和等式6得到的第二数字输出信号TEMPO'的值包括偏移误差分量和量化误差分量二者。通过等式7得到的第一数字输出信号TEMPOF的值只包括量化误差分量，而偏移误差分量从所述值中被去除。因此，温度传感器500d可通过执行如等式7中表达的二阶量化噪声整形操作，有效地去除包括在振荡信号OSC'中的偏移误差分量。因为偏移误差被校正，所以可产生具有提高的精度和可靠性的第一数字输出信号TEMPOF。
图24是示出根据示例实施例的温度传感器的框图。
参照图24，温度传感器500e包括温度控制振荡器200、A/D转换电路510d和增益校正电路610。
图24的温度传感器500e可与图22的温度传感器500d基本上相同，不同的是温度传感器500e还包括增益校正电路610。
增益校正电路610可基于第一数字输出信号TEMPOF和基准输出信号OREF产生第三数字输出信号TEMPOFG。如参照图22和图23描述的，第一数字输出信号TEMPOF是在偏移误差被校正之后产生的信号，基准输出信号OREF表示在当前温度是基准温度T0时将从温度传感器500e输出的基准数字输出值。第三数字输出信号TEMPOFG是在偏移误差和增益误差被校正之后产生的信号。增益校正电路610可包括第一运算单元620、存储单元630和第二运算单元640。
第一操作单元620可通过将基准输出信号OREF除以第一数字输出信号TEMPOF，计算出增益校正值eg。第一操作单元620可包括用于产生第一数字输出信号TEMPOF的倒数（1/TEMPOF）的倒数产生单元622和用于通过将第一数字输出信号TEMPOF的倒数（1/TEMPOF）乘以基准输出信号OREF产生增益校正值eg的混合器624。
存储单元630可存储增益校正值eg。存储单元630可包括预定存储单元诸如易失性存储器或非易失性存储器。根据示例实施例，存储单元630可设置在温度传感器500e外部。
第二运算单元640可通过将第一数字输出信号TEMPOF乘以增益校正值eg来产生第二数字输出信号TEMPOFG。第二运算单元640可以混合器的形式实现。
通常，增益误差可能是由于RC变化造成的。温度传感器500e针对偏移误差被校正之后得到的第一数字输出信号TEMPOF执行一点校准方案，从而基于基准输出信号OREF校正增益误差，以产生具有提高的精度和可靠性的第二数字输出信号TEMPOFG。
图25是用于说明图16、图22和图24的温度传感器的操作的曲线图。
参照图16、图22、图24和图25，温度传感器500a产生的数字输出信号TEMPO是具有由寄生延迟造成的偏移误差和由RC变化造成的增益误差的信号。温度传感器500d产生的数字输出信号TEMPOF是在偏移误差被校正之后产生的信号。温度传感器500e产生的数字输出信号TEMPOFG是在偏移误差和增益误差二者都被校正之后产生的信号。因此，温度传感器500e可输出与基准温度T0下的基准输出信号OREF对应的值。
图26是示出根据示例实施例的集成电路的框图。
参照图26，集成电路1100包括温度传感器500和内部电路1110。
温度传感器500包括具有片上金属电阻器RT的温度控制振荡器100和200，使得温度传感器500可准确且有效地产生与温度成比例的数字输出信号。温度传感器500可具有较小且较简单的构造。温度传感器500基于校正控制信号CCON和/或基准输出信号OREF校正偏移误差和增益误差，从而提高数字输出信号的精度和可靠性。内部电路1110可基于来自温度传感器500的输出信号而被驱动或执行特定操作。
图27是示出根据示例实施例的包括温度传感器的片上系统的框图。
参照图27，片上系统（SoC）1200可包括温度管理单元120和温度传感器1220、1230、1240和1250。根据示例实施例，SoC1200可包括应用处理器（AP）、微处理器、中央处理单元（CPU）、专用集成电路（ASIC）、移动SoC、多媒体SoC、与之类似的器件、或与之类似的系统。
SoC1200可包括基于其固有功能被分类的多个子块BLK1、BLK2、BLK3和BLK4。例如，子块BLK1、BLK2、BLK3和BLK4中的每个可包括具有处理器和存储器控制器的核块、显示控制块、文件系统块、图形处理单元（GPU）块、图像信号处理块和多格式CODEC块中的一个。由于子块BLK1、BLK2、BLK3和BLK4中的每个用作独立的热源，因此可能必须不仅对SoC1200执行整体温度管理，而且监视和控制子块BLK1、BLK2、BLK3和BLK4中的每个的温度。
温度传感器1220、1230、1240和1250可分别包括图16的温度传感器500a、图18的温度传感器500b、图20的温度传感器500d和图22的温度传感器500e中的一个。温度传感器1220、1230、1240和1250包括片上金属电阻器RT，使得温度传感器1220、1230、1240和1250可具有较小且较简单的构造并且可准确且有效地产生与温度成比例的数字输出信号。另外，温度传感器1220、1230、1240和1250基于校正控制信号CCON和/或基准输出信号OREF校正偏移误差和/或增益误差，从而提高数字输出信号的精度和可靠性。尽管为了方便说明图27示出四个温度传感器，但温度传感器的数量和布置可根据SoC1200的构造而不同地改变。
温度管理单元1210基于温度传感器1220、1230、1240和1250产生的输出信号提供SoC1200的温度信息。温度信息可被存储在温度管理单元1210中并且可被提供给SoC1200中的处理器（未示出）。温度管理单元1210可基于所存储的温度信息产生中断信号。处理器可基于中断信号和所提供的温度信息分析SoC1200的温度分布并且可执行中断服务例程来采取适当动作。
图28是示出根据示例实施例的包括温度传感器的存储器系统的框图。
参照图28，存储器系统1300包括处理器1310、系统控制器1320和存储器装置1330。存储器系统1300还可包括输入装置1350、输出装置1360和存储装置1370。
存储器装置1330包括多个存储器模块1334和用于控制存储器模块1334的存储器控制器1332。存储器模块1334包括至少一个易失性存储器或至少一个非易失性存储器。存储器控制器1332可被包括在系统控制器1320中。
处理器1310可执行特定计算或特定任务。处理器1310可通过处理器总线与系统控制器1320连接。系统控制器1320可通过扩展总线与输入装置1350、输出装置1360和存储装置1370连接。因此，处理器1310可通过系统控制器1320控制输入装置1350、输出装置1360或存储装置1370。
处理器1310和系统控制器1320可分别包括温度传感器1312和1322。温度传感器1312和1322包括片上金属电阻器RT，使得温度传感器1312和1322可以较小且较简单的构造准确且有效地产生与温度成比例的数字输出信号。温度传感器1312和1322基于校正控制信号CCON和/或基准输出信号OREF校正偏移误差和/或增益误差，从而提高数字输出信号的精度和可靠性。
图29是示出根据示例实施例的包括温度传感器的显示系统的框图。
参照图29，显示系统1400包括显示面板1410、显示驱动器集成电路（DDI）1420。
显示面板1410包括多条栅极线和多条数据线，并且包括在各栅极线与各数据线交叉的区域中限定的多个像素。像素可被布置成矩阵形式，以形成像素阵列。显示面板1410可包括LCD面板、LED面板、OLED面板和FED面板。
DDI1420控制显示面板1410的驱动。DDI1420可包括时序控制器1430、栅极驱动器1440和数据驱动器1450。
时序控制器1430基于从诸如GPU的外部装置接收的图像数据信号和系统控制信号，产生栅极驱动器控制信号、数据驱动器控制信号和数据。栅极驱动器1440通过基于栅极驱动器控制信号选择性激活显示面板1410的栅极线，来选择像素阵列的行。数据驱动器1450基于数据驱动器控制信号和数据，将多个驱动电压施加到显示面板1410的数据线。通过栅极驱动器1440和数据驱动器1450的操作驱动显示面板1410，以显示与图像数据信号对应的图像。
时序控制器1430可包括温度传感器1432。温度传感器1432包括片上金属电阻器RT，使得温度传感器1432可以较小且较简单的构造准确且有效地产生与温度成比例的数字输出信号。温度传感器1432基于校正控制信号CCON和/或基准输出信号OREF校正偏移误差和/或增益误差，从而提高数字输出信号的精度和可靠性。
图30是示出根据示例实施例的包括温度传感器的图像传感器的框图。
参照图30，图像传感器1500包括像素阵列1510和信号处理单元1520。
像素阵列1510通过转换入射光产生电信号。像素阵列1510可包括布置成矩阵形式的多个单位像素。单位像素可包括用于提供彩色图像信息的彩色像素和/或用于提供对于对象的（未示出）的距离信息的距离像素。当像素阵列1510包括距离像素时，图像传感器1500还可包括用于向对象照射光的光源。
信号处理单元1520处理电信号，以产生图像数据。信号处理单元1520可包括行驱动器（RD）1530、模数转换器（ADC）1540、数字信号处理器（DSP）155和时序控制器1560。
RD1530可与像素阵列1510的每条行连接，以产生用于驱动像素阵列1510的行的驱动信号。ADC1540可与像素阵列1510的每条列连接，以将从像素阵列1510输出的模拟信号转换成数字信号。根据示例实施例，ADC1540可包括用于提取有效信号分量的相关双采样（CDS）单元。CDS单元可执行模拟双采样操作、数字双采样操作和包括模拟双采样操作和数字双采样操作二者的双相关双采样操作。DSP1550可接收ADC1540输出的数字信号，以针对数字信号执行图像数据处理操作。时序控制器1560可向RD1530、ADC1540和DSP1550施加控制信号。
DSP1550和时序控制器1560可分别包括温度传感器1552和1562。温度传感器1552和1562包括片上金属电阻器RT，使得温度传感器1552和1562可以较小且较简单的构造准确且有效地产生与温度成比例的数字输出信号。温度传感器1552和1562基于校正控制信号CCON和/或基准输出信号OREF校正偏移误差和/或增益误差，从而提高数字输出信号的精度和可靠性。
图31是示出根据示例实施例的温度传感器应用于移动系统的示例的框图。
参照图31，移动系统2100包括应用处理器（AP）2110、连接单元2120、易失性存储装置2130、非易失性存储装置2140、用户接口2150和电源2160。根据示例实施例，移动系统2100可包括预定移动系统，诸如，移动电话、智能电话、个人数字助理（PDA）、便携式多媒体播放器（PMP）、数码相机、音乐播放器、便携式游戏控制台或导航系统。
AP2110可执行用于提供互联网浏览、游戏或移动图片的应用。根据示例实施例，AP2110可包括单核或多核。例如，AP2110可包括多核，诸如，双核、四核和六核。另外，根据示例实施例，AP2110可包括内部高速缓冲存储器或外部高速缓冲存储器。
连接单元2120可与外部装置进行无线通信或有线通信。例如，连接单元2120可进行以太网通信、近场通信（NFC）、射频识别（RFID）通信、移动电信、存储卡通信或通用串行总线（USB）通信。例如，连接单元2120可包括基带芯片组，并且可支持诸如GSM、GPRS、WCDMA或HSxPA的通信。
易失性存储装置2130可存储由AP2110处理的数据或者可作为工作存储器而操作。例如，易失性存储装置2130可以以动态随机存取存储器（DRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、移动DRAM、DDR SDRAM、LPDDR SDRAM、GDDR SDRAM、RDRAM或与之类似的存储器的形式实现。
非易失性存储装置2140可存储用于启动移动系统2100的启动图像。例如，非易失性存储装置2140可以以电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪速存储器、相变随机存取存储器（PRAM）、电阻值随机存取存储器（PRAM）、纳米浮栅存储器（NFGM）、聚合物随机存取存储器（PoRAM）、磁随机存取存储器（MRAM）、铁电随机存取存储器（FRAM）或与之类似的存储器的形式实现。
AP2110、连接单元2120、易失性存储装置2130和非易失性存储装置2140可分别包括温度传感器2112、2122、2132和2142。温度传感器2112、2122、2132和2142包括片上金属电阻器RT，使得温度传感器2112、2122、2132和2142可具有较小且较简单的构造并且可准确且有效地产生与温度成比例的数字输出信号。另外，温度传感器2112、2122、2132和2142基于校正控制信号CCON和/或基准输出信号OREF校正偏移误差和/或增益误差，从而提高数字输出信号的精度和可靠性。
用户接口2150可包括至少一个输入装置（诸如，键盘或触摸屏）和/或至少一个输出装置（诸如，扬声器或显示装置）。电源2160可提供移动系统2100的操作电压。另外，根据示例实施例，移动系统2100还可包括相机图像处理器（CIS），并且还可包括存储装置，诸如，存储卡、固态驱动（SSD）、硬盘驱动（HDD）或CD-ROM。
可通过使用各种类型的封装来安装移动系统2100或移动系统2100的组件。例如，可通过使用诸如层叠封装（PoP）、球栅阵列（BGA）、芯片级封装（CSP）、塑料引线芯片载体（PLCC）、塑料双列直插式封装（PDIP）、裸片格栅封装（Die in Waffle Pack）、裸片级晶片形式（Die in Wafer Form）、板上芯片（COB）、陶瓷双列直插式封装（CERDIP）、塑料方形扁平封装（MQFP）、薄型方形扁平封装（TQFP）、小外形集成电路（SOIC）、窄间距小外形封装件（SSOP）、薄型小外形封装（TSOP）、薄型方形扁平封装（TQFP）、系统级封装件（SIP）、多芯片封装件（MCP）、晶片级制造封装件（WFP）或晶片级加工的堆叠封装件（WSP）的封装来安装移动系统2100或移动系统2100的组件。
图32是示出根据示例实施例的温度传感器应用于计算系统的示例的框图。
参照图32，计算系统2200包括处理器2210、输入/输出集线器2220、输入/输出控制器集线器2230、至少一个存储器模块2240和图形卡2250。根据示例实施例，计算系统2200可以是预定的计算系统，诸如，个人计算机（PC）、服务器计算机、工作站、笔记本电脑、移动电话、智能电话、个人数字助理（PDA）、便携式多媒体播放器（PMP）、数码相机、摄像机、数字电视（数字TV）、机顶盒、音乐播放器、便携式游戏控制台或导航系统。
处理器2210可执行各种计算功能，诸如，特定计算或特定任务。例如，处理器2210可包括微处理器或中央处理单元（CPU）。根据示例实施例，处理器2210可包括单核或多个多核。另外，根据示例实施例，计算系统2200可包括多个处理器。另外，根据示例实施例，处理器2210还可包括内部高速缓冲存储器或外部高速缓冲存储器。
处理器2210可包括用于控制存储器模块2240的操作的存储器控制器2211。包括在处理器2210中的存储器控制器2211可被称为集成存储器控制器（IMC）。可通过使用包括多条信号线的一个通道或者多个通道来实现存储器控制器2211和存储器模块2240之间的存储器接口。另外，各通道可与至少一个存储器模块2240连接。根据示例实施例，存储器控制器2211可设置在输入/输出集线器2220的内部。包括存储器控制器2211的输入/输出集线器2220可被称为存储器控制器集线器（MCH）。存储器模块2240可包括多个易失性存储器或非易失性存储器以存储存储器控制器2211提供的数据。
输入/输出集线器2220可管理诸如图形卡2250的装置和处理器2210之间的数据传递。输入/输出集线器2220可通过各种类型的接口与处理器2210连接。例如，输入/输出集线器2220可通过各种标准接口（诸如，前端总线（FSB）系统总线、超传输、闪电数据传输（LDT）、快速通路互连（QPI）和公共系统接口（CSI））与处理器2210连接。根据示例实施例，计算系统2200可包括多个输入/输出集线器。
输入/输出集线器2220可提供与装置的各种接口。例如，输入/输出集线器2220可提供诸如加速图形端口（AGP）接口、外围组件快速接口（PCIe）和通讯流架构（CSA）的接口。
图形卡2250可通过AGP或PCIe与输入/输出集线器2220连接。图形卡2250可控制显示装置（未示出）来显示图像。图形卡2250可包括内部处理器和内部半导体存储装置，以处理图像数据。根据示例实施例，输入/输出集线器2220可与设置在输入/输出集线器2220外部的图形卡2250一起设置，或者可以被设置在替代图形卡2250的图形装置内。包括在输入/输出集线器2220中的图形装置可被称为集成图形。另外，包括存储器控制器和图形装置的输入/输出集线器2220可以是图形和存储器控制集线器（GMCH）。
输入/输出控制器集线器2230可执行数据缓冲操作和接口仲裁操作，使得各种系统接口有效地操作。输入/输出控制器集线器2230可通过内部总线与输入/输出集线器2220连接。例如，输入/输出集线器2220和输入/输出控制器集线器2230可通过直接媒体接口（DMI）、集线器接口、企业南桥接口（ESI）或PCIe彼此连接。
输入/输出控制器集线器2230可提供与外围装置的各种接口。例如，输入/输出控制器集线器2230可提供通用串行总线（USB）端口、串行高级技术附件（SATA）端口、通用输入/输出（GPIO）、低引脚数（LPC）总线、串行外围接口（SPI）、PCI和PCIe。
处理器2210、输入/输出集线器2220、输入/输出控制器集线器2230和图形卡2250可分别包括温度传感器2212、2222、2232和2252。温度传感器2212、2222、2232和2252包括片上金属电阻器RT，使得温度传感器2212、2222、2232和2252可具有较小且较简单的构造并且可准确且有效地产生与温度成比例的数字输出信号。另外，温度传感器2212、2222、2232和2252基于校正控制信号CCON和/或基准输出信号OREF校正偏移误差和/或增益误差，从而提高数字输出信号的精度和可靠性。
根据示例实施例，处理器2210、输入/输出集线器2220和输入/输出控制器集线器2230可被分离地实现在各个芯片组中，或者可以在集成电路中实现。可选地，处理器2210、输入/输出集线器2220和输入/输出控制器集线器2230中的至少两个的组件可在一个芯片组中实现。
示例实施例可应用于包括温度控制振荡器和温度传感器的预定装置和预定系统。例如，示例实施例可有用地用于各种电器诸如蜂窝电话、智能电话、PDA、PMP、数码相机、摄像机、PC、服务器计算机、工作站、笔记本电脑、数字TV、机顶盒、音乐播放器、便携式游戏控制台、导航系统、智能卡和打印机。
以上是示例实施例的示意性示出并且将不被解释为限制示例实施例。尽管已经描述了一些示例实施例，但本领域的技术人员应该容易理解，在实质上不脱离本发明构思的新颖教导和优点的情况下，可在示例实施例中进行许多修改。因此，所有这类修改意图被包括在如权利要求书中限定的本发明构思的范围内。因此，要理解，以上是各种示例实施例的例证并且将不被理解为限于所公开的特定示例实施例，所公开示例实施例的修改形式以及其它示例实施例意图被包括在所附权利要求书的范围内。

Claims (30)

1.一种温度控制振荡器，包括：
振荡单元，被构造为产生至少一个基准电压，并基于滤波电压和所述至少一个基准电压产生具有根据温度而变化的周期的振荡信号，；以及
滤波单元，构造为基于振荡信号产生滤波电压，其中，滤波单元包括：
片上金属电阻器，具有与第一节点连接的第一端子，片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值，以及
电容器，具有与第一节点连接的第一端子，并且被构造为基于振荡信号进行充电或放电以供应滤波电压。
2.如权利要求1所述的温度控制振荡器，其中，振荡单元被构造为如果温度升高则增加振荡信号的周期，如果温度降低则减小振荡信号的周期。
3.如权利要求1所述的温度控制振荡器，其中，振荡单元包括：
第一电阻器，连接在电源和第二节点之间；
第二电阻器，连接在第二节点和地电压之间；
比较器，包括与第一节点连接的第一输入端子、与第二节点连接的第二输入端子、被构造为输出振荡信号的输出端子；以及
第三电阻器，连接在第二节点和比较器的输出端子之间，
其中，片上金属电阻器的第二端子与比较器的输出端子连接。
4.如权利要求3所述的温度控制振荡器，其中，振荡单元被构造为将第二节点处的电压产生为第一基准电压，第一基准电压根据滤波电压的电平具有第一基准电平和低于第一基准电平的第二基准电平中的一个，振荡单元被构造为如果滤波电压的电平高于第一基准电平或者滤波电压的电平低于第二基准电平则激活振荡信号。
5.如权利要求1所述的温度控制振荡器，其中，滤波单元还包括：
放大块，包括与电容器的第二端子连接的第一端子、与地电压连接的第二端子、与第一节点连接的第三端子。
6.如权利要求1所述的温度控制振荡器，其中，振荡单元包括：
基准电压产生块，构造为响应于电源电压和地电压产生第一基准电压和第二基准电压；
输出块，构造为基于第一基准电压、第二基准电压、滤波电压和起始信号产生振荡信号；以及
锁存块，构造为锁存并输出振荡信号，
其中，片上金属电阻器的第二端子与锁存块的输出端子连接。
7.如权利要求6所述的温度控制振荡器，其中，基准电压产生块包括：
第一电阻器，连接在电源和第二节点之间；
第二电阻器，连接在第二节点和第三节点之间；以及
第三电阻器，连接在第三节点和地电压之间，
其中，第二节点处的电压是第一基准电压，第三节点处的电压是第二基准电压。
8.如权利要求6所述的温度控制振荡器，其中，输出块包括：
第一比较器，包括被构造为接收第一基准电压的第一输入端子、与第一节点连接的第二输入端子、被构造为输出第一比较信号的输出端子；
第二比较器，包括与第一节点连接的第一输入端子、被构造为接收第二基准电压的第二输入端子、被构造为输出第二比较信号的输出端子；
第一或非门，构造为针对第一比较信号和第二比较信号执行或非操作；
反相器，将起始信号反相；以及
第二或非门，构造为针对来自第一或非门的输出信号和来自反相器的输出信号执行或非操作，以产生振荡信号。
9.如权利要求8所述的温度控制振荡器，其中，如果滤波电压的电平高于第一基准电压的电平或低于第二基准电压的电平，则振荡单元激活振荡信号。
10.如权利要求6所述的温度控制振荡器，其中，锁存块包括触发器，触发器包括被构造为接收振荡信号的时钟端子、与片上金属电阻器连接的输出端子和与反相输出端子连接的数据端子。
11.一种温度控制振荡器，包括：
振荡单元，构造为产生至少一个基准电压，并基于滤波电压和所述至少一个基准电压产生具有根据温度而变化的周期的振荡信号；以及
调整单元，构造为基于振荡信号产生滤波电压并且基于校正控制信号调整振荡信号的周期，以去除因振荡单元的寄生延迟导致的包括在振荡信号中的偏移误差。
12.如权利要求11所述的温度控制振荡器，其中，振荡单元被构造为产生包括交替重复的第一时间段和第二时间段的振荡信号，第一时间段具有第一周期，第二时间段具有比第一周期长的第二周期，第一时间段的包括在振荡信号中的第一振荡脉冲的数量等于第二时间段的包括在振荡信号中的第二振荡脉冲的数量。
13.如权利要求11所述的温度控制振荡器，其中，调整单元包括：
第一片上金属电阻器，连接在第一节点和第二节点之间，第一片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值；
第二片上金属电阻器，连接在第二节点和第三节点之间，第二片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值；
选择块，构造为响应于校正控制信号将第二节点和第三节点中的一个与振荡单元的输出振荡信号的输出端子电连接；以及
电容器，具有与第一节点连接的第一端子并且被构造为基于振荡信号和校正控制信号进行充电或放电，以供应滤波电压。
14.如权利要求13所述的温度控制振荡器，其中，第一片上金属电阻器和第二片上金属电阻器具有相同电阻值，并且振荡单元被构造为基于相同电阻值产生振荡信号的第一时间段和第二时间段。
15.如权利要求11所述的温度控制振荡器，其中，调整单元包括：
片上金属电阻器，具有与第一节点连接的第一端子，片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值；
第一电容器，具有与第一节点连接的第一端子并且被构造为基于振荡信号进行充电或放电，以供应滤波电压；
第二电容器，具有与第一节点连接的第一端子；以及
选择块，构造为响应于校正控制信号将第一电容器的第二端子与第二电容器的第二端子选择性连接。
16.如权利要求15所述的温度控制振荡器，其中，第一电容器和第二电容器具有相同电容，振荡单元被构造为基于相同电容产生振荡信号的第一时间段和第二时间段。
17.如权利要求11所述的温度控制振荡器，其中，调整单元包括：
第一片上金属电阻器，具有与第一节点连接的第一端子，第一片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值；
第二片上金属电阻器，连接在第一节点和第二节点之间，第二片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值；
选择块，被构造为响应于校正控制信号将第一节点和第二节点中的一个与第三节点电连接；以及
电容器，具有与第三节点连接的第一端子并且被构造为基于振荡信号和校正控制信号进行充电或放电，以供应滤波电压。
18.一种温度传感器，包括：
温度控制振荡器，构造为产生具有根据温度控制振荡器的温度而变化的周期的振荡信号；以及
模数转换电路，构造为基于振荡信号和基准振荡信号产生与所述温度对应的数字输出信号，
温度控制振荡器包括
振荡单元，构造为产生至少一个基准电压，并且基于滤波电压和所述至少一个基准电压产生振荡信号，以及
滤波单元，构造为基于振荡信号产生滤波电压，滤波单元包括
片上金属电阻器，具有与第一节点连接的第一端子，片上金属电阻器具有根据温度而变化的电阻值，以及
电容器，具有与第一节点连接的第一端子，并且被构造为基于振荡信号进行充电或放电，以供应滤波电压。
19.如权利要求18所述的温度传感器，其中，模数转换电路包括：
本地振荡器，构造为产生基准振荡信号；
计数器，构造为基于基准振荡信号产生顺序增加的计数信号；
分频器，构造为通过对振荡信号进行分频产生分频信号；以及
差分单元，构造为通过在分频信号的每个上升沿或每个下降沿得到计数信号的计数值并计算相邻地获得的计数值之差，来产生数字输出信号。
20.如权利要求18所述的温度传感器，其中，模数转换电路包括：
本地振荡器，构造为产生基准振荡信号；
分频器，构造为通过对振荡信号进行分频来产生分频信号；
计数器，构造为基于基准振荡信号产生顺序增加的计数信号；以及
寄存器，构造为通过在分频信号的每个上升沿或每个下降沿得到计数信号的计数值来产生数字输出信号。
21.如权利要求18所述的温度传感器，其中，模数转换电路包括：
本地振荡器，构造为产生基准振荡信号；
分频器，构造为通过对振荡信号进行划分来产生分频信号；
计数器，构造为基于振荡信号产生顺序增加的计数信号；以及
寄存器，构造为通过在分频信号的每个上升沿或每个下降沿得到计数信号的计数值来产生数字输出信号。
22.一种温度传感器，包括：
温度控制振荡器，构造为产生具有根据温度控制振荡器的温度而变化的周期的振荡信号并且被构造为基于校正控制信号调整振荡信号的周期；以及
模数转换电路，构造为基于振荡信号和基准振荡信号产生与所述温度对应的第一数字输出信号并且产生校正控制信号，
温度控制振荡器包括：
振荡单元，构造为产生至少一个基准电压，并且基于滤波电压和所述至少一个基准电压产生振荡信号，以及
调整单元，构造为基于振荡信号产生滤波电压并且基于校正控制信号调整振荡信号的周期，以去除因振荡单元的寄生延迟导致的包括在振荡信号中的偏移误差。
23.如权利要求22所述的温度传感器，其中，模数转换电路包括：
本地振荡器，构造为产生基准振荡信号；
计数器，构造为基于基准振荡信号产生顺序增大的计数信号；
第一分频器，构造为基于振荡信号产生分频信号；
第一差分单元，构造为通过在分频信号的每个上升沿或每个下降沿得到计数信号的计数值并计算相邻地获得计数值之差，来产生第二数字输出信号；
第二差分单元，构造为通过在分频信号的每个上升沿或每个下降沿得到第二数字输出信号的值并计算相邻地获得的值之差，来产生第一数字输出信号；以及
第二分频器，构造为通过对分频信号进行分频来产生校正控制信号。
24.如权利要求22所述的温度传感器，还包括：
增益校正电路，构造为去除偏移误差和增益误差，增益校正电路被构造为基于第一数字输出信号和基准输出信号产生第二数字输出信号。
25.如权利要求24所述的温度传感器，其中，增益校正电路包括：
第一运算单元，构造为通过将基准输出信号除以第一数字输出信号，计算增益校正值；
存储单元，构造为存储增益校正值；以及
第二运算单元，构造为通过将第一数字输出信号乘以增益校正值，产生第二数字输出信号。
26.一种片上系统，包括：
振荡器，构造为产生具有与振荡器的温度成比例的周期的振荡信号，振荡器包括：
滤波器，包括至少一个片上电阻器，所述至少一个片上电阻器被构造为使得所述至少一个片上电阻器的电阻是基于温度的，滤波器被构造为基于所述至少一个片上电阻器的电阻产生滤波电压，以及
振荡单元，构造为基于滤波电压产生振荡信号。
27.如权利要求26所述的片上系统，其中，至少一个片上电阻器是片上金属电阻器。
28.如权利要求27所述的片上系统，其中，振荡单元包括比较器，比较器被构造为比较滤波电压与基准电压并且基于比较输出振荡信号。
29.如权利要求26所述的片上系统，其中，滤波器还包括第一片上电阻器和第二片上电阻器，第一片上电阻器的电阻和第二片上电阻器的电阻分别是基于温度的且相互不同，滤波器被构造为基于第一片上电阻器的电阻和第二片上电阻器的电阻产生滤波电压。
30.如权利要求29所述的片上系统，其中，第一片上电阻器和第二片上电阻器是片上金属电阻器。
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