CN104583897A - 半导体器件和电子设备 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，半导体器件(20)包括半导体芯片(200)，其中集成有功能块(201、202、203等)和温度传感器(208)。在该实施例中，响应于半导体器件(20)的操作状态的改变，芯片上温度传感器(208)进行操作以从连续测量芯片温度的连续操作切换至间歇测量芯片温度的间歇操作，或者改变芯片温度的间歇测量之间的时间间隔。

Description

半导体器件和电子设备

技术领域

本申请涉及半导体器件以及使用该半导体器件的电子设备，诸如无线通信终端。

背景技术

专利文献1公开了将半导体芯片(裸片)划分为多个电路块并针对每个电路块控制电源的技术。例如，通过停止向不是正在操作的不需要的电路块提供电源来减少漏电流。因此，该技术可以降低半导体集成电路器件(例如，IC(集成电路)、LSI(大规模集成)、系统LSI和SoC(芯片上系统)器件)的功耗。

引用列表

专利文献

[专利文献1]日本未审查专利申请公开第2012-4582号

发明内容

本申请的发明人在开发用于无线通信终端的诸如系统LSI(SoC器件)的半导体器件(半导体集成电路器件)的过程中发现了各种问题。为了解决这些问题，通过本申请的发明人得到的技术想法能够提供可适当地用于无线通信终端等的半导体集成电路器件以及使用半导体集成电路器件的无线通信终端。将根据以下实施例的描述和附图来明确这些技术想法的多个具体示例。

解决问题的方案

在一个方面中，一种半导体器件包括其中集成有温度传感器的半导体芯片。温度传感器包括被配置为能够基于半导体芯片的芯片温度间歇生成传感器信号的电路。

本发明的有利效果

根据上述方面，可以提供可适当用于无线通信终端等的半导体器件以及使用半导体器件的诸如无线通信终端的电子设备。

附图说明

图1是示出漏电流的晶体管的截面图。

图2是示出根据比较示例的SoC器件的功耗的曲线图。

图3是示出根据比较示例的SoC器件的功耗的曲线图。

图4A是示出根据实施例的无线通信终端的结构示例的概要图。

图4B是示出根据实施例的无线通信终端的结构示例的示图。

图5是示出根据实施例的无线通信终端的结构示例的示图。

图6是示出用于控制温度传感器或者温度传感器的部分(例如，模拟电路)的操作的使能信号的一个示例的波形图。

图7是示出根据实施例的包括在SoC器件中的温度传感器的结构示例的示图。

图8是示出根据实施例的包括在温度传感器中的比较器的结构示例的示图。

图9A是示出根据实施例的提供给包括在温度传感器中的模拟模块的使能信号的一个示例的波形图。

图9B是示出根据实施例的提供给包括在温度传感器中的模拟模块的使能信号的另一个示例的波形图。

图10A是示出根据实施例的SoC器件的平面图的一个示例的示图。

图10B是示出根据实施例的SoC器件的平面图的另一个示例的示图。

图11是示出根据实施例的SoC器件中的电源区域的层的示图。

图12是示出根据实施例的功能块与SoC器件中的电源区域的层之间的对应关系的示图。

图13是示出根据实施例的SoC器件的两个操作状态(具体地，待机状态和最小操作状态)下的功耗的曲线图。

图14是示出根据实施例的用于SoC器件的较低功耗的操作状态的转变的示图。

图15A是示出根据实施例的SoC器件的操作状态的转变与芯片温度之间的关系的示图。

图15B是示出根据实施例的SoC器件的操作状态的转变与芯片温度之间的关系的示图。

图16是示出根据实施例的包括在SoC器件中的温度传感器的结构示例的示图。

图17是示出根据实施例的包括在SoC器件中的温度传感器的操作模式切换过程的一个示例的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述本发明的具体实施例。注意，在附图的描述中，相同的元件将通过相同的参考符合来表示，并且根据需要省略多余的描述以简化说明。

<比较示例的描述>

首先，以下描述根据本申请的发明人研究的比较示例的半导体器件。随着微型制造技术的发展，在用于无线通信终端的诸如SoC器件的半导体器件中要求更大的功能性和更高的效率，因而功耗和热量生成越来越多。为了防止半导体器件的热耗散，已知温度传感器与其他功能块一起置于半导体芯片上使得通过芯片上的温度传感器测量半导体芯片的温度的结构。注意，热耗散是IC封装的内部温度由于热生成率超过热耗散率而持续增加的状态。此外，如后面所描述的，功耗的降低是需要解决的主要问题。另一方面，由于芯片上温度传感器包括诸如BGR(带隙参考)、比较器和输出缓冲器的模拟模块，所以降低操作期间的功耗存在限制。因此，考虑到当不需要测量温度时停止芯片上温度传感器的操作。

在上述背景下，根据本申请的发明人所研究的比较示例的半导体器件包括芯片上温度传感器。根据比较示例的半导体器件向芯片上温度传感器提供电能并在整个器件的功耗较高且热耗散的可能性较高的第一操作状态(高功耗状态)下连续地测量芯片温度。注意，在本说明书中，提供有电能的芯片上温度传感器总是连续测量芯片温度的操作被称为“连续操作”。另一方面，在整个器件的功耗较低且热耗散的可能性较低的第二操作状态(低功耗状态)下，根据比较示例的半导体器件停止芯片上温度传感器的操作并停止向芯片上温度传感器的模拟量提供电能。当半导体器件处于第二操作状态时，操作中的电路(例如，电路模块、功能块、宏或IP核)的数量少于第一操作状态期间的操作中的电路的数量，因此功耗低于第一操作状态期间的功耗。

在半导体器件为用于无线通信终端的SoC器件的情况下，执行无线数据通信、视频播放等的操作状态(例如，正常操作状态、通信状态(连接状态)、视频播放状态或最大操作状态)对应于第一操作状态。例如，在第一操作状态期间，SoC器件向具有高功耗的功能块(诸如应用处理器、图像处理器和基带处理器)提供电能，并操作这些功能块。另一方面，用于无线通信终端的SoC器件的待机状态对应于第二操作状态。在待机状态下，SoC器件仅执行有限的操作，包括不连续接收以响应来自无线通信网络的寻呼。因此，待机模式的SoC器件可停止向应用处理器(或其部分)和图像处理器提供电能或者减小它们的电源电压，同时操作基带处理器(或其部分)来检测寻呼。

<基于热分析模拟的考虑>

然而，本申请的发明人基于热分析仿真进行了详细的研究，并发现存在即使在低功耗状态(诸如待机状态)也会在半导体器件中发生热耗散的可能性。这主要由漏电流的增加引起。参照图1描述漏电流。图1是MOSFET的截面图。随着MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的阈值电压的降低，当MOSFET截止时，亚阈值漏电流在漏极93和源极92之间的流动。亚阈值漏电流具有较大的温度依赖性，因此亚阈值漏电流随着MOSFET的结温度(沟道温度)的增加而增加。此外，随着栅极绝缘膜94由于MOSFET的微型制造而变薄，栅极漏电流(栅极隧道电流)GIDL(栅极诱发的漏极泄漏)增加。栅极漏电流在栅极91和硅衬底90之间(或者在栅极91和源极92之间或者栅极91与漏极93之间)流动，这是因为电子通过隧道效应而穿过栅极绝缘膜。由于栅极91和漏极92之间的电场引起隧道效应，所以GIDL流过漏极93和衬底90。

图2是示出通过对SoC器件的热仿真分析获得的用于无线通信终端的特定SoC器件的最大操作状态下的功耗与结温度(沟道温度)Tj之间的关系的示图。图2中的实线L1表示SoC器件的总功耗。SoC器件的总功耗包括SoC器件操作期间流过的电流所引起的功耗(操作电流分量)和漏电流所引起的功耗(漏电流分量)。图2中的交替长短虚线L2表示操作电流分量，以及虚线L3表示漏电流分量。从图2可以理解，当结温度变得较高时，漏电流分量(L3)超过操作电流分量(L2)。

图3示出了SoC器件的最大操作状态下的功耗(图3中的L4)(这与图2相同)以及SoC器件的待机状态下的功耗(图3中的L5)。此外，图3中的两直虚线L6和L7分别表示当室温Ta为30℃和90℃时的最大允许功率Pd。通过以下等式(1)来限定最大允许功率Pd：

Pd＝(Tj-Ta)/θja   (1)

其中，Tj是结温度，Ta是室温，以及θja是结温度(Tj)与室温(Ta)之间的热阻[℃/W]。

SoC器件可在表示SoC器件的功耗的曲线(L4或L5)与表示最大允许功率Pd的直线(L6或L7)之间没有交叉的环境下进入热耗散。换句话说，图3中的SoC器件可在室温Ta达到大约90℃时(即使处于待机状态)进入热耗散。

从上面的描述可以明显看出，根据比较示例的半导体器件(其中，芯片上温度传感器在第一操作状态(例如，正常操作状态、通信状态(连接状态)、视频播放状态或最大操作状态)期间连续操作，以及芯片上温度传感器在第二操作状态(例如，低功耗状态或待机状态)期间停止操作)具有其在第二操作状态期间会经历热耗散的问题。解决该问题的一种方法是使芯片上温度传感器在第二操作状态期间连续操作，就如第一操作状态期间一样。然而，该方法不能在第二操作状态期间实现功耗的降低。

考虑到上述问题，本申请的发明人对半导体器件(例如SoC器件)的结构和操作进行了研究，在芯片上温度传感器测量其中的温度的同时，可以在第二操作状态期间抑制功耗的增加。发明人将注意力集中于第二操作状态期间的芯片温度增加速度(增加率)低于第一操作状态器件的芯片温度增加速度的事实，这是因为第二操作期间整个器件的功耗和热生成低于第一操作状态期间整个器件的功耗和热生成。在根据本申请的发明人获得的技术想法的一个实施例中，半导体器件具有芯片上温度传感器间歇测量芯片温度的结构。下文描述该实施例。

第一实施例

<无线通信终端(电子设备)的概述>

根据该实施例的无线通信终端100包括半导体器件(例如，诸如SoC器件的半导体集成电路)20以及连接至SoC器件20的外围IC(例如，电能管理IC和RF(射频)-IC)和外围设备(例如，显示器、相机和输入设备)。图4A和图4B是示出无线通信终端100的结构示例的概要图。图5是示出无线通信终端100的结构示例的功能框图。尽管图4A、图4B和图5所示的结构示例示出了无线通信终端100是智能电话的情况，但无线通信终端100也可以是另一种无线通信终端，诸如特色电话机(例如，折叠蜂窝电话)、便携式游戏终端、平板电脑或笔记本IC(个人计算机)。以下，参照图4A、图4B和图5描述无线通信终端100的结构和功能。

图4A示出了无线通信终端100的壳体101的一个主面(前侧)。在壳体101的前侧，设置显示器102、触摸面板103、多个操作按钮105和相机105。另一方面，图4B示出了壳体101的另一个主面(背侧)。在壳体101的背侧上，设置相机106。

例如，显示器102是LCD(液晶显示器)或OLED(有机发光二极管)显示器，并且其显示面被设置在壳体101的前侧上。触摸面板103被设置为覆盖显示器102的显示面或设置在显示器102的背侧以检测用户与显示面接触的位置。具体地，用手指或应用至显示器102的笔(通常称为触针)触摸显示器102的显示面，用户直观地操作无线通信终端100。操作按钮104也用于无线通信终端100的操作。一些无线通信终端不具有这种操作按钮。

相机106是主相机，其被设置为使其透镜单元位于壳体101的背侧上。另一方面，相机105是子相机，其被设置为使其透镜单元位于壳体101的前侧上。一些无线通信终端不具有该子相机。

<SoC器件(半导体器件)的描述>

以下参照图5描述无线通信终端100的内部结构。图5的结构示例示出了SoC器件20以及连接至SoC器件20的外围IC和外围设备。SoC器件通常表示电子系统所要求的许多电路(例如，无线通信终端、数码相机、数字电视或音频播放器)集成到一个半导体芯片中的IC器件。SoC器件在一些情况下被称为系统LSI。图5所示SoC器件20是安装在无线通信终端中的SoC器件，并且其包括半导体芯片200，在半导体芯片200中集成有CPU(中央处理单元)和许多其他电路(称为电路模块、功能块、宏或IP(知识产权)核)。在图5的示例中，应用处理器(或CPU)201、图像处理器202、基带处理器203、音频CODEC 204、显示控制器205、存储控制器206、存储器207和温度传感器208集成到半导体芯片200中。注意，图5的结构示例仅仅是一个示例。换句话说，无线通信终端100可包括图5未示出的功能块、IC或器件，或者可以不需要包括图5所示的功能块、IC或器件。

应用处理器201也被称为CPU、MPU(微处理单元)或微处理器。具体地，应用处理器201通过执行从存储器207或外部存储器28读取的系统软件程序(OS(操作系统)程序)和应用程序(例如，网页浏览器、邮件应用程序、相机操作应用程序和音乐播放应用程序)来实施无线通信终端100的功能。

图像处理器202通过硬件执行图像处理。图像处理器202可执行解码和编码音频数据(例如，H.264、MPEG-4)中的一种或两种。此外，图像处理器202可执行解码和编码又一图像数据(例如，JPEG)中的一种或两种。

基带处理器203执行用于无线通信的数字基带信号处理。例如，数字基带信号处理包括(a)数据压缩/解压缩，(b)数据分割/连结，(c)传输格式(传输帧)组成/分解，(d)传输通道编码/解码，(e)调制(符号映射)/解调，(f)扩展/解扩展，(g)通过IFFT(快速傅立叶反变换)生成OFDM符号数据(基带OFDM信号)。

音频CODEC 204执行麦克风26接收到的模拟音频信号的编码以及将从扬声器207输出的音频数据的解码。显示控制器205是驱动显示器23的控制驱动器。显示控制器205包括向显示器23提供视频信号和定时信号(例如，水平同步信号和垂直同步信号)的驱动器和控制视频信号和定时信号的传输的控制电路。存储控制器206控制对外部存储器28的写入数据和从外部存储器读取数据。

例如，存储器207包括存储启动代码的ROM(只读存储器)、SRAM(静态随机存取存储器)、DRAM(动态随机存取存储器)或闪存或它们的组合。

<温度传感器的概述>

温度传感器208是所谓的芯片上温度传感器，并测量半导体芯片200的芯片温度(其还被称为结温度或沟道温度)。根据该实施例的芯片上温度传感器208被配置为能够间歇测量芯片温度。更具体地，芯片上温度传感器208将SoC器件20的第二操作状态(例如，低功耗状态或待机状态)期间的温度测量间隔设置得长于第一操作状态(例如，正常操作状态、通信状态(连接状态)、视频播放状态或最大操作状态)期间的温度测量间隔。换句话说，芯片上温度传感器208将SoC器件20处于第二操作状态时的温度传感器208或其部分(例如，模拟电路)的停止时间设置得长于SoC器件20处于第一操作状态时的停止时间。另一方面，与第二操作状态期间相比，可以以较短的时间间隔连续或间歇执行第一操作状态期间温度传感器208进行的温度测量。根据该实施例的SoC器件20从而可以在第二操作状态(例如，待机状态)期间执行间歇的温度测量，并且可以基于芯片温度的测量结果执行用于防止SoC器件20的热耗散的控制(即，转换至又一低功耗状态)。此外，根据该实施例的SoC器件20将第二操作状态期间的温度测量间隔设置得长于第一操作状态期间的温度测量间隔，从而抑制了第二操作状态期间功耗的增加。根据该实施例的SoC器件20对于要求在第二操作状态期间实现低功耗的便携式电子设备(诸如无线通信终端)来说尤其有效，并且可以用于各种室温环境。稍后将描述温度传感器208的结构和操作的细节。

<外围IC和外围设备的概述>

下面描述图2所示的外围IC和外围设备。在图2的结构示例中，SoC器件20连接至电能管理IC 21、RF单元22、显示器23、输入设备24、相机25、麦克风26、扬声器27和外部存储器28。显示器23对应于图1A所示的显示器102。相机25对应于图1A和图1B所示的相机105和106。

电能管理IC 21从电池或外部电源生成内部电源。内部电源被提供给无线通信终端100中的每个IC和每个器件。电能管理IC 21根据接收内部电源的块(IC或器件)控制内部电源的电压。电源管理IC 21基于来自SoC器件20(例如，应用处理器201)的指令控制内部电源的电压。通过电能管理IC 21，相互独立地停止每个块(IC或器件)的内部电源。电能管理IC 21可控制电池充电。

RF单元22执行模拟RF信号处理。模拟RF信号处理包括升频转换、降频转换、放大等。RF单元22耦合至基带处理器203。具体地，RF单元22从基带处理器203接收调制符号数据(或OFDM符号数据)，生成传输RF信号并将传输RF信号提供给天线。RF单元22还基于天线接收的接收RF信号生成基带接收信号，并将其提供给基带处理器203。

<温度传感器的详细描述>

下面详细描述根据该实施例的芯片上温度传感器208的结构和操作的具体示例。响应于SoC器件20的操作状态的变化，芯片上温度传感器208被配置为从连续测量芯片温度的连续操作切换为间歇测量芯片温度的间歇操作，或者改变芯片温度的间歇测量之间的时间间隔。当执行间歇操作时，温度传感器208可周期性地或间歇测量芯片温度。

在该说明书中，温度传感器208以间歇方式在短周期内(例如，在几百秒至几分钟的周期内)重复芯片温度测试的开始和停止被称为“间歇操作”。当温度传感器208停止芯片温度的测量时，停止对温度传感器208的至少一部分(例如，包括温度传感器元件的模拟电路)的供电。温度传感器208的连续操作和间歇操作之间的差异可以表示为用于控制温度传感器208或其部分(例如，模拟电路)的操作的使能信号ENB的波形的差异。图6(a)示出了对应于连续操作的使能信号ENB的波形的一个示例，以及图6(b)示出了对应于间歇操作的使能信号ENB的波形的一个示例。当使能信号ENB为高电平时，电能提供给温度传感器208或其部分(例如，模拟电路)，并且温度传感器208测量芯片温度。另一方面，当使能信号ENB为低电平时，停止向温度传感器208或其部分(例如，模拟电路)提供电能，并且温度传感器208停止操作。在图6(a)中，使能信号ENB总是高电平，因此温度传感器208总是接收电源并连续测量芯片温度。另一方面，在图6(b)中，使能信号ENB具有脉冲波形，并且周期性地重复高电平和低电平。通过高电平周期X和信号循环Y确定图6(b)中的使能信号的占空比(X/Y)。

注意，温度传感器208的间歇操作的循环可以考虑SoC器件20的温度增加速度(增加率)来任意设置。在图6(b)的示例中，基于SoC器件20的温度增加速度(增加率)来设置作为脉冲信号的使能信号的循环Y。此外，间歇操作期间的温度传感器208的操作时间可考虑温度传感器208的响应时间和要求稳定温度传感器208的输出的时间(稳定时间)来任意设置。在图6(b)的示例中，基于温度传感器208的响应时间和稳定时间来设置使能信号的高电平周期或占空比(X/Y)。

<温度传感器的结构和操作的描述>

图7和图8示出了温度传感器208的结构示例。图8是图7所示比较器623的详细框图。在一些实施中，温度传感器208包括控制逻辑单元61和模拟电路62。模拟电路62被配置为基于芯片温度生成传感器信号THSEN。控制逻辑单元61被配置为生成将被提供给模拟电路62的控制信号(即，使能信号)。根据来自控制逻辑单元61的控制信号(使能信号)，模拟电路62进行操作以从连续生成传感器信号THSEN的连续操作切换为间歇地生成传感器信号THSEN的间歇操作，或者改变传感器信号的间歇生成之间的时间间隔。

控制逻辑单元61生成用于控制模拟电路62中的功耗降低的控制信号(使能信号)。在图7的示例中，控制逻辑单元61生成用于控制设置在模拟电路62中的电源开关M1至M4的开和关的使能信号。使能信号被提供给电源开关M1至M4，并控制它们的开和关。例如，使能信号可以是脉冲信号，其被提供给用作电源开关M1至M4的晶体管开关(例如，MOSFET开关或CMOS传输栅极)的控制端(例如，栅极)。在该结构中，控制逻辑单元61可以自动地控制温度传感器208的模拟电路62的间歇操作而不依赖于应用处理器(CPU)201的软件控制。因此，即使应用处理器(CPU)201停止低功耗状态(诸如待机状态)下的操作时，温度传感器208也可以自动地执行间歇操作。

此外，在图7的结构示例中，控制逻辑单元61包括定时器611和用于生成使能信号的截断控制逻辑612。定时器611具有计数器，其根据低频时钟信号RCLK对定时器进行计数加(或计数减)。截断控制逻辑612基于定时器611的计数值生成具有期望占空比的脉冲信号(即，使能信号)。使能信号的占空比限定模拟电路62生成的间歇传感器信号之间的时间间隔。可从温度传感器208的外部配置使能信号的占空比(X/Y)。更具体地，存储占空比的设置值的配置寄存器可以包括在控制逻辑单元61中。例如，应用处理器201可将占空比的设置值写入配置寄存器。

此外，根据空闲控制信号(IDLE_CTRL)，截断控制逻辑612被配置为从连续生成传感器信号的连续操作切换为间歇地生成传感器信号的间歇操作，或者改变传感器信号的间歇生成之间的时间间隔。空闲控制信号表示温度传感器208的操作模式的切换。空闲控制信号可以从应用处理器201提供给温度传感器208，并且可根据SoC器件20的操作状态的切换(例如，正常操作状态和待机状态之间的切换)改变其值。空闲控制信号可以是1比特信号。截断控制逻辑612根据空闲控制信号的值改变使能信号。例如，如图9A所示，截断控制逻辑612可以在表示模拟电路62的连续操作的恒定高电平(或恒定低电平)的波形与表示模拟电路62的间歇操作的脉冲波形之间改变使能信号的波形。可选地，如图9B所示，截断控制逻辑612可改变作为脉冲信号的使能信号的占空比，以改变模拟电路62的间歇操作的时间间隔。

此外，当模拟电路62测量的芯片温度超过特定阈值时，图7的结构示例所示的控制逻辑单元61进行操作以输出间歇请求信号IRQ。为了实施该操作，控制逻辑单元61包括温度范围寄存器613、阈值寄存器614、乘法器615和比较器616。温度范围寄存器613存储施加至温度传感器208的温度范围的设置值。阈值寄存器614存储芯片温度的阈值。乘法器615将设置在模拟电路62中的比较器623的输出信号TAPOUT与温度范围寄存器613的值相乘。注意，基于芯片温度，使用传感器信号生成信号TAPOUT。比较器616将乘法器615的输出信号与存储在阈值寄存器614中的阈值进行比较，并且当乘法器615的输出信号超过阈值时，输出间歇请求信号IRQ。

以下描述图7和图8所示模拟电路62的结构。图7所示模拟电路62包括BGR(带隙参考)621、运算放大器622、比较器623和输出缓冲器624。这些电路在高电位电源VDDQ和低电位电源VSSQ之间进行操作。BGR 621包括基于芯片温度生成传感器信号的温度传感器元件(具体地，热二极管)。具体地，BGR 621生成不依赖于芯片温度的参考电压VREFB和根据芯片温度增加或降低的传感器信号THSEN。

运算放大器622基于BGR 621生成的参考电压VREFB生成参考电压VREF。具体地，运算放大器622的正输入端接收BGR 621生成的参考电压VREFB。另一方面，运算放大器622的负输入端通过可变电阻器连接至输出晶体管M0的输出端。输出晶体管M0具有连接至高电位电源VDDQ的输入端、通过梯形电阻(图8所示多个电阻器R)连接至低电位电源VSSQ的输出端以及被运算放大器622驱动的控制端。因此，晶体管M0的输出端处的电位VREF是通过BGR 621生成的参考电压VREFB和设置在负反馈路径上的可变电阻器的电阻值确定的恒定电位。

如图8所示配置比较器623。比较器623包括比较器元件6231至6234。比较器元件6231至6234将温度传感器信号THSEN与不同的电压进行比较。具体地，每个比较器元件的正输入端接收BGR621生成的温度传感器信号THSEN。此外，每个比较器的负输入端接收通过将参考电压VREF除以梯度电阻(多个电阻器R)所获得的多个电压中的一个。可变电阻器VR设置在每个比较器元件的负输入端和梯度电阻之间。根据温度范围寄存器613的值调整可变电阻器VR的阻抗。比较器元件6231至6234的输出信号TAPOUT被提供给控制逻辑单元61用于与阈值的比较。

输出缓冲器624是用于将温度传感器信号THSEN输出到SoC器件20的外部的缓冲器。输出缓冲器624的模拟输出(V_THSENS)连接至SoC器件20的输出端(例如，图12中的焊盘214，稍后进行描述)。注意，在不需要将传感器信号输出到SoC器件20的外部的情况下，可以省略输出缓冲器624。

此外，模拟电路62具有用于减小间歇地停止操作的模拟电路元件(例如，BGR 621、比较器623和输出缓冲器624)的功耗的结构。模拟电路62可执行所谓的电源选通。在图7和图8的示例中，模拟电路元件(BGR 621、运算放大器622、比较器623和输出缓冲器624)具有用于切断这些电流路径的电源开关M1至M4。电源开关M1至M4进行操作以响应于从控制逻辑单元61提供的使能信号间歇切断电流路径。例如，电源开关M1至M4可以是MOSFET开关或CMOS传输栅极。尽管图7和图8示出了电源开关M1至M4被设置在VSSQ侧的示例(所谓的尾开关，footer switch)，但这些电源开关可设置在VDDQ侧(所谓的头开关，header switch)。在这些结构中，当不需要生成传感器信号THSEN时，可以切断温度传感器208的模拟电路62中的电流路径。从而，可以有效地抑制模拟电路62的漏电流，并减小执行间歇操作的温度传感器208的功耗。

图7和图8所示的温度传感器208仅仅是一个示例。具体地，尽管图7示出了包括定时器611和截断控制逻辑612的使能信号生成结构，但控制逻辑单元61可以具有用于生成使能信号(脉冲信号)的另一种结构。例如，控制逻辑单元61可具有通过时钟信号CLK的分频或抽频生成脉冲信号的脉冲信号生成电路。

此外，尽管图7和图8示出了包括在用于生成与温度无关的参考电压的BGR 621中的二极管元件(例如，二极管连接的晶体管)也被用作用于测量芯片温度的温度传感器元件的示例，但温度传感器元件(例如，热二极管)也可以与BGR 621分离设置。此外，当不需要将传感器信号输出到SoC器件20的外部时，可以省略输出缓冲器624。

<温度传感器的布局的描述>

下面描述芯片上温度传感器208的布局的具体示例。芯片上温度传感器208优选设置为接近SoC器件20中的主热源，更优选地设置为与SoC器件20中的主热源相邻。图10A和图10B示出了SoC器件20的平面图的示例。在图10A的平面图中，温度传感器208被设置为与应用处理器201和图像处理器202均相邻。具体地，温度传感器208设置在应用处理器201和图像处理器202之间。应用处理器201和图像处理器202在正常操作状态(即，第一操作状态)下以高时钟率进行操作，因此它们在正常操作状态下的操作电流大于其他功能块的操作电流。此外，应用处理器201和图像处理器202的面积与半导体芯片200的表面积的比率(面积比)大于其他功能块的面积比，因此它们的漏电流也大于其他功能块的漏电流。具体地，正常操作状态下的应用处理器201和图像处理器202的热生成率大于SoC器件20中的其他功能块的热生成率。因此，应用处理器201和图像处理器202之间的位置(处于正常操作状态下的SoC器件20的主热源)被认为是半导体芯片200上的最高温度。因此，如图10A所示设置的温度传感器208可测量应用处理器201和图像处理器202之间的位置处的芯片温度(其被认为是正常操作状态下的最高温度)。

注意，温度传感器208可设置在应用处理器201或图像处理器202的附近，或者优选设置为与应用处理器201或图像处理器202相邻。此外或可选地，温度传感器208可设置在正常操作状态(即，第一操作状态)期间具有最高功耗的功能块(例如，应用处理器201或图像处理器202)附近，或者优选地设置为与这些功能块相邻。从而，温度传感器208可测量功能块周围的芯片温度，其被认为是正常操作状态下的最高温度。

此外或可选地，温度传感器208可以设置在相对于半导体芯片200的表面积具有较大面积比(例如，5％以上的面积比，或者优选为8％以上)的功能块附近，或者优选地设置为与这些功能块相邻。认为漏电流随着功能块的面积比的增加而增加。因此，具有较大面积比的功能块很可能不仅在正常操作状态(即，第一操作状态)下而且在待机状态(即，第二操作状态)下为主热源。因此，设置为与具有较大面积比的功能块相邻的温度传感器208可测量作为正常操作状态和待机状态下的主热源的功能块周围的芯片温度。

在图10B的平面图中，在待机状态(即，第二操作状态)期间执行间歇操作的温度传感器208被放置为与基带处理器203相邻。如上所述，基带处理器203在待机状态期间执行用于接收寻呼信号的间歇接收操作。另一方面，在一些实施中，应用处理器201(或其部分)和图像处理器202中的至少一个抑制其操作，以降低待机状态期间的功耗。例如，在待机状态期间，停止或减少对应用处理器201(或其部分)和图像处理器202提供的电源。在这种实施方式中，待机状态(即，第二操作状态)下的主热源被认为是基带处理器203。具体地，在图10B的示例中，在待机状态期间执行间歇操作的温度传感器208被设置为与在待机状态下作为主热源的功能块(例如，基带处理器203)相邻，从而测量在待机状态下作为主热源的功能块周围的温度。

此外，在图10B的示例中，温度传感器208被设置在应用处理器201和图像处理器202之间。以这种方式，两个或更多个芯片上温度传感器可设置在半导体芯片200上。在正常操作状态下，温度传感器209可连续地测量应用处理器201和图像处理器202周围的芯片温度。另一方面，在待机状态(即，第二操作状态)下，温度传感器209可以执行间歇操作或停止操作。具体地，在应用处理器201和图像处理器202不是待机状态下的主热源的情况下，温度传感器209优选停止待机状态下的操作。具体地，在SoC器件20中的主热源在正常操作状态(即，第一操作状态)和待机状态(即，第二操作状态)之间不同的情况下，被设置在待机状态下的主热源附近的温度传感器208可在待机状态下间歇操作，并且其他温度传感器209可在待机状态下停止操作。从而，可以降低待机状态下的功耗。<SoC器件(半导体器件)的电源区域的描述>

以下描述SoC器件20中的电源区域的层。为了降低功耗，已知将半导体芯片划分为电源区域(也被称为电压岛)从而能够针对每个电源区域停止电源供应的技术。图11示出了应用该技术的SoC器件20的电源区域的分层结构的一个示例。根据包括在其中的电路块的连接或功能，多个电源区域具有依赖或嵌套的关系。在图11的示例中，最高的电源层V1对应于最可能被切断电源的电源区域，以及最低的电源层V5对应于最不可能被切断电源(例如，连续供电)的电源区域。例如，电源管理IC 21向相应的电源区域和电源层提供内部电源。可由下层(例如，V2、V3或V4)的电源生成上层(例如，V1)的电源。可通过电源管理IC 21执行针对每个电源区域的电源切断。可选地，可通过控制设置在每个电源区域中的用于电源选通的电源开关来执行对每个电源区域的电源切断。SoC器件20中的系统控制逻辑(系统控制器)可控制这些电源开关。需要根据嵌套关系来执行对每个电源区域的电源切断。例如，当最高的电源层V1-1至V1-N中的N个中的至少一个正在操作时，电源应该同样提供给对应于第二电源层V2和第三电源层V3-1的电源区域，它们与这些最高的电源层具有嵌套关系。另一方面，由于第三电源层V3-2与最高的电源层V1-1至V1-N不具有嵌套关系，所以不管这些最高的电源层的操作如何，也可以切断第三电源层V3-2的电源。

图12示出了SoC器件20中的功能块和电源区域的层之间的对应关系的一个示例。在图12的示例中，温度传感器208、系统控制逻辑(系统控制器)210以及焊盘(终端)213和214位于最低级的电源层V5上。系统控制逻辑210执行每个功能块的时钟控制和重置控制。具体地，系统控制逻辑210改变时钟频率、停止始终信号的提供以及发送重置信号。系统控制逻辑210可控制置于电源区域中用于电源选通的电源开关。焊盘213和214用于向/从外围设备(例如，显示器23和外部存储器28)传输/接收信号。连接功能块的总线212位于第二低的电源层V4上。图像处理器202和另一IP核211分别位于第三低的电源层V3-1和V3-2上。应用处理器(CPU)201位于电源层V1和V2上。因此，CPU 1201被划分为具有嵌套关系的多个电源区域。CPU 201中的电源区域2011、2012、…、201N分别对应于最高的电源层V1-1至V1-N。

为了在温度传感器208设置在如图12所示总是通电的电源区域(V5)中的情况下间歇测量芯片温度，电源开关(例如，开关M1至M4)可以如图7和图8所示设置在温度传感器208的模拟电路62的电流路径上。

<包括温度传感器的SoC器件的总体操作的描述>

下面描述SoC器件20的第二操作状态(例如，待机状态)期间的热耗散防止控制的一个示例。如前所述，在SoC器件20的第二操作状态期间，温度传感器208间歇测量半导体芯片200的芯片温度。然后，当通过温度传感器208测量到超过指定的阈值温度的芯片温度时，SoC器件20从第二操作状态(例如，待机状态)转变为仍然具有较低功耗的第三操作状态(例如，最小操作状态)。阈值温度可以基于对SoC器件20的热分析仿真的结果近似设置为在第二操作状态(例如，待机状态)期间会发生热耗散的温度。在第三操作状态(例如，最小操作状态)下，可以降低在第二操作状态下进行操作的功能块的时钟频率，从而与第二操作状态相比可以降低操作电流。此外或可选地，在第三操作状态(例如，最小操作状态)下，可以停止在第二操作状态期间操作的功能块的电源供给(或者电源区域)，从而与第二操作状态相比也可以降低漏电流。

可通过从温度传感器208接收到中断请求的应用处理器201(和系统软件(OS))来控制SoC器件20向第三操作状态的转换。可选地，可以通过接收温度传感器208的模拟输出V_THSNS的外部IC(例如，电源管理IC 21)来控制SoC器件20向第三操作状态的转换。在停止向包括应用处理器201的SoC器件20的主要部分供应电源的情况下，后一种控制是有效的。

图13是示出SoC器件20的第二和第三操作状态期间的功耗和结温度(沟道温度)Tj之间的关系的一个示例的曲线图。图13中的实线L5表示处于待机状态(第二操作状态)的SoC器件20的功耗，以及图13中的实线L8表示处于最小操作状态(第三操作状态)的SoC器件20的功耗。注意，图13中的实线L5与图3中的实线L5是相同的。因此，在图13的示例中，当室温Ta达到大约90℃时，SoC器件20即使在待机状态也会进行热耗散。因此，例如，通过温度传感器208测量的芯片温度的阈值温度可以被设置为90℃或者设置为105℃。当检测到超过105℃的芯片温度时，SoC器件20转换为最小操作状态(图13中的L8)。因此，即使在室温Ta为90℃的环境下，半导体芯片200的芯片温度(结温度)也汇集为与直线L7(即，95℃)相交，因此不会发生热耗散。

图14是示出当从第二操作状态转换为第三操作状态时的SoC器件20的操作的一个示例的概念图。首先，如图14中的虚箭头A所表示的，间歇操作期间的温度传感器208检测到超过阈值温度的芯片温度并向应用处理器(CPU)201发送中断请求。应用处理器(CPU)201接收来自温度传感器208的中断请求，然后读取存储在外部存储器28(或者SoC器件20的内部存储器207)中的系统软件281并开始中断处理(图14中的虚线头B)。通过执行中断处理，如图14中的虚箭头C所示，系统控制逻辑210降低提供给由应用处理器(CPU)201指定的功能块的操作时钟的频率。此外，如图14中的虚箭头D所示，系统控制逻辑210可停止向应用处理器(CPU)201指定的功能块(电源区域)供应电源。例如，在比其他功能块相比消耗更多功率的应用处理器(CPU)201中，除电源区域2011外，停止向电源区域2012至201N提供电源。例如，SoC器件20可设置两个阈值温度TH1和TH2(其中TH1<TH2)，当芯片温度超过TH1时降低操作时钟频率(图14中的虚箭头C)，以及当芯片温度超过TH2时，进一步切断电源(图14中的虚箭头D)。

图15A和图15B是示出SoC器件20从第二操作状态向第三操作状态的状态转换与芯片温度之间的概念关系的曲线图。如图15A所示，当温度传感器208检测到的芯片温度达到第一阈值温度TH1时(图中的时间T1)，SoC器件20可降低操作时钟频率。从而减小SoC器件20的操作电流，并且还降低了SoC器件20的热生成率，因而预期降低半导体芯片200的芯片温度。然而，在一些情况下，如图15B所示，SoC器件20的热生成率不足以仅通过降低操作时钟频率来降低且芯片温度持续增加。在这种情况下，当温度传感器208检测到的芯片温度达到第二阈值温度TH2(图15B中的时间T2)时，停止向SoC器件20的主要部分供电。从而进一步减小SoC器件20的操作电流和热生成率，因而预期降低半导体芯片200的芯片温度。

如上所述，在根据该实施例的SoC器件20中，温度传感器208在第二操作状态期间执行间歇操作。因此，根据该实施例的SoC器件20可在第二操作状态期间通过芯片上温度传感器测量温度的同时抑制功耗的增加。例如，在VDDQ为1.05V且时钟RCLK的频率为32kHz的条件下，温度传感器208的功耗如下：

(1)连续操作(占空比＝1)：温度传感器208的功耗P0大约为1μW；

(2)间歇操作1(占空比＝500ms/1s＝0.500)：温度传感器208的功耗P1大约为500μW；

(3)间歇操作2(占空比＝250ms/1s＝0.250)：温度传感器208的功耗P2大约为250μW；

(4)间歇操作3(占空比＝125ms/1s＝0.125)：温度传感器208的功耗P3大约为125μW；以及

(5)间歇操作4(占空比＝1ms/1s＝0.001)：温度传感器208的功耗P4大约为1μW。

第二实施例

在该实施例中，描述在第一实施例中描述的芯片上温度传感器208的修改示例。类似于温度传感器208，根据该实施例的芯片上温度传感器308包括控制逻辑单元和模拟电路。模拟电路包括模拟电路元件，其包括生成传感器信号的温度传感器元件(例如，热二极管，BGR)和输出缓冲器。此外，类似于第一实施例，模拟电路具有用于降低那些模拟电路元件的功耗的结构(例如，电源开关)。此外，根据该实施例的温度传感器308被配置为能够独立于温度传感器元件停止输出缓冲器的操作。例如，独立于设置在温度传感器元件的电流路径上的电源开关，控制逻辑单元控制设置在输出缓冲器的电流路径上的电源开关的开和关。如前所述，当不需要将温度传感器308的传感器信号输出到SoC器件20的外部时，包括在温度传感器308中的输出缓冲器是多余的元件。在该实施例中，可以独立于其他模拟电路元件(例如，温度传感器元件)停止对输出缓冲器的电源供应，因此即使在其他模拟电路元件正在执行用于测量芯片温度的间歇操作的同时也可以总是停止对输出缓冲器供电。从而，与根据第一实施例的温度传感器208相比，根据该实施例的温度传感器308可以执行间歇操作时的降低功耗。

图16是示出根据该实施例的芯片上温度传感器308的结构示例的示图。图14所示温度传感器308包括控制逻辑单元71和模拟电路72。图16所示模拟电路72的结构可以与图7和图8所示模拟电路62的结构相同。然而，注意，在图16的模拟电路72中，通过第二使能信号ENB2来控制输出缓冲器624中设置的电源开关M4的开/关，其中第二使能信号ENB2不同于提供给设置在其他模拟电路元件中的电源开关M1至M3的第一使能信号ENB1。当不使用输出缓冲器624时，截断控制逻辑712保持第二使能信号ENB2处于低电平。从而，即使在BGR 621、运算放大器622和比较器623正在执行间歇操作的同时，截断控制逻辑712也可以总是断开电源开关M4，以总是停止输出缓冲器624的操作。

可通过空闲控制信号(IDLE_CTRL)来指定是否使用输出缓冲器624。例如，该空闲控制信号可以是2比特信号。空闲控制信号的第一个比特可以指定温度传感器308的操作模式(例如，连续操作或间歇操作)，以及第二个比特可以指定是否需要操作输出缓冲器624。

第三实施例

在该实施例中，描述在第一实施例中描述的温度传感器208的操作模式切换的修改示例。在第一实施例中，描述了响应于SoC器件20的操作状态的改变切换温度传感器208的操作模式(例如，在连续操作和间歇操作之间切换，或者在不同时间间隔的间歇操作之间切换)的示例。然而，可以基于其他条件来进行温度传感器208的操作模式切换。在该实施例中，描述根据芯片温度改变的时间变化率切换温度传感器208的操作模式的示例。具体地，根据芯片温度改变的时间变化率，根据该实施例的温度传感器208从连续测量芯片温度的连续操作切换到间歇测量芯片温度的连续操作，或者改变用于间歇测量芯片温度的时间间隔。注意，根据该实施例的温度传感器、SoC器件和无线通信终端的结构示例可以与第一实施例的结构示例相同。因此，在该实施例中省略对它们的描述。此外，在该实施例的描述中使用与第一实施例相同的参考符合。

图17是示出根据该实施例的温度传感器208的操作模式切换处理的一个示例的流程图。在步骤S11中，应用处理器(CPU)201监控通过温度传感器208测量的半导体芯片200的芯片温度改变的时间变化率。在步骤S12中，应用处理器201确定芯片温度随时间的改变量(改变率)是否低于指定的阈值。当芯片温度的改变率等于或大于阈值(步骤S12中为否)时，应用处理器将温度传感器208的操作模式设置为“连续操作”(步骤S13)。另一方面，当芯片温度的改变率小于阈值(步骤S12中为是)时，应用处理器将温度传感器208的操作模式设置为“间歇操作”(步骤S14)。

注意，代替连续操作，在图17的步骤S13中确定的温度传感器208的操作模式可以为间歇操作，其具有比步骤S14中更短的时间间隔。此外，在图17的步骤S102中，可以确定芯片温度是否基本处于稳定状态。基本稳定的状态可以是芯片温度在温度传感器208的测量精度的范围内汇聚的状态。此外，尽管在图17的示例中，应用处理器201确定芯片温度的改变率并确定温度传感器208的操作模式改变，但该处理可以通过温度传感器208自动执行。具体地，温度传感器208的控制逻辑单元61可以根据芯片温度的改变率自动地切换模拟电路62的操作间隔。

芯片温度的较大时间变化是指由于芯片温度的剧烈增加而产生的较高的热耗散可能性。另一方面，芯片温度的小时间变化是指不太可能发生芯片温度的剧烈增加。因此，根据该实施例的芯片上温度传感器208根据芯片温度改变的时间变化率动态地改变模拟电路62用于测量芯片温度的操作间隔。具体地，温度传感器208可以随着芯片温度改变的时间变化率的降低而增加模拟电路62用于测量芯片温度的间歇操作间隔。换句话说，芯片上温度传感器208可以随着芯片温度改变的时间变化率的降低而加长模拟电路62的停止时间。从而，可以在由于芯片温度随时间的改变率较小而不太可能发生突然的热耗散的情况下降低温度传感器208的功耗。因此，在该实施例中，可以根据芯片温度的变化降低温度传感器208的功耗，同时通过温度传感器208可靠地测量芯片温度。

注意，不管SoC器件20的操作状态如何，都可以执行在该实施例中描述的根据芯片温度的改变率来切换温度传感器208的操作模式，或者可以仅在SoC器件20处于特定操作状态时执行。例如，可以在SoC器件处于第一操作状态(例如，最大操作状态、正常操作状态)时执行该实施例的操作。即使在SoC器件20处于第一操作状态时，在室温Ta足够低的条件下，芯片温度的增加率较低。在该实施例中，可以降低SoC器件20的功耗而不论SoC器件20的操作状态的变化。

其他实施例

可以适当地组合第一至第三实施例。

尽管主要在第一至第三实施例中描述了用于无线通信终端的SoC器件，但在这些实施例中描述的包括芯片上温度传感器的SoC器件的结构和操作可以广泛地应用于用于其他电子系统(例如，数码相机、数字电视或音频播放器)的SoC器件。此外，尽管主要在第一至第三实施例中描述了SoC器件，但在这些实施例中描述的芯片上温度传感器的结构和操作可以广泛地应用于具有芯片上温度传感器的IC。

此外，上述实施例仅仅是通过本申请的发明人所获得的技术想法的应用的例示。技术想法不限于上述实施例，当然可以进行各种改变和修改。

参考标记列表

20    SoC(芯片上系统)器件

21    电源管理IC(集成电路)

22    RF(射频)单元

23    显示器

24    输入设备

25    相机

26    麦克风

27    扬声器

28    外部存储器

61    逻辑单元

62    模拟电路

71    逻辑单元

72    模拟电路

100    无线通信终端

101    壳体

102    显示器

103    触摸面板

104    操作按钮

105、106    相机

200    半导体芯片

201    应用处理器(或CPU(中央处理单元))

202    图像处理器

203    基带处理器

204    音频CODEC

205    显示控制器

206    存储控制器

207    存储器

208    温度传感器

209    温度传感器

210    系统控制逻辑

211    另一个IP(知识产权)核

212    总线

213、214    焊盘

281    系统软件

611    定时器

612    截断控制逻辑

613    温度范围寄存器

614    阈值寄存器

615    乘法器

616    比较器

621    温度传感器元件(BGR(带隙参考))

622    输出缓冲器

623    比较器

624    运算放大器

712    截断控制逻辑

2011、2012、201N    电源区域

6231-6234    比较器元件

M1-M4    模拟开关

V1-V5    电源层

Claims (20)

1.一种半导体器件，包括：

半导体芯片，其中集成有CPU(中央处理单元)、功能块和第一温度传感器，其中

所述第一温度传感器被配置为能够周期性地且间歇地测量所述半导体芯片的芯片温度。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，响应于所述半导体器件的操作状态的改变，所述第一温度传感器进行操作以从所述第一温度传感器连续测量所述芯片温度的连续操作切换至所述第一温度传感器间歇测量所述芯片温度的间歇操作，或者改变所述芯片温度的间歇测量之间的时间间隔。

3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中

所述第一温度传感器包括被配置为基于所述芯片温度生成传感器信号的模拟电路和被配置为生成将被提供给所述模拟电路的控制信号的控制逻辑单元，

所述模拟电路包括至少一个模拟电路元件和设置在所述至少一个模拟电路元件中的每个电路元件的电流路径上的电源开关，以及

所述电源开关进行操作以响应于所述控制信号间歇切断所述电流路径。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其中

所述半导体器件被配置为在第一操作状态和功耗低于所述第一操作状态的第二操作状态之间进行切换，

在所述第一操作状态期间，所述第一温度传感器进行操作以连续测量所述芯片温度或者以第一时间间隔间歇测量所述芯片温度，以及

在所述第二操作状态期间，所述第一温度传感器进行操作来以长于所述第一时间间隔的第二时间间隔间歇测量所述芯片温度。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中

所述CPU和所述功能块均在所述第一操作状态期间进行操作而具有功耗，以及

所述CPU和所述功能块中的至少一个在所述第二操作状态期间抑制其操作以降低功耗。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其中所述第一温度传感器被设置为与所述CPU和所述功能块中的至少一个相邻。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其中所述CPU和所述功能块中的至少一个与所述半导体芯片的面积的面积比率等于或大于5％。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其中所述CPU或所述功能块是在所述半导体芯片中具有最大功耗的功能块。

9.根据权利要求4所述的半导体器件，还包括：第二温度传感器，被集成到所述半导体芯片中并被配置为在所述第二操作状态期间不测量所述芯片温度，其中

所述功能块包括在所述第二操作状态期间进行操作而具有功耗的第一功能块以及在所述第二操作状态期间抑制其操作以与所述第一操作状态期间相比降低功耗的第二功能块，

所述第一温度传感器被设置为与所述第一功能块相邻，以及

所述第二温度传感器被设置为与所述CPU和所述第二功能块中的至少一个相邻。

10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中所述第一功能块包括用于无线通信的基带处理器，所述基带处理器在所述第二操作状态期间执行不连续接收。

11.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，根据所述芯片温度的改变的时间变化率，所述第一温度传感器进行操作以从连续测量所述芯片温度的连续操作切换为间歇测量所述芯片温度的间歇操作，或者改变用于间歇测量所述芯片温度的时间间隔。

12.一种半导体器件，包括：

半导体芯片，其中集成有功能块和第一温度传感器，其中

响应于所述半导体器件的操作状态的改变，所述第一温度传感器进行操作以从所述第一温度传感器连续测量所述半导体芯片的芯片温度的连续操作切换为所述第一温度传感器间歇测量所述芯片温度的间歇操作，或者改变所述芯片温度的间歇测量的时间间隔。

13.根据权利要求12所述的半导体器件，其中

在所述半导体器件的第一操作状态期间，所述第一温度传感器进行操作以连续测量所述芯片温度或者以第一时间间隔间歇测量所述芯片温度，以及

在所述半导体器件的功耗低于所述第一操作状态的第二操作状态期间，所述第一温度传感器进行操作来以长于所述第一时间间隔的第二时间间隔间歇测量所述芯片温度。

14.根据权利要求12或13所述的半导体器件，其中

所述第一温度传感器包括被配置为基于所述芯片温度生成传感器信号的模拟电路以及被配置为生成将被提供给所述模拟电路的控制信号的控制逻辑单元，以及

所述模拟电路被配置为响应于所述控制信号改变生成所述传感器信号的操作。

15.根据权利要求14所述的半导体器件，其中

所述模拟电路包括至少一个模拟电路元件以及设置在所述至少一个模拟电路元件中的每个电路元件的电流路径上的电源开关，以及

所述电源开关响应于所述控制信号进行操作以间歇切断所述电流路径。

16.根据权利要求15所述的半导体器件，其中

所述至少一个模拟电路元件包括生成所述传感器信号的温度传感器元件以及将所述传感器信号输出至外部终端的输出缓冲器，以及

所述输出缓冲器被配置为独立于所述温度传感器元件而停止操作，以降低功耗。

17.根据权利要求12或13所述的半导体器件，还包括：第二温度传感器，被集成在所述半导体芯片中并且被配置为在所述第二操作状态期间不测量所述芯片温度，其中

所述功能块包括在所述第二操作状态期间进行操作而具有功耗的第一功能块以及在所述第二操作状态期间抑制其操作以与所述第一操作状态期间相比降低功耗的第二功能块，

所述第一温度传感器被设置为与所述第一功能块相邻，以及

所述第二温度传感器被设置为与所述第二功能块相邻。

18.一种半导体器件，包括：

半导体芯片，其中集成有功能块和温度传感器，其中

根据芯片温度的改变的时间变化率，所述温度传感器进行操作以从所述温度传感器连续测量所述半导体芯片的芯片温度的连续操作切换至所述温度传感器间歇测量所述芯片温度的间歇操作，或者改变所述芯片温度的间歇测量之间的时间间隔。

19.根据权利要求18所述的半导体器件，其中当所述芯片温度的改变的时间变化率小于指定阈值时，所述温度传感器从所述连续操作改变为所述间歇操作或者加长所述时间间隔。

20.一种电子设备，包括：

根据权利要求1至19中任一项所述的半导体器件；以及

射频(RF)单元，连接至所述半导体器件。