JP2007134031A - 温度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体記憶装置における温度変化による素子の動作特性を改善するための温度検出装置に関する。
【解決手段】温度検出装置は、第１オシレータリセット信号に応答して温度に依存しない第１オシレータ信号を出力する第１オシレータ、第２オシレータイネーブル信号に応答して温度に依存する第２オシレータ信号を出力する第２オシレータ、第１オシレータおよび第２オシレータの出力パルスを比較して温度検出比較信号を出力するための比較器および温度検出比較信号の入力に応答して温度検出信号を出力するための出力部を含み、半導体記憶装置の温度を検出し、これを用いてクロック速度を変化させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、温度検出装置に関するものであり、より詳しくは、半導体記憶装置における温度変化による素子の動作特性を改善するための温度検出装置に関する。

一般的に、半導体記憶装置が高速で動作するようになれば、これに比例して、発熱量が増加するようになる。発熱量が増加し続けて、例えば８５℃以上になれば半導体記憶装置が動作を停止するようになり、処理中であるデータが損失されるという問題がある。

このような問題は、モバイル機器においてより一層深刻に現れるようになるが（例えば、特許文献１）、その理由は、モバイル機器の特性上サイズが小さいことから、別途の冷却システムを備えていない場合が大部分であるためである。

同時に、半導体記憶装置が外部温度の影響で動作速度が遅くなるようになる場合も発生し得るが、特に外部温度が適正動作温度より低い場合に動作速度が低下するようになり、この場合、データ処理速度が信頼性のある水準で保障されない問題がある。
特開２００５−３４７４８７号公報

本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたものであり、半導体記憶装置の温度変化によって動作速度を制御するための温度検出装置を提供することを、その技術的課題とする。

本発明の他の技術的課題は、半導体記憶装置が高温で動作する場合に動作速度を低くし、低温で動作する場合に動作速度を高めて半導体記憶装置の動作が停止しないようにし、データ処理速度を保障しようとすることにある。

上述した技術的課題を達成するために、本発明では温度に依存しないオシレータと温度に依存するオシレータとを導入して、２つのオシレータから出力されるパルスの幅を比較して、半導体記憶装置が高温あるいは低温で動作するか、または、正常温度の範囲内で動作するかを判断する。そして、結果的に温度検出結果を用いてクロックを変化させ、半導体記憶装置の動作停止現象または処理速度遅延現象を解決する。

本発明の一実施例による温度検出装置は、第１オシレータリセット信号に応答して温度に依存しない第１オシレータ信号を出力する第１オシレータと、第２オシレータイネーブル信号に応答して温度に依存する第２オシレータ信号を出力する第２オシレータと、前記第１オシレータおよび第２オシレータの出力パルスを比較して温度検出比較信号を出力するための比較器と、前記温度検出比較信号の入力に応答して温度検出信号を出力するための出力部とを含む。

さらに、本発明の他の実施例による温度検出装置は、温度検出動作時、第１オシレータリセット信号および第２オシレータイネーブル信号を生成するためのオシレータイネーブル信号生成部と、前記第１オシレータリセット信号に応答して温度に依存しない第１オシレータ信号を出力する第１オシレータと、前記第２オシレータイネーブル信号に応答して温度に依存する第２オシレータ信号を出力する第２オシレータと、前記第１および第２オシレータ信号が同一の時点で出力を開始するように制御するための温度検出アップデート信号を生成して、前記オシレータイネーブル信号生成部に提供するためのアップデート信号生成部と、前記第１オシレータおよび第２オシレータの出力パルスを比較して温度検出比較信号を出力するための比較器と、前記温度検出比較信号の入力に応答して温度検出信号を出力するための出力部とを含む。

併せて、本発明のまた別の実施例による温度検出装置は、温度検出開始のための温度検出スタート信号を生成するスタート信号生成部と、前記温度検出スタート信号に応答して、第１オシレータリセット信号および第２オシレータイネーブル信号を生成するためのオシレータイネーブル信号生成部と、前記第１オシレータリセット信号に応答して温度に依存しない第１オシレータ信号を出力する第１オシレータと、前記第２オシレータイネーブル信号に応答して温度に依存する第２オシレータ信号を出力する第２オシレータと、前記第１オシレータ信号に応答して温度検出周期をアップデートし、前記第１および第２オシレータ信号が同一の時点で出力を開始するようにするための温度検出アップデート信号を生成して、前記オシレータイネーブル信号生成部に提供するためのアップデート信号生成部と、前記第１オシレータおよび第２オシレータの出力パルスを比較するための比較区間設定信号を出力するための比較区間選択部と、前記比較区間設定信号が出力される区間の間、前記第１および第２オシレータ信号を比較して温度検出比較信号を出力するための比較部と、前記温度検出比較信号をラッチして温度検出信号として出力するための出力部と、前記比較区間設定信号に応答して、前記第２オシレータの動作を終了させるためのオシレータ動作終了信号および前記出力部をリセットするためのリセット信号を出力するための遅延部とを含む。

本発明によれば、半導体記憶装置の温度を検出し、これを用いてクロック速度を変化させることによって、高温で動作する場合に動作速度を遅くし、低温で動作する場合に動作速度を速くすることができる。これに伴って装置の動作性能を改善でき、信頼性を向上させられる利点がある。

以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例をより具体的に説明する。図１は、本発明の一実施例による温度検出装置のブロック図である。

本発明による温度検出装置は、温度検出開始のための温度検出スタート信号ＴＤ＿ＳＴＡＲＴを生成するスタート信号生成部１０、スタート信号生成部１０の出力信号ＴＤ＿ＳＴＡＲＴを用いて、第１および第２オシレータをイネーブルにするための各々の制御信号、即ち、第１オシレータリセット信号ＯＳＣ＿ＲＥＳＥＴおよび第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮを生成するためのオシレータイネーブル信号生成部２０、オシレータイネーブル信号生成部２０から出力される第１オシレータリセット信号ＯＳＣ＿ＲＥＳＥＴに応答して温度に依存しないパルス信号の第１オシレータ信号ＯＳＣ１を出力する第１オシレータ３０、オシレータイネーブル信号生成部２０から出力される第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮに応答して温度に依存するパルス信号である第２オシレータ信号ＯＳＣ２を出力する第２オシレータ４０、第１オシレータ信号ＯＳＣ１に応答して温度検出周期をアップデートし、第１および第２オシレータ３０、４０が同一の時点で出力を開始するようにするための温度検出アップデート信号ＴＤ＿ＵＰＤＡＴＥを生成し、オシレータイネーブル信号生成部２０に提供するためのアップデート信号生成部５０、第１オシレータ３０および第２オシレータ４０の出力パルスを比較して温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥを出力するための比較器１００、比較器１００の出力信号の温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥをラッチし、後に比較時間が終了すればラッチされた信号を温度検出信号ＴＤＯＵＴとして出力するための出力部８０および比較区間設定信号ＣＯＭＰを用いて、第２オシレータ４０の動作を終了させるための制御信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥおよび出力部８０をリセットするための制御信号ＣＯＭＰ＿Ｄ＿ＰＵＬＳＥＢを出力するための遅延部９０を含んでなる。

ここで、比較器１００は、第１オシレータ３０および第２オシレータ４０の出力パルスを比較するための比較区間を設定するために比較区間設定信号ＣＯＭＰを出力する比較区間選択部６０、および、比較区間選択部６０から比較区間設定信号ＣＯＭＰが出力される区間の間、第１および第２オシレータ３０、４０の出力パルスを比較して、比較結果として温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥを出力するための比較部７０を含む。

図１に示す温度検出装置の動作を説明すれば、パワーアップ信号ＰＷＲＵＰによってスタート信号生成部１０が初期化された後、アクティブ信号ＡＣＴがイネーブルになることによって温度検出スタート信号ＴＤ＿ＳＴＡＲＴがイネーブルになる。これによって、オシレータイネーブル信号生成部２０が第１および第２オシレータ３０、４０を駆動するための第１オシレータリセット信号ＯＳＣ＿ＲＥＳＥＴおよび第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮを出力する。

以後、第１オシレータ３０は、温度検出スタート信号ＴＤ＿ＳＴＡＲＴおよび第１オシレータリセット信号ＯＳＣ＿ＲＥＳＥＴに応答して第１オシレータ信号ＯＳＣ１を出力し、第２オシレータ４０は、第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮに応答して第２オシレータ信号ＯＳＣ２を出力する。ここで、第１オシレータ３０は、温度に依存しないオシレータで、第２オシレータ４０は、温度に依存するオシレータで実現することが好ましい。さらに、第２オシレータ４０は、温度が上昇するにつれて出力パルス幅が減少するオシレータ、または、温度が下降するにつれて出力パルス幅が増加するオシレータのうちのいずれか１つを用いることができ、これによって、高温検出または低温検出を行うことができる。

一方、第１オシレータ信号ＯＳＣ１は、アップデート信号生成部５０へ周分し、これによって温度検出装置をアップデートするための温度検出アップデート信号ＴＤ＿ＵＰＤＡＴＥが、アップデート信号生成部５０から出力され、温度検出アップデート信号ＴＤ＿ＵＰＤＡＴＥがオシレータイネーブル信号生成部２０に入力され、第１オシレータリセット信号ＯＳＣ＿ＲＥＳＥＴおよび第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮが生成される。併せて、第１オシレータ信号ＯＳＣ１は、比較区間選択部６０へも周分するようになり、比較区間選択部６０で第１オシレータリセット信号ＯＳＣ＿ＲＥＳＥＴと第１オシレータ信号ＯＳＣ１を用いて、比較区間設定信号ＣＯＭＰを生成するようになる。

そのようにすれば、比較部７０は、比較区間設定信号ＣＯＭＰがイネーブルになる間、第１および第２オシレータ信号ＯＳＣ１、ＯＳＣ２を比較して温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥを出力し、これは出力部８０にラッチされる。出力部８０にラッチされた温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥは、比較区間設定信号ＣＯＭＰがディセーブルになって指定された時間後に温度検出信号ＴＤＯＵＴとして出力され、出力部８０は温度検出信号ＴＤＯＵＴが出力されて指定された時間後にリセットされる。

図２は、図１に示すスタート信号生成部の一例示図である。
本発明に適用されるスタート信号生成部１０は、パワーアップＰＷＲＵＰ信号によって初期化され、アクティブ信号ＡＣＴに応答して温度検出スタート信号ＴＤ＿ＳＴＡＲＴを出力するためのものであって、電源端子ＶＤＤおよび接地端子間に直列に連結され、各々のパワーアップ信号ＰＷＲＵＰおよびアクティブ信号ＡＣＴにより駆動する第１Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ１と、第１Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ１と、第１Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ１と第１Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ１接続端子と出力端子との間に接続される第１ラッチ１２とからなる。

初期化のために、パワーアップ信号ＰＷＲＵＰが印加されることによって、温度検出スタート信号ＴＤ＿ＳＴＡＲＴはローレベルで保持され、アクティブ信号ＡＣＴが印加されれば温度検出スタート信号ＴＤ＿ＳＴＡＲＴがハイレベルに遷移して、温度検出装置が動作を開始するようになる。

図３は、図１に示すアップデート信号生成部の一例示図である。
本発明に適用されるアップデート信号生成部５０は、第１オシレータ信号ＯＳＣ１に応答して温度検出装置のアップデート時点を決定し、第１および第２オシレータ信号ＯＳＣ１、ＯＳＣ２の出力時点を一致させるためのものであって、第１オシレータ信号ＯＳＣ１を入力として、第１オシレータ信号ＯＳＣ１を指定された周期になる時までダブリングしてオシレータアップデート信号ＯＳＣ＿ＵＰＤＡＴＥを出力する少なくとも１つのダブリング部５２−１〜５２−ｎと、オシレータアップデート信号ＯＳＣ＿ＵＰＤＡＴＥを所定時間遅延させて、温度検出アップデート信号ＴＤ＿ＵＰＤＡＴＥとして出力するための第１遅延手段５４とからなる。

図４は、図１に示すオシレータイネーブル信号生成部の一例示図である。
オシレータイネーブル信号生成部２０は、図２に示す回路によって生成された温度検出スタート信号ＴＤ＿ＳＴＡＲＴがイネーブルになった場合、即ち、ハイレベルの場合、図３に示す回路によって生成された温度検出アップデート信号ＴＤ＿ＵＰＤＡＴＥがイネーブルになることによって、第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮおよび第１オシレータリセット信号ＯＳＣ＿ＲＥＳＥＴをイネーブルにし、比較区間設定信号ＣＯＭＰがディセーブルになった後に指定された時間経過してから生成されるオシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥがイネーブルになることによって第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮをディセーブルにし、第２オシレータ４０の動作が停止するようにする。

このようなオシレータイネーブル信号生成部２０は、温度検出スタート信号ＴＤ＿ＳＴＡＲＴをクロック信号とし、温度検出アップデート信号ＴＤ＿ＵＰＤＡＴＥおよびオシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥを入力信号とするＲＳフリップフロップで実現することができる。

本発明の一実施例によるオシレータイネーブル信号生成部２０は、図４に示すように、温度検出アップデート信号ＴＤ＿ＵＰＤＡＴＥと温度検出スタート信号ＴＤ＿ＳＴＡＲＴを入力とする第１論理素子２１と、温度検出スタート信号ＴＤ＿ＳＴＡＲＴとオシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥを入力とする第２論理素子２３と、第１論理素子２１の出力信号と第４論理素子２７の出力信号とを入力として第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮを出力する第３論理素子２５と、第２論理素子２３の出力信号と第３論理素子２５の出力信号を入力とする第４論理素子２７と、第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮを所定時間遅延させて第１オシレータリセット信号ＯＳＣ＿ＲＥＳＥＴを出力するための第２遅延手段２９とを含む。

ここで、オシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥは、比較区間設定信号ＣＯＭＰを用いて生成することができ、後述する図８に対する説明で具体的に説明する。

図５は、図１に示す比較区間選択部の一例示図であって、例えば第２オシレータ４０が、温度が上昇するにつれてパルス幅が減少するオシレータである場合に高温を検出する温度検出装置に用いるための比較区間選択部を示す。

比較区間選択部６０は、第１オシレータリセット信号ＯＳＣ＿ＲＥＳＥＴがイネーブルになることによってイネーブルになり、第１オシレータ信号ＯＳＣ１の反転遅延信号がイネーブルになる時にディセーブルになる比較区間設定信号ＣＯＭＰを出力する。

このための比較区間選択部６０は、電源端子ＶＤＤと接地端子との間に直列接続され、各々の第１オシレータ信号の反転遅延信号ＯＳＣ１＿ＰＵＬＳＥＢと第１オシレータリセット信号ＯＳＣ＿ＲＥＳＥＴによって駆動する第２Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ２および第２Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ２と、電源端子ＶＤＤと第２Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ２および第２Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ２の接続端子との間に接続され、パワーアップ信号ＰＷＲＵＰにより駆動する第３Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ３と、第２Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ２および第２Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ２の接続端子と出力端子ＣＯＭＰとの間に接続される第２ラッチ６４とを含んで構成され、第１オシレータ信号の反転遅延信号ＯＳＣ１＿ＰＵＬＳＥＢは、第１オシレータ信号ＯＳＣ１を第３遅延手段６２により反転遅延させることによって生成することができる。ここで、第１オシレータ信号の反転遅延信号ＯＳＣ１＿ＰＵＬＳＥＢは第１オシレータ信号ＯＳＣ１の立ち下がりエッジでイネーブルになる信号である。

パワーアップ信号ＰＷＲＵＰが印加され、第１オシレータリセット信号ＯＳＣ＿ＲＥＳＥＴがイネーブルになる時、比較区間設定信号ＣＯＭＰはハイレベルになって、第１および第２オシレータ信号ＯＳＣ１、ＯＳＣ２の比較が開始されるようになる。以後、第１オシレータ信号の反転遅延信号ＯＳＣ１＿ＰＵＬＳＥＢが印加されれば、比較区間設定信号ＣＯＭＰが再びローレベルに遷移して、比較が終了するようになる。

本発明において、第１オシレータ信号の反転遅延信号ＯＳＣ１＿ＰＵＬＳＥＢは、第１オシレータ信号ＯＳＣ１の立ち下がりエッジでイネーブルになるため、比較区間設定信号ＣＯＭＰは、第１オシレータ信号ＯＳＣ１の半周期に該当する幅のパルスから出力される。

図６は、図１に示す比較部の一例示図である。
本発明の比較部７０は、第１および第２オシレータ３０、４０の出力信号ＯＳＣ１、ＯＳＣ２を比較することによって、温度を検出するために、第１オシレータ信号ＯＳＣ１に同期して生成される比較区間設定信号ＣＯＭＰがハイレベルにある区間の間、第２オシレータ信号ＯＳＣ２が第１オシレータ信号ＯＳＣ１と同一のレベルであるか否かを温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥとして出力する。

特に、第２オシレータ４０を温度が上昇するにつれてパルス幅が減少するオシレータで実現する場合、比較部７０は、比較区間設定信号ＣＯＭＰがイネーブルになる区間の間、第２オシレータ信号ＯＳＣ２がイネーブル状態を保持するか否かを検出する回路で実現し、高温検出を行うことができる。

即ち、図６に示すように、本発明の一実施例による比較部７０は、第２オシレータ信号ＯＳＣ２の反転信号と比較区間設定信号ＣＯＭＰとを入力とする第５論理素子７４と、第５論理素子７４の出力信号を遅延させるための第１反転手段７６とで実現されることができ、第２オシレータ信号ＯＳＣ２は、第２反転手段７２によって反転する。そして、第５論理素子７４は、入力信号のレベルが同一の場合にローレベルの信号を出力する論理素子、例えばＮＡＮＤゲートで実現することができる。

図７は、図１に示す出力部の一例示図である。
本発明の一実施例による出力部８０は、温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥがイネーブルになった後、オシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥがイネーブルになれば温度検出信号ＴＤＯＵＴをハイレベルに遷移させ、温度検出信号ＴＤＯＵＴはリセット信号ＣＯＭＰ＿Ｄ＿ＰＵＬＳＥＢがイネーブルになる時までハイレベルの状態を保持する。

このために、本発明の出力部８０は、電源端子ＶＤＤと接地端子との間に直列接続され、各々のリセット信号ＣＯＭＰ＿Ｄ＿ＰＵＬＳＥＢおよび温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥにより駆動する第４Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ４および第３Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ３と、第４Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ４および第３Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ３の接続端子に接続される第３ラッチ８２と、第３ラッチ８２の出力端子ＴＤに接続され、オシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥにより駆動する第１伝送ゲート８４と、第１伝送ゲート８４と出力端子との間に接続される第４ラッチ８８とを含んでなる。ここで、説明しない符号８６は、伝送ゲート８４を駆動するための反転手段を示す。

温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥがハイレベルになれば、第３Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ３がターンオンになり、第３ラッチ８２を介してハイレベルの信号が出力され、以後、オシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥがハイレベルになることによって伝送ゲート８４がターンオンになり、ハイレベルの信号が第４ラッチ８８を介して温度検出信号ＴＤＯＵＴから出力される。次に、リセット信号ＣＯＭＰ＿Ｄ＿ＰＵＬＳＥＢにより第４Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ４がターンオンになれば温度検出信号ＴＤＯＵＴはローレベルに遷移して、温度検出信号ＴＤＯＵＴの出力を完了する。

図８は、図１に示す遅延部の一例示図である。
本発明の遅延部９０は、比較区間設定信号ＣＯＭＰを用いて、オシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥを生成するための第４遅延手段９２と、比較区間設定信号ＣＯＭＰを用いてリセット信号ＣＯＭＰ＿Ｄ＿ＰＵＬＳＥＢを生成するための第５遅延手段９４とを含む。ここで、第４遅延手段９２は、比較区間設定信号ＣＯＭＰの遅延信号がディセーブルになった後、所定時間が経過してから、オシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥを生成して、第１および第２オシレータ３０、４０の動作を終了させ、第５遅延手段９４は、比較区間設定信号ＣＯＭＰを第４遅延手段９２より遅延させた後、オシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥがディセーブルになってからリセット信号ＣＯＭＰ＿Ｄ＿ＰＵＬＳＥＢを生成して、温度検出動作を終了させる。

図９は、本発明による温度検出装置の動作タイミング図の一例示図であって、第２オシレータ４０が、温度が上昇するにつれて出力パルス幅が減少するオシレータである時、高温を検出する場合を示す。

第１時間ｔ１１に第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮがイネーブルになることによって、第１オシレータ信号ＯＳＣ１および第２オシレータ信号ＯＳＣ２が出力されるが、この時、半導体記憶装置が高温の場合第２オシレータ信号ＯＳＣ２は、第１オシレータ信号ＯＳＣ１より狭いパルス幅を有する信号から出力されるようになる。

そして、第１オシレータ信号ＯＳＣ１に同期して生成される比較区間設定信号ＣＯＭＰがイネーブルになることによって、比較区間の間温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥが出力されるようになるが、この時第２オシレータ信号ＯＳＣ２は第１オシレータ信号ＯＳＣ１よりパルス幅が狭いため、第２時間ｔ１２に温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥが出力されるようになる。これによって、図７に示す出力部８０の第３ラッチ８２の出力信号ＴＤがハイレベルに遷移するようになり、以後、第３時間ｔ１３に温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥがディセーブルになって、第４時間ｔ１４にオシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥがイネーブルになれば、第３ラッチ８２の出力信号が第４ラッチ８８を介して、温度検出信号ＴＤＯＵＴから出力されるようになる。

以後、第５時間ｔ１５にリセット信号ＣＯＭＰ＿Ｄ＿ＰＵＬＳＥＢがローレベルでイネーブルになれば、第３ラッチ８２の出力信号がディセーブルになってローに遷移し、温度検出動作が終了する。

図１０は、図１に示す比較区間選択部の他の例示図であって、例えば第２オシレータ４０が、温度が下降するにつれてパルス幅が増加するオシレータである場合に低温を検出する温度検出装置に用いるための比較区間選択部を示す。

比較区間選択部６０は、第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮがイネーブルになることによってイネーブルになり、第２オシレータ信号ＯＳＣ２の反転遅延信号がイネーブルになる時にディセーブルになる比較区間設定信号ＣＯＭＰを出力する。

このための比較区間選択部６０は、電源端子ＶＤＤと接地端子との間に直列接続され、各々の第２オシレータ信号の反転遅延信号ＯＳＣ２＿ＰＵＬＳＥＢと第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮによって駆動する第５Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ５および第４Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ４と、電源端子ＶＤＤと第５Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ５および第４Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ４の接続端子との間に接続され、パワーアップ信号ＰＷＲＵＰにより駆動する第６Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ６と、第５Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ５および第４Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ４の接続端子と出力端子ＣＯＭＰとの間に接続される第５ラッチ６８とを含んで構成され、第２オシレータ信号の反転遅延信号ＯＳＣ２＿ＰＵＬＳＥＢは、第２オシレータ信号ＯＳＣを第６遅延手段６６によって反転遅延させることによって生成することができる。ここで、第２オシレータ信号の反転遅延信号ＯＳＣ２＿ＰＵＬＳＥＢは、第２オシレータ信号ＯＳＣ２の立ち下がりエッジでイネーブルになる信号である。

パワーアップ信号ＰＷＲＵＰは、比較区間選択部６０を初期化するためのものであり、パワーアップ信号ＰＷＲＵＰが印加され、第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮがイネーブルになる時、比較区間設定信号ＣＯＭＰがイネーブルなり、即ち、ハイレベルになって第１および第２オシレータ信号ＯＳＣ１、ＯＳＣ２の比較が開始されるようになる。以後、第２オシレータ信号の反転遅延信号ＯＳＣ２＿ＰＵＬＳＥＢが印加されれば、比較区間設定信号ＣＯＭＰが再びローレベルに遷移し、比較が終了するようになる。

本発明において、第２オシレータ信号の反転遅延信号ＯＳＣ２＿ＰＵＬＳＥＢは、第２オシレータ信号ＯＳＣ２の立ち下がりエッジでイネーブルになるため、比較区間設定信号ＣＯＭＰは第２オシレータ信号ＯＳＣ２の半周期に該当する幅のパルスで出力される。

比較区間選択部６０を図１０のように実現する場合、比較部７０は、第２オシレータ信号ＯＳＣ２に同期して生成される比較区間設定信号ＣＯＭＰがハイレベルにある区間の間、第１オシレータ信号ＯＳＣ１が同一のレベルであるか否かを温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥとして出力する。即ち、図６に示す回路図において、論理素子７４の入力信号として第１オシレータ信号ＯＳＣ１と比較区間設定信号ＣＯＭＰを用いて、温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥを生成する。

特に、第２オシレータ４０を温度が下降するにつれてパルス幅が増加するオシレータで実現する場合、比較部７０は比較区間設定信号ＣＯＭＰがイネーブルになる区間の間、第１オシレータ信号ＯＳＣ１が同一のレベルを保持するか否かを検出する回路で実現して、低温検出を行うことができる。

図１１は、本発明による温度検出装置の動作タイミング図の他の例示図である。
第１時間ｔ２１に第２オシレータイネーブル信号ＯＳＣ＿ＥＮがイネーブルになることによって、第１オシレータ信号ＯＳＣ１および第２オシレータ信号ＯＳＣ２が出力されるが、この時、半導体記憶装置が低温の場合に第２オシレータ信号ＯＳＣ２は第１オシレータ信号ＯＳＣ１より広いパルス幅を有する信号から出力されるようになる。

そして、第２オシレータ信号ＯＳＣ２に同期して生成される比較区間設定信号ＣＯＭＰがイネーブルになることによって、比較区間の間温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥが出力されるようになるが、この時第２オシレータ信号ＯＳＣ２は第１オシレータ信号ＯＳＣ１よりパルス幅が広いため第２時間ｔ２２に温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥがハイレベルで出力されるようになる。これによって、図７に示す出力部８０の第３ラッチ８２の出力信号がハイレベルに遷移するようになり、以後、第３時間ｔ２３に温度検出比較信号ＴＤ＿ＰＵＬＳＥがディセーブルになって、第４時間ｔ２４にオシレータ動作終了信号ＯＳＣ＿ＯＦＦ＿ＰＵＬＳＥがハイレベルになれば、第３ラッチ８２の出力信号が第４ラッチ８８を介して温度検出信号ＴＤＯＵＴとして出力されるようになる。

以後、第５時間ｔ２５にリセット信号ＣＯＭＰ＿Ｄ＿ＰＵＬＳＥＢがローレベルでイネーブルになれば、第３ラッチ８２の出力信号がローレベルに遷移して、温度検出動作が終了する。

本発明の好ましい実施例において、第１ないし第４論理素子はＮＡＮＤゲートとして実現することができるが、これに限定されるものではない。

半導体記憶装置の温度検出のために、図５、または、図１０に示す比較区間選択部を少なくとも１つ採用することができ、図５および図１０の比較区間選択部をすべて採用する場合、これを並列に連結して高温および低温検出をすべて行うことができる。

このように、本発明が属する技術分野の当業者であれば、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更しなくとも、他の具体的な形態で実施され得るということを理解できる。従って、以上にて記述した実施例はすべての面で例示的なものであって、限定的なものではないということを理解しなければならない。本発明の範囲は、前記詳細な説明よりも特許請求の範囲によって定義され、特許請求の範囲の意味および範囲そしてその等価概念から導き出されるすべての変更、または、変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならない。

本発明の一実施例による温度検出装置のブロック図である。 図１に示すスタート信号生成部の一例示図である。 図１に示すアップデート信号生成部の一例示図である。 図１に示すオシレータイネーブル信号生成部の一例示図である。 図１に示す比較区間選択部の一例示図である。 図１に示す比較部の一例示図である。 図１に示す出力部の一例示図である。 図１に示す遅延部の一例示図である。 本発明による温度検出装置の動作タイミング図の一例示図である。 図１に示す比較区間選択部の他の例示図である。 本発明による温度検出装置の動作タイミング図の他の例示図である。

符号の説明

１０…スタート信号生成部
１２…第１ラッチ
２０…オシレータイネーブル信号生成部
２１…第１論理素子
２３…第２論理素子
２５…第３論理素子
２７…第４論理素子
２９…第２遅延手段
３０…第１オシレータ
４０…第２オシレータ
５０…アップデート信号生成部
５２−１〜５２−ｎ…ダブリング部
５４…第１遅延手段
６０…比較区間選択部
６２…第３遅延手段
６４…第２ラッチ
６６…第６遅延手段
６８…第５ラッチ
７０…比較部
７２…第２反転手段
７４…第５論理素子
７６…第１反転手段
８０…出力部
８２…第３ラッチ
８４…第１伝送ゲート
８８…第４ラッチ
９０…遅延部
９２…第４遅延手段
９４…第５遅延手段
１００…比較器

Claims (34)

1. 第１オシレータリセット信号に応答して温度に依存しない第１オシレータ信号を出力する第１オシレータと、
   第２オシレータイネーブル信号に応答して温度に依存する第２オシレータ信号を出力する第２オシレータと、
   前記第１オシレータおよび第２オシレータの出力パルスを比較して温度検出比較信号を出力するための比較器と、
   前記温度検出比較信号の入力に応答して温度検出信号を出力するための出力部と、
   を含む温度検出装置。
2. 温度検出動作時、第１オシレータリセット信号および第２オシレータイネーブル信号を生成するためのオシレータイネーブル信号生成部と、
   前記第１オシレータリセット信号に応答して温度に依存しない第１オシレータ信号を出力する第１オシレータと、
   前記第２オシレータイネーブル信号に応答して温度に依存する第２オシレータ信号を出力する第２オシレータと、
   前記第１および第２オシレータ信号が同一の時点で出力を開始するように制御するための温度検出アップデート信号を生成して、前記オシレータイネーブル信号生成部に提供するためのアップデート信号生成部と、
   前記第１オシレータおよび第２オシレータの出力パルスを比較して温度検出比較信号を出力するための比較器と、
   前記温度検出比較信号の入力に応答して温度検出信号を出力するための出力部と、
   を含む温度検出装置。
3. 温度検出開始のための温度検出スタート信号を生成するスタート信号生成部と、
   前記温度検出スタート信号に応答して、第１オシレータリセット信号および第２オシレータイネーブル信号を生成するためのオシレータイネーブル信号生成部と、
   前記第１オシレータリセット信号に応答して温度に依存しない第１オシレータ信号を出力する第１オシレータと、
   前記第２オシレータイネーブル信号に応答して温度に依存する第２オシレータ信号を出力する第２オシレータと、
   前記第１オシレータ信号に応答して温度検出周期をアップデートし、前記第１および第２オシレータ信号が同一の時点で出力を開始するようにするための温度検出アップデート信号を生成して、前記オシレータイネーブル信号生成部に提供するためのアップデート信号生成部と、
   前記第１オシレータおよび第２オシレータの出力パルスを比較して温度検出比較信号を出力するための比較器と、
   前記温度検出比較信号をラッチして温度検出信号として出力するための出力部と、
   前記比較区間設定信号に応答して、前記第２オシレータの動作を終了させるためのオシレータ動作終了信号および前記出力部をリセットするためのリセット信号を出力するための遅延部と、
   を含む温度検出装置。
4. 前記比較器は、前記第１オシレータおよび第２オシレータの出力パルスを比較するための比較区間設定信号を出力するための比較区間選択部と、
   前記比較区間設定信号が出力される区間の間、前記第１および第２オシレータ信号を比較して温度検出比較信号を出力するための比較部と、
   を含む請求項１又は２に記載の温度検出装置。
5. 前記比較区間選択部は、前記第１オシレータリセット信号がイネーブルになることによってイネーブルになり、前記第１オシレータ信号の反転遅延信号がイネーブルになる時にディセーブルになる前記比較区間設定信号を生成することを特徴とする請求項４に記載の温度検出装置。
6. 前記比較区間選択部は、電源端子と接地端子との間に直列接続され、各々の前記第１オシレータ信号の反転遅延信号と前記第１オシレータリセット信号によって駆動する第１ＭＯＳトランジスタおよび第２ＭＯＳトランジスタと、
   前記電源端子と前記第１ＭＯＳトランジスタおよび第２ＭＯＳトランジスタの接続端子との間に接続され、パワーアップ信号によって駆動する第３ＭＯＳトランジスタと、
   を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の温度検出装置。
7. 前記第１オシレータ信号の反転遅延信号は、前記第１オシレータ信号を遅延手段によって反転遅延させ、前記第１オシレータ信号の立ち下がりエッジでディセーブルになるように生成することを特徴とする請求項６に記載の温度検出装置。
8. 前記比較部は、前記第１オシレータ信号に同期して生成される前記比較区間設定信号がハイレベルにある区間の間、前記第２オシレータ信号が前記比較区間設定信号と同一のレベルであるか否かを前記温度検出比較信号として出力することを特徴とする請求項４に記載の温度検出装置。
9. 前記比較部は、前記第２オシレータ信号の反転信号と前記比較区間設定信号とを入力とする論理素子を含むことを特徴とする請求項４又は８に記載の温度検出装置。
10. 前記比較部は、前記論理素子の出力信号を反転させるための反転手段をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の温度検出装置。
11. 前記温度検出装置は、前記比較区間設定信号に応答して、前記第２オシレータの動作を終了させるためのオシレータ動作終了信号を出力するための遅延部をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の温度検出装置。
12. 前記出力部は、前記温度検出比較信号がイネーブルになった後、オシレータ動作終了信号がイネーブルになることによって温度検出信号を出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの請求項に記載の温度検出装置。
13. 前記出力部は、電源端子と接地端子との間に直列接続され、各々のリセット信号および前記温度検出比較信号によって駆動される第１ＭＯＳトランジスタおよび第２ＭＯＳトランジスタと、
    前記第１ＭＯＳトランジスタおよび第２ＭＯＳトランジスタの接続端子に接続され、オシレータ動作終了信号によって駆動される伝送ゲートと、
    を含むことを特徴とする請求項１、２、３又は１２のいずれかの請求項に記載の温度検出装置。
14. 前記オシレータイネーブル信号生成部は、温度検出スタート信号がイネーブルになり、前記温度検出アップデート信号がイネーブルになることによって、前記第２オシレータイネーブル信号および第１オシレータリセット信号をイネーブルにし、オシレータ動作終了信号がイネーブルになることによって、前記第２オシレータイネーブル信号をディセーブルにすることを特徴とする請求項２又は３に記載の温度検出装置。
15. 前記オシレータイネーブル信号生成部は、温度検出スタート信号をクロック信号とし、前記温度検出アップデート信号およびオシレータ動作終了信号を入力信号とするＲＳフリップフロップであることを特徴とする請求項２，３又は１４のいずれかの請求項に記載の温度検出装置。
16. 前記オシレータイネーブル信号生成部は、前記温度検出アップデート信号と温度検出スタート信号とを入力とする第１論理素子と、
    前記温度検出スタート信号とオシレータ動作終了信号とを入力とする第２論理素子と、
    前記第１論理素子の出力信号と第４論理素子の出力信号とを入力として前記第２オシレータイネーブル信号を出力する第３論理素子と、
    前記第２論理素子の出力信号と前記第３論理素子の出力信号とを入力とする第４論理素子と、
    前記第２オシレータイネーブル信号を所定時間遅延させ、前記第１オシレータリセット信号を出力するための第２遅延手段と、
    を含むことを特徴とする請求項２，３又は１４のいずれかの請求項に記載の温度検出装置。
17. 前記比較器は、前記第１オシレータおよび第２オシレータの出力パルスを比較するための比較区間設定信号を出力するための比較区間選択部と、
    前記比較区間設定信号が出力される区間の間、前記第１および第２オシレータ信号を比較して温度検出比較信号を出力するための比較部と、
    を含む請求項３に記載の温度検出装置。
18. 前記比較区間選択部は、前記第１オシレータリセット信号がイネーブルになることによってイネーブルになり、前記第１オシレータ信号の反転遅延信号がイネーブルになる時にディセーブルになる前記比較区間設定信号を生成することを特徴とする請求項１７に記載の温度検出装置。
19. 前記比較区間選択部は、電源端子と接地端子との間に直列接続され、各々の前記第１オシレータ信号の反転遅延信号と前記第１オシレータリセット信号によって駆動する第１ＭＯＳトランジスタおよび第２ＭＯＳトランジスタと、
    前記電源端子と前記第１ＭＯＳトランジスタおよび第２ＭＯＳトランジスタの接続端子との間に接続され、パワーアップ信号によって駆動する第３ＭＯＳトランジスタと、
    を含むことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の温度検出装置。
20. 前記第１オシレータ信号の反転遅延信号は、前記第１オシレータ信号を遅延手段によって反転遅延させ、前記第１オシレータ信号の立ち下がりエッジでディセーブルになるように生成することを特徴とする請求項１９に記載の温度検出装置。
21. 前記比較部は、前記第１オシレータ信号に同期して生成される前記比較区間設定信号がハイレベルにある区間の間、前記第２オシレータ信号が前記比較区間設定信号と同一のレベルであるか否かを前記温度検出比較信号として出力することを特徴とする請求項１７に記載の温度検出装置。
22. 前記比較部は、前記第２オシレータ信号の反転信号と前記比較区間設定信号とを入力とする論理素子を含むことを特徴とする請求項１７又は２１に記載の温度検出装置。
23. 前記比較部は、前記論理素子の出力信号を反転させるための反転手段をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の温度検出装置。
24. 前記比較区間選択部は、前記第２オシレータイネーブル信号がイネーブルになることによってイネーブルになり、前記第２オシレータ信号の反転遅延信号がイネーブルになる時にディセーブルになる前記比較区間設定信号を生成することを特徴とする請求項１７に記載の温度検出装置。
25. 前記比較区間選択部は、電源端子と接地端子との間に直列接続され、各々の前記第２オシレータ信号の反転遅延信号と前記第２オシレータイネーブル信号によって駆動される第１ＭＯＳトランジスタおよび第２ＭＯＳトランジスタと、
    前記電源端子と前記第１ＭＯＳトランジスタおよび第２ＭＯＳトランジスタの接続端子との間に接続され、パワーアップ信号によって駆動される第３ＭＯＳトランジスタと、
    を含むことを特徴とする請求項１７又は２４に記載の温度検出装置。
26. 前記第２オシレータ信号の反転遅延信号は、前記第２オシレータ信号を遅延手段によって反転遅延させ、前記第２オシレータ信号の立ち下がりエッジでディセーブルになるように生成することを特徴とする請求項２５に記載の温度検出装置。
27. 前記比較部は、前記第２オシレータ信号に同期して生成される前記比較区間設定信号がハイレベルにある区間の間、前記第１オシレータ信号が前記比較区間設定信号と同一のレベルであるか否かを前記温度検出比較信号として出力することを特徴とする請求項１７に記載の温度検出装置。
28. 前記比較部は、前記第１オシレータ信号の反転信号と前記比較区間設定信号とを入力とする論理素子を含むことを特徴とする請求項１７又は２７に記載の温度検出装置。
29. 前記比較部は、前記論理素子の出力信号を反転させるための反転手段をさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載の温度検出装置。
30. 前記スタート信号生成部は、パワーアップ信号によって初期化され、アクティブ信号に応答して前記温度検出スタート信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の温度検出装置。
31. 前記スタート信号生成部は、電源端子および出力端子間に接続され、パワーアップ信号によって駆動される第１ＭＯＳトランジスタと、
    前記出力端子と接地端子との間に接続され、アクティブ信号によって駆動される第２ＭＯＳトランジスタと、
    を含むことを特徴とする請求項３又は３０に記載の温度検出装置。
32. 前記アップデート信号生成部は、前記第１オシレータ信号を入力として前記第１オシレータ信号を所定周期になる時までダブリングしてオシレータアップデート信号を出力する少なくとも１つのダブリング部と、
    前記オシレータアップデート信号を所定時間遅延させ、前記温度検出アップデート信号を出力するための遅延手段と、
    を含むことを特徴とする請求項３に記載の温度検出装置。
33. 前記遅延部は、前記比較区間設定信号を用いて、前記オシレータ動作終了信号を生成するための第１遅延手段と、
    前記比較区間設定信号を用いて、前記リセット信号を生成するための第２遅延手段と、
    を含むことを特徴とする請求項３に記載の温度検出装置。
34. 前記第１遅延手段は、前記比較区間設定信号の遅延信号がディセーブルになった後に所定時間が経過してから、前記オシレータ動作終了信号を生成し、
    前記第２遅延手段は、前記比較区間設定信号を前記第１遅延手段よりさらに遅延させた後、前記比較区間設定信号がディセーブルになった後に所定時間が経過してから、リセット信号を生成し、温度検出動作を終了させることを特徴とする請求項３３に記載の温度検出装置。