KR100431296B1 - A temperature detection circuit for a semiconductor device - Google Patents

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KR100431296B1 KR10-2001-0065418A KR20010065418A KR100431296B1 KR 100431296 B1 KR100431296 B1 KR 100431296B1 KR 20010065418 A KR20010065418 A KR 20010065418A KR 100431296 B1 KR100431296 B1 KR 100431296B1
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Abstract

본 발명에 의한 온도 검출 회로는 복수개의 인버터로 이루어진 제1 지연경로(first delay path)와, 복수개의 인버터로 이루어지며, 일부의 인버터는 게이트가 출력단에 연결되고, 드레인이 입력단에 연결되는 MOS 트랜지스터를 갖는 제2 지연경로(second delay path)와, 제1 지연경로를 경유한 신호와 제2 지연경로를 경유한 신호 중 어느 신호가 먼저 도달했는가를 판정하는 검출부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 제1 지연경로와 제2 지연경로는 그 입력단이 서로 연결되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 반도체 메모리 장치 등을 포함한 반도체 소자에서의 온도를 검출하여 리프레쉬 주기를 적절히 조절함으로써 반도체 소자에서의 불필요한 전류 소모를 줄일 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, a temperature detection circuit includes a first delay path including a plurality of inverters, a plurality of inverters, and some inverters have a gate connected to an output terminal and a drain connected to an input terminal. And a detection unit for determining which of a second delay path having a signal and a signal passing through the first delay path and a signal passing through the second delay path have reached first. Input terminals of the first delay path and the second delay path are connected to each other. According to such a configuration, there is an advantage that unnecessary current consumption in the semiconductor device can be reduced by appropriately adjusting the refresh period by detecting the temperature in the semiconductor device including the semiconductor memory device or the like.

Description

반도체 소자용 온도 검출 회로{A TEMPERATURE DETECTION CIRCUIT FOR A SEMICONDUCTOR DEVICE}Temperature detection circuit for semiconductor devices {A TEMPERATURE DETECTION CIRCUIT FOR A SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 소자용 온도 검출 회로에 관한 것으로, 특히 디램(DRAM)에서의 전류 소모를 감소시킬 목적으로 온도에 따른 리프레쉬 주기를 조절하는데 이용될 수 있는 반도체 소자용 온도 검출 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to temperature sensing circuits for semiconductor devices, and more particularly to temperature sensing circuits for semiconductor devices that can be used to adjust refresh cycles with temperature for the purpose of reducing current consumption in DRAMs.

디램에서 데이터의 보관은 커패시터에 전하가 축적되는 것에 의해 이루어진다. 이 때 MOS 트랜지스터의 PN 접합 커패시터 자체의 누설 전류가 있어서 저장된초기의 전하량이 소멸하게 되므로 데이터가 소실된다. 따라서 데이터를 잃어버리기 전에 메모리 셀의 데이터를 읽어서 그 읽어낸 정보에 맞추어 다시금 초기의 전하량으로 재충전 해주어야 한다. 이 동작을 주기적으로 반복해야만 데이터의 기억이 유지된다. 이 주기는 커패시터의 공정과 구조에 밀접한 관련이 있으며 디램의 용량에 따라 통상 128㎳ ∼ 256㎳ 의 값을 갖는다. 이러한 셀 전하의 재충전 과정을 리프레쉬(refresh) 동작이라고 부른다.Data storage in DRAM is achieved by the accumulation of charge in the capacitor. At this time, since there is a leakage current of the PN junction capacitor itself of the MOS transistor, the amount of initial charge stored is lost, and thus data is lost. Therefore, before the data is lost, the data of the memory cell must be read and recharged to the initial charge amount in accordance with the read information. This operation must be repeated periodically to keep the data stored. This period is closely related to the process and structure of the capacitor and usually has a value of 128 ㎳ to 256 따라 depending on the capacity of the DRAM. This process of recharging the cell charge is called a refresh operation.

그런데 누설전류는 일반적으로 온도가 높아질수록 증가한다. 따라서 디램의 리프레쉬 주기는 고온에서의 전류 소모를 기준으로 결정되었다. 하지만 이 경우 저온에서도 같은 리프레쉬 주기를 사용하게 됨으로써 불필요한 전류를 소모하는 결과를 초래하게 된다.However, leakage current generally increases with increasing temperature. Therefore, the refresh cycle of DRAM is determined based on current consumption at high temperature. In this case, however, the same refresh cycle is used even at low temperatures, resulting in unnecessary current consumption.

따라서 본 발명은 반도체 메모리 장치에서의 불필요한 전류 소모를 줄일 목적으로 리프레쉬 주기를 온도에 따라 조정하는데 효과적으로 사용될 수 있는 반도체 소자용 온도 검출 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a temperature detection circuit for a semiconductor device that can be effectively used to adjust the refresh cycle according to temperature for the purpose of reducing unnecessary current consumption in a semiconductor memory device.

도 1은 본 발명에 의한 반도체 소자용 온도 검출 회로의 블록도.1 is a block diagram of a temperature detection circuit for a semiconductor device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 온도 검출 회로의 구성요소인 펄스 발생부의 회로도.2 is a circuit diagram of a pulse generator that is a component of a temperature detection circuit according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 온도 검출 회로의 구성요소인 비교부의 회로도.3 is a circuit diagram of a comparator, which is a component of a temperature detection circuit according to the present invention;

도 4는 본 발명에 의한 온도 검출 회로의 구성요소인 검출부의 회로도.4 is a circuit diagram of a detection unit that is a component of the temperature detection circuit according to the present invention.

도 5는 도 2 내지 도 4에 도시된 회로에서의 신호 파형도.5 is a signal waveform diagram in the circuit shown in FIGS.

도 6은 본 발명에 의한 반도체 소자용 온도 검출 회로를 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면.6 is a diagram showing a result of a simulation of a temperature detection circuit for a semiconductor device according to the present invention;

이러한 목적을 달성하기 위하여 신규한 구성의 반도체 소자용 온도 검출 회로가 제공된다. 본 발명에 의한 온도 검출 회로는 복수개의 인버터로 이루어진 제1 지연경로(first delay path)와, 복수개의 인버터로 이루어지며, 일부의 인버터는 게이트가 출력단에 연결되고, 드레인이 입력단에 연결되는 MOS 트랜지스터를 갖는 제2 지연경로(second delay path)―여기서, 제1 지연경로와 제2 지연경로는 그 입력단이 서로 연결되어 있음―와, 제1 지연경로를 경유한 신호와 제2 지연경로를 경유한 신호 중 어느 신호가 먼저 도달했는가를 판정하는 검출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve this object, there is provided a temperature detection circuit for a semiconductor device of a novel configuration. According to the present invention, a temperature detection circuit includes a first delay path including a plurality of inverters, a plurality of inverters, and some inverters have a gate connected to an output terminal and a drain connected to an input terminal. A second delay path having a second delay path (wherein, the first delay path and the second delay path are connected to each other), and the signal via the first delay path and the second delay path. And a detection unit for determining which of the signals has reached first.

MOS 트랜지스터는 소오스가 전원단자에 연결되는 PMOS 트랜지스터이거나, 소오스가 접지되는 NMOS 트랜지스터이다. 온도 검출 회로의 입력단에 인가되는 신호의 펄스 폭을 넓혀 제1 및 제2 지연경로의 입력단에 인가하는 펄스 발생부를 더 구비하는 것이 안정된 동작을 위하여 바람직하다. 제1 또는 제2 지연경로의 출력단으로부터 출력되는 신호를 지연시켜 소정 펄스 폭을 갖는 검출부 제어 신호를 생성하는 제어신호 생성부를 더 구비하는 것이 바람직하며, 검출부는 이러한 검출부 제어 신호에 따라 판정 결과를 래치한다.The MOS transistor is a PMOS transistor whose source is connected to a power supply terminal, or an NMOS transistor whose source is grounded. It is preferable for the stable operation to further include a pulse generator for widening the pulse width of the signal applied to the input terminal of the temperature detection circuit and applying it to the input terminals of the first and second delay paths. Preferably, the control unit further includes a control signal generator for delaying a signal output from an output terminal of the first or second delay path to generate a detector control signal having a predetermined pulse width, wherein the detector latches the determination result according to the detector control signal. do.

이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 반도체 메모리 장치 등을 포함한 반도체 소자에서의 온도를 검출하여 리프레쉬 주기를 적절히 조절함으로써 반도체 소자에서의 불필요한 전류 소모를 줄일 수 있다. 또한 기존의 전류 검출을 이용하던 온도 검출 회로에 비해 레이아웃 면적을 줄일 수 있으며, 전류 소모를 감소시킬 수 있다.According to the configuration of the present invention as described above, unnecessary current consumption in the semiconductor element can be reduced by appropriately adjusting the refresh period by detecting the temperature in the semiconductor element including the semiconductor memory device or the like. In addition, the layout area can be reduced and the current consumption can be reduced compared to the temperature detection circuit using the current detection.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 설명의 일관성을 위하여 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소 및 신호를 가리키는 것으로 사용한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In the drawings, the same reference numerals are used to refer to the same or similar components and signals for the sake of consistency of description.

도 1은 본 발명에 의한 반도체 소자용 온도 검출 회로의 블록도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 온도 검출 회로는 펄스 발생부(101)와비교부(103)와 검출부(105)로 이루어진다. 도 1에서 srefreq는 셀프 리프레쉬 요청 신호(self refresh request signal), active는 펄스 발생부(101)의 출력신호, act와 actb는 비교부(103)에서 생성된 검출부(103)를 위한 제어 신호, in1과 in2는 비교부(103)에서 생성된 지연신호, temp_det는 검출부(105)에서 생성된 온도 검출 신호를 각각 가리킨다.1 is a block diagram of a temperature detection circuit for a semiconductor device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the temperature detection circuit according to the present invention includes a pulse generator 101, a comparison unit 103, and a detection unit 105. In FIG. 1, srefreq is a self refresh request signal, active is an output signal of the pulse generator 101, act and actb are control signals for the detector 103 generated by the comparator 103, in1. And in2 denote delay signals generated by the comparator 103 and temp_det indicate the temperature detection signals generated by the detector 105, respectively.

도 2는 본 발명에 의한 온도 검출 회로의 구성요소인 펄스 발생부의 회로도이다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 펄스 발생부(200)는 추가적인 시간 지연을 갖지 않는 제1 경로(201)와, 복수의 인버터(IV3 ―IV10)로 이루어져서 추가적인 시간 지연을 갖는 제2 경로(203)와, 제1 경로(201)와 제2 경로(203)를 각각 경유한 신호에 대해 NOR 연산을 수행하는 NOR 게이트(NR)를 주요 구성요소로 한다. 도 2에서 srefreq는 도 1에서와 같이 셀프 리프레쉬 요청 신호이고, active는 펄스 발생부(200)의 출력 신호이다. 통상 셀프 리프레쉬 요청 신호(srefreq)는 3㎱의 짧은 펄스이므로 펄스 발생부(200)를 이용하여 비교부(103)에서 이용하기에 적합한 펄스 폭을 가지는 신호(active)를 생성하는 것이다.2 is a circuit diagram of a pulse generator that is a component of the temperature detection circuit according to the present invention. As shown in FIG. 2, the pulse generator 200 includes a first path 201 having no additional time delay, and a second path 203 having an additional time delay due to the plurality of inverters IV3 to IV10. ) And a NOR gate NR for performing a NOR operation on a signal via the first path 201 and the second path 203, respectively. In FIG. 2, srefreq is a self refresh request signal as in FIG. 1, and active is an output signal of the pulse generator 200. Since the self refresh request signal srefreq is a short pulse of 3 ms, the self-refresh request signal srefreq is used to generate a signal having a pulse width suitable for use by the comparator 103 using the pulse generator 200.

도 2의 펄스 발생부(200)의 구체적인 동작을 설명하면, 먼저 셀프 리프레쉬 요청 신호(srefreq)가 어느 정도의 시간 동안 로우 레벨인 경우 NOR 게이트(NR)의 두 입력단(N1, N2)에는 로우 레벨의 신호가 인가되므로 펄스 발생부 출력 신호(active)는 로우 레벨을 가지게 된다. 셀프 리프레쉬 주기가 됨에 따라 셀프 리프레쉬 요청 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하면 인버터(IV1, IV2)를 경유한 하이 레벨의 신호가 제1 경로(201)와 제2 경로(203)에 동시에 인가된다. 제1 경로(201)는 추가적인 시간 지연을 거의 갖지 않으므로 NOR 게이트(NR)의 해당 입력단(N1)은 바로 하이 레벨로 변한다. 그러나 제2 경로(203)는 인가된 하이 레벨의 신호에 대해 소정 시간의 지연을 줌으로, 노드(N1)가 하이 레벨로 변한 후, 소정 시간이 지나서야 제2 경로(203)에 해당하는 NOR 게이트(NR) 입력단(N2)이 하이 레벨로 변한다. 노드(N1)만이 하이 레벨이고 노드(N2)는 아직 로우 레벨인 시간 구간 동안 출력신호(active)는 하이 레벨이다. 제2 경로(203)에 의해 지연된 시간이 지나면 노드(N2)로 하이 레벨로 변하므로, NOR 게이트(NR)의 두 입력은 하이 레벨이 되어 출력 신호(active)는 여전히 하이 레벨을 유지한다. 하이 레벨의 신호가 노드(N1)에 인가된 후로부터 셀프 리프레쉬 요청 신호(srefreq)의 펄스 폭에 해당하는 시간이 경과하면 노드(N1)는 로우 레벨로 변하나, 노드(N2)는 여전히 하이 레벨을 유지하고 있으므로 출력 신호(active)는 하이 레벨을 유지하고 있다. 하이 레벨의 신호가 노드(N1)에 인가된 후로부터 제2 경로(203)에 의해 지연된 시간과 셀프 리프레쉬 요청 신호(srefreq)의 펄스 폭에 해당하는 시간을 합한 시간이 경과하면 노드(N2) 역시 로우 레벨로 변하므로, 출력 신호(active)는 로우 레벨로 변한다. 이러한 방법으로 펄스 발생부(200)의 출력 신호(active)는 셀프 리프레쉬 요청 신호(srefreq)에 비해 제2 경로(203)에 의해 지연된 시간만큼 더 넓은 펄스 폭을 갖게 된다.Referring to the detailed operation of the pulse generator 200 of FIG. 2, first, when the self-refresh request signal srefreq is at a low level for some time, the low level is applied to the two input terminals N1 and N2 of the NOR gate NR. Since the signal of is applied, the pulse generator output signal (active) has a low level. When the self refresh request signal changes from a low level to a high level as the self refresh period is reached, a high level signal via the inverters IV1 and IV2 is simultaneously applied to the first path 201 and the second path 203. Since the first path 201 has almost no additional time delay, the corresponding input terminal N1 of the NOR gate NR immediately changes to a high level. However, since the second path 203 delays a predetermined time with respect to the applied high level signal, the NOR gate corresponding to the second path 203 only passes a predetermined time after the node N1 changes to a high level. (NR) Input stage N2 changes to high level. The output signal active is high during a time interval in which only node N1 is high level and node N2 is still low level. Since the time delayed by the second path 203 is changed to the high level to the node N2, the two inputs of the NOR gate NR are at the high level so that the output signal active remains at the high level. When the time corresponding to the pulse width of the self refresh request signal srefreq has elapsed since the high level signal is applied to the node N1, the node N1 changes to the low level, but the node N2 still remains at the high level. The output signal is active at a high level because it is maintained. When the time obtained by adding the time delayed by the second path 203 and the time corresponding to the pulse width of the self-refresh request signal srefreq after the high level signal is applied to the node N1 has elapsed, the node N2 also has As it changes to the low level, the output signal active changes to the low level. In this way, the output signal active of the pulse generator 200 has a wider pulse width by the time delayed by the second path 203 than the self refresh request signal srefreq.

도 3은 본 발명에 의한 온도 검출 회로의 구성요소인 비교부의 회로도이다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 비교부(300)는 제어신호 생성회로(301)와 제1 지연경로(303)와 제2 지연경로(305)로 이루어진다. 제1지연경로(303)와 제2 지연경로(305)는 소정 온도(이하, "기준온도"라고 함)에서 동일한 지연을 갖도록 구성된다. 도 3에서 active는 도 1에서와 같이 펄스 발생부(200)의 출력 신호이며, act와 actb는 검출부 제어신호이고, in1은 active 신호가 제1 지연경로(303)를 경유하여 출력된 신호이며, in2는 active 신호가 제2 지연경로(305)를 경유하여 출력된 신호이다.3 is a circuit diagram of a comparator, which is a component of the temperature detection circuit according to the present invention. As shown in FIG. 3, the comparator 300 according to the present invention includes a control signal generation circuit 301, a first delay path 303, and a second delay path 305. The first delay path 303 and the second delay path 305 are configured to have the same delay at a predetermined temperature (hereinafter referred to as "reference temperature"). In FIG. 3, active is an output signal of the pulse generator 200 as shown in FIG. 1, act and actb are detector control signals, and in1 is an output signal of the active signal via the first delay path 303. in2 is a signal in which the active signal is output via the second delay path 305.

우선 제어신호 생성회로(301)는 도 3에서와 같이 NAND 게이트(ND1)의 일 입력신호로는 펄스 발생부의 출력 신호(active)가 그대로 이용되나, NAND 게이트(ND1)의 다른 입력신호로는 제1 지연경로(303)의 출력신호(in1)를 이용한다. in1 신호는 active 신호가 복수의 인버터(IV13 ―IV22)에 의해 지연된 신호이다. 따라서 NAND 게이트(ND1)의 일 입력단인 노드(N3)에서의 신호 레벨의 변화와 NAND 게이트(ND1)의 다른 입력단인 노드(N4)에서의 신호 레벨의 변화 사이에는 약간의 시간차가 있게 된다. 노드(N3)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변한 시점에 노드(N4)는 여전히 로우 레벨을 유지하고 있으므로 act 신호는 로우 레벨을, actb는 하이 레벨을 유지한다. 노드(N3)가 하이 레벨로 변한 시점으로부터 약간의 시간이 경과하면 노드(N4)도 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하게 되므로, act 신호는 하이 레벨로, actb는 로우 레벨로 변한다. 이러다가 active 신호가 다시 로우 레벨로 변하면 노드(N4)의 레벨에도 불구하고 act 신호는 로우 레벨로, actb는 하이 레벨로 변하게 된다.First, as shown in FIG. 3, the control signal generation circuit 301 uses the output signal active of the pulse generator as it is as an input signal of the NAND gate ND1. The output signal in1 of one delay path 303 is used. The in1 signal is a signal whose active signal is delayed by the plurality of inverters IV13 to IV22. Therefore, there is a slight time difference between the change in the signal level at node N3, which is one input terminal of NAND gate ND1, and the change in the signal level at node N4, which is another input terminal of NAND gate ND1. When the node N3 changes from the low level to the high level, the node N4 is still at the low level, so the act signal is at the low level and actb is at the high level. When some time elapses from the time when the node N3 changes to the high level, the node N4 also changes from the low level to the high level, so the act signal changes to the high level and actb changes to the low level. When the active signal changes back to the low level, the act signal changes to the low level and actb changes to the high level despite the node N4 level.

in1 신호가 하이 레벨로 변한 시점과 act와 actb 신호가 변하는 시점 사이에는 어느 정도의 시간차가 있다. 이는 in1 신호가 인버터(IV23, IV24)와 NAND 게이트(ND1)를 경유하여야 act와 actb 신호가 변하기 때문이다. 이에 비해 active 신호가 로우 레벨로 변한 시점과 act와 actb 신호가 로우 레벨로 변한 시점 사이는 약간의 시간차밖에 없다. 이는 active 신호가 NAND 게이트(ND1)만을 거치면 act와 actb 신호가 변하기 때문이다. 이와 같이 in1 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변한 시점과 act와 actb 신호가 변한 시점 사이에 어느 정도의 시간차를 둠으로써 in1과 in2 신호의 변화가 검출부(105)에서 충분히 전달된 후, act와 actb 신호에 의해 검출부(105)를 제어하여 in1과 in2 신호의 레벨이 검출부(105)에 래치되도록 하기 위해서이다.There is a time difference between when the in1 signal changes to the high level and when the act and actb signals change. This is because the act and actb signals change only when the in1 signal passes through the inverters IV23 and IV24 and the NAND gate ND1. In comparison, there is only a slight time difference between the time when the active signal goes low and the time when the act and actb signals go low. This is because the act and actb signals change when the active signal passes through the NAND gate ND1 only. In this manner, after the in1 signal is changed from the low level to the high level and there is a time difference between the time at which the act and actb signals are changed, the change in in1 and in2 signals is sufficiently transmitted from the detector 105, and then act and actb This is to control the detector 105 by the signal so that the levels of the in1 and in2 signals are latched in the detector 105.

제1 지연경로(303)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 복수의 인버터( IV13 ―IV22)로 이루어지며, 제1 지연경로(303)의 입력단에 인가되는 active 신호가 어느 정도 시간 지연되어 제1 지연경로(303)의 출력단에서 출력되도록 하는 역할을 한다. 이때 제1 지연경로(303)를 지나서 출력되는 신호(in1)는 온도의 영향을 많이 받아 온도에 따른 지연의 변화가 크다. 이는 제1 지연경로(303)의 경우, 정상 트랜지스터를 이용한 게이트 지연(gate delay)이므로 온도에 따른 전류 변화가 크기 때문이다.As shown in FIG. 3, the first delay path 303 is composed of a plurality of inverters IV13 to IV22, and the active signal applied to the input terminal of the first delay path 303 is delayed to some extent for the first time. It serves to be output from the output terminal of the delay path (303). In this case, the signal in1 output after passing through the first delay path 303 is greatly influenced by temperature, and thus the change of delay according to temperature is large. This is because the first delay path 303 is a gate delay using a normal transistor, so the current change according to temperature is large.

제2 지연경로(305)는 제1 지연경로(303)와 같이 단순히 복수의 인버터(IV26 ―IV37)에 의해서만 이루어지는 것이 아니라, 복수의 인버터(IV26 ―IV37) 중에서 일부(IV28 ―IV36)는 인버터의 출력단에 게이트가 연결되고, 인버터의 입력단에 드레인이 연결된 MOS 트랜지스터를 더 구비하고 있다. 인버터(IV28, IV30, IV32, IV34, IV36)의 경우 소오스가 접지된 NMOS 트랜지스터(N0, N1, N2, N3, N4)가 각각연결된다. 이에 반해 인버터(IV29, IV31, IV33, IV35)의 경우에는 소오스가 전원단자에 연결된 PMOS 트랜지스터(P0, P1, P2, P3)가 각각 연결된다. 제1 지연경로(303)와 제2 지연경로(305)는 전술한 바와 같이 기준온도에서 동일한 시간 지연을 갖도록 구성된다.The second delay path 305 is not merely formed by the plurality of inverters IV26-IV37 like the first delay path 303, but a part of the plurality of inverters IV26-IV37 (IV28-IV36) is formed of the inverter. A MOS transistor having a gate connected to the output terminal and a drain connected to the input terminal of the inverter is further provided. In the case of inverters IV28, IV30, IV32, IV34, and IV36, NMOS transistors N0, N1, N2, N3, and N4 having a grounded source are connected to each other. In contrast, in the inverters IV29, IV31, IV33, and IV35, PMOS transistors P0, P1, P2, and P3 having a source connected to a power supply terminal are connected to each other. The first delay path 303 and the second delay path 305 are configured to have the same time delay at the reference temperature as described above.

제2 지연경로(305)를 경유하여 출력된 신호(in2)는 제1 지연경로(303)의 출력 신호(in1)에 비해 온도에 따른 지연의 변화가 크지 않다. 그 이유는 트랜지스터(NO ―N4, P0 ―P3)에 의해 해당 노드(nd0 ―nd8)가 온도에 따라 변화가 적은 특성을 갖게 되기 때문이다.The signal in2 output through the second delay path 305 does not have a large change in delay according to temperature compared to the output signal in1 of the first delay path 303. The reason for this is that the nodes nd0-nd8 have a small change with temperature due to the transistors NO-N4 and P0-P3.

도 4는 본 발명에 의한 온도 검출 회로의 구성요소인 검출부의 회로도이다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 검출부(400)는 판정회로(401)와 스위치회로(403)와 래치회로(405)를 주요 구성요소로 한다. 도 4에서 in1은 제1 지연경로(303)의 출력신호를, in2는 제2 지연경로(305)의 출력신호를, det_sig는 판정회로(401)의 출력신호를, act와 actb는 스위치회로(403)를 제어하는 신호를, pwrupb는 반도체 소자에 파워가 인가되는가 여부를 표시하는 신호를, temp_det는 도 4의 검출부(400)에 의한 출력신호를 각각 가리킨다.4 is a circuit diagram of a detection unit that is a component of the temperature detection circuit according to the present invention. As shown in Fig. 4, the detection unit 400 according to the present invention includes the determination circuit 401, the switch circuit 403, and the latch circuit 405 as main components. In FIG. 4, in1 denotes an output signal of the first delay path 303, in2 denotes an output signal of the second delay path 305, det_sig denotes an output signal of the determination circuit 401, and act and actb denote a switch circuit ( The signal controlling 403, pwrupb indicates a signal indicating whether power is applied to the semiconductor element, and temp_det indicates an output signal by the detection unit 400 of FIG.

먼저 판정회로(401)는 도 4에서와 같이 각각의 출력신호가 다른 것의 입력단자로 피드백되는 2개의 NAND 게이트(ND2, ND3)로 이루어진다. 스위치회로(403)는 2개의 PMOS 트랜지스터(P4, P5)와 2개의 NMOS 트랜지스터(N5, N6)로 이루어지며, 제어신호 생성회로(301)에서 생성된 2개의 제어신호(act, actb)에 따라 인에이블되어 det_sig 신호를 반전시킨 신호를 노드(N5)에 제공한다. pwrupb 신호는 반도체 소자에 파워가 인가되면 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하고 파워 다운시까지 하이 레벨을 유지하므로, 파워가 인가되기 전에는 노드(N5)는 하이 레벨을 유지하고 있다가, 파워가 인가되면 PMOS 트랜지스터(P6)가 턴오프 되므로 노드(N5)는 전원단자로 끊어진다. 래치회로(405)는 다른 것의 출력신호가 자신의 입력신호로 사용되는 2개의 인버터(IV38, IN39)로 이루어진다.First, the determination circuit 401 is composed of two NAND gates ND2 and ND3 to which each output signal is fed back to the input terminal of the other as shown in FIG. The switch circuit 403 is composed of two PMOS transistors P4 and P5 and two NMOS transistors N5 and N6 and according to two control signals act and actb generated by the control signal generation circuit 301. The node N5 is provided with a signal that is enabled and inverts the det_sig signal. Since the pwrupb signal changes from a low level to a high level when power is applied to the semiconductor device and is maintained at a high level until power down, the node N5 maintains a high level before power is applied. Since the transistor P6 is turned off, the node N5 is disconnected from the power supply terminal. The latch circuit 405 consists of two inverters IV38 and IN39 whose output signals from the others are used as their input signals.

도 5를 참조하면서 도 4의 구성과 동작을 구체적으로 설명한다. 처음에는 in1과 in2 신호가 모두 로우 레벨이므로 det_sig 신호는 하이 레벨을 유지하고 있다. 이 때 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 in2 신호가 in1 신호에 비해 빨리 하이 레벨로 변하면 NAND 게이트(ND3)는 로우 레벨을 출력하여 NAND 게이트(ND2)의 입력단으로 인가한다. 그러면 NAND 게이트(ND2)의 두 입력단으로 로우 레벨의 입력신호가 인가되나 NAND 게이트(ND2)의 출력신호(det_sig)는 하이 레벨을 계속 유지한다. act 신호는 in1 및 in2 신호에 비해 어느 정도의 시간 지연을 갖고 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하고, actb 신호는 하이 레벨에서 로우 레벨로 변한다. 이에 따라 PMOS 트랜지스터(P4)와 NMOS 트랜지스터(N6)는 턴온된다. 현재 det_sig 신호가 하이 레벨이므로 NMOS 트랜지스터(N5)가 턴온 되어 노드(N5)는 로우 레벨을 갖게 되며, 이 로우 레벨의 신호는 래치회로(405)에 의해 검출부(400)에 래치되고, 이렇게 래치회로(405)에 래치된 신호는 인버터(IN38, IN40, IN41)를 경유하여 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 하이 레벨의 신호로 출력된다.The configuration and operation of FIG. 4 will be described in detail with reference to FIG. 5. Initially, the int and in2 signals are at the low level, so the det_sig signal is at the high level. In this case, as shown in FIG. 5, when the in2 signal changes to a high level sooner than the in1 signal, the NAND gate ND3 outputs a low level and applies it to the input terminal of the NAND gate ND2. Then, a low level input signal is applied to the two input terminals of the NAND gate ND2, but the output signal det_sig of the NAND gate ND2 maintains a high level. The act signal changes from low level to high level with some time delay compared to the in1 and in2 signals, and the actb signal changes from high level to low level. As a result, the PMOS transistor P4 and the NMOS transistor N6 are turned on. Since the current det_sig signal is at a high level, the NMOS transistor N5 is turned on so that the node N5 has a low level. The low level signal is latched to the detection unit 400 by the latch circuit 405. The signal latched at 405 is output as a high level signal as shown in FIG. 5 via inverters IN38, IN40, IN41.

in1과 in2 신호가 모두 로우 레벨을 유지하고 있다가 앞의 경우와는 반대로 in1 신호가 먼저 하이 레벨로 변하면, det_sig 신호는 하이 레벨에서 로우 레벨로바뀐다. 그리고 나서 제어신호(act, actb)의 레벨이 변하여 MOS 트랜지스터(P4, N6)가 턴온 되면 PMOS 트랜지스터(P5)가 턴온 되어 노드(N5)는 하이 레벨을 가지게 된다. 노드(N5)에서의 하이 레벨의 신호는 래치회로(405)에 의해 래치되고, 인버터(IV38, IV40, IN41)를 경유하여 로우 레벨의 신호로 출력된다.If both the in1 and in2 signals are at the low level and the in1 signal first goes to the high level as opposed to the previous case, the det_sig signal changes from the high level to the low level. Then, when the levels of the control signals act and actb are changed and the MOS transistors P4 and N6 are turned on, the PMOS transistor P5 is turned on and the node N5 has a high level. The high level signal at the node N5 is latched by the latch circuit 405 and output as a low level signal via the inverters IV38, IV40, IN41.

도 6은 본 발명에 의한 반도체 소자용 온도 검출 회로를 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면이다. 본 발명에 의한 온도 검출 회로는 기준온도를 42℃로 하였다. 즉 42℃에서 제1 지연경로(303)와 제2 지연경로(305)는 그 지연량이 서로 동일하도록 구성하였다. 42℃보다 높은, 예를 들어 46℃와 44℃에서 제2 지연경로(305)에 비해 제1 지연경로(303)는 더 통과하는 신호를 더 많이 지연시킨다. 따라서 in2 신호의 변화가 in1 신호에 비해 더 빨리 검출부(400)에 도달하게 되므로 temp_det는 하이 레벨의 신호를 출력한다. 반면 42℃보다 낮은, 예를 들어 40℃, 38℃, 36℃에서는 in1 신호의 변화가 더 빨리 검출부(400)에 도달하게 되므로 temp_det는 로우 레벨의 신호를 출력한다.6 is a diagram showing a result of a simulation of a temperature detection circuit for a semiconductor device according to the present invention. In the temperature detection circuit according to the present invention, the reference temperature was 42 ° C. That is, the first delay path 303 and the second delay path 305 are configured to have the same delay amount at 42 ° C. The first delay path 303 delays the signal passing more than the second delay path 305 at higher than 42 ° C., for example at 46 ° C. and 44 ° C. Therefore, since the change of the in2 signal reaches the detection unit 400 faster than the in1 signal, temp_det outputs a high level signal. On the other hand, at less than 42 ° C., for example, 40 ° C., 38 ° C., and 36 ° C., since the change of the in1 signal reaches the detection unit 400 more quickly, temp_det outputs a low level signal.

지금까지의 설명은 주로 본 발명의 일 실시예에 관한 것으로서, 디램의 리프레쉬 주기와 관련하여 언급되었으나 온도 검출이 필요한 여하한 반도체 소자에 널리 적용될 수 있다. 여기서 설명된 실시예들은 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아니다. 따라서 당업자들은 본 발명의 범위 안에서 다양한 변형이나 변경이 가능함을 주목하여야 한다. 본 발명의 범위는 원칙적으로 후술하는 특허청구범위에 의하여 정하여진다.The foregoing description is mainly related to an embodiment of the present invention, which has been mentioned in relation to the refresh cycle of the DRAM, but may be widely applied to any semiconductor device requiring temperature detection. The embodiments described herein are merely intended to enable those skilled in the art to easily understand and practice the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. Therefore, those skilled in the art should note that various modifications or changes are possible within the scope of the present invention. The scope of the invention is defined in principle by the claims that follow.

이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 반도체 메모리 장치 등을 포함한 반도체 소자에서의 온도를 검출하여 리프레쉬 주기를 적절히 조절함으로써 반도체 소자에서의 불필요한 전류 소모를 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한 기존의 저항과 커패시터를 이용하는 구성에 비해 레이아웃 면적을 줄일 수 있으며, 전류 소모를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.According to the configuration of the present invention as described above, there is an advantage that unnecessary current consumption in the semiconductor element can be reduced by appropriately adjusting the refresh period by detecting the temperature in the semiconductor element including the semiconductor memory device or the like. In addition, the layout area can be reduced and the current consumption can be reduced as compared with a configuration using a conventional resistor and capacitor.

Claims (5)

반도체 소자용 온도 검출 회로에 있어서,In the temperature detection circuit for semiconductor elements, 복수개의 인버터로 이루어진 제1 지연경로(first delay path)와,A first delay path composed of a plurality of inverters, 복수개의 인버터로 이루어지며, 일부의 인버터는 게이트가 출력단에 연결되고, 드레인이 입력단에 연결되는 MOS 트랜지스터를 갖는 제2 지연경로(second delay path)―여기서, 상기 제1 지연경로와 상기 제2 지연경로는 그 입력단이 서로 연결되어 있음―와,A plurality of inverters, some inverters having a second delay path having a MOS transistor whose gate is connected to the output terminal and whose drain is connected to the input terminal, wherein the first delay path and the second delay The path is connected to the input of each other-- 상기 제1 지연경로를 경유한 신호와 상기 제2 지연경로를 경유한 신호 중 어느 신호가 먼저 도달했는가를 판정하는 검출부를 포함하며,And a detector configured to determine which of the signals passing through the first delay path and the signal passing through the second delay path has arrived first. 상기 MOS 트랜지스터는 소오스가 전원단자에 연결되는 PMOS 트랜지스터 및 소오스가 접지되는 NMOS 트랜지스터이며,The MOS transistors are PMOS transistors whose source is connected to a power supply terminal, and NMOS transistors whose source is grounded. 상기 제1 지연경로는 정상 트랜지스터를 이용한 게이트 지연에 의해 온도에 따른 전류의 변화가 크며, 제2 지연경로는 상기 PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터에 의해 해당 노드가 온도에 따른 전류의 변화가 적은 것을 특징으로 하는 온도 검출 회로.The first delay path has a large change in current according to temperature due to a gate delay using a normal transistor, and the second delay path has a small change in current according to temperature due to the PMOS transistor and the NMOS transistor. Temperature detection circuit. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 온도 검출 회로의 입력단에 인가되는 신호의 펄스 폭을 넓혀 상기 제1 및 제2 지연경로의 입력단에 인가하는 펄스 발생부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 회로.And a pulse generator for widening the pulse width of the signal applied to the input terminal of the temperature detection circuit and applying the input signal to the input terminals of the first and second delay paths. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 또는 제2 지연경로의 출력단으로부터 출력되는 신호를 지연시켜 소정 펄스 폭을 갖는 검출부 제어 신호를 생성하는 제어신호 생성부를 더 구비하며,And a control signal generator for delaying a signal output from an output terminal of the first or second delay path to generate a detector control signal having a predetermined pulse width. 상기 검출부는 상기 검출부 제어 신호에 따라 판정 결과를 래치하는 것을 특징으로 하는 온도 검출 회로.And the detection unit latches a determination result in accordance with the detection unit control signal.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950010624A (en) * 1993-09-17 1995-04-28 배순훈 Motion Image Compression Method and Device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100689711B1 (en) 2005-08-12 2007-03-08 삼성전자주식회사 Circuit for sensing temperature and method for sensing temperature thereof

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