KR100877106B1 - 온도 정보 출력 장치 - Google Patents

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Abstract

온도 변화에 따라 선형적으로 변하는 신호를 이용하여 복수의 온도 정보 신호를 발생하는 온도 센서와, 테스트 모드 인에이블 펄스 신호에 응답하여 상기 펄스 신호의 인가시마다 상기 복수의 온도 정보 신호를 선택적으로 출력하는 온도 정보 모니터링부와, 상기 온도 정보 모니터링부로부터 출력되는 상기 온도 정보 신호를 외부로 출력하는 하나의 패드를 포함하는 온도 정보 출력 장치에 관한 것이다.
Figure R1020070063936
온도센서, 제어신호, 기준전압 발생부

Description

온도 정보 출력 장치{TEMPERATURE INFORMATION OUTPUT APPARATUS}
도 1 은 종래 기술에 의한 온도 정보 출력 장치의 블럭도이다.
도 2 는 도 1 의 온도 정보 모니터링부의 회로도이다.
도 3 은 본 발명에 의한 온도 정보 출력 장치의 블럭도이다.
도 4a, 4b, 4c 는 도 3 의 온도 정보 모니터링부의 회로도이다.
도 5 는 본 발명에 의한 온도 정보 출력 장치의 동작 타이밍도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기준전압 발생부 20 : 변환부
30 : 온도 정보 모니터링부 40 : 패드
50 : 온도 코드 버퍼
60 : SRR
70 : 셀프 리프레쉬 오실레이터
80 : 제어부
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 온도 정보 출력 장치에 관한 것이다.
반도체 메모리 내에서 온-다이 온도 센서(On-Die Temperature Sensor)는 칩 내부 온도를 측정하기 위해 사용된다. 반도체 메모리는 측정된 온도를 시스템 온도 관리를 위해 외부 칩셋으로 출력하거나, 온도 변화에 따라 셀프 리프레쉬 주기 제어를 통해 디램 전류를 줄이기 위해 사용된다.
도 1 은 종래 기술에 의한 온도 정보 출력 장치의 블럭도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 온도 정보 출력 장치는 밴드갭(bandgap) 회로(100), ADC(Analog Digital Converter)(200), 온도 코드 버퍼(300), 온도정보 모니터링부(400)로 구성되어 있다.
밴드갭 회로(100)는 온도에 반비례하는 전압(VTEMP)과 기준전압(VLLIMIT, VULIMIT)을 출력한다. 온도에 반비례하는 전압(VTEMP)은 온도 센싱을 위해 사용되며, 기준전압(VLLIMIT,VULIMIT)은 ADC의 바이어싱(Biasing)전압으로 사용된다.
ADC(200)는 아날로그 전압(VTEMP)을 디지털 코드로 변환, 출력하는 역할을 한다.
온도코드 버퍼(300)는 ADC(200)로부터 디지털 코드를 입력받아, 디램 내의 온도가 필요한 블럭에 적절한 형태로 온도정보를 변환, 출력한다.
온도정보 모니터링부(400)는 밴드갭 회로(100)의 출력전압(VTEMP,VLLIMIT)과 ADC(200)의 출력전압(VDAC)을 인가받아 패드(500)를 통해 온도정보를 출력한다.
도 2 는 도 1 의 온도정보 모니터링부의 회로도이다. 도 2 에 도시한 바와 같이 종래 기술에 의한 온도정보 모니터링부(400)는 전압 신호(VLLIMIT, VREF, VTEMPOUT)에 응답하여 온도정보(VLLIMIT, VTEMP)를 출력하도록 두 개의 오피 앰프와 두 개의 패드(PAD)를 포함하고 있다.
여기서, 상기 온도정보 모니터링부(400)는 칩의 전체 구동 영역(-40 ~ 90℃)의 온도정보를 출력하는 것이 아니라 테스트 모드 신호(TM_HOTTRIM)를 입력받아 90도인 경우의 온도정보(VLLIMIT)를 출력하고, 테스트 모드 신호가 인가되지 않는 노멀 구동(Normal Operation)인 경우에는 온도정보(VREF)만이 출력된다.
또한, 상기 온도정보 모니터링부(400)는 신호(VTEMPOUT)에 응답하여 온도정보(VTEMP)를 출력하고 있는데, 신호(VTEMPOUT)는 VTEMP 값이 ADC를 거친 출력값으로 직접 온도정보(VTEMP)가 출력되지 않는다.
이와 같이, 종래 기술에 의한 온도 정보 출력 장치는 3개의 온도정보(VLLIMIT, VDAC, VREF)만을 출력하여 모니터링하고, 특히 온도정보(VLLIMIT)는 높은 온도 값만 모니터링하므로 한계가 있다. 또한, 종래기술은 칩이 소형화되는 추세에 있어 오피 앰프(OP AMP) 두 개와 패드를 두 개로 구성하므로 면적을 많이 차지하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 온도센서의 모니터링 방식을 펄스 인에이블 방식으로 변경하여 하나의 테스트 모드를 이용하여 다수의 온도정보를 모니터링 할 수 있는 온도 정보 출력 장치를 제시한다.
또한, 본 발명은 온도 전 영역에 대한 온도정보를 모니터링이 가능하도록 하는 온도 정보 출력 장치를 제시한다.
또한, 본 발명은 칩 면적을 줄 일수 온도 정보 출력 장치를 제시한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 정보 출력 장치는 온도 변화에 따라 선형적으로 변하는 신호를 이용하여 복수의 온도 정보 신호를 발생하는 온도 센서와, 테스트 모드 인에이블 펄스 신호에 응답하여 상기 펄스 신호의 인가시마다 상기 복수의 온도 정보 신호를 선택적으로 출력하는 온도 정보 모니터링부와, 상기 온도 정보 모니터링부로부터 출력되는 상기 온도 정보 신호를 외부로 출력하는 하나의 패드를 포함한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 정보 출력 장치는 테스트 모드 인에이블 펄스 신호에 응답하여 상기 펄스 신호의 인가시마다 카운팅 동작을 수행하여 어드레스 신호를 생성하는 어드레스 신호 생성부와, 상기 어드레스 신호에 응답하여 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부와, 상기 제어신호에 따라 복수의 온도 정보 신호를 선택적으로 출력하는 온도 정보 출력부를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한 다.
도 3 은 본 발명에 의한 온도 정보 출력 장치의 블럭도이고, 도 4a, 4b, 4c 는 도 3 의 온도 정보 모니터링부의 회로도이다.
도 3 과, 도 4a 내지 도 4c 에 도시한 바와 같이, 본 발명은 온도 변화에 따라 선형적으로 변하는 신호(VTEMP)를 이용하여 온도 정보 신호(VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP)를 발생하는 기준전압 발생부(10)와, 상기 온도 정보 신호(VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP)를 디지털 코드(Digital code)로 변환하여 출력하고, 상기 디지털 코드에 대한 전압 신호(VDAC)를 출력하는 변환부(20)와, 제어신호(TM_VREF, TM_VTEMP, TM_VLLIMIT, TM_VULIMIT, TM_VDAC)에 응답하여 상기 온도 정보 신호(VREF, VLLMIT, VULMIT, VTEMP)와 디지털 코드 전압 신호(VDAC)를 외부로 출력하는 온도 정보 모니터링부(30)를 포함한다.
상기 기준전압 발생부(10)는 음의 온도계수를 갖는 베이트-이미터 고유전압 신호(VTEMP)를 이용하여 제1기준전압 신호(VLLIMIT)와 제2기준전압 신호(VULIMIT)를 발생하는 밴드-갭 기준전압 발생기를 포함한다. 상기 제1기준전압 신호(VLLIMIT)는 메모리 구동 영역의 최저 온도 조건에서 발생하는 기준전압 신호이고, 상기 제2기준전압 신호(VULIMIT)는 메모리 구동 영역의 최고 온도 조건에서 발생하는 기준전압 신호이다.
상기 변환부(20)는 상기 기준전압 발생부(10)로부터 출력되는 온도 정보 신호(VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP)를 디지털 코드로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터를 포함한다.
도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 온도 정보 모니터링부(30)는 테스트 모드 인에이블 펄스 신호(TM_Enable_Pulse)에 응답하여 카운팅 동작을 수행하여 어드레스 신호(TS_Monitor<0>, TS_Monitor<1>, TS_Monitor<2>)를 생성하는 어드레스 신호 생성부(31)와, 상기 어드레스 신호(TS_Monitor<0>, TS_Monitor<1>, TS_Monitor<2>)에 응답하여 제어신호(TM_VREF, TM_VTEMP, TM_VLLIMIT, TM_VULIMIT, TM_VDAC)를 생성하는 제어신호 생성부(32)와, 상기 제어신호(TM_VREF, TM_VTEMP, TM_VLLIMIT, TM_VULIMIT, TM_VDAC)에 응답하여 온도 정보 신호(VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP, VDAC)를 선택적으로 출력하는 온도 정보 출력부(33)를 포함한다.
상기 어드레스 신호 생성부(31)는 상기 테스트 모드 인에이블 펄스 신호(TM_Enable_Pulse)에 응답하여 카운팅하는 카운터(311)를 포함한다.
상기 제어신호 생성부(32)는 상기 어드레스 신호(TS_Monitor<0>, TS_Monitor<1>, TS_Monitor<2>)의 조합에 의해 제어신호(TM_VREF, TM_VTEMP, TM_VLLIMIT, TM_VULIMIT, TM_VDAC)를 디코더(321)를 포함한다.
상기 온도 정보 출력부(33)는 상기 제어신호(TM_VREF, TM_VTEMP, TM_VLLIMIT, TM_VULIMIT, TM_VDAC)에 응답하여 입력되는 온도 정보 신호(VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP, VDAC)를 전달하는 신호 전달부(331)를 포함한다.
상기 온도 정보 출력부(33)는 상기 신호 전달부(331)의 출력신호를 버퍼링하는 버퍼부(332)를 포함한다.
한편, 도 3 에 도시한 바와 같이 본 발명은 디램 입력 명령 중 온도 정보 출력 장치와 관련된 명령(Enable, SREF, Test Mode Enable)을 입력받아 제어신 호(Control Signal)를 생성하여 기준전압 발생부(10)를 제어하는 제어부(80)를 포함하고, 변환부(20)로부터 디지털 코드를 입력받아 디램 내의 온도가 필요한 블럭에 적절한 형태로 온도정보를 변환 출력하는 온도코드 버퍼(50)를 통해 디램 내부에 포함되어 있는 SRR(Status Register Read)(60)과 셀프 리프레쉬 오실레이터(70)에 연결되어 구성된다.
상기 SRR(60)은 디램 내부에 존재하며, 온도 정보 출력 장치로부터 온도 정보를 입력받아, 저장하고 칩셋으로 전송한다. 셀프 리프레쉬 오실레이터(70) 역시 디램 내부에 존재하며, 온도정보를 입력받아 디램의 셀프 리프레쉬 주기를 제어한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명은 도 3 과, 도 4a 내지 도 4c 에 도시한 바와 같이 기준전압 발생부(10)는 온도 변화에 따라 선형적으로 변하는 신호(VTEMP)를 이용하여 온도 정보 신호(VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP)를 발생한다.
이어서, 변환부(20)는 상기 온도 정보 신호(VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP)를 디지털 코드(Digital code)로 변환하여 출력하고, 상기 디지털 코드에 대한 전압 신호(VDAC)를 출력한다.
그러면, 온도 정보 모니터링부(30)는 테스트 모드 인에이블 펄스 신호(TM_Enable_Pulse)에 제어신호(TM_VREF, TM_VTEMP, TM_VLLIMIT, TM_VULIMIT, TM_VDAC)를 생성하고, 제어신호(TM_VREF, TM_VTEMP, TM_VLLIMIT, TM_VULIMIT, TM_VDAC)에 따라 상기 온도 정보 신호(VREF, VLLMIT, VULMIT, VTEMP)와 디지털 코드 전압 신호(VDAC)를 외부로 출력한다.
즉, 본원발명은 온도 정보 신호로 VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP, VDAC 와 같은 온도 출력 전압을 모니터링 할 수 있다.
이러한 온도 정보 신호(VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP, VDAC)를 모니터링 하는 동작에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 5 는 온도 정보 출력 장치의 동작 타이밍도이다.
도 4a 와 도 5 에 도시한 바와 같이, 상기 온도 정보 모니터링부(30)의 어드레스 신호 생성부(31)는 테스트 모드 인에이블 펄스 신호(TM_Enable_Pulse)의 인가시마다 카운팅 동작을 수행하여 어드레스 신호(TS_Monitor<0>, TS_Monitor<1>, TS_Monitor<2>)를 생성한다. 즉, 어드레스 신호(TS_Monitor<0>, TS_Monitor<1>, TS_Monitor<2>)는 테스트 모드 인에이블 펄스 신호(TM_Enable_Pulse)가 인가될 때마다 변화되어 생성된다.
이어서, 도 4b에 도시한 바와 같이 상기 제어신호 생성부(32)는 디코더 회로(321)를 통해 상기 어드레스 신호(TS_Monitor<0>, TS_Monitor<1>, TS_Monitor<2>)를 디코딩하여 제어신호(TM_VREF, TM_VTEMP, TM_VLLIMIT, TM_VULIMIT, TM_VDAC)를 생성한다.
그러면, 도 4c에 도시한 바와 같이 온도 정보 출력부(33)의 신호 전달부(331)는 상기 제어신호(TM_VREF, TM_VTEMP, TM_VLLIMIT, TM_VULIMIT, TM_VDAC)에 따라 복수의 온도 정보 신호(VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP, VDAC)를 선택적으로 출력한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 온도 정보 출력부(33)는 도 4c와 도 5 에 도시한 바와 같이, 일반 구동(Normal operation)인 경우 제어신호(TM_VREF)가 활성화되어 온도 정보 신호(VREF)를 출력하고, 테스트 모드 인에이블 펄스 신호(TM_Enable_Pulse)가 한번 입력되면 제어신호(TM_VLLIMIT)가 활성화되어 온도 정보 신호(VLLIMIT)를 출력한다. 즉, 테스트 모드 인에이블 펄스 신호(TM_Enable_Pulse)의 인가 회수에 따라 복수의 온도 정보 신호 VULIMIT, VTEMP, VDAC를 선택적으로 출력한다.
또한, 상기 온도 정보 출력부(33)는 신호 전달부(331)로부터 출력되는 온도 정보 신호(VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP, VDAC)를 하나의 단위 이득 오피 앰프인 버퍼(332)를 공유하여 출력한다. 즉, 상기 온도 정보 출력부로부터 선택적으로 출력되는 온도 정보 신호(VREF, VLLIMIT, VULIMIT, VTEMP, VDAC)는 하나의 패드(40)를 통해 출력된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 온도 정보 출력 장치는 온도센서의 모니터링 방식을 펄스 인에이블 방식으로 변경하여 하나의 테스트 모드를 이용하여 다수의 온도정보를 모니터링할 수 있다.
또한, 본 발명은 온도센서의 출력 전압을 온도 전 영역에서 모니터링이 가능하고, 하나의 테스트 모드 신호로 동작할 수 있어 신호의 숫자를 감소를 통해 신호에 대한 부하를 감소시킨다.
또한, 본 발명은 오피 앰프와 외부 출력 패드를 하나를 이용하여 공유하므로 칩 면적을 줄 일수 있다.

Claims (15)

  1. 온도 변화에 따라 선형적으로 변하는 신호를 이용하여 복수의 온도 정보 신호를 발생하는 온도 센서와;
    테스트 모드 인에이블 펄스 신호에 응답하여 상기 펄스 신호의 인가시마다 상기 복수의 온도 정보 신호를 선택적으로 출력하는 온도 정보 모니터링부와;
    상기 온도 정보 모니터링부로부터 출력되는 상기 온도 정보 신호를 외부로 출력하는 하나의 패드;
    를 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 정보 모니터링부는 상기 테스트 모드 인에이블 펄스 신호에 응답하여 상기 펄스 신호 인가시마다 카운팅 동작을 수행하여 어드레스 신호를 생성하는 어드레스 신호 생성부와;
    상기 어드레스 신호에 응답하여 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부와;
    상기 제어신호에 응답하여 상기 복수의 온도 정보 신호를 선택적으로 출력하는 온도 정보 출력부;
    를 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 어드레스 신호 생성부는 상기 테스트 모드 인에이블 펄스 신호에 응답하여 카운팅하는 카운터를 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어신호 생성부는 상기 어드레스 신호의 조합에 의해 제어신호를 생성하는 온도 정보 출력 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어신호 생성부는 상기 어드레스 신호에 응답하여 디코딩하는 디코더를 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 정보 출력부는 상기 제어신호에 응답하여 입력되는 온도 정보 신호를 전달하는 신호 전달부를 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 온도 정보 출력부는 상기 신호 전달부의 출력신호를 버퍼링하는 버퍼부;를 더 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 버퍼부는 하나의 OP AMP를 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  9. 테스트 모드 인에이블 펄스 신호에 응답하여 상기 펄스 신호의 인가시마다 카운팅 동작을 수행하여 어드레스 신호를 생성하는 어드레스 신호 생성부와;
    상기 어드레스 신호에 응답하여 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부와;
    상기 제어신호에 따라 복수의 온도 정보 신호를 선택적으로 출력하는 온도 정보 출력부;
    를 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 어드레스 신호 생성부는 상기 테스트 모드 인에이블 펄스 신호에 응답하여 카운팅하는 카운터를 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어신호 생성부는 상기 어드레스 신호의 조합에 의해 제어신호를 생성하는 온도 정보 출력 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어신호 생성부는 상기 어드레스 신호에 응답하여 디코딩하는 디코더를 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 온도 정보 출력 장치는 상기 제어신호에 응답하여 입력되는 온도 정보 신호를 전달하는 신호 전달부를 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 온도 정보 출력 장치는 상기 신호 전달부의 출력신호를 버퍼링하는 버퍼부;를 더 포함하는 온도 정보 출력 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 버퍼부는 하나의 OP AMP를 포함하는 온도 정보 출력 장치.
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