KR101978516B1 - 반도체 장치 - Google Patents

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KR101978516B1
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Abstract

본 기술은 동작 전압이 낮은 저전압 환경에서도 정밀하게 온도를 측정할 수 있는 반도체 장치를 제공한다. 본 기술에 의한 반도체 장치는 다수의 온도 구간을 구별하는 온도 구간 신호에 따라 제어 전압을 생성하는 제어 전압 생성부 및 온도 구간 신호와 제어 전압에 따라 상기 온도 구간 신호에 대응하는 온도 구간에서 온도에 따라 가변하는 온도 전압을 출력하는 온도 전압 출력부를 포함한다.

Description

반도체 장치{SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 온도를 측정할 수 있는 반도체 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체를 포함하는 시스템은 온도를 측정하여 온도에 따라 시스템에 포함된 각 구성요소들의 동작 특성을 제어하고 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 온도 전압 생성부의 회로도이다.
종래의 온도 전압 생성부는 기준 전압(VIN)을 입력받아 제어 전압(Vc)을 생성하는 전압 제어부(10)와 제어 전압(VC)에 따라 온도 전압(VTEMP)을 출력하는 전압 출력부(20)를 포함한다.
도 2는 종래의 온도 전압 생성부에서 구동 전압(VDRV)이 낮아지는 경우 발생하는 문제를 설명하는 그래프이다.
종래의 온도 전압 생성부는 구동 전압(VDRV)이 감소하는 경우 온도에 따른 온도 전압의 변화율의 크기가 감소하게 된다. 기울기가 감소하는 경우 온도 전압의 미세한 변화에도 온도의 값이 크게 변하여 상대적으로 정밀한 온도 측정이 어려워진다.
본 발명은 동작 전압이 낮은 환경에서도 정밀하게 온도를 측정할 수 있는 반도체 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 장치는 다수의 온도 구간을 구별하는 온도 구간 신호에 따라 제어 전압을 생성하는 제어 전압 생성부 및 온도 구간 신호와 제어 전압에 따라 온도 구간 신호에 대응하는 온도 구간에서 온도에 따라 가변하는 온도 전압을 출력하는 온도 전압 출력부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 장치에서, 제어 전압 생성부는 온도 구간 신호에 따라 저항이 조절되는 제 1 저항부 및 온도 구간 신호에 따라 값이 제어되는 제 2 기준 전압에 의해 저항값이 조절되는 제 1 스위칭부를 포함하되, 제어 전압은 제 1 가변 저항부와 제 1 스위칭부의 저항 분배에 의해 정해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 장치에서, 제 1 스위칭부는 제 2 기준 전압이 게이트에 입력되는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 장치는 구동 전압으로부터 다수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배부 및 온도 구간 신호에 따라 다수의 분배 전압 중 어느 하나를 선택하여 제 2 기준 전압으로 출력하는 선택부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 장치에서, 온도 전압 출력부는 온도 구간 신호에 따라 저항이 조절되는 제 2 가변 저항부 및 제어 전압에 의해 저항이 조절되는 제 2 스위칭부를 포함하되, 온도 전압은 제 2 가변 저항부와 제 2 스위칭부의 저항 분배에 의해 정해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 장치에서 제 2 스위칭부는 제어 전압이 게이트에 입력되는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 장치에서 온도 전압 출력부는 제 2 스위칭부에 직렬 연결되는 저항을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치는 다수의 온도 구간별로 온도에 따라 가변하는 제 1 신호를 출력하는 제 1 신호 발생부 및 다수의 온도 구간별로 일정한 제 2 신호를 출력하는 제 2 신호 발생부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치에서, 제 1 신호가 가질 수 있는 값 중 적어도 하나는 서로 다른 온도 구간에 속하는 다수의 온도 값에 대응할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치는 다수의 온도 구간에 대응하는 다수의 온도 구간 신호를 온도 구간별로 순차적으로 제 1 신호 발생부 및 제 2 신호 발생부에 제공하는 제어부를 더 포함하되, 제 1 신호 발생부 및 제 2 신호 발생부는 각각 온도 구간 신호에 따라 제 1 신호와 제 2 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치는 다수의 온도 구간별로 제 1 신호와 제 2 신호를 비교하는 비교부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치는 다수의 온도 구간 신호에 따라 비교부의 출력을 다수의 온도 구간별로 저장하는 다수의 저장부 및 다수의 저장부에 저장된 값에 따라 온도 코드를 출력하는 디코더를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치에서 제 1 신호 발생부는 다수의 제 3 신호 발생부를 포함하되 제 3 신호 발생부 각각은 다수의 온도 구간 중 어느 하나의 온도 구간에서 온도에 따라 가변하는 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치에서 제 2 신호 발생부는 다수의 제 4 신호 발생부를 포함하되 제 4 신호 발생부는 다수의 온도 구간 중 어느 하나의 온도 구간에서 온도에 무관하게 일정한 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치에서 반도체 장치는 다수의 비교부를 더 포함하되, 다수의 비교부 각각은 다수의 제 3 온도 신호 발생부 중 어느 하나의 출력과 다수의 제 4 신호 발생부 중 어느 하나의 출력을 비교할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치는 다수의 비교부에서 출력되는 값에 따라 온도 코드를 출력하는 디코더를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 장치는 다수의 온도 구간별로 온도 구간 신호를 순차 출력하는 제어부, 온도 구간 신호에 따라 다수의 온도 구간별로 일정한 제 1 기준 전압을 출력하는 기준 전압 발생부, 온도 구간 신호와 제 2 기준 전압에 따라 다수의 온도 구간별로 온도에 따라 가변하는 온도 전압을 출력하는 온도 전압 발생부 및 제 1 기준 전압과 온도 전압을 비교하는 비교부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 장치에서 기준 전압 발생부는 구동 전압을 분배하여 다수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배부 및 온도 구간 신호에 따라 다수의 분배 전압 중 어느 하나를 선택하여 제 1 기준 전압으로 출력하는 제 1 선택부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 장치에서 기준 전압 발생부는 온도 구간 신호에 따라 다수의 분배 전압 중 어느 하나를 선택하여 제 2 기준 전압으로 출력하는 제 2 선택부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 장치는 구동 전압을 분배하여 다수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배부 및 온도 구간 신호에 따라 다수의 분배 전압 중 어느 하나를 선택하여 제 2 기준 전압으로 선택하여 출력하는 선택부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 장치에서 온도 전압 발생부는 온도 구간 신호에 따라 제어 전압을 생성하는 제어 전압 생성부 및 온도 구간 신호와 제어 전압에 따라 온도 전압을 출력하는 온도 전압 출력부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 장치에서 제어 전압 생성부는 온도 구간 신호에 따라 저항이 조절되는 제 1 가변 저항부 및 제 2 기준 전압에 의해 저항값이 조절되는 제 1 스위칭부를 포함하되, 제어 전압은 제 1 가변 저항부와 제 1 스위칭부의 저항 분배에 의해 정해질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 장치에서 온도 전압 출력부는 온도 구간 신호에 따라 저항이 조절되는 제 2 가변 저항부 및 제어 전압에 의해 저항이 조절되는 제 2 스위칭부를 포함하되, 온도 전압은 제 2 가변 저항부와 제 2 스위칭부의 저항 분배에 의해 정해질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 장치는 다수의 온도 구간 신호에 따라 비교부의 출력을 순차적으로 저장하는 다수의 저장부 및 다수의 저장부에 저장된 값에 따라 온도 코드를 출력할 수 있다.
본 발명에 의한 반도체 장치는 다수의 온도 구간을 설정하고 온도 구간에 따라 상이한 특성의 온도 전압을 생성함으로써 동작 전압이 낮은 환경에서도 정밀하게 온도를 측정할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 온도 전압 생성부의 회로도.
도 2는 종래 기술에 의한 온도 전압 생성부의 구동 전압 감소에 의한 문제점을 설명하는 도면.
도 3a ~ 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 의한 온도 전압 생성부에서 출력되는 온도 신호의 특성을 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 장치의 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 온도 전압 생성부의 회로도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 입력 전압 생성부의 블록도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 기준 전압 생성부의 블록도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 기준 전압 생성부의 블록도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치의 블록도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 온도 코드 생성부의 블록도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치의 블록도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 개시한다. 이하에서 동일한 참조 번호는 실질적으로 동일한 구성 요소를 지시한다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 의한 온도 전압 생성부에서 출력되는 온도 전압의 특성을 나타내는 그래프이다.
본 발명에서 측정 대상이 되는 온도 범위(TL ~ TH)는 다수의 온도 구간으로 분할된다. 온도 구간의 개수, 각 온도 구간의 폭은 실시예에 따라 다를 수 있다.
온도 전압은 온도 구간별로 온도에 따라 가변하는 특성을 가진다. 본 발명의 실시예에 있어서는 상이한 온도 구간에 속하는 둘 이상의 온도와 대응하는 온도 전압이 존재할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 온도 범위가 두 개의 온도 구간(TL ~ TF, TF ~ TH)으로 분할된 실시예를 나타낸다. 내부 회로에서의 전압 강하 등의 이유로 인하여 온도 전압의 최대값(VM)은 구동 전압(VDRV)보다 약간 작은 값을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서 온도 범위에 속하는 하나 또는 둘 이상의 온도(T10, T11)와 연관되는 온도 전압(V1)이 존재할 수 있다. 이때 각 온도(T10, T11)는 서로 다른 온도 구간에 속한다.
또한 본 발명에 있어서 온도 전압의 특성은 온도 구간에 따라 다르게 설정될 수 다.
도 3a에서 온도 범위와 온도 전압의 최대값의 비는 다음 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure 112012097078895-pat00001
수학식 1은 구동 전압이 감소한 경우에 종래의 온도 전압 생성부에서 출력되는 온도 전압의 기울기에 대응한다(도 2의 우측 도면 참조).
도 3a의 각 온도 구간에서 본 발명의 일 실시예에 의한 온도 전압 생성부에서 출력되는 온도 전압의 평균 변화율의 크기는 각각 다음 수학식 2, 3과 같다.
Figure 112012097078895-pat00002
Figure 112012097078895-pat00003
위의 수학식에서 S1, S2는 모두 S0보다 큰 값을 갖는다.
전술한 바와 같이 종래의 기술에서는 구동 전압이 낮아짐에 따라 온도 전압의 최대값 역시 감소하여 S0의 값이 작아지고 이에 따라 온도에 따른 온도 전압의 변화율의 크기가 작아져 정확한 온도 측정에 어려움이 있었다.
본 발명에서는 온도 범위를 다수의 온도 구간으로 분할함으로써 구동 전압이 작아지더라도 각 구간에서 온도 전압의 변화율의 크기를 일정한 값 이상으로 유지할 수 있다.
이때 일정한 값은 실시예에 따라 달라질 수 있으나 온도 센싱 성능의 저하를 방지하기 위하여 적어도 수학식 1의 S0 보다 큰 값인 것이 바람직하다. 다만 본 발명에 있어서도 정확한 온도 값이 중요하지 않은 일부 온도 구간의 경우에는 온도 전압의 평균 변화율을 S0 이하로 설정할 수도 있다.
도 3b는 도 3a와 달리 각 온도 구간에서 온도 전압의 최대값과 최소값이 상이한 실시예를 나타낸다.
도 3b에 도시된 그래프를 참조하면 일부 온도 전압 구간(VTEMP > V2, VTEMP < V3)에서 하나의 온도 전압은 하나의 온도와 연관되고 나머지 온도 전압 구간에서 하나의 온도 전압은 두 개의 온도와 연관된다. 여기서 두 개의 온도는 각각 상이한 온도 구간에 포함된다.
도 3c는 각 온도 구간에서 온도 신호의 변화율의 부호가 반대인 실시예를 도시한다.
도 3d는 온도 구간이 셋인 실시예를 도시한다.
도 3e는 두 온도 구간(TL ~ TF1, TF2 ~ TH) 사이의 온도 구간(TF1~ TF2)에서 온도 전압이 일정한 값(예를 들어 0)을 가지는 실시예를 나타낸다. 이때 온도 구간(TF1~ TF2)은 정확한 온도 측정을 필요로 하지 않는 구간인 것이 바람직하다.
도 3f는 온도 구간(TL ~ TF1, TF2 ~ TH) 사이에 경계 구간(TF1~ TF2)이 포함되는 실시예를 나타낸다. 경계 구간에서 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 장치는 그 좌측 온도 구간(TL ~ TF1)으로부터 연장되는 제 1 신호와 그 우측 온도 구간(TF2 ~ TH)으로부터 연장되는 제 2 신호를 출력할 수 있다.
경계 구간은 예를 들어 좌측 구간에서 우측 구간으로 온도 구간을 이동하면서 온도를 측정하거나 우측 구간에서 좌측 구간으로 온도 구간을 이동하면서 온도를 측정하는 경우 측정 노이즈를 줄이기 위하여 사용될 수 있다.
예를 들어 낮은 온도에서 높은 온도 방향으로 스캐닝하면서 온도를 결정하는 실시예의 경우 상위 경계 온도(TF2)까지는 좌측의 그래프를 기준으로 온도를 결정하고, 상위 경계 온도(TF2)를 상회하는 범위에서는 우측의 그래프를 기준으로 온도를 결정할 수 있다. 즉 이 경우는 온도 범위가 하위 구간(TL ~ TF2)와 상위 구간(TF2 ~ TH)으로 분할된 것으로 이해할 수 있다.
반대로 높은 온도에서 낮은 온도 방향으로 스캐닝하면서 온도를 결정하는 실시예의 경우 하위 경계 온도(TF1)까지는 우측의 그래프를 기준으로 온도를 결정하고, 하위 경계 온도(TF1)를 하회하는 범위에서는 좌측의 그래프를 기준으로 온도를 결정할 수 있다. 즉 이 경우는 온도 범위가 하위 구간(TL ~ TF1)과 상위 구간(TF1 ~ TH)으로 분할된 것으로 이해할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 장치를 나타내는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 장치는 다수의 온도 구간별로 온도 구간에 대응하는 온도 구간 신호(STEMP)를 제공하는 제어부(300), 온도 구간 신호에 따라 다수의 온도 구간별로 온도에 관계없이 일정한 제 1 기준 전압(VREF)을 출력하는 기준 전압 발생부(200), 온도 구간 신호에 따라 다수의 온도 구간별로 온도에 따라 가변하는 온도 전압(VTEMP)을 출력하는 온도 전압 생성부(100), 제 1 기준 전압(VREF)과 온도 전압(VTEMP)을 비교하는 비교부(400)를 포함한다.
본 실시예에서 제어부(300)는 다수의 온도 구간별로 온도 구간 신호(STEMP)를 출력하되 이를 대응하는 온도 구간별로 순차적으로 출력한다. 따라서 특정 시점에서 기준 전압 생성부(200)와 온도 전압 생성부(100)는 해당 온도 구간에 대응하는 하나의 제 1 기준 전압(VREF)과 하나의 온도 전압(VTEMP)을 생성하고, 비교부(400)는 이들을 비교하여 그 결과를 출력한다.
이하에서는 도 4에 도시된 구성요소들을 구체적으로 설명한다.
도 5는 도 4의 온도 전압 생성부(100)의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 온도 전압 생성부(100)는 제어 전압 생성부(110)와 온도 전압 출력부(120)를 포함한다.
제어 전압 생성부(110)는 온도 구간 신호(STEMP)에 의해 저항이 조절되는 제 1 가변 저항부(111)와 제 1 가변 저항부(111)에 직렬 연결되고 제 2 기준 전압(VIN)에 의해 저항이 조절되는 제 1 스위칭부(112)를 포함한다.
도시된 바와 같이 본 실시예에서 제 1 가변 저항부(112)는 스위치와 병렬 연결된 저항을 포함하고 제 1 스위칭부(112)는 제 2 기준 전압(VIN)이 게이트에 인가되는 모스 트랜지스터를 포함한다.
제 2 기준 전압(VIN)은 온도 구간 신호(STEMP)에 의해 제어되며 하나의 온도 구간에서는 일정한 값을 유지하되 온도 구간별로는 상이한 값을 가질 수 있다. 제 2 기준 전압(VIN)을 생성하기 위한 입력 전압 생성부(130)의 일 예가 도 6에 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 입력 전압 생성부(130)는 구동 전압(VDRV)을 다수의 전압으로 분배하는 전압 분배부(131)와 온도 구간 신호(STEMP)에 의해 다수의 분배 전압 중 하나를 선택하여 제 2 기준 전압(VIN)으로 출력하는 선택부(132)를 포함할 수 있다.
도 6과 같이 제 2 기준 전압(VIN)은 별개의 입력 전압 생성부(130)에서 출력될 수 있으나 제 2 기준 전압(VIN)은 도 8에 도시된 바와 같이 기준 전압 생성부(200)에서 제 1 기준 전압(VREF)과 함께 출력될 수 있다. 이에 대해서는 이하의 도 8에 관한 부분에서 설명한다.
온도 구간 신호(STEMP)와 제 2 기준 전압(VIN)에 의해 제 1 가변 저항부(111)와 제 1 스위칭부(112)에 의해 저항 분배된 제어 전압(Vc)의 값이 조절된다.
온도 전압 출력부(120)는 온도 구간 신호(STEMP)에 의해 저항이 조절되는 제 2 가변 저항부(121)와 제 2 가변 저항부(121)에 직렬 연결되고 제어 전압(VC)에 의해 저항이 조절되는 제 2 스위칭부(122)를 포함한다.
도시된 바와 같이 본 실시예에서 제 2 가변 저항부(121)는 스위치와 병렬 연결된 저항을 포함하고 제 2 스위칭부(122)는 제어 전압(Vc)이 게이트에 인가되는 모스 트랜지스터를 포함한다.
본 실시예에서 전압 출력부(120)는 제 2 스위칭부(122)에 직렬 연결되는 저항(R)을 더 포함할 수 있다.
온도 구간 신호(STEMP)와 제어 전압(Vc)에 따라 제 2 가변 저항부(121), 제 2 스위치(122), 저항(R)에 의해 분배된 온도 전압(VTEMP)의 값이 결정된다.
도 5의 온도 전압 생성부(100)에서 출력될 수 있는 온도 전압(VTEMP)의 그래프는 도 3a ~ 도 3f에 예시된 바와 같으며 실시예에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.
예를 들어 온도 구간 신호(STEMP), 제 2 기준 전압(VIN) 및 도 5에 예시된 회로도의 각 회로 소자들의 개수, 값 등을 조정함으로써 그래프의 모양은 변경될 수 있다. 이들을 변경하여 원하는 특성의 온도 전압(VTEMP)을 출력하는 것은 본 발명의 개시를 참조하여 통상의 기술자가 용이하게 설계 변경할 수 있는 것이다.
온도 구간별로 원하는 특성의 온도 전압(VTEMP)을 출력하기 위해서 온도 구간별로 온도 구간 신호(STEMP)가 결정된 이후 온도 구간 신호(STEMP)는 순차적으로 온도 전압 생성부(100)에 제공할 수 있다. 제어부(300)는 이와 같이 미리 설정된 온도 구간 신호(STEMP)를 미리 설정된 시간에 따라 순차적으로 온도 전압 생성부(100)와 기준 전압 생성부(200)에 제공하는 기능을 수행한다.
도 7은 도 4의 기준 전압 생성부(200)의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
기준 전압 생성부(200)는 구동 전압(VDRV)을 다수의 전압으로 분배하여 출력하는 전압 분배부(210)와 온도 구간 신호(STEMP)에 의해 다수의 분배전압 중 하나를 선택하여 제 1 기준 전압(VREF)으로 출력하는 선택부(220)를 포함한다.
전압 분배부(210)는 직렬 또는 병렬로 연결되는 다수의 저항을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 제 1 기준 전압(VREF)은 하나의 온도 구간 내에서는 온도에 무관하게 일정한 값을 유지하지만 온도 구간별로는 상이한 값을 가질 수 있다.
도 8은 기준 전압 생성부(200)의 다른 실시예를 나타낸다. 도 8에 도시된 실시예는 온도 전압 생성부(100)에 입력되는 제 2 기준 전압(VIN)을 출력하는 또 다른 선택부(230)를 더 포함하는 점에서 도 7에 도시된 실시예와 상이하다.
도 8에 도시된 바와 같은 기준 전압 생성부(200)를 사용하는 실시예의 경우 도 6에 도시된 바와 같은 입력 전압 생성부(130)는 포함하지 않아도 무방하다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치를 나타내는 블록도이다.
도 9에 도시된 실시예는 도 4에 도시된 실시예외는 달리 온도 전압 생성부(100)가 제 2 기준 전압(VIN)을 외부의 장치(도 9에 미도시)로부터 공급받는 것을 명시한다.
제 2 기준 전압(VIN)은 도 6에 도시된 바와 같이 온도 전압 생성부(100) 외부의 입력 전압 생성부(130)에서 생성되어 입력 전압 생성부(100)에 제공되거나 도 8에 도시된 기준 전압 생성부(200)에서 생성되어 입력 전압 생성부(130)에 제공될 수 있다.
도 10은 도 4의 반도체 장치에 더 포함될 수 있는 온도 코드 생성부(500)를 나타내는 블록도이다.
온도 코드 생성부(500)는 다수의 래치를 포함하는 저장부(510)와 저장부(510)의 값으로부터 온도 코드(DTEMP)를 출력하는 디코더(520)를 포함한다.
전술한 바와 같이 도 4의 비교부(400)는 각 온도 구간에서 비교 결과를 출력한다. 따라서 다수의 온도 구간에서의 비교 결과를 저장하기 위해서 저장부(510)는 온도 구간 신호(STEMP)에 따라 각 온도 구간별 비교 결과를 구별하여 각 래치에 저장한다.
디코더(520)는 저장부에 저장된 다수의 비교 결과를 이용하여 온도 코드(DTEMP)를 생성한다. 구체적인 온도 코드의 생성 방법은 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 장치를 나타내는 블록도이다.
전술한 바와 같이 도 4에 도시된 실시예는 각 온도 구간별로 순차적으로 비교 동작을 수행한다. 이에 반해 도 10에 도시된 실시예는 전체 온도 구간에 대하여 동시에 비교 동작을 수행한다.
본 실시예에서 기준 전압 생성부(200)와 온도 전압 생성부(100) 각각은 온도 구간의 개수에 대응하는 개수의 하위 기준 전압 생성부와 하위 온도 전압 생성부를 포함한다. 이들 각각은 대응하는 온도 구간에 대한 기준 전압(VREFx)과 온도 전압(VTEMPx)을 생성한다.
하위 온도 전압 생성부 각각은 도 5에 도시된 형태로 구현될 수 있고, 하위 기준 전압 생성부 각각은 도 7에 도시된 형태로 구현될 수 있다. 이때 각각의 하위 온도 전압 생성부 및 하위 기준 전압 생성부에는 대응하는 온도 구간에 따라 미리 설정된 온도 구간 신호(STEMP)가 제공될 수 있다.
본 실시예에서 비교부(400)는 온도 구간의 개수에 대응하는 다수의 하위 비교부를 포함한다. 각 하위 비교부는 대응하는 하위 기준 전압 생성부에서 출력된 기준 전압과 하위 온도 전압 생성부에서 출력된 온도 전압을 비교한다.
디코더(520)는 다수의 하위 비교부에서 출력되는 다수의 비교값을 이용하여 온도 코드(DTEMP)를 출력한다.
본 실시예에서는 온도 구간에 대응하는 온도 구간 신호(STEMP)가 각각의 하위 온도 전압 생성부와 각각의 하위 기준 전압 생성부에 고정적으로 제공되므로 이들을 순차적으로 제공하기 위한 제어부(100)를 필요로 하지 않는다.
본 실시예는 다수의 온도 구간 각각에 대응하는 하위 기준 전압 생성부, 하위 온도 전압 생성부, 비교부를 개별적으로 포함하므로 도 4에 도시된 실시예에 비해 고속으로 동작할 수 있다.
통상의 기술자는 도 4와 도 10에 도시된 실시예를 조합하여 새로운 실시예를 용이하게 도출할 수도 있다.
예를 들어 다수의 온도 구간 중 일부 구간들에 대해서는 도 4에 도시된 실시예를 이용하여 순차적으로 센싱하고 나머지 구간들에서는 도 10에 도시된 실시예를 이용하여 동시에 센싱하도록 도 4와 도 10에 도시된 실시예들을 조합할 수 있다.
이상의 상세한 설명에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 개시하였다. 이상의 설명은 본 발명의 설명을 위한 것으로서 이상의 설명에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 문언적으로 기재된 범위와 그 균등범위에 의해 정해진다.
100: 온도 전압 생성부
200: 기준 전압 생성부
300: 제어부
400: 비교부
500: 온도 코드 생성부

Claims (25)

  1. 다수의 온도 구간을 구별하는 온도 구간 신호와 입력 전압에 따라 제어 전압을 생성하는 제어 전압 생성부;
    상기 온도 구간 신호와 상기 제어 전압에 따라 상기 온도 구간 신호에 대응하는 온도 구간에서 온도에 따라 가변하는 온도 전압을 출력하는 온도 전압 출력부;
    구동 전압을 분배하여 다수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배부; 및
    상기 온도 구간 신호에 따라 상기 다수의 분배 전압 중 어느 하나를 선택하여 상기 입력 전압으로 출력하는 선택부
    를 포함하는 반도체 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어 전압 생성부는
    상기 온도 구간 신호에 따라 저항이 조절되는 제 1 가변 저항부 및
    상기 입력 전압에 의해 저항값이 조절되는 제 1 스위칭부
    를 포함하되, 상기 제어 전압은 상기 제 1 가변 저항부와 상기 제 1 스위칭부의 저항 분배에 의해 정해지는 반도체 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 스위칭부는 상기 입력 전압이 게이트에 입력되는 트랜지스터를 포함하는 반도체 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 온도 전압 출력부는
    상기 온도 구간 신호에 따라 저항이 조절되는 제 2 가변 저항부 및
    상기 제어 전압에 의해 저항이 조절되는 제 2 스위칭부
    를 포함하되, 상기 온도 전압은 상기 제 2 가변 저항부와 상기 제 2 스위칭부의 저항 분배에 의해 정해지는 반도체 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제 2 스위칭부는 상기 제어 전압이 게이트에 입력되는 트랜지스터를 포함하는 반도체 장치.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 온도 전압 출력부는 상기 제 2 스위칭부에 직렬 연결되는 저항을 더 포함하는 반도체 장치.
  8. 입력 전압을 제공받아 다수의 온도 구간별로 온도에 따라 가변하는 제 1 신호를 출력하는 제 1 신호 발생부;
    상기 다수의 온도 구간별로 온도에 따라 일정한 제 2 신호를 출력하는 제 2 신호 발생부;
    구동 전압을 분배하여 다수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배부; 및
    상기 다수의 온도 구간별로 상기 다수의 분배 전압 중 어느 하나를 선택하여 상기 입력 전압으로 출력하는 선택부
    를 포함하는 반도체 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제 1 신호가 가질 수 있는 값 중 적어도 하나는 서로 다른 온도 구간에 속하는 다수의 온도 값에 대응하는 반도체 장치.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 다수의 온도 구간에 대응하는 다수의 온도 구간 신호를 온도 구간별로 순차적으로 상기 제 1 신호 발생부 및 상기 제 2 신호 발생부에 제공하는 제어부를 더 포함하되, 상기 제 1 신호 발생부 및 상기 제 2 신호 발생부는 각각 상기 온도 구간 신호에 따라 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호를 출력하는 반도체 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 다수의 온도 구간별로 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호를 비교하는 비교부를 더 포함하는 반도체 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 다수의 온도 구간 신호에 따라 상기 비교부의 출력을 상기 다수의 온도 구간별로 저장하는 다수의 저장부 및
    상기 다수의 저장부에 저장된 값에 따라 온도 코드를 출력하는 디코더
    를 더 포함하는 반도체 장치.
  13. 청구항 8에 있어서, 상기 제 1 신호 발생부는 다수의 제 3 신호 발생부를 포함하되 상기 제 3 신호 발생부 각각은 상기 다수의 온도 구간 중 어느 하나의 온도 구간에서 온도에 따라 가변하는 신호를 출력하는 반도체 장치.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제 2 신호 발생부는 다수의 제 4 신호 발생부를 포함하되 상기 제 4 신호 발생부는 상기 다수의 온도 구간 중 어느 하나의 온도 구간에서 온도에 무관하게 일정한 신호를 출력하는 반도체 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 반도체 장치는 다수의 비교부를 더 포함하되, 상기 다수의 비교부 각각은 상기 다수의 제 3 온도 신호 발생부 중 어느 하나의 출력과 상기 다수의 제 4 신호 발생부 중 어느 하나의 출력을 비교하는 반도체 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 다수의 비교부에서 출력되는 값에 따라 온도 코드를 출력하는 디코더를 더 포함하는 반도체 장치.
  17. 다수의 온도 구간별로 온도 구간 신호를 순차 출력하는 제어부;
    상기 온도 구간 신호에 따라 상기 다수의 온도 구간별로 온도에 따라 일정한 제 1 기준 전압을 출력하는 기준 전압 발생부;
    상기 온도 구간 신호와 제 2 기준 전압에 따라 상기 다수의 온도 구간별로 온도에 따라 가변하는 온도 전압을 출력하는 온도 전압 발생부;
    상기 제 1 기준 전압과 상기 온도 전압을 비교하는 비교부;
    구동 전압을 분배하여 다수의 분배 전압을 생성하는 전압 분배부;
    상기 온도 구간 신호에 따라 상기 다수의 분배 전압 중 어느 하나를 선택하여 상기 제 1 기준 전압으로 출력하는 제 1 선택부; 및
    상기 온도 구간 신호에 따라 상기 다수의 분배 전압 중 어느 하나를 선택하여 상기 제 2 기준 전압으로 출력하는 제 2 선택부
    를 포함하는 반도체 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 청구항 17에 있어서, 상기 온도 전압 발생부는
    상기 온도 구간 신호와 상기 제 2 기준 전압에 따라 제어 전압을 생성하는 제어 전압 생성부 및
    상기 온도 구간 신호와 상기 제어 전압에 따라 상기 온도 전압을 출력하는 온도 전압 출력부
    를 포함하는 반도체 장치.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 제어 전압 생성부는
    상기 온도 구간 신호에 따라 저항이 조절되는 제 1 가변 저항부 및
    상기 제 2 기준 전압에 의해 저항값이 조절되는 제 1 스위칭부
    를 포함하되, 상기 제어 전압은 상기 제 1 가변 저항부와 상기 제 1 스위칭부의 저항 분배에 의해 정해지는 반도체 장치.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 온도 전압 출력부는
    상기 온도 구간 신호에 따라 저항이 조절되는 제 2 가변 저항부 및
    상기 제어 전압에 의해 저항이 조절되는 제 2 스위칭부
    를 포함하되, 상기 온도 전압은 상기 제 2 가변 저항부와 상기 제 2 스위칭부의 저항 분배에 의해 정해지는 반도체 장치.
  24. 청구항 17에 있어서, 상기 다수의 온도 구간 신호에 따라 상기 비교부의 출력을 순차적으로 저장하는 다수의 저장부 및
    상기 다수의 저장부에 저장된 값에 따라 온도 코드를 출력하는 디코더
    를 더 포함하는 반도체 장치.
  25. 입력 전압을 제공받아 측정 가능한 온도 범위를 구성하는 다수의 온도 구간별로 온도에 따라 가변하는 온도 전압을 출력하되 상기 온도 전압이 가질 수 있는 값 중 적어도 하나는 서로 다른 온도 구간에 속하는 다수의 온도 값에 대응하고, 상기 입력 전압은 구동 전압을 분배하여 생성한 다수의 분배 전압 중에서 상기 다수의 온도 구간별로 선택되는 것인 반도체 장치.
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