KR20130070953A - 공정변화에 둔감한 오실레이터 기반 디지털 온도센서 - Google Patents

공정변화에 둔감한 오실레이터 기반 디지털 온도센서 Download PDF

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KR20130070953A
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권종기
양우석
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Abstract

본 발명은 공정변화에 둔감하고 온도출력 오차율을 개선하는 새로운 오실레이터 기반 온도센서 구조를 개시한다. 오실레이터 기반 온도센서는 온도변화에 둔감한 오실레이터 회로 구조와 온도변화에 따라 비례적 주파수 변화를 가지는 오실레이터 회로 구조의 출력 주파수를 서로 비교하여 상대적 차이를 출력함으로써 자체 보정이 되는 구조이다. 온도센서의 외부 환경과 공정편차에 따른 성능 감소 문제가 개선되고, 출력왜곡 및 온도 비선형성을 개선에 효과적이다. 따라서, 성능이 우수하며 저전력 및 저비용 구조여서, 온도환경 감지 장비에 다양하게 사용될 수 있다.

Description

공정변화에 둔감한 오실레이터 기반 디지털 온도센서{Process Independent Temperature Sensor Based on Oscillator}
본 발명은 온도 센싱 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 공정변화에 둔감한 오실레이터 기반 디지털 온도센서에 관한 것이다.
전형적으로 반도체 소자를 이용하는 온도센서는 크게 2가지 타입으로 구별될 수 있다.
첫째로는 바이폴라 정션 트랜지스터(BJT)를 통해 얻은 BJT 출력 전류를 온도 변화에 비례하는 아날로그 전압으로서 센싱한 다음 디지털신호로 변환하여 출력하는 전압영역 기반 온도센서 (Voltage-Domain Temperature sensor)가 있다.
둘째로는 온도변화에 따라 변화하는 신호지연 (Delay)을 검출하고 디지털 변환기를 통해 디지털신호로 출력하는 시간영역 기반 온도센서(Time-Domain Temperature sensor)센서가 있다.
최근의 온도센서는 다이나믹 요소 매칭(dynamic element matching:DEM), 오프셋 제거(offset cancellation), 및 굴곡 교정(curvature correction)의 테크닉을 적용함에 의해 높은 센싱 정확도를 가진다. 그러나, 상기한 테크닉의 적용은 온도 센서의 칩을 복잡하게 만들므로, 온도센서의 칩이 시스템 온 칩(SoC)에 적용되는 것을 어렵게 한다. 또한, 칩의 복잡화는 온도센서가 단순한 용도와 모바일 용도로 적용되는 것을 어렵게 만든다.
도 1은 전형적인 전압영역 온도센서와 시간영역 온도센서의 동작 개념 비교도이다.
도 1의 상부 측에 도시된 바로서, 비교기(C1)를 통해 온도 센싱 출력을 얻는 구조는 전압영역 온도센서이다. BJT 기반의 전압영역 온도센서는 공정편차에 따라 온도센서의 출력이 달라진다. 따라서, 온도센서의 칩들 간에 온도 출력이 상이하게 얻어지는 결점이 있다. 또한, 아날로그 회로의 복잡도가 높고 전력소모도 큰 문제가 있다.
한편, 도 1의 하부 측에 도시된 바와 같이, 플립플롭(D1)을 통해 온도 센싱 출력을 얻는 구조는 시간영역 온도센서이다. 이러한 시간영역 온도센서는 칩의 복잡도가 상대적으로 감소되고, 저전력 특성이 상대적으로 좋다. 또한, 디지털 회로를 상대적으로 많이 채용하기 때문에 칩의 집적화에 유리한 장점이 있다. 그러므로, 최근에는 BJT기반 전압영역 온도센서에 비해 시간영역 온도센서에 대한 연구가 보다 활발하게 진행되고 있다.
그렇지만, 전압영역 온도센서나 시간영역 온도센서 모두는 통상 2개의 온도점에 대한 보상(Post Calibration)이 필요하기 때문에 생산 비용이 증가하는 문제를 안고 있다.
또한, 시간영역 온도센서의 경우에 온도출력의 정확도를 개선하기 위한 온도출력 보상회로가 필요하다. 그러나 이는 고비용을 요구하므로, 온도센서에 온도출력 보상회로를 채용하는 것이 자유롭지 않다. 더욱이, 시간영역 온도센서의 경우에 는 외부 기준 클럭신호가 필요하므로 온도센서 모듈의 회로 복잡도가 증가될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 공정 편차에 둔감하고 향상된 온도 출력 오차율을 가지는 오실레이터 기반 온도센서를 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 회로구조가 비교적 간단하고 전력소모 특성이 개선된 오실레이터 기반 시간영역 온도센서를 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 오실레이터를 사용하여 온도센서 의 제조 코스트를 낮출 수 있는 오실레이터 기반 디지털 온도센서를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예의 일 양상에 따른 오실레이터 기반 디지털 온도센서는,
제1 온도 특성을 갖는 제1 출력신호를 생성하는 제1 오실레이터;
상기 제1 온도 특성과는 다른 제2 온도 특성을 갖는 제2 출력신호를 생성하는 제2 오실레이터; 및
상기 제1,2 출력신호들을 이용하여 온도 출력 보상된 디지털 신호를 출력하는 시간 디지털 변환기를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 오실레이터의 상기 제1 온도 특성은 온도변화에 비례하여 출력 주파수를 얻게 되는 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제2 오실레이터의 상기 제2 온도 특성은 상기 제1 온도 특성에 비해 상대적으로 온도변화에 둔감하게 출력 주파수를 얻게 되는 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 제2 출력신호의 주파수보다 높을 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 출력신호의 주파수를 분주하기 위한 주파수 분주기를 상기 제1 오실레이터와 상기 시간 디지털 변환기 사이에 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 제2 출력신호의 주파수보다 낮을 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 제2 출력신호의 주파수와 같을 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 시간 디지털 변환기의 출력을 버퍼링 하기 위한 출력 버퍼를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 시간 디지털 변환기와 상기 출력버퍼 사이에 상기 시간 디지털 변환기의 출력을 래치하기 위한 래치를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 시간 디지털 변환기는 상기 제1 출력신호를 클럭신호로서 수신하고, 상기 제2 출력신호를 카운팅 대상이 되는 기준신호로서 수신할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예의 다른 양상에 따른 오실레이터 기반 디지털 온도센서는,
온도 비례 출력 특성을 지닌 비선형 제1 출력신호를 생성하는 제1 오실레이터;
온도 비의존 출력 특성을 갖는 비선형 제2 출력신호를 생성하는 제2 오실레이터; 및
상기 제1,2 출력신호들을 이용하여 비선형 왜곡이 보상된 디지털 신호를 출력하는 시간 디지털 변환기를 포함하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1,2 오실레이터는 복수의 단으로 이루어진 링 오실레이터일 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 제2 출력신호의 주파수보다 높을 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 출력신호의 주파수를 분주하기 위한 주파수 분주기를 상기 제1 오실레이터와 상기 시간 디지털 변환기 사이에 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 시간 디지털 변환기는 상기 제1 출력신호로써 상기 제2 출력신호를 카운팅하여 디지털 코드값을 출력할 수 있다.
본 발명의 실시 예적인 구성에 따르면, 자체적으로 온도출력 보상이 이루어지므로, 공정편차에 둔감한 온도센서가 얻어진다.
또한, 두개의 오실레이터를 이용하여 출력 특성을 상대적으로 비교하기 때문에 온도출력 오차율이 개선된다.
그리고, 시간영역에서 동작되는 온도센서이므로 회로가 간단하고 저전력 특성 이 우소하고, 디지털화에 유리한 장점이 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터 기반 온도센서는 상대적으로 저비용으로 구현되고 저전력 특성이 상대적으로 좋으므로 다양한 분야의 온도환경 감지에 사용될 수 있다.
도 1은 전형적인 전압영역 온도센서와 시간영역 온도센서의 동작 개념 비교도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터 기반 온도 센서의 회로 블록도.
도 3은 도 2에 따른 센싱 출력 산출을 설명하기 위해 제시된 도면.
도 4는 도 2의 회로에서의 온도별 입출력 특성을 나타낸 동작 타이밍도.
도 5는 도 2의 회로에서의 공정 편차 보상 원리를 설명하기 위해 제시된 도면.
도 6은 도 2의 회로에서의 온도특성 비선형성 보상의 원리를 설명하기 위해 제시된 도면.
위와 같은 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은, 이해의 편의를 제공할 의도 이외에는 다른 의도 없이, 개시된 내용이 보다 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 소자 또는 부품들이 대상 소자 블록에 연결된다 라고 언급된 경우에 그것은 직접적인 연결뿐만 아니라 어떤 다른 소자를 통해 대상 소자 블록에 간접적으로 연결된 의미까지도 포함한다.
또한, 각 도면에서 제시된 동일 또는 유사한 참조 부호는 동일 또는 유사한 구성 요소를 가급적 나타내고 있다. 일부 도면들에 있어서, 소자 및 라인들의 연결관계는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 나타나 있을 뿐, 타의 소자나 전자적 하드웨어 블록들이 더 구비될 수 있다.
여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함될 수 있으며, 온도센서의 제조 또는 동작 원리에 대한 기본적 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않도록 하기 위해 상세히 설명되지 않음을 유의(note)하라.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 오실레이터 기반 온도 센서의 회로 블록도이다.
도면을 참조하면, 오실레이터 기반 온도센서는, 제1 오실레이터(1), 제2 오실레이터(2), 및 시간 디지털 변환기(4)를 포함한다.
상기 제1 오실레이터(1)는 온도변화에 비례하는 제1 출력 신호를 생성하는 온도비례 오실레이터(Proportional to Absolute Temperature Oscillator, OSCptat)이다.
상기 제2 오실레이터(2)는 온도변화에 둔감한 제2 출력 신호를 생성하는 기준 오실레이터(Reference Oscillator, OSCref)이다.
상기 시간 디지털 변환기(4)는 상기 제1,2 출력 신호를 이용하여 디지털 신호를 출력하는 시간 디지털 변환기 (Time to Digital Convertor:TDC)이다.
상기 제2 오실레이터(2)와 상기 시간 디지털 변환기(4)의 사이에는 상기 제2 출력신호의 주파수를 변환하기 위한 주파수 변환기(3)가 선택적으로 설치될 수 있다.
또한, 도 2에서 보여지는 출력버퍼(5)는 상기 시간 디지털 변환기(4)의 디지털 신호를 버퍼링하는 기능을 수행한다. 경우에 따라, 상기 출력버퍼(5)는 래치회로를 포함함에 의해 상기 디지털 신호를 래치하는 래치 기능을 수행할 수 있다.
도 2와 같은 오실레이터 기반 온도센서는 온도변화에 둔감한 오실레이터와 온도변화에 따라 비례적인 주파수 변화를 가지는 오실레이터를 통해 출력되는 신호들을 서로 비교함에 의해 상대적인 차이를 출력으로서 얻는 구조이다. 따라서, 자체적으로 온도 출력 보상이 이루어진다. 또한, 두 오실레이터의 출력 주파수를 서로 비교하는 것은 외부환경 출력왜곡의 개선 및 온도 비선형성의 개선에 유익하게 보탬이 된다.
도 3은 도 2에 따른 센싱 출력 산출을 설명하기 위해 제시된 도면이다.
도면을 참조하면, 제1 오실레이터(1)는 제1 출력신호(FS)를 온도 변화에 비례하는 출력 주파수로서 생성한다. 즉, 제1 출력신호(FS)의 출력 주파수 OSCptat 는 온도가 증가함에 따라 비례적으로 높아진다. 상기 제1 오실레이터(1)는 복수의 단으로 이루어진 링 오실레이터로 구현될 수 있다.
제2 오실레이터(2)는 제2 출력신호(SS)를 온도 변화에 둔감한 출력 주파수로서 생성한다. 즉, 제2 출력신호(SS)의 출력 주파수 OSCref는 온도가 증가하더라도 크게 높아지지 않는다. 여기서, 상기 제2 오실레이터(2)도 복수의 단으로 이루어진 링 오실레이터로 구현될 수 있다.
상기 제1 출력신호(FS)의 출력 주파수 OSCptat 는 상기 시간 디지털 변환기(4)의 클럭 신호로서 제공된다.
상기 제2 출력신호(SS)의 출력 주파수 OSCref는 상기 시간 디지털 변환기(4)의 기준 신호(입력신호, 카운팅 대상신호)로서 제공된다.
상기 시간 디지털 변환기(4)는 기준 신호의 주기를 상기 클럭 신호로써 카운팅하므로, 상기 제1 출력 주파수 OSCptat가 상기 제2 출력 주파수 OSCref 보다 높아야 한다. 여기서, 상기 제1 OSCptat 주파수와 상기 제2 OSCref 의 비는 다음과 같이 출력신호(Dout)의 디지털 값이 된다.
즉, OSC ptat / OSC ref = Dout으로 된다.
예를 들어, 상기 제1 출력 주파수 OSCptat 가 10MHz이고, 상기 제2 출력 OSCptat 가 10KHz라고 하면, 출력신호(Dout)는 디지털 코드 "1000"으로서 나타난다.
따라서, 디지털 출력 해상도는 Max(OSCptat /OSCref)-Min(OSCptat /OSCref)이 되며, 온도센서 출력 해상도(출력 비트수, Dout)를 증가시키기 위해서는 상기 제1 출력 주파수 OSCptat와 상기 제2 출력 주파수 OSCref 의 주파수 차가 커야 한다.
제1,2 오실레이터의 출력 주파수 차이를 증가시키기 위해서는 도 3에서 나타낸 바와 같이 주파수 분주기(3)가 주파수 변환기로서 도 3의 회로에 채용될 수 있다. 상기 주파수 분주기(3)가 분주기 /N(여기서 N은 1을 초과하는 정수)으로서 삽입되는 경우에 출력 해상도는 다음과 같이 N배 증가된다.
즉, N*OSCptat / OSCref = Dout 으로 된다.
링 발진기의 경우에 단(Stage)의 차이에 따라 링 발진기의 출력 주파수 fosc 는 다음과 같이 나타날 수 있다.
즉, fosc =
Figure pat00001
I D / 2SC L V dd (여기서
Figure pat00002
링발진기 고정변수, S는 스테이지수, V dd 는 전압원 , I D 은 코어 전류 , C L 은 로드 커패시턴스 ).
두 오실레이터 내에서 링 발진기의 스테이지 내부 회로가 서로 동일하다고 가정하면, 온도센서의 출력 해상도는 다음과 같이 정의될 수 있다.
A/B = Dout
여기서, A는 상기 제1 오실레이터(1)의 스테이지 수 이며, B는 상기 제2 오실레이터(2)의 스테이지 수이다.
상기한 실시 예에서는 상기 제1 출력 주파수 OSCptat가 상기 제2 출력 주파수 OSCref 보다 높은 것으로 설명되었으나, 온도 특성이나 주파수는 그 반대로도 될 수 있음을 유의하여야 한다.
상기한 바와 같은 동작 원리에 따라, 도 3의 회로에서는 래치 및 출력 버퍼(5)를 통해 그래프 출력(OU1)과 같은 출력 특성을 갖는 13비트의 디지털 코드가 출력신호(Dout)로서 얻어질 수 있다.
도 3의 경우에는 제1 출력신호의 주파수를 분주하는 주파수 분주기가 채용되었으나, 사안이 다른 경우 즉 제1 출력신호의 주파수가 너무 높은 경우에 주파수 체배기가 연결될 수 있음은 물론이다.
도 4는 도 2의 회로에서의 온도별 입출력 특성을 나타낸 동작 타이밍도이다.
도면에서 파형 Fref는 상기 제2 출력 주파수 OSCref의 주파수 파형을 가리키고, 파형 Fptat는 상기 제1 출력 주파수 OSCptat의 주파수 파형을 나타낸다. 파형 Dout는 상기 시간 디지털 변환기(4)의 출력 코드 파형을 가리킨다.
도 4의 경우에 두 온도 상태에 따른 입출력 파형이 대비적으로 나타나 있다. 즉, 0C에서는 입출력 파형들이 도면의 상부에서 보여지는 바와 같이 나타난다.
한편, 50
Figure pat00004
C에서는 입출력 파형들이 도면의 하부에서 보여지는 바와 같이 나타난다.
온도가 0
Figure pat00005
C에서 50
Figure pat00006
C로 증가될 때 상기 제1,2 출력 주파수는 모두 증가한다. 이 경우에 제1 출력 주파수 OSCptat 의 증가 변화폭(기울기)가 제2 출력 주파수 OSCref의 증가 변화폭(기울기)에 비해 월등히 크다. 따라서, TDC(4)의 출력(Dout)은 온도 변화에 따라 증가한다.
이와 같이, 두 오실레이터의 출력주파수의 상대적 온도 변화에 근거하여 출력을 얻는 구조이므로, 본 발명의 목적들이 달성된다.
도 5는 도 2의 회로에서의 공정 편차 보상 원리를 설명하기 위해 제시된 도면이다.
도면을 참조하면, 공정 및 외부 환경 변화에 따라 변화되는 제1,2 오실레이터(1,2)의 출력 신호들(P1,P2)이 각기 나타나 있다.
상기 두 오실레이터의 출력 신호들은 외부환경이나 공정편차에 따라 출력주파수 및 주파수 변화율에 변화가 생긴다. 이와 같이 온도센서의 출력성능 편차는 사후 보상(post Calibration)에 많은 시간과 비용을 부담해야 하는 문제를 발생시킬 수 있다. 그러나, 도 5에서 보여지는 상기 출력 신호들(P1,P2)을 보면 공정 및 외부 환경 변화에 따른 출력 변화는 서로 같은 방향임을 알 수 있다. 따라서, 온도센서의 출력 값은 출력 신호(OUT)와 같이 성능의 변동이 크지 않게 된다.
그러므로 본 발명에 따른 오실레이터 기반 시간영역 온도센서는 사후보상을 하지 않거나 최소화 할 수 있는 이점을 제공한다.
그리고 본 발명에 따른 상대적 신호 비교 방식에서의 추가적인 장점은 다음과 같다.
일반적으로 온도센서는 온도 변화에 따라 출력이 선형적으로 비례하는 특성을 지녀야 한다. 비선형적인 특성은 출력 온도 기울기에 오차를 발생시키기 때문이다. 본 발명에 따른 시간영역 온도센서는 하나의 오실레이터에서 발생하는 비선형 왜곡 성분을 다른 하나의 오실레이터에서 발생하는 비선형 왜곡 성분으로 도 6에서 와 같이 상쇄한다. 이에 따라, 온도 출력 오차율이 개선될 수 있다.
도 6은 도 2의 회로에서의 온도특성 비선형성 보상의 원리를 설명하기 위해 제시된 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 온도센서의 왜곡 보정의 원리가 그래프들(G1,G2,G3)을 통해 나타나 있다.
그래프(G1)는 상기 제1 오실레이터(1)의 제1 출력신호 Fptat에 관련된 비선형 주파수 출력을 나타낸다.
그래프(G2)는 상기 제2 오실레이터(2)의 제2 출력신호 Fref에 관련된 비선형 주파수 출력을 나타낸다.
그래프(G3)는 시간 디지털 변환기(4)의 왜곡 보상된 선형 출력을 나타낸다.
상기 제1 출력신호 Fptat의 비선형성은 상기 제2 출력 신호 Fref의 상보적인 비선형성으로써 보상될 수 있다. 그러나, 높은 주파수에서의 비선형성은 낮은 주파수에서의 비선형성 보다 우세하다고 할 수 있으므로 낮은 주파수에서의 비선형성에 대하여 더 큰 왜곡 (Predistortion)보상이 수행되어야 한다. 결과로서, 온도센서의 출력은 온도 변화에 선형적으로 비례하는 출력으로서 얻어질 수 있다.
한편, 일반적인 온도센서가 외부 클럭 소스를 필요로 하는 반면에, 본 발명에 따른 오실레이터 기반 시간영역 처리 온도센서는 외부 클럭 소스 없이 내부 클럭을 이용한다. 따라서, 온도센서 모듈이 간단하고 소형화로 구현될 수 있는 장점도 또 다른 장점으로서 추가된다.
이상에서와 같이 도면과 명세서를 통해 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이, 온도센서의 세부적 회로 구성이나 또는 구조를 다양하게 변경 또는 변형할 수 있을 것이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 제1 오실레이터
2 : 제2 오실레이터
3 : 분주기/주파수 변환기
4 : 시간 디지털 변환기 (Time-to-Digital Convertor)
5 : 래치 및 출력 버퍼

Claims (22)

  1. 제1 온도 특성을 갖는 제1 출력신호를 생성하는 제1 오실레이터;
    상기 제1 온도 특성과는 다른 제2 온도 특성을 갖는 제2 출력신호를 생성하는 제2 오실레이터; 및
    상기 제1,2 출력신호들을 이용하여 온도 출력 보상된 디지털 신호를 출력하는 시간 디지털 변환기를 포함하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 오실레이터의 상기 제1 온도 특성은 온도변화에 비례하여 출력 주파수를 얻는 특성임을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 오실레이터의 상기 제1 온도 특성이 온도변화에 비례하여 출력 주파수를 얻는 특성이 있는 경우에, 상기 제2 오실레이터의 상기 제2 온도 특성은 상기 제1 온도 특성에 비해 상대적으로 온도변화에 둔감하게 출력 주파수를 얻는 특성으로 되며,
    상기 제2 오실레이터의 상기 제2 온도 특성이 온도변화에 비례하여 출력 주파수를 얻는 특성이 있는 경우에, 상기 제1 오실레이터의 상기 제1 온도 특성은 상기 제2 온도 특성에 비해 상대적으로 온도변화에 둔감하게 출력 주파수를 얻는 특성으로 되는 것을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 출력신호의 주파수를 카운팅 클럭으로 이용 시 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 제2 출력신호의 주파수보다 높음을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 출력신호의 주파수를 분주하기 위한 주파수 변환기를 상기 제1 오실레이터와 상기 시간 디지털 변환기 사이 또는 상기 제2 오실레이터와 상기 시간 디지털 변환기 사이에 더 구비함을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 출력신호의 주파수를 카운팅 클럭으로 이용 시 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 제2 출력신호의 주파수보다 낮음을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 제2 출력신호의 주파수와 같으며, 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 주파수 변환기에 의해 분주되어 카운팅 클럭으로 사용되는 것을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  8. 제5항에 있어서, 상기 시간 디지털 변환기의 출력을 버퍼링 하기 위한 출력 버퍼를 더 구비함을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  9. 제8항에 있어서, 상기 시간 디지털 변환기와 상기 출력버퍼 사이에 상기 시간 디지털 변환기의 출력을 래치하기 위한 래치를 더 구비함을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  10. 제1항에 있어서, 상기 시간 디지털 변환기는 상기 제1 출력신호를 클럭신호로서 수신하고, 상기 제2 출력신호를 카운팅 대상이 되는 기준신호로서 수신함을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  11. 온도 비례 출력 특성을 지닌 비선형 제1 출력신호를 생성하는 제1 오실레이터;
    온도 비의존 출력 특성을 갖는 비선형 제2 출력신호를 생성하는 제2 오실레이터; 및
    상기 제1,2 출력신호들을 이용하여 비선형 왜곡이 보상된 디지털 신호를 출력하는 시간 디지털 변환기를 포함하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 오실레이터는 복수의 단으로 이루어진 링 오실레이터임을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 오실레이터는 복수의 단으로 이루어진 링 오실레이터임을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 출력신호의 주파수를 카운팅 클럭으로 이용 시 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 제2 출력신호의 주파수보다 높음을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제1 출력신호의 주파수를 분주하기 위한 주파수 변환기를 상기 제1 오실레이터와 상기 시간 디지털 변환기 사이 또는 상기 제2 오실레이터와 상기 시간 디지털 변환기 사이에 더 구비함을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제2 출력신호의 주파수를 카운팅 클럭으로 이용 시 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 제2 출력신호의 주파수보다 낮음을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 제2 출력신호의 주파수와 같으며, 상기 제1 출력신호의 주파수는 상기 주파수 변환기에 의해 분주되어 카운팅 클럭으로 사용되는 것을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  18. 제15항에 있어서, 상기 시간 디지털 변환기의 출력을 버퍼링 하기 위한 출력 버퍼를 더 구비함을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  19. 제18항에 있어서, 상기 시간 디지털 변환기와 상기 출력버퍼 사이에 상기 시간 디지털 변환기의 출력을 래치하기 위한 래치를 더 구비함을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  20. 제11항에 있어서, 상기 시간 디지털 변환기는 상기 제1 출력신호로써 상기 제2 출력신호를 카운팅하여 디지털 코드값을 출력함을 특징으로 하는 오실레이터 기반 디지털 온도센서.
  21. 온도변화에 따라 비례적 주파수 변화를 가지는 제1 오실레이터와 온도변화에 둔감한 제2 오실레이터를 준비하는 단계; 및
    상기 제1 오실레이터의 출력 주파수로써 상기 제2 오실레이터의 출력 주파수를 카운팅하여 자체적으로 출력 보정된 디지털 코드를 출력하는 단계를 가짐을 특징으로 하는 온도센싱 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 오실레이터의 출력 주파수를 분주하거나 체배하는 단계를 더 가짐을 특징으로 하는 온도센싱 방법.
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