KR20190044977A - 온도 센싱 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

본 기술은 온도를 전압으로 변환하여 온도-전압을 출력하는 아날로그 전압 생성 회로; 상기 온도-전압을 디지털 코드로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터; 및 상기 온도-전압의 노이즈를 제거하기 위해, 상기 디지털 코드를 보정하여 연산 코드를 출력하는 보상 회로를 포함하는 온도 센싱 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치를 포함한다.

Description

온도 센싱 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치{Temperature sensing circuit and semiconductor device}
본 발명은 온도 센싱 회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 온도를 디지털 코드로 변환하는 온도 센싱 회로에 관한 것이다.
메모리 시스템은 데이터가 저장되는 메모리 장치와 메모리 장치와 호스트(host) 간의 통신을 제어하는 메모리 컨트롤러를 포함할 수 있다. 예를 들면, 메모리 시스템은 호스트로부터 수신된 커맨드(command)에 응답하여 프로그램, 리드 또는 소거 등의 동작을 수행할 수 있다. 커맨드에 따라 메모리 시스템이 특정 동작을 수행하기 위해서는 메모리 시스템이 동작하는 환경에 따라 전압들이 미리 설정될 수 있다.
메모리 시스템은 다수의 트랜지스터들을 포함할 수 있는데, 온도의 영향을 많이 받을 수 있다. 예를 들면, 온도에 따라 트랜지스터들의 전기적 특성이 달라질 수 있다. 이에 따라, 메모리 시스템에는 온도를 온도 코드(temperature code)로 변환하여 출력하는 온도 센싱 회로가 구비될 수 있다.
온도 센싱 회로는 온도를 디지털 코드로 변환하기 때문에, 코드의 정확도에 따라 반도체 장치에서 출력되는 전압의 신뢰도가 가변할 수 있다. 따라서, 온도 센싱 회로에서 출력되는 코드의 신뢰도를 높일 필요가 있다.
본 발명의 실시예는, 온도가 디지털 신호로 가변되어 출력되는 디지털 코드를 디지털 연산하여 온도에 따라 출력되는 전압의 노이즈를 제거할 수 있는 온도 센싱 회로를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 온도 센싱 회로는, 온도를 전압으로 변환하여 온도-전압을 출력하는 아날로그 전압 생성 회로; 상기 온도-전압을 디지털 코드로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터; 및 상기 온도-전압의 노이즈를 제거하기 위해, 상기 디지털 코드를 보정하여 연산 코드를 출력하는 보상 회로를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치는, 온도를 디지털 코드로 변환하고, 디지털 연산 동작에 의해 상기 디지털 코드를 보정하여 연산 코드를 출력하는 온도 센싱 회로; 및 상기 연산 코드에 따라 전압을 출력하는 전압 생성 회로를 포함한다.
본 기술은 온도 센싱 회로에서 출력되는 코드(code)를 디지털 연산을 통해 가변함으로써, 온도에 따라 출력되는 전압의 노이즈를 제거하여 온도 센싱 회로의 신뢰도를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온도 센싱 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 아날로그 전압 생성 회로를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 노이즈로 인한 출력전압을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 보상 회로를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 연산기에서 수행되는 연산 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 출력 전압을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 온도 센싱 회로를 포함하는 반도체 장치의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 메모리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 메모리 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온도 센싱 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 온도 센싱 회로(1000)는 온도를 디지털 코드로 변환하고, 변환된 디지털 코드를 디지털 연산을 통해 보정한 보상 코드(CP<n:0>)를 출력할 수 있다. 전압 생성 회로(400)는 보상 코드(CP<n:0>)에 따라 출력 전압(V_out)을 출력할 수 있다. 본 실시예에서는 온도 센싱 회로(1000)가 디지털 연산을 통해 보정된 보상 코드(CP<n:0>)을 출력할 수 있으므로, 전압 생성 회로(400)는 보상 코드(CP<n:0>)에 따라 노이즈가 제거된 출력 전압(V_out)을 출력할 수 있다.
이를 위해, 온도 센싱 회로(1000)는 아날로그 전압 생성 회로(analog voltage generation circuit; 100), 아날로그-디지털 컨버터(analog-digital converter; 200), 보상 회로(compensation circuit; 300)를 포함할 수 있다.
아날로그 전압 생성 회로(100)는 기준 전압(Vref)을 공급받으며, 온도에 따른 온도-전압(temperature-voltage; Vctat)을 출력할 수 있다. 예를 들면, 아날로그 전압 생성 회로(100)는 온도에 반비례하는 온도-전압(Vctat)을 출력할 수 있다. 예를 들면, 아날로그 전압 생성 회로(100)는 온도에 따라 온도-전압(Vctat)을 선형(linear)으로 출력할 수 있다. 즉, 아날로그 전압 생성 회로(100)는 온도에 따라 가변하는 아날로그 파형을 가지는 온도-전압(Vctat)을 출력할 수 있다.
아날로그-디지털 컨버터(200)는 온도 전압(Vctat)을 디지털 코드(CODE<n:0>)로 변환할 수 있다. 디지털 코드(CODE<n:0>)는 n 비트(n은 양의 정수) 데이터로 출력될 수 있다. 온도 센싱 회로(1000)의 신뢰도를 높이기 위하여, 아날로그-디지털 컨버터(200)는 고해상도(high resolution)를 가지는 아날로그 투 디지털 컨버터(analog to digital converter; ADC)로 구현될 수 있다. 이를 위해, 아날로그-디지털 컨버터(200)는 10비트 이상의 해상도(resolution)를 가지는 디지털 코드(CODE<n:0>)를 생성할 수 있다.
보상 회로(300)는 다양한 변수로 인한 온도-전압(Vctat)의 노이즈를 제거하기 위하여 디지털 코드(CODE<n:0>)를 보정하여 보상 코드(CP<n:0>)를 출력할 수 있다. 예를 들면, 아날로그 전압 생성 회로(100)에서 출력된 온도-전압(Vctat)은 선형(linear)으로 출력되는 것이 이상적이지만, 다양한 변수로 인한 노이즈로 인해 온도-전압(Vctat)이 비선형(nonlinear)으로 출력될 수 있다. 따라서, 디지털 코드(CODE<n:0>)에도 온도-전압(Vctat)의 비선형 특성이 그대로 반영되기 때문에, 보상 회로(300)는 디지털 연산을 통해 이러한 노이즈를 제거하여 보상 코드(CP<n:0>)를 출력할 수 있다. 보상 회로(300)에서 수행되는 디지털 연산 방법은 도 5 내지 도 7에서 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 도 1의 아날로그 전압 생성 회로를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 아날로그 전압 생성 회로(100)는 기준 전류 생성 회로(110) 및 전압 변환 회로(120)를 포함할 수 있다.
기준 전류 생성 회로(110)는 기준 전압(Vref)을 공급받아 기준 전류(Cref)를 생성할 수 있다. 기준 전압(Vref)에 따라 기준 전류(Cref)를 생성하는 회로는 다양하게 구현될 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
전압 변환 회로(120)는 기준 전류(Cref)와 온도에 따라 가변하는 온도-전압(Vctat)을 생성할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 전압 변환 회로(120)는 기준 전류(Cref)에 따라 전압을 생성하는데, 온도에 반비례하는 전압을 생성할 수 있는 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor; BJT)를 포함할 수 있다. 양극성 접합 트랜지스터(BJT)는 npn 타입(npn type)의 트랜지스터로 구현될 수 있다. 예를 들면, 양극성 접합 트랜지스터(BJT)의 베이스(base)와 컬렉터(collector)는 제1 노드(N1)에 공통으로 연결될 수 있고, 이미터(emitter)는 접지 노드에 연결될 수 있다. 기준 전류(Cref)에 의해 양극성 접합 트랜지스터(BJT)에 전류 패스가 형성되면, 양극성 접합 트랜지스터(BJT)의 콜렉터(collector)와 이미터(emitter) 양단에 온도에 반비례하는 전압이 형성되므로, 제1 노드(N1)의 전압은 온도에 반비례하는 보상 전압(Vctat)으로써 출력될 수 있다.
상술한 온도-전압(Vctat)이 비선형으로 출력되면, 전압 생성 회로(도 1의 400)에서 출력되는 출력 전압(V_out)도 비선형으로 출력될 수 있다. 이를 그래프를 통해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 노이즈로 인한 출력 전압을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 아날로그 전압 생성 회로(도 2의 100)는 온도에 반비례하는 온도-전압(Vctat)을 출력하므로, 온도-전압(Vctat)은 온도가 높아질수록 낮아질 수 있다. 이상적으로는, 온도가 일정하게 높아지면 온도-전압(Vctat)도 일정하게 낮아져야 하는데(Vctat_des), 실질적으로는 반도체 장치의 여러가지 환경적 변수로 인해 온도-전압(Vctat)은 곡선 파형을 가지는 비선형으로 출력될 수 있다. 따라서, 실질적으로 출력되는 온도-전압(Vctat)과 이상(ideal) 온도-전압(Vctat_des) 간 차이가 적은 구간(31)과 많은 구간(32)이 발생할 수 있다.
아날로그-디지털 컨버터(도 1의 200)는 비선형 온도-전압(Vctat)을 그대로 디지털 코드(CODE<n:0>)로 변환하여 출력하기 때문에, 보상 회로(도 1의 300)가 없는 경우 전압 생성 회로(도 1의 400)는 디지털 코드(CODE<n:0>)에 따라 비선형의 출력 전압(V_out’)을 출력할 수 있다. 이상적으로는, 전압 생성 회로(400)도 온도 변화에 반비례하는 선형(linear) 이상(ideal) 출력 전압(Vout_des)을 출력해야 하지만, 비선형 특성을 가지는 디지털 코드(CODE<n:0>)에 의해 비선형 출력 전압(V_out’)이 출력될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는, 이상(ideal) 출력 전압(Vout_des)에 최대한 가까운 출력 전압(V_out)을 출력하기 위하여 보상 회로(300)를 사용한다. 보상 회로(300)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4는 도 1의 보상 회로를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 보상 회로(300)는 연산기(310) 및 보상 코드 출력 회로(320)를 포함할 수 있다.
연산기(310)는 디지털 코드(CODE<n:0>)를 디지털 방식으로 연산한 결과로써 연산 코드(CODE_cal<n:0>)를 출력할 수 있다. 예를 들면, 연산기(310)는 디지털 코드(CODE<n:0>)로부터 실제(real) 온도-전압(Vctat)과 이상(idle) 온도-전압(Vctat_des)간의 제1 차이값을 계산하고, 상기 제1 차이값의 최소값과 최대값을 토대로 기울기를 구한 후, 상기 기울기를 가지는 직선과 상기 제1 차이값 간의 제2 차이값을 토대로 연산 코드(CODE_cal<n:0>)를 출력할 수 있다.
보상 회로(300)는 보상 코드 출력 회로(320)를 거치지 않고 연산기(310)에서 출력된 연산 코드(CODE_cal<n:0>)를 그대로 출력하거나, 보상 코드 출력 회로(320)를 사용하여 연산 코드(CODE_cal<n:0>)를 필터링(filtering)하거나 증폭시켜 보상 코드(CP<n:0>)를 출력할 수도 있다.
상기 연산기(310)가 수행하는 연산 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5 내지 도 7은 연산기에서 수행되는 연산 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 5를 참조하면, 연산기(도 4의 310)는 디지털 코드(CODE<n:0>)로부터 실제(real) 온도-전압(Vctat)과 이상(idle) 온도-전압(Vctat_des) 간의 제1 차이값(ΔVctat)을 계산할 수 있다. 이를 위해, 연산기(310)는 이상(idle) 온도-전압(Vctat_des) 값이 저장된 레지스터(register)를 포함할 수 있다.
연산기(310)는 실제(real) 온도-전압(Vctat)에서 이상(idle) 온도-전압(Vctat_des)을 뺀 전압 값을 제1 차이값(ΔVctat)으로 생성할 수 있다. 예를 들면, 도 3의 ‘31’ 지점에서는 제1 차이값(ΔVctat)이 작고(51), ‘32’ 지점에서는 제1 차이값(ΔVctat)이 크다(52). 실제(real) 온도-전압(Vctat)이 도 3과 같은 곡선을 이룬다면, 제1 차이값(ΔVctat)은 도 5와 같이 T1과 T2 지점에서 가장 작고, T1과 T2의 중앙 지점에서 가장 클 수 있다. 제1 차이값(ΔVctat) 중 가장 큰 값은 최대 차이값(ΔVctat_MAX)으로 정의될 수 있다. 예를 들면, 최대 차이값(ΔVctat_MAX)은 도 5의 ‘52’ 지점의 접선(tangent line)에 해당되는 값이 될 수 있다.
제1 차이값은 도 5에 도시된 바와 같이 곡선 그래프로 도시될 수 있으며, 실제(real) 온도-전압(Vctat)과 이상(idle) 온도-전압(Vctat_des) 간의 차이가 작을수록 곡선의 곡률(curvature)도 작아진다. 최대 차이값(ΔVctat_MAX)도 실제(real) 온도-전압(Vctat)과 이상(idle) 온도-전압(Vctat_des) 간의 차이에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 실제(real) 온도-전압(Vctat)과 이상(idle) 온도-전압(Vctat_des) 간의 차이가 작아질수록 최대 차이값(ΔVctat_MAX)도 작아진다.
도 6을 참조하면, 연산기(310)는 제1 차이값(ΔVctat)의 최소값과 최대 차이값(ΔVctat_MAX)을 토대로 하여 기울기를 구할 수 있다. 제1 차이값(ΔVctat)이 곡선을 이루기 때문에 제1 차이값(ΔVctat)의 최소값은 곡선의 양 끝단인 두 지점들(T1, T2)이 될 수 있다. 연산기(310)는 최대 차이값(ΔVctat_MAX)보다 높은 레벨을 중앙 차이값(V_MAX)으로 설정하고, 중앙 차이값(V_MAX)과 최소값들 간의 기울기를 구할 수 있다. 중앙 차이값(V_MAX)은 제1 차이값(ΔVctat)의 최소 지점들(T1, T2)의 중앙 지점(T_cen)에 설정될 수 있으며, 중앙 차이값(V_MAX)의 레벨은 최대 차이값(ΔVctat_MAX)보다 미리 설정된 변화값만큼 높을 수 있다.
미리 설정된 변화값은 연산기(310)에 미리 설정되어 저장될 수 있다. 또는, 온도 센싱 회로(1000)를 제어하는 컨트롤러(예컨대, 메모리 컨트롤러)에 변화값이 미리 설정되어 저장될 수 있고, 이러한 경우 연산기(310)는 메모리 컨트롤러로부터 변화값을 리드하여 연산 동작 시 사용할 수도 있다. 최대 차이값(ΔVctat_MAX)은 아날로그 전압 생성 회로(100)에서 출력되는 온도-전압(Vctat)과 온도 등에 따라 가변될 수 있으므로, 중앙 차이값(V_MAX)도 최대 차이값(ΔVctat_MAX)에 따라 가변될 수 있다. 다만, 최대 차이값(ΔVctat_MAX) 및 중앙 차이값(V_MAX)이 가변하더라도, 최대 차이값(ΔVctat_MAX)과 중앙 차이값(V_MAX)의 차이는 변화값으로 유지될 수 있다.
변화값은 제1 차이값(ΔVctat)의 최소값 중 어느 하나와 중앙 차이값(V_MAX)을 연결하는 직선과 제1 차이값이 교차하는 교차점이 두 개 발생할 수 있는 범위 내에서 설정될 수 있다. 예를 들면, 교차점 중 제1 교차점은 T1 지점에 발생할 수 있고, 나머지 하나인 제2 교차점은 T1 지점과 중앙 지점(T_cen) 사이에 발생할 수 있다. 제1 교차점과 제2 교차점 사이 영역을 제1 영역(R1)이라 정의하고, 제2 교차점과 중앙 차이값(V_MAX) 사이 영역을 제2 영역(R2)이라 정의할 수 있다. 즉, T1 지점의 교차점과 제1 차이값과 중앙 차이값(V_MAX)을 연결하는 제1 직선(61)은 제1 및 제2 영역들(R1 및 R2)로 구분될 수 있다. 중앙 지점(T_cen)을 기준으로 대칭되는 제2 직선(62)에도 제1 및 제2 영역들(R1 및 R2)과 같은 영역들이 발생할 수 있다(미도시).
도 7을 참조하면, 연산기(310)는 제1 영역(R1)에서 제1 직선(61)과 제1 차이값 간의 차이값과 제2 영역(R2)에서 제1 직선(61)과 제1 차이값 간의 차이값을 구할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 제1 영역(R1)에서 제1 직선(61)과 제1 차이값 간의 차이값은 제1 서브 차이값으로 정의하고, 제2 영역(R2)에서 제1 직선(61)과 제1 차이값 간의 차이값은 제2 서브 차이값으로 정의한다. 연산기(310)는 제2 직선(R2)에서도 상술한 방법으로 차이값들을 구할 수 있다. 이에 따라, 제1 영역(R1)에서는 최소값과 최대값 간 차이가 서브 최대 차이값(ΔVctat_MAXsub)만큼 발생할 수 있고, 제2 영역(R2)에서는 최소값과 최대값 간 차이가 서브 최소 차이값(ΔVctat_MINsub)만큼 발생할 수 있고, 제3 영역(R3)에서는 최소값과 최대값 간 차이가 서브 최소 차이값(ΔVctat_MINsub)만큼 발생할 수 있고, 제4 영역(R4)에서는 최소값과 최대값 간 차이가 서브 최대 차이값(ΔVctat_MAXsub)만큼 발생할 수 있다. 서브 최대 차이값(ΔVctat_MAXsub)은 양전압 레벨을 가질 수 있으며, 서브 최소 차이값(ΔVctat_MINsub)은 음전압 레벨을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 차이값을 다수의 영역으루 구분하고 각 영역에서 기준값과 연산함으로써 차이값이 감소할 수 있다. 예를 들면, 서브 최대 차이값(ΔVctat_MAXsub)의 절대값과 서브 최대 차이값(ΔVctat_MAXsub)의 절대값은 최대 차이값(ΔVctat_MAX)의 절대값보다 작다. 따라서, 연산 동작 이전에는 도 5와 같이 제1 차이값이 최대 차이값(ΔVctat_MAX)만큼 크지만, 상술한 연산 동작 이후에는 도 7과 같이 차이값은 서브 최대 차이값(ΔVctat_MAXsub) 및 서브 최대 차이값(ΔVctat_MAXsub) 간의 차이값으로 감소될 수 있다.
또한, 도 5 내지 도 7에서 설명한 연산 방법을 제1 내지 제4 영역들(R1~R4) 각각에서 반복하여 차이값들을 더욱 감소시킬 수 있다(72).
연산기(310)는 최종 차이값을 코드로 변환하여 연산 코드(CODE_cal<n:0>)를 출력할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 출력 전압을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 도 5 내지 도 7에서 설명한 연산 동작에 따라 온도 센싱 회로(1000)는 보정된 보상 코드(CP<n:0>)를 출력할 수 있으므로, 전압 생성 회로(도 1의 400)는 이상(idle) 온도-전압(Vctat_des)에 가까운 출력 전압(V_out)을 출력할 수 있다.
도 9는 본 발명의 온도 센싱 회로를 포함하는 반도체 장치의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 반도체 장치(9000)는 데이터가 저장되는 메모리 장치(9200)와, 메모리 장치(9200)를 제어하는 메모리 컨트롤러(9100)를 포함할 수 있다. 상술한 온도 센싱 회로(1000)는 메모리 장치(9200)와 메모리 컨트롤러(9100) 각각에 포함되거나, 메모리 장치(9200) 또는 메모리 컨트롤러(9100) 중 어느 하나에 포함될 수도 있다.
온도 센싱 회로(1000)가 메모리 장치(9200)에 포함된 경우, 메모리 장치는 내부 온도에 따라 출력되는 보상 코드(CP<n:0>)를 사용하여 출력 전압(V_out)을 출력할 수 있다.
온도 센싱 회로(1000)가 메모리 컨트롤러(9100)에 포함된 경우, 메모리 컨트롤러(9100)는 내부 온도에 따라 출력되는 보상 코드(CP<n:0>)를 사용하여 출력 전압(V_out)을 출력할 수 있다. 또한, 하나의 메모리 컨트롤러(9100)가 다수의 메모리 장치(9200)들을 제어하는 경우, 메모리 컨트롤러(9100)는 메모리 장치(9200)들 중 어느 하나의 온도를 모니터링할 수 있고, 모니터링 결과에 따라 온도 센싱 회로(1000)에서 출력되는 보상 코드(CP<n:0>)에 따라 출력 전압(V_out)을 출력할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 메모리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 메모리 시스템(Memory System; 30000)은 이동 전화기(cellular phone), 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC, PDA(personal digital assistant) 또는 무선 통신 장치로 구현될 수 있다. 메모리 시스템(30000)은 메모리 장치(3600)와 상기 메모리 장치(3600)의 동작을 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러(3500)를 포함할 수 있다. 여기서, 메모리 컨트롤러(3500) 및 메모리 장치(3600)는 도 9에서 설명된 메모리 컨트롤러(9100) 및 메모리 장치(9200)로 구현될 수 있다.
메모리 컨트롤러(3500)는 프로세서(Processor; 3100)의 제어에 따라 메모리 장치(3600)의 데이터 액세스 동작, 예컨대 프로그램(program) 동작, 소거(erase) 동작 또는 리드(read) 동작 등을 제어할 수 있다.
메모리 장치(3600)에 프로그램된 데이터는 메모리 컨트롤러(3500)의 제어에 따라 디스플레이(Display; 3200)를 통하여 출력될 수 있다.
무선 송수신기(RADIO TRANSCEIVER; 3300)는 안테나(ANT)를 통하여 무선 신호를 주고받을 수 있다. 예컨대, 무선 송수신기(3300)는 안테나(ANT)를 통하여 수신된 무선 신호를 프로세서(3100)에서 처리(process)될 수 있는 신호로 변경할 수 있다. 따라서, 프로세서(3100)는 무선 송수신기(3300)로부터 출력된 신호를 처리(process)하고 처리(process)된 신호를 메모리 컨트롤러(3500) 또는 디스플레이(3200)로 전송할 수 있다. 메모리 컨트롤러(3500)는 프로세서(3100)에 의하여 처리(process)된 신호를 메모리 장치(3600)에 전송할 수 있다. 또한, 무선 송수신기(3300)는 프로세서(3100)로부터 출력된 신호를 무선 신호로 변경하고 변경된 무선 신호를 안테나(ANT)를 통하여 외부 장치로 출력할 수 있다. 입력 장치(Input Device; 3400)는 프로세서(3100)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호 또는 프로세서(3100)에 의하여 처리(process)될 데이터를 입력할 수 있는 장치로서, 터치 패드(touch pad)와 컴퓨터 마우스(computer mouse)와 같은 포인팅 장치(pointing device), 키패드(keypad) 또는 키보드로 구현될 수 있다. 프로세서(3100)는 메모리 컨트롤러(3600)로부터 출력된 데이터, 무선 송수신기(3300)로부터 출력된 데이터, 또는 입력 장치(3400)로부터 출력된 데이터가 디스플레이(3200)를 통하여 출력될 수 있도록 디스플레이(3200)의 동작을 제어할 수 있다.
실시 예에 따라, 메모리 장치(3600)의 동작을 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러(1200)는 프로세서(3100)의 일부로서 구현될 수 있고 또한 프로세서(3100)와 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 메모리 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 메모리 시스템(Memory System; 40000)은 PC(personal computer), 태블릿(tablet) PC, 넷-북(net-book), e-리더(e-reader), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 또는 MP4 플레이어로 구현될 수 있다.
메모리 시스템(40000)은 메모리 장치(4500)와 상기 메모리 장치(4500)의 데이터 처리 동작을 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러(4400)를 포함할 수 있다. 여기서, 메모리 컨트롤러(4400) 및 메모리 장치(4500)는 도 9에서 설명된 메모리 컨트롤러(9100) 및 메모리 장치(9200)로 구현될 수 있다.
프로세서(Processor; 4100)는 입력 장치(Input Device; 4200)를 통하여 입력된 데이터에 따라 메모리 장치(4500)에 저장된 데이터를 디스플레이(Display; 4300)를 통하여 출력할 수 있다. 예컨대, 입력 장치(4200)는 터치 패드 또는 컴퓨터 마우스와 같은 포인팅 장치, 키패드, 또는 키보드로 구현될 수 있다.
프로세서(4100)는 메모리 시스템(40000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있고 메모리 컨트롤러(4400)의 동작을 제어할 수 있다. 실시 예에 따라 메모리 장치(4500)의 동작을 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러(4500)는 프로세서(4100)의 일부로서 구현되거나, 프로세서(4100)와 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 메모리 시스템(50000)은 이미지 처리 장치, 예컨대 디지털 카메라, 디지털 카메라가 부착된 이동 전화기, 디지털 카메라가 부착된 스마트 폰, 또는 디지털 카메라가 부착된 태블릿 PC로 구현될 수 있다.
메모리 시스템(50000)은 메모리 장치(5500)와 상기 메모리 장치(5500)의 데이터 처리 동작, 예컨대 프로그램 동작, 소거 동작 또는 리드 동작을 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러(5400)를 포함한다. 또한, 메모리 컨트롤러(5400) 및 메모리 장치(5500)는 도 9에서 설명된 메모리 컨트롤러(9100) 및 메모리 장치(9200)로 구현될 수 있다.
메모리 시스템(50000)의 이미지 센서(Image Sensor; 5200)는 광학 이미지를 디지털 신호들로 변환할 수 있고, 변환된 디지털 신호들은 프로세서(Processor; 5100) 또는 메모리 컨트롤러(5400)로 전송될 수 있다. 프로세서(5100)의 제어에 따라, 상기 변환된 디지털 신호들은 디스플레이(Display; 5300)를 통하여 출력되거나 메모리 컨트롤러(5400)를 통하여 메모리 장치(5500)에 저장될 수 있다. 또한, 메모리 장치(5500)에 저장된 데이터는 프로세서(5100) 또는 메모리 컨트롤러(5400)의 제어에 따라 디스플레이(5300)를 통하여 출력될 수 있다.
실시 예에 따라 메모리 장치(5500)의 동작을 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러(5400)는 프로세서(5100)의 일부로서 구현되거나 프로세서(5100)와 별개의 칩으로 구현될 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메모리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 메모리 시스템(Memory System; 70000)은 메모리 카드(memory card) 또는 스마트 카드(smart card)로 구현될 수 있다. 메모리 시스템(70000)은 메모리 장치(7300), 메모리 컨트롤러(7200) 및 카드 인터페이스(Card Interface; 7100)를 포함할 수 있다. 메모리 컨트롤러(7200) 및 메모리 장치(7300)는 도 9에서 설명된 메모리 컨트롤러(9100) 및 메모리 장치(9200)로 구현될 수 있다.
메모리 컨트롤러(7200)는 메모리 장치(7300)와 카드 인터페이스(7100) 사이에서 데이터의 교환을 제어할 수 있다. 실시 예에 따라, 카드 인터페이스(7100)는 SD(secure digital) 카드 인터페이스 또는 MMC(multi-media card) 인터페이스일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
카드 인터페이스(7100)는 호스트(HOST; 60000)의 프로토콜에 따라 호스트(60000)와 메모리 컨트롤러(7200) 사이에서 데이터 교환을 인터페이스할 수 있다. 실시 예에 따라 카드 인터페이스(7100)는 USB(Universal Serial Bus) 프로토콜, IC(InterChip)-USB 프로토콜을 지원할 수 있다. 여기서, 카드 인터페이스(7100)는 호스트(60000)가 사용하는 프로토콜을 지원할 수 있는 하드웨어, 상기 하드웨어에 탑재된 소프트웨어 또는 신호 전송 방식을 의미할 수 있다.
메모리 시스템(70000)이 PC, 태블릿 PC, 디지털 카메라, 디지털 오디오 플레이어, 이동 전화기, 콘솔 비디오 게임 하드웨어, 또는 디지털 셋-탑 박스와 같은 호스트(60000)의 호스트 인터페이스(6200)와 접속될 때, 호스트 인터페이스(6200)는 마이크로프로세서(Microprocessor; μP; 6100)의 제어에 따라 카드 인터페이스(7100)와 메모리 컨트롤러(7200)를 통하여 메모리 장치(7300)와 데이터 통신을 수행할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변경이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1000: 온도 센싱 회로 100: 아날로그 전압 생성 회로
110: 기준 전류 생성 회로 120: 전압 변환 회로
200: 아날로그-디지털 컨버터 300: 보상 회로
400: 전압 생성 회로

Claims (20)

  1. 온도를 전압으로 변환하여 온도-전압을 출력하는 아날로그 전압 생성 회로;
    상기 온도-전압을 디지털 코드로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터; 및
    상기 온도-전압의 노이즈를 제거하기 위해, 상기 디지털 코드를 보정하여 연산 코드를 출력하는 보상 회로를 포함하는 온도 센싱 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그 전압 생성 회로는,
    기준 전압에 따라 기준 전류를 생성하는 기준 전류 생성 회로; 및
    상기 기준 전류에 따라 온도에 반비례하는 상기 온도-전압을 출력하는 전압 변환 회로를 포함하는 온도 센싱 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전압 변환 회로는 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor; BJT)를 포함하는 온도 센싱 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그-디지털 컨버터는 n 비트(n은 양의 정수) 데이터의 상기 디지털 코드를 출력하는 온도 센싱 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그-디지털 컨버터는 고해상도(high resolution) 아날로그 투 디지털 컨버터(analog to digital converter; ADC)로 구현되는 온도 센싱 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그-디지털 컨버터는 10비트 이상의 해상도(resolution)를 가지는 상기 디지털 코드를 생성하는 온도 센싱 회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보상 회로는,
    디지털 연산 동작을 수행하여 상기 디지털 코드를 상기 연산 코드로 보정하여 출력하는 연산기를 포함하는 온도 센싱 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연산기는 상기 디지털 코드로부터 실제(real) 온도-전압과 이상(idle) 온도-전압간의 제1 차이값을 계산하고, 상기 제1 차이값의 최소값과 최대값을 토대로 기울기를 구한 후, 상기 기울기를 가지는 직선과 상기 제1 차이값 간의 제2 차이값을 토대로 상기 연산 코드를 출력하는 온도 센싱 회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실제(real) 온도-전압은 상기 아날로그 전압 생성 회로에서 출력되는 상기 온도-전압인 온도 센싱 회로.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 차이값은 상기 온도-전압의 비선형 특성으로 인해 곡선을 이루는 온도 센싱 회로.
  11. 제8항에 있어서, 상기 연산기는,
    상기 제1 차이값의 최대 차이값보다 변화값만큼 높은 중앙 차이값을 구하고,
    상기 제1 차이값의 최소값과 상기 중앙 차이값을 연결하는 직선의 기울기를 구하고,
    상기 직선과 상기 제1 차이값이 서로 교차하는 교차점을 구하고,
    상기 최소값과 상기 교차점 사이와, 상기 교차점과 상기 최대 차이값 사이에서 상기 직선과 상기 제1 차이값 간의 차이를 연산하여 제2 차이값을 구하고,
    상기 제2 차이값에 해당되는 연산 코드를 출력하는 온도 센싱 회로.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 보상 회로는 상기 연산 코드를 필터링(filtering)하거나 증폭시켜 보상 코드를 출력하는 보상 코드 출력 회로를 더 포함하는 온도 센싱 회로.
  13. 온도를 디지털 코드로 변환하고, 디지털 연산 동작에 의해 상기 디지털 코드를 보정하여 연산 코드를 출력하는 온도 센싱 회로; 및
    상기 연산 코드에 따라 전압을 출력하는 전압 생성 회로를 포함하는 반도체 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 온도 센싱 회로는,
    상기 온도를 전압으로 변환하여 온도-전압을 출력하는 아날로그 전압 생성 회로;
    상기 온도-전압을 디지털 코드로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터; 및
    상기 온도-전압의 노이즈를 제거하기 위해, 디지털 연산 동작을 수행하여 상기 디지털 코드를 보정한 상기 연산 코드를 생성하는 보상 회로를 포함하는 반도체 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상기 아날로그 전압 생성 회로는,
    기준 전압에 따라 기준 전류를 생성하는 기준 전류 생성 회로; 및
    상기 기준 전류에 따라 온도에 반비례하는 상기 온도-전압을 출력하는 전압 변환 회로를 포함하는 반도체 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 아날로그-디지털 컨버터는,
    고해상도(high resolution) 아날로그 투 디지털 컨버터(analog to digital converter; ADC)로 구현되는 반도체 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 보상 회로는,
    상기 디지털 연산 동작을 수행하여 상기 디지털 코드를 상기 연산 코드로 보정하여 출력하는 연산기를 포함하는 반도체 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 연산기는 상기 디지털 코드로부터 실제(real) 온도-전압과 이상(idle) 온도-전압간의 제1 차이값을 계산하고, 상기 제1 차이값의 최소값과 최대값을 토대로 기울기를 구한 후, 상기 기울기를 가지는 직선과 상기 제1 차이값 간의 제2 차이값을 토대로 상기 연산 코드를 출력하는 반도체 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 연산기는,
    상기 제1 차이값의 최대 차이값보다 변화값만큼 높은 중앙 차이값을 구하고,
    상기 제1 차이값의 최소값과 상기 중앙 차이값을 연결하는 직선의 기울기를 구하고,
    상기 직선과 상기 제1 차이값이 서로 교차하는 교차점을 구하고,
    상기 최소값과 상기 교차점 사이와, 상기 교차점과 상기 최대 차이값 사이에서 상기 직선과 상기 제1 차이값 간의 차이를 연산하여 제2 차이값을 구하고,
    상기 제2 차이값에 해당되는 연산 코드를 출력하는 반도체 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 보상 회로는 상기 연산 코드를 필터링(filtering)하거나 증폭시켜 보상 코드를 출력하는 보상 코드 출력 회로를 더 포함하는 반도체 장치.
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