KR20190064893A - 디지털 온도 센싱 회로 - Google Patents

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Abstract

본 기술은 온도에 따라 가변하는 온도 전압과, 제1 고전압 및 제1 저전압을 생성하는 온도 전압 생성부; 상기 제1 고전압 및 상기 제1 저전압에 따라 다양한 레벨을 갖는 분배 전압들을 출력하는 코드 전압 생성부; 및 상기 온도 전압 및 상기 분배 전압들을 공급받고, 모드 선택 신호에 따라 비트 수가 서로 다른 제1 코드 또는 제2 코드를 출력하는 모드 선택부를 포함하는 디지털 온도 센싱 회로를 포함한다.

Description

디지털 온도 센싱 회로{Digital temperature sensing circuit}
본 기술은 디지털 온도 센싱 회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 해상도(resolution)가 다른 모드를 선택적으로 구동할 수 있는 멀티 모드 디지털 온도 센싱 회로(multi mode digital temperature sensing circuit) 에 관한 것이다.
데이터가 저장되는 메모리 시스템은 온도에 따라 전기적 특성이 바뀌기 때문에 디지털 온도 센싱 회로(digital temperature sensing circuit)를 포함할 수 있다. 디지털 온도 센싱 회로는 온도를 디지털 코드로 출력할 수 있다.
온도 센싱 회로는 온도를 디지털 코드로 변환하여 온도 코드를 출력하기 때문에, 온도 코드의 정확도에 따라 메모리 시스템의 신뢰도가 높아지거나 낮아질 수 있다. 따라서, 디지털 온도 센싱 회로에서 출력되는 코드의 신뢰도를 개선할 필요가 있다.
본 발명의 실시예는 다양한 모드에 따라 해상도를 가변하여 온도 코드를 출력할 수 있는 디지털 온도 센싱 회로를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 디지털 온도 센싱 회로는, 제1 기준 전압에 응답하여 온도에 따라 가변하는 온도 전압을 생성하고, 제2 기준 전압에 응답하여 전원 전압을 분배하고 고전압 및 저전압을 생성하는 온도 전압 생성부; 상기 고전압 및 상기 저전압에 따라 상기 제2 기준 전압을 분배하여 서로 다른 레벨을 갖는 분배 전압들을 출력하는 코드 전압 생성부; 및 상기 온도 전압 및 상기 분배 전압들을 공급받고, 모드 선택 신호에 따라 비트 수가 서로 다른 제1 코드 또는 제2 코드를 출력하는 모드 선택부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 온도 센싱 회로는, 온도에 따라 가변하는 온도 전압과, 고전압 및 저전압을 생성하는 온도 전압 생성부; 상기 고전압 및 상기 저전압에 따라 다양한 레벨을 갖는 분배 전압들을 출력하는 코드 전압 생성부; 및 상기 온도 전압 및 상기 분배 전압들을 공급받고, 모드 선택 신호에 따라 제1 코드들 또는 상기 제1 코드들보다 해상도가 높은 제2 코드들을 출력하는 모드 선택부를 포함한다.
본 기술에 따른 디지털 온도 센싱 회로는 하나의 온도 센싱 회로를 사용하여 다양한 모드에 따라 해상도를 선택적으로 가변하여 온도 코드를 출력할 수 있으므로, 디지털 온도 센싱 회로가 차지하는 면적을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 온도 센싱 회로(digital temperature sensing circuit)를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 온도 전압 생성부(temperature voltage generator)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 3은 도 2의 트리밍 회로(trimming circuit)를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 제1 아날로그-디지털 컨버터(first analog-digital convertor)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 5는 도 1의 코드 전압 생성부(code voltage generator)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 6은 도 5의 제5 앰프를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 7은 도 5의 제6 앰프를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 8은 도 1의 모드 선택부(mode selector)를 개략적으로 설명하기 도면이다.
도 9는 도 8의 멀티 디지털-아날로그 컨버터(multi digital-analog convertor)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 10은 도 8의 제2 아날로그-디지털 컨버터(second analog-digital convertor)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 11은 도 8의 합산기(ADDER)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 온도 센싱 회로를 포함하는 메모리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 1에 도시된 디지털 온도 센싱 회로를 포함하는 메모리 시스템의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 1에 도시된 디지털 온도 센싱 회로를 포함하는 메모리 시스템의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 1에 도시된 디지털 온도 센싱 회로를 포함하는 메모리 시스템의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 1에 도시된 디지털 온도 센싱 회로를 포함하는 메모리 시스템의 다른 실시 예를 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 디지털 온도 센싱 회로(digital temperature sensing circuit)를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 디지털 온도 센싱 회로(1000)는 온도를 디지털 코드로 변환하여 온도 코드(temperature code; T_CODE)을 출력할 수 있다. 이를 위해, 디지털 온도 센싱 회로(1000)는 온도 전압 생성부(Temperature Voltage Generator; 100), 코드 전압 생성부(Code Voltage Generator; 200), 모드 선택부(Mode Selector; 300) 및 제1 먹스(first mux; 400)를 포함할 수 있다.
온도 전압 생성부(100)는 제1 및 제2 기준 전압들(Vref1, Vref2)과 트리밍 코드(Trim<a:0>)에 응답하여 동작하며, 온도에 따라 가변하는 온도 전압(Vtemp)과 제1 고전압(Vtop1) 및 제1 저전압(Vbot1)을 출력할 수 있다. 제2 기준 전압(Vref2)은 제1 기준 전압(Vref1)이 출력되는 전압원과 다른 전압원으로부터 생성될 수 있다.
코드 전압 생성부(200)는 제2 기준 전압(Vref2)에 응답하여 동작하며, 고전압(Vtop) 및 저전압(Vbot)에 따라 다양한 레벨을 갖는 분배 전압들(Vtap<b:0>)을 출력할 수 있다.
모드 선택부(300)는 온도 전압(Vtemp)과 분배 전압들(Vtap<b:0>)을 공급받고, 모드 선택 신호(SMSEL 또는 FMSEL)에 따라 비트 수가 서로 다른 제1 코드(COMP1<c:0>) 또는 제2 코드(COMP2<e:0>)를 출력할 수 있다. 예를 들면, 모드 선택부(300)는 제1 모드에서 제1 코드(COMP1<c:0>)를 출력할 수 있고, 제2 모드에서는 제2 코드(COMP2<2:0>)를 출력할 수 있다. 여기서, 제1 모드는 빠른 모드(fast mode)일 수 있고, 제2 모드는 제1 모드보다 느린 모드(slow mode)일 수 있다. 느린 모드에서는 고해상도의 코드가 필요하므로, 디지털 온도 센싱 회로(1000)는 느린 모드에서 빠른 모드보다 높은 해상도를 갖는 코드를 출력할 수 있다. 예를 들면, 빠른 모드(fast mode)에서는, 온도에 따른 온도 코드(T_CODE)가 빠르게 출력될 수 있도록 제1 코드(COMP1<c:0>)의 비트 수는 제2 코드(CODEP<e:0>)의 비트 수보다 적다. 예들 들면, 제1 코드(COMP1<c:0>)가 4비트로 이루어진 코드라면, 제2 코드(COMP2<e:0>)는 9비트로 이루어진 코드일 수 있다. 즉, 제2 코드(COMP2<e:0>)의 해상도가 제1 코드(COMP1<c:0>)보다 높기 때문에, 제2코드(COMP2<e:0>)가 출력되는 시간은 제1 코드(COMP1<c:0>)가 출력되는 시간보다 오래 걸릴 수 있다. 빠른 모드에서는 빠른 모드 선택 신호(fast mode select signal; FMSEL)가 활성화될 수 있고, 느린 모드에서는 느린 모드 선택 신호(slow mode select signal; SMSEL)가 활성화될 수 있다. 이처럼, 선택되는 모드가 두 개 인 경우, 빠른 모드 선택 신호(FMSEL)와 느린 모드 선택 신호(SMSEL)는 ‘0’ 또는 ‘1’을 가지는 1 비트 신호로 출력될 수 있다. 예를 들면, 빠른 모드 선택 신호(FMSEL)가 ‘1’이면 느린 모드 선택 신호(SMSEL)는 ‘0’이 되고, 빠른 모드 선택 신호(FMSEL)가 ‘0’이면 느린 모드 선택 신호(SMSEL)는 ‘1’이 될 수 있다. 메모리 시스템에 디지털 온도 센싱 회로(1000)가 사용되는 경우, 빠른 모드 선택 신호(FMSEL)와 느린 모드 선택 신호(SMSEL)는 메모리 컨트롤러에서 출력되어 디지털 온도 센싱 회로(1000)에 전달될 수 있다. 또한, 느린 모드인 경우, 모드 선택부(300)는 미리 설정된 비트의 제2 코드(CODE2<e:0>)가 출력될 때마다 종료 신호(END_S)를 출력할 수 있다.
제1 먹스(400)는 빠른 모드 선택 신호(FMSEL) 또는 느린 모드 선택 신호(SMSEL)에 응답하여 제1 코드(CODE1<c:0>) 또는 제2 코드(CODE<e:0>)를 온도 코드(T_CODE)로써 출력할 수 있다.
도 2는 도 1의 온도 전압 생성부(temperature voltage generator)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 2를 참조하면, 온도 전압 생성부(100)는 제1 앰프(AMP1), 온도 보상 회로(110), 제2 앰프(AMP2), 분배 회로(120), 제3 앰프(AMP3) 및 트리밍 회로(121)를 포함할 수 있다.
제1 앰프(AMP1)는 제1 기준 전압(Vref1)과 제1 피드백 전압(Vfb1)을 비교하고, 비교 결과 전압을 출력할 수 있다. 예를 들면, 제1 기준 전압(Vref1)은 제1 앰프(AMP1)의 플러스 단자(+)에 인가될 수 있고, 제1 피드백 전압(Vfb1)은 제1 앰프(AMP1)의 마이너스 단자(-)에 인가될 수 있다. 예를 들면, 제1 기준 전압(Vref1)이 제1 피드백 전압(Vfb1)보다 높으면, 제1 앰프(AMP1)는 하이(high) 레벨의 전압을 출력할 수 있다. 만약, 제1 기준 전압(Vref1)이 제1 피드백 전압(Vfb1)보다 낮으면, 제1 앰프(AMP1)는 로우(low) 레벨의 전압을 출력할 수 있다.
온도 보상 회로(110)는 제1 앰프(AMP1)에서 출력된 전압에 응답하여, 온도에 반비례하는 서브 전압(Vsub_temp)을 출력할 수 있다. 또한, 온도 보상 회로(110)는 제1 피드백 전압(Vfb1)을 출력하여 제1 앰프(AMP1)로 피드백(feedback)할 수 있다. 온도 보상 회로(110)를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
온도 보상 회로(110)는 미러 회로(111)를 포함할 수 있다. 미러 회로(111)는 제3 노드(N3)에 생성된 전류를 미러링(mirroring)하여 제4 노드(N4)에 반영할 수 있다. 예를 들면, 미러 회로(111)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에서 서로 직렬로 연결된 제1 및 제2 스위치들(S1 및 S2)과, 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3) 사이에 연결된 제1 저항(R1)과, 제1 노드(N1)와 제4 노드(N4) 사이에서 서로 직렬로 연결된 제4 및 제5 스위치들(S4 및 S5)을 포함할 수 있다. 제1, 제2 제4 및 제5 스위치들(S1, S2, S4 및 S5)은 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제1 및 제4 스위치들(S1 및 S4)의 게이트들은 제2 노드(N2)에 공통으로 연결될 수 있고, 제2 및 제5 스위치들(S2 및 S5)의 게이트들은 제3 노드(N3)에 공통으로 연결될 수 있다. 따라서, 미러 회로(111)는 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3)의 전류를 제4 노드(N4)에 반영할 수 있다.
또한, 온도 보상 회로(110)는 제3 노드(N3) 및 접지 단자(VSS) 사이에 연결된 제3 스위치(S3)와, 제4 노드(N4) 및 제5 노드(N5) 사이에 연결된 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor; BJT)와, 제5 노드(N5) 및 접지 단자(VSS) 사이에 연결된 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다.
제3 스위치(S3)는 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있으며, 제1 앰프(AMP1)에서 출력된 전압에 응답하여 제3 노드(N3)와 접지 단자(VSS) 사이에서 전류를 생성할 수 있다. 예를 들면, 제1 앰프(AMP1)에서 출력된 전압이 제3 스위치(S3)의 문턱 전압보다 높으면 제3 스위치(S3)가 턴온(turn on)되므로, 제3 노드(N3)와 접지 단자(VSS) 사이에 전류 패스(current path)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 제3 스위치(S3)의 턴온 레벨에 따라 제3 노드(N3)의 전위가 조절될 수 있다. 따라서, 제3 스위치(S3)가 턴온되면 제3 노드(N3)에 전류가 생성되므로, 제3 노드(N3)에 연결된 미러 회로(111)가 동작할 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 제4 노드(N4)에 공통으로 연결될 수 있고, 이미터(emitter)는 제5 노드(N5)에 연결될 수 있다. 제4 노드(N4)의 전위가 하이(high) 레벨이 되면, 양극성 접합 트랜지스터(BJT)의 콜렉터(collector)와 이미터(emitter) 양단에 온도에 반비례하는 전압이 형성되므로, 제4 노드(N4)를 통해 온도에 반비례하는 서브 전압(Vsub_temp)이 출력될 수 있다.
제2 앰프(AMP2)는 서브 전압(Vsub_temp)과 제6 노드(N6)의 전압을 비교하여 온도 전압(Vtemp)을 출력할 수 있다. 예를 들면, 서브 전압(Vsub_temp)은 제2 앰프(AMP2)의 플러스 단자(+)에 인가될 수 있고, 제6 노드(N6)는 제2 앰프(AMP2)의 마이너스 단자(-)에 연결될 수 있다. 제6 노드(N6)의 전압은 제2 앰프(AMP2)에서 출력되는 온도 전압(Vtemp)과 제3 앰프(AMP3)에서 출력되는 전압에 응답하여 가변될 수 있다. 예를 들면, 제6 노드(N6)의 전압은 분배 회로(120)에 의해 결정될 수 있다. 분배 회로(120)는 제2 앰프(AMP2)의 출력 노드와 제6 노드(N6) 사이에 연결된 제3 저항(R3)과, 제3 앰프(AMP3)의 출력 노드인 제7 노드(N7)와 제6 노드(N6) 사이에 연결된 제4 저항(R4)을 포함할 수 있다.
제3 앰프(AMP3)는 트리밍 회로(121)에서 출력된 제1 트리밍 전압(Vt1)과 제3 앰프(AMP3)에서 출력되는 제2 트리밍 전압(Vt2)에 응답하여 제7 노드(N7)의 전압을 조절할 수 있다. 예를 들면, 제1 트리밍 전압(Vt1)은 제3 앰프(AMP3)의 플러스 단자(+)에 인가될 수 있고, 제2 트리밍 전압(Vt2)은 제3 앰프(AMP3)의 마이너스 단자(-)에 인가될 수 있다. 즉, 제2 트리밍 전압(Vt2)은 제3 앰프(AMP3)에서 출력되는 전압이 피드백된 전압일 수 있다.
트리밍 회로(121)는 제2 기준 전압(Vref2)에 응답하여 동작할 수 있으며, 미리 설정된 트리밍 코드(Trim<a:0>)에 따라 가변하는 제1 트리밍 전압(Vt1), 고전압(Vtop) 및 저전압(Vbot)을 출력할 수 있다. 여기서 제1 트리밍 전압(Vt1)은 고전압(Vtop) 및 저전압(Vbot)과 다른 전압이거나, 고전압(Vtop) 또는 저전압(Vbot)일 수 있다. 상술한 트리밍 회로(121)를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 도 2의 트리밍 회로(trimming circuit)를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 트리밍 회로(121)는 제1 아날로그-디지털 컨버터(first analog-digital convertor; 1ADC) 및 제2 먹스(MUX2)를 포함할 수 있다. 제1 아날로그-디지털 컨버터(1ADC)는 제2 기준 전압(Vref2)에 응답하여 다수의 트리밍 분배 전압들(Vtrim), 고전압(Vtop) 및 저전압(Vbot)을 출력할 수 있다. 여기서, 고전압(Vtop) 및 저전압(Vbot)은 트리밍 분배 전압들(Vtrim)에 포함된 전압들일 수 있다. 제1 아날로그-디지털 컨버터(1ADC)는 도 4에서 구체적으로 설명하도록 한다.
제2 먹스(MUX2)는 트리밍 코드(Trim<a:0>)에 응답하여 트리밍 분배 전압들(Vtrim) 중 선택된 전압을 제1 트리밍 전압(Vt1)으로써 출력할 수 있다.
도 4는 도 3의 제1 아날로그-디지털 컨버터(first analog-digital convertor)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 4를 참조하면, 제1 아날로그-디지털 컨버터(1ACDC)는 제2 기준 전압(Vref2)과 트리밍 코드(Trim<a:0>)에 응답하여 동작하며, 온도에 따라 가변하는 온도 전압(Vtemp)과 고전압(Vtop) 및 저전압(Vbot)을 출력할 수 있다.
이를 위해, 제1 아날로그-디지털 컨버터(1ACDC)는 기준 전압 전달 회로(Ref_C) 및 제1 저항 스트링(1R_ST)을 포함할 수 있다.
기준 전압 전달 회로(Ref_C)는 제2 기준 전압(Vref2)에 응답하여 제9 노드(N9)에 전원 전압(VCCE)을 일정하게 전달할 수 있다. 예를 들면, 기준 전압 전달 회로(Ref_C)는 제4 앰프(AMP4), 제6 스위치(S6) 및 제1 캐패시터(CAP1)를 포함할 수 있다. 제4 앰프(AMP4)는 제2 기준 전압(Vref2)과 제9 노드(N9)의 전압을 비교하여 제8 노드(N8)를 통해 비교 전압을 출력할 수 있다. 예를 들면, 제2 기준 전압(Vref2)은 제4 앰프(AMP4)의 마이너스 단자(-)에 인가될 수 있고, 제9 노드(N9)는 제4 앰프(AMP4)의 플러스 단자(+)에 연결될 수 있다. 제6 스위치(N6)는 제8 노드(N8)의 전위에 응답하여 전원 전압 단자(VDDE)와 제9 노드(N9) 사이를 연결 또는 차단하는 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다.
제1 캐패시터(CAP1)는 제8 노드(N8)와 제9 노드(N9) 사이에 연결될 수 있다.
상술한 기준 전압 전달 회로(Ref_C)의 구성으로 인해, 기준 전압 전달 회로(Ref_C)는 다음과 같이 동작할 수 있다.
제9 노드(N9)의 전압보다 기준 전압(Vref)이 높으면, 제4 앰프(AMP4)는 음전압을 출력할 수 있으므로, 제6 스위치(S6)가 턴온되어 제9 노드(N9)에 증폭 전압이 인가될 수 있다. 제9 노드(N9)의 전압보다 제2 기준 전압(Vref2)이 낮으면, 제4 앰프(AMP4)는 양전압을 출력할 수 있으므로, 제6 스위치(S6)는 턴오프될 수 있다. 이처럼 제6 스위치(S6)가 제8 노드(N8)의 전압에 따라 턴온 또는 턴오프되므로, 제9 노드(N9)의 전압이 가변될 수 있고, 제1 캐패시터(CAP1)에 의해 전압이득(gain)이 낮아질 수 있으므로 제9 노드(N9)의 전압의 가변 량이 감소될 수 있다.
제1 저항 스트링(1R_ST)은 제9 노드(N9)와 접지 단자(VSS) 사이에서 직렬로 연결된 다수의 스트링 저항들(Rs)을 포함할 수 있다. 제1 저항 스트링(1R_ST)에 포함된 스트링 저항들(Rs)은 서로 동일한 저항 값을 가질 수 있다. 제9 노드(N9)에 전압이 인가되면, 제9 노드(N9)에서 접지 단자(VSS)로 흐르는 전류 패스가 형성될 수 있으므로, 스트링 저항들(Rs) 사이에 연결된 노드들의 위치에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 트리밍 분배 전압들(Vtrim)이 출력될 수 있다. 예를 들면, 노드의 위치가 기준 전압 전달 회로(Ref_C)에 가까울수록, 트리밍 분배 전압(Vtrim)의 레벨이 높아질 수 있다. 예를 들면, 제9 노드(N9)에 가장 가까운 노드의 전압이 고전압(Vtop)으로 설정될 수 있고, 가장 먼 노드의 전압이 저전압(Vbot)으로 설정될 수 있다. 고전압(Vtop)과 저전압(Vbot)이 출력되는 노드(node)로 지정되는 노드들은 디지털 온도 센싱 회로(1000)에 따라 다를 수 있다.
도 5는 도 1의 코드 전압 생성부(code voltage generator)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 5를 참조하면, 코드 전압 생성부(200)는 제2 기준 전압(Vref2)에 응답하여 동작하며, 고전압(Vtop) 및 저전압(Vbot)에 따라 다양한 레벨을 갖는 분배 전압들(Vtap<b:0>)을 출력할 수 있다.
이를 위해, 코드 전압 생성부(200)는 고전압 전달 회로(210), 제2 저항 스트링(2R_ST) 및 저전압 전달 회로(220)를 포함할 수 있다.
고전압 전달 회로(210)는 제5 앰프(AMP5), 제7 스위치(S7) 및 제2 캐패시터(CAP2)를 포함할 수 있다. 제5 앰프(AMP5)는 고전압(Vtop)에 응답하여 제10 노드(N10)의 전압을 가변할 수 있다. 제7 스위치(S7)는 제5 앰프(AMP5)의 출력 전압에 응답하여 제2 기준 전압(Vref2)이 인가되는 단자와 제10 노드(N10) 사이를 연결 또는 차단할 수 있는 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제2 캐패시터(CAP2)는 제5 앰프(AMP5)의 또 다른 출력 단자와 제10 노드(N10) 사이에 연결될 수 있다. 예를 들면, 제5 앰프(AMP5)의 출력 전압들 중, 제2 캐패시터(CAP2)에 인가되는 전압은 제7 스위치(S7)에 인가되는 전압보다 낮을 수 있다. 제5 앰프(AMP5)의 출력 노드들 중, 제2 캐패시터(CAP2)에 연결된 출력 노드는 제2 캐패시터(CAP2)에 의해 안정적인 전압 레벨을 유지할 수 있으며, 이로 인해 제7 스위치(S7)에 연결된 출력 노드의 전압도 안정적으로 유지될 수 있다.
제2 저항 스트링(2R_ST)은 고전압 전달 회로(210)와 저전압 전달 회로(220) 사이에서 직렬로 연결된 다수의 스트링 저항들(Rs)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 저항 스트링(2R_ST)은 16개의 스트링 저항들(Rs)을 포함할 수 있으며, 이 경우 제2 저항 스트링(2R_ST)은 고전압 전달 회로(210)와 저전압 전달 회로(220) 사이의 전압을 세로 다른 레벨을 가지는 제1 내지 내지 제15 분배 전압들(Vtap<15:0>)로 분배하여 출력할 수 있다.
제2 저항 스트링(2R_ST)에 포함된 스트링 저항들(Rs)은 서로 동일한 저항 값을 가질 수 있으며, 제1 저항 스트링(도 4의 1R_ST)에 포함된 스트링 저항들과 같거나 다른 저항 값을 가질 수 있다. 제2 저항 스트링(2R_ST)은 제1 고전압 전달 회로(210)의 제10 노드(N10)와 제1 저전압 전달 회로(220)의 제11 노드(N11) 사이에 연결될 수 있다. 제10 노드(N10)에 전압이 인가되면, 제10 노드(N10)에서 제11 노드(N11)로 흐르는 전류 패스가 형성될 수 있으므로, 스트링 저항들(Rs) 사이에 연결된 노드들의 위치에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 탭 전압들(Vtap<b:0>)이 출력될 수 있다. 예를 들면, 제1 내지 제15 분배 전압들(Vtap<15:0>) 중 제15 분배 전압(Vtap<14>)이 가장 높은 레벨을 가질 수 있고, 제1 분배 전압(Vtap<0>)이 가장 낮은 레벨을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 분배 전압(Vtap<0>)부터 제15 분배 전압(Vtap<14)으로 갈수록 전압 레벨은 점차 높아질 수 있다.
저전압 전달 회로(220)는 제6 앰프(AMP6), 제8 스위치(S8) 및 제3 캐패시터(CAP3)를 포함할 수 있다. 제6 앰프(AMP6)는 제2 저항 스트링(2R_ST)에 의해 분배된 전압들 중 가장 낮은 전압을 공급받아 동작할 수 있으며, 저전압(Vbot)에 응답하여 제11 노드(N11)의 전압을 가변할 수 있다. 예를 들면, 저전압 전달 회로(220)는 제2 저항 스트링(2R_ST)과 접지 단자(VSS) 사이에 연결되므로, 저전압(Vbot)에 응답하여 제11 노드(N11)의 전압을 유지시키거나 낮출 수 있다. 제6 앰프(AMP6)의 마이너스 단자(-)에는 저전압(Vbot)이 인가될 수 있고, 플러스 단자(+)에는 제11 노드(N11)의 전압이 인가될 수 있다. 제8 스위치(S8)는 제6 앰프(AMP6)의 출력 전압에 응답하여 제11 노드(N11)와 접지 단자(VSS) 사이를 연결 또는 차단할 수 있는 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제3 캐패시터(CAP3)는 제6 앰프(AMP6)의 또 다른 출력 단자와 제11 노드(N11) 사이에 연결될 수 있다. 예를 들면, 제6 앰프(AMP6)의 출력 전압들 중, 제3 캐패시터(CAP3)에 인가되는 전압은 제8 스위치(S8)에 인가되는 전압보다 낮을 수 있다. 제6 앰프(AMP6)의 출력 노드들 중, 제3 캐패시터(CAP3)에 연결된 출력 노드는 제3 캐패시터(CAP3)에 의해 안정적인 전압 레벨을 유지할 수 있으며, 이로 인해 제8 스위치(S8)에 연결된 출력 노드의 전압도 안정적으로 유지될 수 있다.
상술한 제5 앰프(AMP5)와 제6 앰프(AMP6)는 서로 다른 구조로 구성될 수 있으며, 도 6 및 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 6은 도 5의 제5 앰프를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 6을 참조하면, 제5 앰프(AMP5)는 제9 내지 제18 스위치들(S9~S18)을 포함할 수 있다. 제9 내지 제13 스위치들(S9~S13)과 제14 내지 제18 스위치들(S14~S18)은 전원 전압 단자(VCCE)와 접지 단자(VSS) 사이에서 병렬로 연결될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 제9 및 제10 스위치들(S9 및 S10)은 전원 전압 단자(VCCE)와 제13 노드(N13) 사이에서 직렬로 연결될 수 있고, 제14 및 제15 스위치들(S14 및 S15)은 전원 전압 단자(VCCE)와 제16 노드(N16) 사이에서 직렬로 연결될 수 있다. 제9, 제10, 제14 및 제15 스위치들(S9, S10, S14 및 S15)은 모두 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제9 및 제14 스위치들(S9 및 S14)의 게이트들은 제12 노드(N12)에 공통으로 연결될 수 있고, 제12 노드(N12)는 제13 노드(N13)에 연결될 수 있다. 따라서, 제9 및 제14 스위치들(S9 및 S14)은 제13 노드(N13)에 인가된 전압에 응답하여 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 제10 및 제15 스위치들(S10 및 S15)의 게이트들은 서로 공통으로 연결될 수 있다. 제10 및 제15 스위치들(S10 및 S15)이 모두 PMOS 트랜지스터로 구현되므로, 제10 및 제15 스위치들(S10 및 S15)은 항상 턴온되어 있을 수 있다. 제14 및 제15 스위치들(S14 및 S15) 사이를 연결하는 제15 노드(N15)는 제2 캐패시터(CAP2)에 연결될 수 있다.
제11 스위치(S11)는 제10 노드(도 5의 N10)의 전압에 응답하여 제13 노드(N13)와 제14 노드(N14)를 연결 또는 차단할 수 있는 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제12 및 제13 스위치들(S12 및 S13)은 제14 노드(N14)와 접지 단자(VSS) 사이에서 서로 직렬로 연결된 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다.
제16 스위치(S16)는 고전압(Vtop)에 응답하여 제16 노드(N16)와 제14 노드(N14) 사이를 연결 또는 차단할 수 있는 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제15 및 제16 스위치들(S15 및 S16) 사이의 제16 노드(N16)는 제7 스위치(도 5의 S7)의 게이트에 연결될 수 있다. 즉, 제5 앰프(AMP5)의 출력 단자는 제15 및 제16 노드들(N15 및 N16)이며, 이 중에서 제16 노드(N16)를 통해 출력되는 전압에 의해 제7 스위치(S7)가 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 제16 노드(N16)에 인가되는 전압은 제15 노드(N15)에 인가되는 전압보다 제15 스위치(S15)의 문턱전압만큼 낮은 레벨을 가질 수 있다.
제17 및 제18 스위치들(S17 및 S18)은 제14 노드(N14)와 접지 단자(VSS) 사이에서 직렬로 연결된 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다.
제12 및 제17 스위치들(S12 및 S17)의 게이트들은 서로 연결될 수 있고, 제13 및 제18 스위치들(S13 및 S18)의 게이트들은 서로 연결될 수 있다.
도 7은 도 5의 제6 앰프를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 7을 참조하면, 제6 앰프(AMP6)는 제19 내지 제28 스위치들(S19~S28)을 포함할 수 있다. 제19 내지 제23 스위치들(S19~S23)과 제24 내지 제28 스위치들(S24~S28)은 전원 전압 단자(VCCE)와 접지 단자(VSS) 사이에서 병렬로 연결될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 제19 및 제20 스위치들(S19 및 S20)은 전원 전압 단자(VCCE)와 제17 노드(N17) 사이에서 직렬로 연결될 수 있고, 제24 및 제25 스위치들(S24 및 S25)은 전원 전압 단자(VCCE)와 제19 노드(N19) 사이에서 직렬로 연결될 수 있다. 제19, 제20, 제24 및 제25 스위치들(S19, S20, S24 및 S25)은 모두 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제19 및 제24 스위치들(S19 및 S24)의 게이트들은 서로 연결될 수 있다. 따라서, 제19 및 제24 스위치들(S19 및 S24)은 항상 턴온되어 있을 수 있다. 제20 및 제25 스위치들(S20 및 S25)의 게이트들은 서로 공통으로 연결될 수 있다. 제20 및 제25 스위치들(S20 및 S25)이 모두 PMOS 트랜지스터로 구현되므로, 제20 및 제25 스위치들(S20 및 S25)은 항상 턴온되어 있을 수 있다.
제21 스위치(S21)의 게이트는 제11 노드(도 5의 N11)의 전위에 응답하여 턴온 또는 턴오프되는 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제22 및 제23 스위치들(S22 및 S23)은 제18 노드(N18)와 접지 단자(VSS) 사이에서 서로 직렬로 연결된 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제23 스위치(S23)의 게이트는 제18 노드(N18)에 연결될 수 있다.
제26 스위치(S26)는 저전압(Vbot)에 응답하여 제19 및 제20 노드들(N19 및 N20)을 연결 또는 차단할 수 있는 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다.
제27 및 제28 스위치들(S27 및 S28)은 제20 노드(N20)와 접지 단자(VSS) 사이에서 직렬로 연결되는 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제27 스위치(S27)의 게이트는 제22 스위치(S22)의 게이트에 연결될 수 있다. 제28 스위치(S28)의 게이트는 제18 노드(N18)에 연결될 수 있다. 즉, 제23 및 제28 스위치들(S23 및 S28)의 게이트들은 제18 노드(N18)에 공통으로 연결될 수 있다.
또한, 제27 및 제28 스위치들(S27 및 S28) 사이의 제21 노드(N21)는 제3 캐패시터(도 5의 CAP3)에 연결될 수 있다. 제21 노드(N21)에 인가되는 전압은 제20 노드(N20)에 인가되는 전압보다 제21 스위치(S21)의 문턱전압만큼 낮은 레벨을 가질 수 있다.
도 8은 도 1의 모드 선택부(mode selector)를 개략적으로 설명하기 도면이다.
도 8을 참조하면, 모드 선택부(300)는 멀티 디지털-아날로그 컨버터(multi digital-analog convertor; MDAC), 제2 아날로그-디지털 컨버터(2ADC) 및 합산기(ADDER)를 포함할 수 있다.
멀티 디지털-아날로그 컨버터(MDAC)는 느린 모드 선택 신호(SMSEL), 분배 전압들(Vtap<b:0>)의 일부 및 온도 전압(Vtemp)에 응답하여 포지티브 전압(VMDAC_P) 및 네거티브 전압(VMDAC_N)을 출력할 수 있다. 예를 들면, 멀티 디지털-아날로그 컨버터(MDAC)는 느린 모드에서만 활성화될 수 있다. 예를 들면, 멀티 디지털-아날로그 컨버터(MDAC)는 느린 모드에서만 동작할 수 있다. 분배 전압들(Vtap<b:0>) 중 제1 서브 분배 전압(Vtap1#)을 제외한 나머지 제2 서브 분배 전압(Vtap2#)은 제2 아날로그-디지털 컨버터(2ADC)로 입력될 수 있다.
제2 아날로그-디지털 컨버터(2ADC)는 모드 선택 신호(SMSEL 또는 FMSEL), 제2 서브 분배 전압(Vtap2#), 온도 전압(Vtemp), 포지티브 전압(VMDAC_P) 또는 네거티브 전압(VMDAC_N)에 응답하여 제1 코드(COMP1<c:0>) 또는 추가 코드(CODE_add<d:0>)를 출력할 수 있다. 제1 코드(COMP1<c:0>)는 빠른 모드 선택 신호(FMSEL)에 응답하여 출력될 수 있고, 추가 코드(CODE_add<d:0>)는 느린 모드 선택 신호(SMSEL)에 응답하여 출력될 수 있다. 제1 코드(COMP1<c:0>)의 비트 수는 추가 코드(CODE_add<d:0>)의 비트 수보다 많을 수 있다. 예를 들면, 제1 코드(COMP1<c:0>)는 빠른 모드(Fast Mode)에서 출력되기 때문에 4비트의 코드로 빠른 시간 내에 출력될 수 있다. 하지만, 추가 코드(CODE_add<d:0>)는 높은 해상도를 위하여 온도를 디지털로 변환하는데 걸리는 시간이 오래 걸릴 수 있으며 2비트의 코드로 여러 번 출력될 수 있다. 따라서, 느린 모드(Slow Mode)에서는 추가 코드(CODE_add<d:0>)가 온도 코드로 사용되는 것이 아니라, 다수의 추가 코드(CODE_add<d:0>)로 출력되고, 출력된 추가 코드(CODE_add<d:0>)는 합산기(ADDER)에서 다수의 싸이클을 수행하면서 합해진 후, 제2 코드(COMP2<e:0>)로써 출력될 수 있다.
합산기(ADDER)는 모드 선택 신호(SMSEL 또는 FMSEL)에 응답하여 동작할 수 있다. 예를 들면, 합산기(ADDER)는 느린 모드 선택 신호(SMSEL)에 응답하여 활성화될 수 있다. 예를 들면, 합산기(ADDER)는 느린 모드 선택 신호(SMSEL)에 응답하여 추가 코드(CODE_add<d:0>)를 수신하고, 추가 코드(CODE_add<d:0>)를 수신하는 다수의 싸이클(cycle)을 수행하면서 수신된 추가 코드들(CODE_add<d:0>)을 합하고, 합해진 추가 코드(CODE_add<d:0>)를 제2 코드(COMP2<e:0>)로써 출력할 수 있다. 예를 들면, 합산기(ADDER)는 제1 싸이클에서 수신된 추가 코드(CODE_add<d:0>) 중 하나의 비트와, 제2 싸이클에서 수신된 추가 코드(CODE_add<d:0>) 중 하나의 비트를 합할 수 있다. 이러한 방식으로 합산기(ADDER)는 각 싸이클마다 수신된 코드의 일부를 합하여 다수의 비트로 이루어진 제2 코드(CODE<e:0>)를 생성할 수 있다. 또한, 합산기(ADDER)는 제2 코드(CODE2<e:0>)가 출력될 때마다 종료 신호(END_S)를 출력할 수 있다. 즉, 합산기(ADDER)는 설정된 횟수만큼 싸이클이 수행되어 설정된 비트의 제2 코드(CODE<e:0>)가 생성되면, 제2 코드(CODE<e:0>)를 출력할 수 있다.
도 9는 도 8의 멀티 디지털-아날로그 컨버터(multi digital-analog convertor)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 9를 참조하면, 멀티 디지털-아날로그 컨버터(MDAC)는 온도 전압(Vtemp) 및 제1 서브 분배 전압(Vtap1#)을 수신받고, 느린 모드 선택 신호(SMSEL)에 응답하여 포지티브 전압(VMDAC_P) 또는 네거티브 전압(VMDAC_N)을 출력할 수 있다. 이를 위해, 멀티 디지털-아날로그 컨버터(MDAC)는 제3 및 제4 먹스들(MUX3, MUX4), 클럭(CLK)에 응답하여 턴온 또는 턴오프되는 다수의 제1 및 제2 클럭 스위치들(CS1, CS2), 다수의 캐패시터들(CAPm) 및 제7 앰프(AMP7)를 포함할 수 있다. 제3 먹스(MUX3)는 제1 서브 분배 전압(Vtap1#)에 포함된 기준 분배전압과 제22 노드(N22)의 전압을 인가받고, 이들 전압들 중 선택된 전압을 제23 노드(N23)로 출력할 수 있다. 여기서, 기준 분배전압은 코드 전압 생성부(200)에서 출력되는 분배 전압들(Vtap<b:0>) 중에서 중앙 값에 해당되는 전압일 수 있다. 예를 들면, 코드 전압 생성부(200)가 서로 다른 제1 내지 제15 분배 전압들(Vtap<14:0>)을 출력하고, 제1 분배 전압(Vtap<0>)이 가장 낮은 레벨을 가지고, 제1 분배 전압(Vtap<0>)으로부터 제15 분배 전압(Vtap<15>)까지 점자 높은 레벨을 가진다고 가정한다. 이러한 제0 내지 제15 분배 전압들(Vtap<14:0>) 중 제8 분배 전압(Vtap<7>)이 중앙 값에 해당될 수 있다.
제4 먹스(MUX4)는 온도 전압(Vtemp)과 제24 노드(N24)의 전압을 인가받고, 이들 전압들 중 선택된 전압을 제25 노드(N25)로 출력할 수 있다.
제23 노드(N23)에는 두 개의 제1 클럭 스위치들(CS1)이 병렬로 연결될 수 있고, 제25 노드(N25)에도 두 개의 제1 클럭 스위치들(CS1)이 병렬로 연결될 수 있다. 제25 노드(N25)는 제23 노드(N23)에 연결되지 않는다.
제1 클럭 스위치들(CS1)은 디지털 온도 센싱 회로(1000)의 내부에서 생성되는 내부 클럭(CLK) 또는 디지털 온도 센싱 회로(1000)가 포함된 메모리 시스템의 내부에서 생성되는 내부 클럭(CLK)에 따라 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)될 수 있다. 도 9의 ‘900’을 참조하면, 제1 클럭 스위치들(CS1)은 내부 클럭(CLK)이 하이(high; H)일 때 턴온 될 수 있다. 제23 노드(N23)에 연결된 하나의 제1 클럭 스위치(CS1)는 제23 노드(N23)와 제26 노드(N26) 사이에 연결될 수 있고, 다른 하나의 제1 클럭 스위치(CS1)는 제23 노드(N23)와 캐패시터(CAPm) 사이에 연결될 수 있다. 제25 노드(N25)에 연결된 하나의 제1 클럭 스위치(CS1)는 제25 노드(N25)와 제27 노드(N27) 사이에 연결될 수 있고, 다른 하나의 제1 클럭 스위치(CS1)는 제25 노드(N25)와 캐패시터(CAPm) 사이에 연결될 수 있다.
제26 노드(N26)와 제28 노드(N28) 사이에도 캐패시터(CAPm)가 연결될 수 있고, 제27 노드(N27)와 제29 노드(N29) 사이에도 캐패시터(CAPm)가 연결될 수 있다. 제23 노드(N23)에 연결된 캐패시터들(CAPm)은 제28 노드(N28)에 공통으로 연결될 수 있고, 제25 노드(N25)에 연결된 캐패시터들(CAPm)은 제29 노드(N29)에 공통으로 연결될 수 있다. 제28 노드(N28)와 제29 노드(N29) 사이에는 두 개의 제1 클럭 스위치들(CS1)이 연결될 수 있다. 제28 노드(N28)와 제29 노드(N29) 사이에 연결된 제1 클럭 스위치들(CS1) 사이의 노드에는 제8 분배 전압(Vtap<7>)이 인가될 수 있다.
제26 노드(N26)에는 다수의 제2 클럭 스위치들(CS2)이 병렬로 연결될 수 있다. 제2 클럭 스위치들(CS2))은 제1 클럭 스위치들(CS1)과 동일한 내부 클럭(CLK)에 따라 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 하지만, 제2 클럭 스위치들(CS2)은 제1 클럭 스위치들(CS1)과 반대로 동작할 수 있다. 도 9의 ‘900’을 참조하면, 제2 클럭 스위치들(CS2)은 내부 클럭(CLK)이 로우(low; L)일 때 턴온 될 수 있다. 또는, 제1 클럭 스위치들(CS1)이 로우(L)의 내부 클럭(CLK)에서 턴온되도록 설정되면, 제2 클럭 스위치들(CS2)은 하이(H)의 내부 클럭(CLK)에서 턴온되도록 설정될 수도 있다. 도 9에는 제1 클럭 스위치들(CS1)이 하이(H)의 내부 클럭(CLK)에서 턴온되도록 설정되고, 제2 클럭 스위치들(CS2)은 로우(L)의 내부 클럭(CLK)에서 턴온되는 실시예가 도시되었다.
제26 노드(N26)에 연결된 제2 클럭 스위치들(CS2) 각각에는 아날로그-디지털 변환 코드들(ADC<1:0>)에 응답하여 턴온 또는 턴오프되는 변환 스위치들이 연결될 수 있으며, 상기 스위치들 각각에는 서로 다른 분배 전압이 인가될 수 있다. 예를 들면, 변환 스위치들 중 하나는 제4 분배 전압(Vtap<3>)이 인가되는 단자와 제2 클럭 스위치(CS2) 사이에 연결될 수 있고, 다른 하나는 제8 분배 전압(Vtap<7>)이 인가되는 단자와 제2 클럭 스위치(CS2) 사이에 연결될 수 있으며, 나머지 하나는 제10 분배 전압(Vtap<9>)이 인가되는 단자와 제2 클럭 스위치(CS2) 사이에 연결될 수 있다. 제4 분배 전압(Vtap<4>)이 인가되는 변환 스위치는 아날로그-디지털 변환 코드가 ‘10’일 때 턴온될 수 있고, 제8 분배 전압(Vtap<7>)이 인가되는 변환 스위치는 아날로그-디지털 변환 코드가 ‘01’일 때 턴온될 수 있으며, 제10 분배 전압(Vtap<9>)이 인가되는 변환 스위치는 아날로그-디지털 변환 코드가 ‘00’일 때 턴온될 수 있다. 여기서, 아날로그-디지털 변환 코드들(ADC<1:0>)은 아날로그-디지털 컨버터(2ADC)에서 출력된 추가 코드(CODE_add<d:0>)일 수 있다. 예를 들면, 추가 코드(CODE_add<d:0>)는 2비트로 이루어진 코드일 수 있다.
제27 노드(N27)에도 제26 노드(N26)에 연결된 제2 클럭 스위치들(CS2)ㅁ 치 변환 스위치들이 동일한 구조로 연결될 수 있다. 다만, 제27 노드(N27)에 연결된 변환 스위치들 중 제4 분배 전압(Vtap<3>)이 인가되는 변환 스위치는 아날로그-디지털 변환 코드가 ‘00’일 때 턴온될 수 있고, 제8 분배 전압(Vtap<7>)이 인가되는 변환 스위치는 아날로그-디지털 변환 코드가 ‘01’일 때 턴온될 수 있으며, 제10 분배 전압(Vtap<9>)이 인가되는 변환 스위치는 아날로그-디지털 변환 코드가 ‘10’일 때 턴온될 수 있다.
제7 앰프(AMP7)는 느린 모드 선택 신호(SMSEL)에 응답하여 활성화될 수 있다. 제7 앰프(AMP7)는 플러스 입력 단자(+)와 마이너스 입력 단자(-)에 인가되는 전압에 따라 플러스 출력 단자(+) 및 마이너스 출력 단자(-)를 통해 포지티브 전압(VMDAC_P) 및 네거티브 전압(VMDAC_N)을 출력할 수 있다. 예를 들면, 제7 앰프(AMP7)의 플러스 입력 단자(+)에는 제28 노드(N28)의 전압 또는 제30 노드(N30)의 전압이 인가될 수 있다. 제2 클럭 스위치들(CS2)이 턴온되면, 제7 앰프(AMP7)의 플러스 입력 단자(+)에 제28 노드(N28)의 전압이 인가될 수 있고, 제1 클럭 스위치들(CS1)이 턴온되면, 제7 앰프(AMP7)의 플러스 입력 단자(+)에는 제30 노드(N30)의 전압이 인가될 수 있다. 제7 앰프(AMP7)의 마이너스 입력 단자(-)에는 제29 노드(N29)의 전압 또는 제31 노드(N31)의 전압이 인가될 수 있다. 제2 클럭 스위치들(CS2)이 턴온되면, 제7 앰프(AMP7)의 마이너스 입력 단자(-)에 제29 노드(N29)의 전압이 인가될 수 있고, 제1 클럭 스위치들(CS1)이 턴온되면, 제7 앰프(AMP7)의 마이너스 입력 단자(-)에는 제31 노드(N31)의 전압이 인가될 수 있다. 따라서, 제7 앰프(AMP7)의 플러스 입력 단자(+)와 제30 노드(N30) 사이에는 제1 클럭 스위치(CS1)가 연결될 수 있고, 제7 앰프(AMP7)의 마이너스 입력 단자(-)와 제31 노드(N31) 사이에도 제1 클럭 스위치(CS1)가 연결될 수 있다.
제30 노드(N30)와 제22 노드(N22) 사이에는 캐패시터(CAPm)가 연결될 수 있고, 제22 노드(N22)에 연결된 캐패시터(CAPm)는 제23 노드(N23)에 연결된 제1 클럭 스위치들(CS1) 중 제26 노드(N26)에 연결되지 않은 제1 클럭 스위치(CS1)와 캐패시터(CAPm) 사이의 노드에 연결될 수 있다.
제31 노드(N31)와 제24 노드(N24) 사이에는 캐패시터(CAPm)가 연결될 수 있고, 제24 노드(N24)에 연결된 캐패시터(CAPm)는 제25 노드(N25)에 연결된 제1 클럭 스위치들(CS1) 중 제27 노드(N27)에 연결되지 않은 제1 클럭 스위치(CS1)와 캐패시터(CAPm) 사이의 노드에 연결될 수 있다.
제30 노드(N30)와 제32 노드(N32) 사이에는 제2 클럭 스위치(CS2)가 연결될 수 있고, 제31 노드(N31)와 제32 노드(N32) 사이에는 제2 클럭 스위치(CS2)가 연결될 수 있다. 제32 노드(N32)에는 제8 분배 전압(Vtap<7>)이 인가될 수 있다.
상술한 멀티 디지털-아날로그 컨버터(MDAC)는 느린 모드 선택 신호(SMSEL)에 응답하여 활성화될 수 있으며, 내부 클럭(CLK)에 따라 제1 및 제2 클럭 스위치들(CS1, CS2)이 교대로 턴온 동작을 수행함에 따라 포지티브 전압(VMDAC_P) 및 네거티브 전압(VMDAC_N)을 출력할 수 있다.
도 10은 도 8의 제2 아날로그-디지털 컨버터(second analog-digital convertor)를 구체적으로 설명하기 위한 회로도 이다.
도 10을 참조하면, 아날로그-디지털 컨버터(2ADC)는 모드 선택 신호(SMSEL 또는 FMSEL), 제2 서브 분배 전압(Vtap2#), 포지티브 전압(VMDAC_P) 및 네거티브 전압(VMDAC_N)에 응답하여 제1 코드들(COMP1<0>, <1>, …, <b>, <b+1>, …, <14>) 또는 추가 코드들(CODE_add<a>, <a+1>, …)를 출력할 수 있다. 예를 들면, 아날로그-디지털 컨버터(2ADC)는 추가 코드 출력 회로(SM), 제1 코드 출력 회로들(FM1, FM2) 및 먹스들(MUXs; 1010)을 포함할 수 있다. 각 회로들을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
추가 코드 출력 회로(SM)와 제1 코드 출력 회로들(FM1, FM2)은 다수의 선택 앰프들(SAMP0~SAMP14)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 선택 앰프들(SAM0~SAMP14)의 개수는 제0 내지 제15 분배 전압들(Vtap<14:0>)의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들면, 제0 내지 제15 분배 전압들(Vtap<14:0>)은 선택 앰프들(SAMP0~SAMP14) 각각에 인가될 수 있다.
제1 코드 출력 회로들(FM1, FM2)에 포함된 선택 앰프들(SAMP0, SAMP1, …, SAMPb, SAMPb+1, …, SAMP14)은 빠른 모드 선택 신호(FMSEL)에 응답하여 활성화될 수 있다. 제1 코드 출력 회로들(FM1, FM2)에 포함된 선택 앰프들(SAMP0, SAMP1, …, SAMPb, SAMPb+1, …, SAMP14)은 각각 하나의 플러스 입력 단자(+)와 하나의 마이너스 입력 단자(-)를 포함하며, 하나의 출력 단자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 코드 출력 회로들(FM1, FM2)에 포함된 선택 앰프들(SAMP0, SAMP1, …, SAMPb, SAMPb+1, …, SAMP14)의 출력 단자들(+)에는 온도 전압(Vtemp)이 공통으로 인가될 수 있고, 마이너스 입력 단자들(-)에는 선택 앰프들(SAMP0, SAMP1, …, SAMPb, SAMPb+1, …, SAMP14) 각각에 대응되는 분배 전압들(Vtap<0>, Vtap<1>, …, Vtap<b>, Vtap<b+1>, …, Vtap<14>)이 인가될 수 있다. 온도 전압(Vtemp)과 분배 전압들(Vtap<0>, Vtap<1>, …, Vtap<b>, Vtap<b+1>, …, Vtap<14>)에 응답하여 선택 앰프들(SAMP0, SAMP1, …, SAMPb, SAMPb+1, …, SAMP14)은 제1 코드들(COMP1<0>, <1>, …, <b>, <b+1>, …, <14>)을 출력할 수 있다.
추가 코드 출력 회로(SM)에 포함된 선택 앰프들(SAMPa, SAMPa+1, …)은 느린 모드 선택 신호(SMSEL)에 응답하여 활성화될 수 있다. 추가 코드 출력 회로(SM)에 포함된 선택 앰프들(SAMPa, SAMPa+1, …)은 각각 두 개의 플러그 입력 단자들(+)과 두 개의 마이너스 입력 단자들(-)을 포함하며, 하나의 출력 단자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 추가 코드 출력 회로(SM)에 포함된 선택 앰프들(SAMPa, SAMPa+1, …)의 제1 플러스 입력 단자들(+), 제1 마이너스 입력 단자들(-) 및 제2 플러스 입력 단자들(+)에는 먹스들(1010)에서 출력된 전압이 인가될 수 있고, 제2 마이너스 입력 단자들(-)에는 추가 코드 출력 회로(SM)에 포함된 선택 앰프들(SAMPa, SAMPa+1, …)에 각각 대응되는 분배 전압들(Vtap<a>, Vtap<a+1>, …)이 인가될 수 있다.
제a 선택 앰프(SAMPa)를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
제a 선택 앰프(SAMPa)의 제1 플러스 입력 단자(+)에 연결된 먹스(1010)는 포지티브 전압(VMDAC_P)과 온도 전압(Vtemp) 중에서 선택된 전압을 제1 플러스 입력 단자(+)에 전달하고, 제1 마이너스 입력 단자(-)에 연결딘 먹스(1010)는 네거티브 전압(VMDAC_N)과 온도 전압(Vtepm) 중에서 선택된 전압을 제1 마이너스 입력 단자(-)에 전달하고, 제a+1 분배 전압(Vtap<a>)과 제8 분배 전압(Vtap<7>) 중에서 선택된 전압을 제2 플러스 입력 단자(+)에 전달할 수 있다. 여기서, 제8 분배 전압(Vtap<7>)은 코드 전압 생성부(200)에서 출력되는 분배 전압들(Vtap<b:0>) 중에서 중앙 값에 해당되는 전압일 수 있다. 제2 플러스 입력 단자(+)에 연결된 먹스(1010)에 인가되는 제a+1 분배 전압(Vtap<a>)은 제2 마이너스 입력 단자(-)에도 인가된다.
상술한 제a 선택 앰프(SAMPa)의 연결 구성과 같이 추가 코드 출력 회로(SM)에 포함된 나머지 선택 앰프들(SAMPa+1, …)도 구성될 수 있으며, 제a+1 분배 전압(Vtap<a>) 대신 각각의 선택 앰프에 대응되는 분배 전압이 나머지 선택 앰프들(SAMPa+1, …)에 인가될 수 있다. 온도 전압(Vtemp), 포지티브 전압(VMDAC_P), 네거티브 전압(VMDAC_N) 및 분배 전압들(Vtap<a>, Vtap<a+1>, …)에 응답하여 선택 앰프들(SAMPa, SAMPa+1, …)은 추가 코드들(CODE_add<a>, <a+1>, …)을 출력할 수 있다.
도 10에서는 제1 코드 출력 회로들(FM1, FM2) 각각에 포함된 선택 앰프들(SAMP0, SAMP1, … 및 SAMPb, SAMPb+1, …, SAMP14)이 서로 순차적으로 배열되고, 추가 코드 출력 회로(SM)에 포함된 선택 앰프들(SAMPa, SAMPa+1, …)은 제1 코드 출력 회로들(FM1, FM2) 사이에서 순차적으로 배열된 것으로 도시되었으나, 추가 코드 출력 회로(SM)에 포함된 선택 앰프들(SAMPa, SAMPa+1, …)과 제1 코드 출력 회로들(FM1, FM2)에 포함된 선택 앰프들(SAMP0, SAMP1, … 및 SAMPb, SAMPb+1, …, SAMP14)의 배열 순서는 변경될 수 있다.
도 11은 도 8의 합산기(ADDER)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 합산기(ADDER)는 느린 모드 선택 신호(SMSEL)에 응답하여 활성화될 수 있다. 예를 들면, 합산기(ADDER)는 다수의 사이클(cycle)을 통해 수신되는 추가 코드(CODE_add<d:0>)를 합하여 제2 코드(COMP2<e:0>)를 출력할 수 있다. 예를 들면, 제1 사이클(1 cycle)이 시작하는 시점(C1)부터 마지막 제9 사이클(9 cycle)이 종료되는 시점(C2)이 미리 설정될 수 있고, 각 사이클마다 추가 코드(CODE_add<d:0>)가 수신될 수 있다. 마지막 제9 사이클(9 cycle)에 의해 추가 코드(CODE_add<d:0>)가 모두 수신되면, 합산기(ADDER)는 설정된 사이클이 모두 수행되었다는 종료 신호(END_S)를 출력할 수 있다. 즉, 각 사이클마다 온도가 측정되고, 측정된 온도 값에 의해 추가 코드(CODE_add<d:0>)가 생성되므로, 느린 모드(Slow Mode)에서는 제1 코드(CODE1<c:0>)보다 고해상도를 가지는 제2 코드(COMP2<e:0>)가 출력될 수 있다. 예를 들면, 합산기(ADDER)는 각 사이클마다 2비트의 추가 코드(CODE_add<d:0>)를 수신할 수 있으며, 각 사이클마다 수신된 추가 코드(CODE_add<d:0>)의 일부를 합하여 제2 코드(COMP2<e:0>)를 생성할 수 있다. 예를 들면, 제1 사이클(1 cycle)에서 수신된 추가 코드(CODE_add<d:0>)를 ‘1’, ‘2’라고 가정하고, 제2 사이클(2 cycle)에서 수신된 추가 코드(CODE_add<d:0>)를 ‘3’, ’4’라고 가정한다. 이 경우, ‘1’ 데이터는 제2 코드(COMP2<0>) 데이터가 될 수 있다. 이어서, ‘2’ 데이터와 ‘3’ 데이터가 합산될 수 있고, 여기서 합산된 데이터는 제2 코드(COMP2<1>) 데이터가 될 수 있다. 따라서, 마지막 제9 사이클(9 cycle)에서 수신된 데이터를 ‘17’, ‘18’이라고 가정하면, ‘18’ 데이터는 제2 코드(COMP2<e>) 데이터가 될 수 있다. 이러한 방식으로 각 사이클마다 수신된 추가 코드(CODE_add<d:0>)의 합산 연산이 종료되면, 합산된 데이터는 제2 코드(COMP2<e:0>)로써 출력될 수 있다.
이에 따라, 제1 먹스(도 1의 MUX1)는 모드 선택 신호(SMSEL 또는 FMSEL)에 따라 해상도가 서로 다른 제1 코드(COMP1<c:0>) 또는 제2 코드(COMP2<e:0>)를 수신받고, 수신받은 코드를 온도 코드(T_CODE)로써 출력할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 온도 센싱 회로를 포함하는 메모리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 상술한 디지털 온도 센싱 회로(1000)는 메모리 시스템(2000)에 포함될 수 있다. 예를 들면, 메모리 시스템(2000)은 데이터가 저장되는 메모리 장치(MEMORY DEVICE; 1100)와, 메모리 장치(100)를 제어하는 메모리 컨트롤러(MEMORY CONTROLLER; 1200)와, 온도를 측정하여 온도 코드(T_CODE)를 출력하는 디지털 온도 센싱 회로(1000)를 포함할 수 있다.
메모리 시스템(2000)의 내부 온도를 보상하여 동작 전압들을 조절하는 경우, 메모리 컨트롤러(1200)는 빠른 모드 선택 신호(FMSEL)를 디지털 온도 센싱 회로(1000)에 출력할 수 있다.
예를 들면, 내부 온도를 보상하는 경우, 온도 변화에 대응하여 온도를 가변할 수 있는 코드가 빠르게 출력되어야만 내부 온도를 실시간으로 보상할 수 있으므로, 메모리 컨트롤러(1200)는 빠른 모드 선택 신호(FMSEL)를 디지털 온도 센싱 회로(1000)에 전송할 수 있다. 디지털 온도 센싱 회로(1000)는 빠른 모드 선택 신호(FMSEL)에 응답하여 온도 코드(T_CODE)를 빠르게 출력할 수 있으므로, 메모리 컨트롤러(1200)는 온도 변화에 빠르게 대응할 수 있다. 여기서 내부 온도는 메모리 시스템(2000)의 온도이거나, 메모리 컨트롤러(1200)의 온도이거나, 메모리 장치(1100)의 온도일 수 있다.
메모리 시스템(2000)에 온도 값을 제공하는 경우 정확한 온도 정보가 제공되어야 하므로, 메모리 콘트롤러(1200)는 느린 모드 선택 신호(SMSEL)를 디지털 온도 센싱 회로(1000)에 전송할 수 있다. 디지털 온도 센싱 회로(1000)는 느린 모드 선택 신호(SMSEL)에 응답하여 빠른 모드에 비해 동작 시간은 느리지만 해상도는 높은 온도 코드(T_CODE)를 출력할 수 있으므로, 온도 값에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
상술한 실시예에서는 빠른 모드(Fast Mode)와 느린 모드(Slow Mode)에 대해 설명되었으나, 이 외에도 다양한 모드(mode)로써 저해상도 모드(Low Resolution Mode)와 고해상도 모드(High Resolution Mode)가 포함되거나, 세 개 이상의 다양한 모드들이 포함될 수 있다.
도 13은 도 1에 도시된 디지털 온도 센싱 회로를 포함하는 메모리 시스템의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 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(1100)와, 온도 값을 디지털 코드인 온도 코드로 출력할 수 있는 디지털 온도 센싱 회로(1000)와, 상기 디지털 온도 센싱 회로(1000) 및 메모리 장치(1100)를 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러(1200)를 포함할 수 있다. 메모리 컨트롤러(1200)는 프로세서(Processor; 3100)의 제어에 따라 메모리 장치(1100)의 데이터 액세스 동작, 예컨대 프로그램(program) 동작, 소거(erase) 동작 또는 리드(read) 동작 등을 제어할 수 있다. 또한, 메모리 컨트롤러(1200)는 다양한 모드에 따라 디지털 온도 센싱 회로(1000)를 제어하여 해상도가 다른 온도 코드를 수신할 수 있다. 메모리 장치(1100)에 프로그램된 데이터는 메모리 컨트롤러(1200)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(1200) 또는 디스플레이(3200)로 전송할 수 있다. 메모리 컨트롤러(1200)는 프로세서(3100)에 의하여 처리(process)된 신호를 메모리 장치(1100)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(1200)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(1100)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 14는 도 1에 도시된 디지털 온도 센싱 회로를 포함하는 메모리 시스템의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 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(1100)와, 온도 값을 디지털 코드인 온도 코드로 출력할 수 있는 디지털 온도 센싱 회로(1000)와, 상기 디지털 온도 센싱 회로(1000) 및 메모리 장치(1100)를 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러(1200)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리 컨트롤러(1200)는 다양한 모드에 따라 디지털 온도 센싱 회로(1000)를 제어하여 해상도가 다른 온도 코드를 수신할 수 있다.
프로세서(Processor; 4100)는 입력 장치(Input Device; 4200)를 통하여 입력된 데이터에 따라 메모리 장치(1100)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(1200)의 동작을 제어할 수 있다. 실시 예에 따라 메모리 장치(1100)의 동작을 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러(1200)는 프로세서(4100)의 일부로서 구현되거나, 프로세서(4100)와 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
도 15는 도 1에 도시된 디지털 온도 센싱 회로를 포함하는 메모리 시스템의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 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(1100)와, 온도 값을 디지털 코드인 온도 코드로 출력할 수 있는 디지털 온도 센싱 회로(1000)와, 상기 디지털 온도 센싱 회로(1000) 및 메모리 장치(1100)를 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러(1200)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리 컨트롤러(1200)는 다양한 모드에 따라 디지털 온도 센싱 회로(1000)를 제어하여 해상도가 다른 온도 코드를 수신할 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(1200)로 전송될 수 있다. 프로세서(5100)의 제어에 따라, 상기 변환된 디지털 신호들은 디스플레이(Display; 5300)를 통하여 출력되거나 메모리 컨트롤러(1200)를 통하여 메모리 장치(1100)에 저장될 수 있다. 또한, 메모리 장치(1100)에 저장된 데이터는 프로세서(5100) 또는 메모리 컨트롤러(1200)의 제어에 따라 디스플레이(5300)를 통하여 출력될 수 있다.
실시 예에 따라 메모리 장치(1100)의 동작을 제어할 수 있는 메모리 컨트롤러(1200)는 프로세서(5100)의 일부로서 구현되거나 프로세서(5100)와 별개의 칩으로 구현될 수 있다.
도 16은 도 1에 도시된 디지털 온도 센싱 회로를 포함하는 메모리 시스템의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 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(1100), 메모리 컨트롤러(1200) 및 카드 인터페이스(Card Interface; 7100)를 포함할 수 있다.
메모리 컨트롤러(1200)는 메모리 장치(1100)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(1200) 사이에서 데이터 교환을 인터페이스 할 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(1200)를 통하여 메모리 장치(1100)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: 디지털 온도 센싱 회로 100: 온도 전압 생성부
200: 코드 전압 생성부 300: 모드 선택부
400: 제1 먹스

Claims (20)

  1. 제1 기준 전압에 응답하여 온도에 따라 가변하는 온도 전압을 생성하고, 제2 기준 전압에 응답하여 전원 전압을 분배하고 고전압 및 저전압을 생성하는 온도 전압 생성부;
    상기 고전압 및 상기 저전압에 따라 상기 제2 기준 전압을 분배하여 서로 다른 레벨을 갖는 분배 전압들을 출력하는 코드 전압 생성부; 및
    상기 온도 전압 및 상기 분배 전압들을 공급받고, 모드 선택 신호에 따라 비트 수가 서로 다른 제1 코드 또는 제2 코드를 출력하는 모드 선택부를 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도 전압 생성부는,
    제1 기준 전압과 트리밍 코드에 응답하여 상기 온도 전압, 상기 고전압 및 상기 저전압을 출력하는 디지털 온도 센싱 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온도 전압 생성부는,
    상기 제1 기준 전압과 제1 피드백 전압을 비교하여 비교 결과 전압을 출력하는 제1 앰프;
    상기 비교 결과 전압에 응답하여 상기 온도에 반비례하는 서브 전압을 출력하는 온도 보상 회로;
    상기 서브 전압과 분배 전압을 비교하여 상기 온도 전압을 출력하는 제2 앰프;
    상기 제2 기준 전압을 공급받고, 트리밍 코드에 응답하여 제1 트리밍 전압을 출력하는 트리밍 회로;
    상기 제1 트리밍 전압에 응답하여 제2 피드백 전압을 출력하는 제3 앰프; 및
    상기 제2 피드백 전압을 분배하여 상기 분배 전압을 출력하는 분배 회로를 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 온도 보상 회로는,
    상기 비교 결과 전압에 응답하여 전류를 생성하는 제1 스위치;
    상기 전류를 미러링(mirroring)하여 출력 노드에 반영하는 미러 회로; 및
    상기 온도에 반비례하는 전압을 상기 출력 노드를 통해 출력하는 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor)를 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 양극성 접합 트랜지스터는 상기 출력 노드의 전위가 하이(high) 레벨이 되면, 콜렉터(collector)와 이미터(emitter) 양단에 온도에 반비례하는 전압을 형성하는 디지털 온도 센싱 회로.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 트리밍 회로는,
    상기 제2 기준 전압에 따라 상기 전원 전압을 분배하여 트리밍 분배 전압들을 출력하는 제1 아날로그-디지털 컨버터; 및
    상기 트리밍 코드에 응답하여 상기 트리밍 분배 전압들 중 선택된 전압을 상기 제1 트리밍 전압으로써 출력하는 디지털 온도 센싱 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 아날로그-디지털 컨버터는,
    상기 제2 기준 전압에 응답하여 상기 전원 전압을 출력 단자에 일정하게 전달하는 기준 전압 전달 회로; 및
    상기 기준 전압 전달 회로의 상기 출력 단자와 접지 단자 사이에 연결되고, 상기 기준 전압 전달 회로에서 출력된 상기 전원 전압을 분배하여 상기 트리밍 분배 전압들로써 출력하는 제1 저항 스트링을 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기준 전압 전달 회로는,
    상기 제2 기준 전압과 상기 출력 노드의 전압을 비교하여 비교 전압을 출력하는 제4 앰프;
    상기 비교 전압에 응답하여 상기 기준 전압 전달 회로의 출력 단자와 상기 전원 전압이 공급되는 전원 전압 단자를 연결 또는 차단하는 제2 스위치; 및
    상기 제4 앰프의 출력 단자와 상기 기준 전압 전달 회로의 출력 단자 사이에 연결된 제1 캐패시터를 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 저항 스트링은,
    상기 기준 전압 전달 회로의 출력 단자와 접지 단자 사이에 직렬로 연결된 다수의 스트링 저항들을 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 고전압 및 저전압은 상기 트리밍 분배 전압들에 포함되는 디지털 온도 센싱 회로.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 코드 전압 생성부는,
    상기 고전압에 응답하여 출력 단자에 상기 기준 전압을 인가하는 고전압 전달 회로;
    상기 저전압에 응답하여 출력 단자에 전류 패스를 형성하는 저전압 전달 회로; 및
    상기 고전압 전달 회로의 출력 단자와 상기 저전압 전달 회로의 출력 단자 사이에 연결되어 상기 분배 전압들을 출력하는 제2 저항 스트링을 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고전압 전달 회로는,
    상기 고전압과 상기 고전압 전달 회로의 출력 단자의 전압을 비교하여 비교 전압을 출력하는 제5 앰프; 및
    상기 제5 앰프에서 출력된 상기 비교 전압에 응답하여 상기 고전압 전달 회로의 출력 단자에 상기 제2 기준 전압을 전달하는 제3 스위치를 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 저전압 전달 회로는,
    상기 저전압과 상기 저전압 전달 회로의 출력 단자의 전압을 비교하여 비교 전압을 출력하는 제6 앰프; 및
    상기 제6 앰프에서 출력된 상기 비교 전압에 응답하여 상기 저전압 전달 회로의 출력 단자에 전류를 생성하는 제4 스위치를 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제2 저항 스트링은 상기 고전압 전달 회로의 출력 단자와 저전압 전달 회로의 출력 단자 사이에 연결된 다수의 스트링 저항들을 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 저항 스트링에 포함된 상기 스트링 저항들 사이에 연결된 노드들을 통해 상기 분배 전압들을 출력하는 디지털 온도 센싱 회로.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 모드 선택부는,
    상기 분배 전압들에 포함된 제1 서브 분배 전압들과 상기 온도 전압을 공급받고, 상기 모드 선택 신호에 따라 포지티브 전압 및 네거티브 전압을 출력하는 멀티 디지털-아날로그 컨버터;
    상기 분배 전압들 중 상기 제1 서브 분배 전압들을 제외한 나머지 전압들로 이루어진 제2 서브 분배 전압, 상기 온도 전압, 상기 포지티브 전압 및 네거티브 전압을 공급받고, 상기 모드 선택 신호에 따라 제1 모드용 상기 제1 코드 또는 제2 모드용 추가 코드를 출력하는 제2 아날로그-디지털 컨버터; 및
    상기 모드 선택 신호에 응답하여, 상기 추가 코드들을 설정된 사이클 동안 수신하고, 수신된 상기 추가 코드들을 합산하여 상기 제2 모드용 상기 제2 코드들로써 출력하는 합산기를 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 코드들의 비트 수는 상기 제1 코드들의 비트 수보다 많은 디지털 온도 센싱 회로.
  18. 온도에 따라 가변하는 온도 전압과, 고전압 및 저전압을 생성하는 온도 전압 생성부;
    상기 고전압 및 상기 저전압에 따라 다양한 레벨을 갖는 분배 전압들을 출력하는 코드 전압 생성부; 및
    상기 온도 전압 및 상기 분배 전압들을 공급받고, 모드 선택 신호에 따라 제1 코드들 또는 상기 제1 코드들보다 해상도가 높은 제2 코드들을 출력하는 모드 선택부를 포함하는 디지털 온도 센싱 회로.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 모드 선택부는,
    저해상도 모드의 신호에 응답하여 상기 제1 코드들을 출력하고,
    고해상도 모드의 신호에 응답하여 상기 제2 코드들을 출력하는 디지털 온도 센싱 회로.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 코드들은 상기 제1 코드들보다 긴 시간 동안 온도에 따라 생성된 코드들을 합산하여 출력되는 디지털 온도 센싱 회로.
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