TWI725773B - 溫度感測電路及其感測方法 - Google Patents

Abstract

一種溫度感測電路，適用於記憶體裝置，包括振盪器、計數電路、控制電路、感測電路與選擇電路。振盪器提供振盪訊號。計數電路計數振盪訊號以產生第一計數訊號，並產生第二計數訊號。控制電路對第二計數訊號進行邏輯運算以產生致能訊號以及感測調整訊號。感測電路依據感測調整訊號來分壓參考電壓以產生參考溫度電壓，並依據致能訊號比較參考溫度電壓與監控電壓以產生決定訊號。選擇電路依據決定訊號動態選擇振盪訊號與第一計數訊號其中一者，並依據所動態選擇的振盪訊號與第一計數訊號其中一者來產生更新請求訊號的脈衝。

Description

溫度感測電路及其感測方法

本發明是有關於一種記憶體裝置，且特別是有關於一種用以提供更新請求訊號的溫度感測電路及其感測方法。

動態隨機存取記憶體(Dynamic RAM,DRAM)包括多個記憶胞，記憶胞用以儲存資料的位元，每一位元是根據累積在記憶胞的電容器上的電位高低來決定。由於累積在電容器上的電荷會逐漸放電而在一段時間後導致在電位判斷上的困難。從電容器上的電荷開始放電到無法確實判斷資料的邏輯電位(“0”或“1”)的這段時間稱為更新時間。必須每隔較更新時間短的一段時間提供更新請求訊號以更新(refresh)記憶胞並保持(hold)資料。而更新間隔(refresh interval)是指在兩個更新請求訊號之間的時間間隔。

在DRAM中，記憶胞相對於不同溫度具有不同的保持時間(retention time)，從而適用不同的更新間隔。舉例來說，當DRAM記憶胞由55℃減少為20℃時，其保持時間增加了約4倍，適用於 4倍的更新間隔。因此，習知技術利用多個溫度閾值將操作溫度分為多個區段，每一個區段具有不同的更新間隔。例如利用55℃與20℃兩個溫度閾值將操作溫度分為三個溫度區段：大於55℃、小於55℃且大於20℃、以及小於20℃，並調整小於55℃且大於20℃的溫度區段的時間間隔為大於55℃的溫度區段的4倍，且調整小於20℃的時間間隔為大於55℃的溫度區段的16倍，以根據不同溫度提供不同更新間隔的更新請求訊號。

然而，習知技術在稍高於溫度閾值處的電流消耗會增加。舉例來說，在稍高於55℃但還未變動更新間隔的溫度，以及稍高於20℃但還未變動更新間隔的溫度中，由於更新間隔尚未變動，因此更新請求訊號的更新頻率分別相較於55℃與20℃還高4倍，將導致較大的更新電流消耗。另一種做法是使用更多的溫度閾值將操作溫度分隔為更多溫度區段，然而在電路上需要添加更多的計數器、溫度感測電路與選擇器。除了增加成本，更多的計數器也將使得計數器位(counter bits)減少，從而導致較低的更新間隔分辨率。

本發明提供一種溫度感測電路，可以高分辨率提供對應溫度的平均更新間隔而不需增加時脈頻率與消耗電流。

本發明提供一種溫度感測電路，適用於記憶體裝置。溫度感測電路包括振盪器、計數電路、控制電路、感測電路與選擇 電路。振盪器用以提供振盪訊號。計數電路耦接振盪器，用以計數振盪訊號以產生第一計數訊號，並用以產生第二計數訊號。控制電路耦接計數電路，用以對第二計數訊號進行邏輯運算以產生致能訊號以及感測調整訊號。感測電路耦接控制電路，依據感測調整訊號來分壓參考電壓以產生參考溫度電壓，並依據致能訊號比較參考溫度電壓與監控電壓以產生決定訊號。選擇電路耦接振盪器、計數電路與感測電路，選擇電路依據決定訊號動態選擇振盪訊號與第一計數訊號其中一者，並依據所動態選擇的振盪訊號與第一計數訊號其中一者來產生更新請求訊號的脈衝。

本發明提供一種感測方法，適用於記憶體裝置。記憶體裝置具有溫度感測電路，溫度感測電路具有振盪器、計數電路、控制電路、感測電路與選擇電路。感測方法包括：提供振盪訊號；計數振盪訊號以產生第一計數訊號，並產生第二計數訊號。對第二計數訊號進行邏輯運算以產生致能訊號以及感測調整訊號。依據感測調整訊號來分壓參考電壓以產生參考溫度電壓，並依據致能訊號比較參考溫度電壓與監控電壓，以產生決定訊號。依據決定訊號動態選擇振盪訊號與第一計數訊號其中一者，並依據所動態選擇的振盪訊號與第一計數訊號其中一者來產生更新請求訊號的脈衝。

基於上述，本發明的溫度感測電路可依據記憶胞的溫度動態調整更新請求訊號中具有不同更新間隔時間的脈衝的比例，以提供高平均更新間隔，以及提供平均更新間隔相對於溫度的高 分辨率，而不需增加時脈頻率與消耗電流。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10、20:溫度感測電路

110:振盪器

120:計數電路

130:控制電路

140:感測電路

150:選擇電路

210~230:計數器

240:分壓電路

250:開關串

251~252:選擇器

260:監控電壓產生電路

270:比較器

280:鎖存器

CNT_1、CNT_N、CNT_4:計數訊號

COUNT:更新脈衝計數

D1:二極體

DET:決定訊號

EN:致能訊號

GND:接地電壓

IC:電流源

OSC:振盪訊號

R1~R8:分壓電阻

REFREQ:更新請求訊號

S1210~S1250:步驟

ST:感測調整訊號

SUM:更新脈衝總和

SW1~SW7:開關

T0~T3:時間

VC:經比較電壓

VMON:監控電壓

VREF:參考電壓

VRT:參考溫度電壓

VT20~VT80:預設溫度電壓

圖1是依據本發明一實施例所繪示的溫度感測電路的方塊圖。

圖2是依據本發明一實施例所繪示的溫度感測電路的電路示意圖。

圖3是依據本發明一實施例所繪示的溫度感測電路的控制時序圖。

圖4是依據本發明一實施例所繪示的控制電路中的計數訊號CNT_N與感測調整訊號ST的轉換表。

圖5是依據本發明一實施例所繪示的更新請求訊號的產生時序圖。

圖6A是依據本發明一實施例所繪示的經估計的更新請求的平均間隔統計表；圖6B是依據本發明一實施例所繪示的經估計的更新請求的平均間隔對溫度的X-Y圖。

圖7是依據本發明另一實施例所繪示的溫度感測電路的方塊圖。

圖8是依據本發明另一實施例所繪示的溫度感測電路的電路示意圖。

圖9是依據本發明另一實施例所繪示的溫度感測電路的時序圖。

圖10A是依據本發明另一實施例所繪示的經估計的更新請求的平均間隔統計表；圖10B是依據本發明另一實施例所繪示的經估計的更新請求的平均間隔對溫度的X-Y圖。

圖11A是依據本發明又一實施例所繪示的經估計的更新請求的平均間隔統計表；圖11B是依據本發明又一實施例所繪示的經估計的更新請求的平均間隔對溫度的X-Y圖。

圖12是依據本發明一實施例所繪示的溫度感測電路的操作方法的流程圖。

參照圖1，溫度感測電路10適用於記憶體裝置(未繪示)。溫度感測電路10包括振盪器110、計數電路120、控制電路130、感測電路140以及選擇電路150。在此實施例中，溫度感測電路10用以提供更新請求訊號REFREQ至記憶體裝置中的更新電路(未繪示)，以驅使更新電路更新記憶體裝置中的記憶胞(未繪示)。在本發明中，溫度感測電路10計數振盪訊號OSC以產生用以對應記憶胞各溫度的參考溫度電壓VRT，並藉由比較對應記憶胞目前溫度的監控電壓VMON以及對應各溫度的參考溫度電壓VRT，來動態調整更新請求訊號REFREQ的平均更新間隔，使得更新請求訊號REFREQ具有相對高的平均更新間隔，並提供針對溫度具高解析度的更新間隔，而不需增加振盪訊號OSC的頻率。

請同時參照圖1與圖2。振盪器110用以提供振盪訊號OSC至計數電路120與選擇電路150。在一實施例中，振盪器110可以是習知的壓控振盪器(voltage-controlled oscillator，VCO)，而振盪訊號OSC可以是具固定頻率的脈衝訊號，但本發明不限於此。

計數電路120耦接振盪器110，計數電路120接收振盪訊號OSC，並計數振盪訊號OSC以產生計數訊號CNT_1及CNT_N。在一實施例中，計數電路120可以計數振盪訊號OSC的脈衝數量，而計數電路120可以是習知的同步計數器或其他計數器，但本發明不限於此。具體而言，在一實施例中，計數電路120包括計數器210~230。

計數器210耦接振盪器110，用以接收並計數振盪訊號OSC的脈衝數量，以產生計數訊號CNT_4。在一實施例中，計數器210每計數4個振盪訊號OSC的上緣(rising edge)，便產生一個計數訊號CNT_4的脈衝，因此計數訊號CNT_4的周期為振盪訊號OSC的4倍。且每當計數器210計數4個振盪訊號OSC的脈衝時，將計數器210的計數歸0。

計數器220耦接在計數器210與選擇電路150之間，用以接收並計數計數訊號CNT_4的脈衝數量，以產生計數訊號CNT_1。在一實施例中，計數器220每計數4個計數訊號CNT_4的上緣，便產生一個計數訊號CNT_1的脈衝，因此計數訊號CNT_1的周期為計數訊號CNT_4的4倍，且計數訊號CNT_1的周期為振盪訊號OSC的16倍。且每當計數器220計數4個計數訊號CNT_4時，將計數器210的計數歸0。

計數器230用以接收並計數振盪訊號OSC的脈衝數量，以產生所述計數訊號CNT_N。在一實施例中，計數器230每計數N個振盪訊號OSC的上緣，便產生一個計數訊號CNT_N的脈衝， 因此計數訊號CNT_N的周期為振盪訊號OSC的N倍。且每當計數器230計數N個振盪訊號OSC時，將計數器230的計數歸0。在一實施例中，N可以為16的倍數，例如是16、64。

必須說明的是，計數器210與220用以協助選擇電路150調整更新請求訊號REFREQ的更新間隔，而計數器230用以透過控制電路130產生所選擇的參考溫度電壓VRT，具體將於後文闡述。此外，本發明並未限制計數器210~230計數訊號的方式。

控制電路130耦接計數電路120，在一實施例中，控制電路130可以是中央處理器、微處理器、特殊應用積體電路、現場可程式邏輯閘陣列或類似元件或上述元件的組合。其中控制電路130被編程為執行以下將描述的功能或步驟：控制電路130接收計數訊號CNT_N，並對計數訊號CNT_N進行邏輯運算以產生致能訊號EN以及感測調整訊號ST。

在一實施例中，當控制電路130依據計數訊號CNT_N檢測到振盪訊號OSC的脈衝數量等於一預設數量時，控制電路130致能所述致能訊號EN，並將致能訊號EN提供至感測電路140。具體而言，在一實施例中，每當控制電路130接收到計數訊號CNT_N的脈衝時，即當計數電路230計數16個振盪訊號OSC的脈衝時，此時控制電路130將提供至感測電路140的致能訊號EN致能為高邏輯準位，以致能感測電路140。

請參照圖2與圖4，在一實施例中，控制電路130依據一個預設轉換表如圖4，對計數訊號CNT_N進行邏輯轉換，以產生 感測調整訊號ST，其中感測調整訊號ST的邏輯值對應記憶體的多個預設溫度。具體而言，請參照圖4，在一實施例中，計數訊號CNT_N具有4個bit即bit0A~bit3A，而感測調整訊號ST具有3個bit即bit0B~bit2B。舉例來說，當計數訊號CNT_N為6即0110時，控制電路130依據圖4對計數訊號CNT_N進行邏輯轉換，取計數訊號CNT_N的bit0A~bit2A的值來產生感測調整訊號ST，故此時感測調整訊號ST為6(即110)。當計數訊號CNT_N為7即0111時，控制電路130依據圖4對計數訊號CNT_N進行邏輯轉換，取計數訊號CNT_N的bit0A~bit2A的值即111來產生感測調整訊號ST，但邏輯轉換預設將111轉換為000，故此時感測調整訊號ST為0(即000)。

請參照圖4的轉換表與圖5中關於計數訊號CNT_N與感測調整訊號ST的時序，每一個計數訊號CNT_N的邏輯值各別對應的感測調整訊號ST的邏輯值。在一實施例中，當計數訊號CNT_N為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15時，控制電路130進行邏輯運算後對應產生感測調整訊號ST為0、1、2、3、4、5、6、0、0、1、2、3、0、1、0、0。然本發明不以此為限。

參照圖2，感測電路140耦接控制電路130，並接收致能訊號EN、感測調整訊號ST以及參考電壓VREF。感測電路140依據感測調整訊號ST來分壓參考電壓VREF以產生參考溫度電壓VRT，感測電路140並依據致能訊號EN比較參考溫度電壓VRT 與監控電壓VMON以產生決定訊號DET。在一實施例中，感測電路140包括分壓電路240、開關串250、監控電壓產生電路260、比較器270與鎖存器280。

具體來說，感測電路140可以藉由分壓電路240分壓參考電壓VREF，並依據感測調整訊號ST導通開關串250中的一個開關，以產生參考溫度電壓VRT。感測電路140可藉由監控電壓產生電路260產生監控電壓VMON，並藉由致能訊號EN致能比較器250來比較參考溫度電壓VRT與監控電壓VMON，並依據比較結果以產生經比較電壓VC並提供至鎖存器280。感測電路140藉由鎖存器280鎖存經比較電壓VC，以產生決定訊號DET並提供至選擇電路150。

分壓電路240具有彼此串聯的多個分壓電阻R1~R8，分壓電阻R1~R8耦接在參考電壓VREF與接地電壓GND之間，並藉由分壓參考電壓VREF與接地電壓GND之間的電壓差以產生多個預設溫度電壓VT20~VT80。其中分壓電阻R1與R2之間的分壓為預設溫度電壓VT20，分壓電阻R2與R3之間的分壓為預設溫度電壓VT30，分壓電阻R3與R4之間的分壓為預設溫度電壓VT40，分壓電阻R4與R5之間的分壓為預設溫度電壓VT50，分壓電阻R5與R6之間的分壓為預設溫度電壓V60，分壓電阻R6與R7之間的分壓為預設溫度電壓VT70，分壓電阻R7與R8之間的分壓為預設溫度電壓VT80。

開關串250耦接控制電路130以及分壓電路240，具有多 個開關SW1~SW7。多個開關SW1~SW7的每一個的第一端接收多個預設溫度電壓VT20~VT80的其中一個。在一實施例中，開關SW1的第一端接收預設溫度電壓VT20，開關SW2的第一端接收預設溫度電壓VT30，開關SW3的第一端接收預設溫度電壓VT40，開關SW4的第一端接收預設溫度電壓VT50，開關SW5的第一端接收預設溫度電壓VT60，開關SW6的第一端接收預設溫度電壓VT70，開關SW7的第一端接收預設溫度電壓VT80。所有開關SW1~SW7的第二端彼此耦接在一起。開關串250依據感測調整訊號ST來導通多個開關SW1~SW7的其中一個，並將該導通的多個開關SW1~SW7的其中一所對應的多個預設溫度電壓VT20~VT80的其中一個提供至多個開關SW1~SW7的第二端，以便產生參考溫度電壓VRT。在一實施例中，當開關SW1導通時，參考溫度電壓VRT相等於預設溫度電壓VT20，以此類推。在一實施例中，感測調整訊號ST的邏輯值與參考溫度電壓VRT的對應關係式為VRT[10*(8-i)]=ST[i],i=0-6。舉例而言，當i為0時，VRT[80])=ST[0]。在一實施例中，感測調整訊號ST的邏輯值與參考溫度電壓VRT的詳細對應關係如下述表一。

監控電壓產生電路260用以提供監控電壓VMON。在一實施例中，監控電壓產生電路260包括定電流源IC與二極體D1。 定電流源IC用以提供定電流，而二極體D1耦接在定電流源IC與接地電壓GND之間，用以依據定電流來產生監控電壓VMON。本發明並未限制定電流源IC的類型。

比較器270耦接開關串250與監控電壓產生電路260，用以依據致能訊號EN來比較參考溫度電壓VRT與監控電壓VMON，以便產生經比較電壓VC。在一實施例中，比較器270具有正輸入端、負輸入端、致能端與輸出端。比較器270的正輸入端耦接監控電壓產生電路260以接收監控電壓VMON，比較器270的負輸入端耦接開關串250以接收參考溫度電壓VRT。比較器270的致能端耦接控制電路130，用以接收致能訊號EN以決定是否進行比較操作。當致能訊號EN被禁能時(例如是低邏輯準位)，比較器270不比較參考溫度電壓VRT與監控電壓VMON。當致能訊號EN被致能時(例如是高邏輯準位)，比較器270比較參考溫度電壓VRT與監控電壓VMON，並將比較結果輸出為經比較電壓VC。當監控電壓VMON小於參考溫度電壓VRT時，比較器270輸出一被禁能的經比較電壓VC(例如是低邏輯準位)。當監控電壓VMON大於參考溫度電壓VRT時，比較器270輸出一被致能的經比較電壓VC(例如是高邏輯準位)。

鎖存器280耦接比較器270，用以鎖存經比較電壓VC，以產生決定訊號DET並提供給選擇電路150。在一實施例中，當致能訊號EN被禁能時，鎖存器280以保持狀態作為決定訊號DET並輸出至選擇電路150。當致能訊號EN被致能時，鎖存器280鎖 存經比較電壓VC並輸出更新的決定訊號DET至選擇電路150。

參照圖1與圖2，選擇電路150耦接振盪器110、計數電路120與感測電路140，選擇電路150依據決定訊號DET動態選擇振盪訊號OSC與計數訊號CNT_1中的其中一個訊號，並依據所動態選擇的振盪訊號OSC與計數訊號CNT_1來產生更新請求訊號REFREQ的脈衝。在一實施例中，選擇電路150包括選擇器251與252，選擇器251耦接在振盪器110與感測電路140之間，而選擇器252耦接在計數電路120與感測電路140之間。其中選擇器251與252依據決定訊號DET的邏輯準位而交替啟動，以共同產生更新請求訊號REFREQ，具體時序於後文說明。

在一實施例中，當決定訊號DET被致能時，選擇器251輸出振盪訊號OSC的脈衝而選擇器252不輸出訊號，當決定訊號DET被禁能時，選擇器252輸出計數訊號CNT_1的脈衝而選擇器251不輸出訊號，以共同產生更新請求訊號REFREQ。

圖3是依據本發明一實施例所繪示的溫度感測電路的控制時序圖。參照圖2與圖3，在一實施例中，計數訊號CNT_4的周期為振盪訊號OSC的4倍，計數訊號CNT_1的周期為計數訊號CNT_4的4倍，而計數訊號CNT_N的週期為計數訊號CNT_1的4倍。因此在一實施例中，計數訊號CNT_N的週期為振盪訊號OSC的64倍。控制電路130依據圖4的轉換表對計數訊號CNT_N進行邏輯轉換，而產生感測調整訊號ST。感測電路140中的開關串250依據感測調整訊號ST而導通多個開關SW1~SW7中的一個， 以接收對應的多個預設溫度電壓VT20~VT80中的一個，並藉以產生參考溫度電壓VRT。以圖3為例，時序從左至右，參考溫度電壓VRT的值依序等於預設溫度電壓VT60、VT50、VT80以及VT70。感測電路140中的監控電壓產生電路260產生監控電壓VMON。在此實施例中，監控電壓VMON相當於預設溫度電壓VT60與VT50之間的預設溫度電壓VT55(未繪示)。

於時間T0至時間T1之間，致能訊號EN被禁能，比較器270不比較參考溫度電壓VRT與監控電壓VMON，此時決定訊號DET被禁能(例如是低邏輯準位)。

於時間T1，致能訊號EN被致能，比較器270比較參考溫度電壓VRT與監控電壓VMON。由於此時的參考溫度電壓VRT(此時相等於VT50)大於監控電壓VMON，因此比較器270產生被致能的經比較電壓VC(未繪示)，並且由於致能訊號EN被致能，鎖存器280產生被致能的決定訊號DET(例如是高邏輯準位)。

接著，在時間T1與時間T2之間，由於致能訊號EN被禁能，比較器270不比較參考溫度電壓VRT與所述監控電壓VMON，此時鎖存器280鎖存此前被致能的經比較電壓VC，以使鎖存器280保持被致能的決定訊號DET的邏輯準位。

於時間T2，致能訊號EN被致能，比較器270比較參考溫度電壓VRT與監控電壓VMON。由於此時的參考溫度電壓VRT(此時相等於VT80)小於監控電壓VMON，因此比較器270產生被禁能的經比較電壓VC(未繪示)，並且由於致能訊號EN被致 能，鎖存器280產生被禁能的決定訊號DET。

接著，在時間T2與時間T3之間，由於致能訊號EN被禁能，比較器270不比較參考溫度電壓VRT與監控電壓VMON，此時鎖存器280鎖存此前被禁能的經比較電壓VC，以使鎖存器280保持被禁能的決定訊號DET的邏輯準位。

參照圖2與圖3，選擇電路150依據決定訊號DET動態選擇振盪訊號OSC與計數訊號CNT_1其中之一，並依據所動態選擇的振盪訊號OSC與計數訊號CNT_1其中之一來產生更新請求訊號REFREQ。舉例來說，在時間T0與時間T1之間，決定訊號DET被禁能，因此選擇電路150中的選擇器252輸出計數訊號CNT_1的脈衝而選擇器251不輸出訊號。在時間T1與時間T2之間，決定訊號DET被致能，因此選擇電路150中的選擇器251輸出振盪訊號OSC的脈衝而選擇器252不輸出訊號。在時間T2與時間T3之間，決定訊號DET被禁能，因此選擇電路150中的選擇器252輸出計數訊號CNT_1的脈衝而選擇器251不輸出訊號。

圖5是依據本發明一實施例所繪示的更新請求訊號的產生時序圖。圖6A是依據本發明一實施例所繪示的經估計的更新請求的平均間隔統計表。參照圖2、圖4、圖5與圖6A，在一實施例中，控制電路130依據圖4的轉換表對計數訊號CNT_N進行邏輯轉換，而產生感測調整訊號ST，其對應請參照圖5中的計數訊號CNT_N與感測調整訊號ST。感測電路140中的開關串250依據感測調整訊號ST而導通多個開關SW1~SW7中的一個，以接收 多個預設溫度電壓VT20~VT80中的一個，並藉以產生參考溫度電壓VRT，其對應請參照圖5中的感測調整訊號ST與參考溫度電壓VRT。當監控電壓VMON在預設溫度電壓VT50與VT60之間(例如VT55)時，且當參考溫度電壓VRT為預設溫度電壓VT20~VT50時，感測電路140致能決定訊號DET(即高邏輯準位H)；當參考溫度電壓VRT為預設溫度電壓VT60~VT80時，感測電路140禁能決定訊號DET(即低邏輯準位L)。當決定訊號DET被禁能時，選擇電路150中的選擇器252輸出計數訊號CNT_1的脈衝而選擇器251不輸出訊號；當決定訊號DET被致能時，選擇電路150中的選擇器251輸出振盪訊號OSC的脈衝而選擇器252不輸出訊號。因此，選擇器251與252依據決定訊號DET的邏輯準位而交替啟動，以共同產生更新請求訊號REFREQ，其對應請參照圖5中的決定訊號DET與更新請求訊號REFREQ。在一實施例中，每個時間段的更新請求訊號REFREQ的更新脈衝計數COUNT如圖5所示，且整個週期(即計數訊號CNT_N從邏輯值0至15)的更新請求訊號REFREQ的更新脈衝總和SUM為91，請參照圖6A中溫度55℃對應的更新脈衝總和91。在另一情境中，當監控電壓VMON在預設溫度電壓VT60與VT70之間(例如VT65)時，則參考溫度電壓VRT為預設溫度電壓VT60時所對應的決定訊號改變為高邏輯準位H。因此，更新脈衝總和SUM相應變為121，請參照圖6A中溫度65℃對應更新脈衝總和121。

參照圖6A，以記憶體為溫度55℃為例，更新脈衝計數[1] (即整個週期中單一時間段的更新請求訊號REFREQ為1個脈衝的更新脈衝計數COUNT的數量)為11，更新脈衝計數[16](即整個週期中單一時間段的更新請求訊號REFREQ為16個脈衝的更新脈衝計數COUNT的數量)為5，更新脈衝總和SUM為91，而平均更新脈衝個數為5.69(即更新脈衝總和SUM除以16)，平均更新間隔為2.81(即16除以平均更新脈衝個數)，其他溫度則以此類推，不再贅述。由圖6A可知，記憶體具不同溫度時，溫度感測電路10可以提供具不同平均更新間隔的更新請求訊號REFREQ。

圖6B是依據本發明一實施例所繪示的經估計的更新請求的平均間隔對溫度的X-Y圖。參照圖6A與6B，溫度感測電路10在溫度為20℃~80℃中每10℃提供不同的平均更新間隔，從而實現高更新間隔解析度。換言之，溫度感測電路10可依據記憶體溫度來動態調整更新脈衝計數[1]與更新脈衝計數[16]分別在整個週期所佔的比例，以調整平均更新間隔，進而改善平均更新間隔對溫度的解析度。由於不需增加更多的選擇電路、計數器與溫度感測器(未繪示)來進行多溫度逐步控制，可進一步降低電流消耗。

圖7是依據本發明另一實施例所繪示的溫度感測電路的方塊圖。圖7與圖1大致相同，不再贅述。圖7與圖1差別在於，圖7中溫度感測電路20中的計數電路120還接收更新請求訊號REFREQ，並依據更新請求訊號REFREQ來產生計數訊號CNT_N。

圖8是依據本發明另一實施例所繪示的溫度感測電路的電路示意圖。圖8與圖2大致相同，不再贅述。圖8與圖2差別 在於，圖8中溫度感測電路20中的計數器230用以接收並計數更新請求訊號REFREQ的脈衝數量，以產生計數訊號CNT_N。在另一實施例中，計數器230每計數1個更新請求訊號REFREQ的上緣，便產生一個計數訊號CNT_N的脈衝，因此計數訊號CNT_N的周期為更新請求訊號REFREQ的1倍。

圖9是依據本發明另一實施例所繪示的溫度感測電路的時序圖。參照圖9，在另一實施例中，溫度感測電路20中的計數器230用以接收並計數更新請求訊號REFREQ的脈衝數量，以產生計數訊號CNT_N。溫度感測電路20中的控制電路130依據圖4的轉換表對計數訊號CNT_N進行邏輯轉換，而產生感測調整訊號ST，並產生致能訊號EN。其對應請參照圖9中的計數訊號CNT_N與感測調整訊號ST。溫度感測電路20中的感測電路140中的開關串250依據感測調整訊號ST而導通多個開關SW1~SW7中的一個，以接收多個預設溫度電壓VT20~VT80中的一個，並產生參考溫度電壓VRT，其對應請參照圖9中的感測調整訊號ST與參考溫度電壓VRT。當監控電壓VMON在預設溫度電壓VT50與VT60之間(例如VT55)時，且當參考溫度電壓VRT為預設溫度電壓VT20~VT50時，感測電路140禁能決定訊號DET；當參考溫度電壓VRT為預設溫度電壓VT60~VT80時，感測電路140致能決定訊號DET。當決定訊號DET被致能時，選擇電路150中的選擇器252輸出計數訊號CNT_1的脈衝而選擇器251不輸出訊號；當決定訊號DET被禁能時，選擇電路150中的選擇器251輸出振盪訊 號OSC的脈衝而選擇器252不輸出訊號。因此，選擇器251與252依據決定訊號DET的邏輯準位而交替啟動，以共同產生更新請求訊號REFREQ，其對應請參照圖9中的決定訊號DET與更新請求訊號REFREQ。在另一實施例中，每個時間段的更新請求訊號REFREQ的更新間隔如圖9所示，且整個週期(即計數訊號CNT_N從邏輯值0至15)的更新請求訊號REFREQ的總更新間隔為61。

圖10A是依據本發明另一實施例所繪示的經估計的更新請求的平均間隔統計表。參照圖10A，以記憶體為溫度55℃為例，更新脈衝計數[16]為3，更新脈衝計數[1]為13，平均更新間隔為3.81，其他溫度則以此類推，不再贅述。因此由圖10A可知，在另一實施例中，當記憶體具不同溫度時，溫度感測電路20可以提供具不同平均更新間隔的更新請求訊號REFREQ。

圖10B是依據本發明另一實施例所繪示的經估計的更新請求的平均間隔對溫度的X-Y圖。參照圖10A與10B，溫度感測電路20在溫度為20℃~80℃中每10℃提供不同的平均更新間隔，從而實現高更新間隔解析度。換言之，溫度感測電路20可依據記憶體溫度來動態調整更新脈衝計數[16]與更新脈衝計數[1]在整個週期所佔的比例，以調整平均更新間隔，進而改善平均更新間隔對溫度的解析度。由於不需增加更多的選擇電路、計數器與溫度感測器(未繪示)來進行多溫度逐步控制，可進一步降低電流消耗。

圖11A是依據本發明又一實施例所繪示的經估計的更新請求的平均間隔統計表。圖11B是依據本發明又一實施例所繪示 的經估計的更新請求的平均間隔對溫度的X-Y圖。參照圖11A與圖11B，其與圖6A、圖6B、圖10A與圖10B的差別在於，圖11A與圖11B中溫度感測電路10或溫度感測電路20的預設溫度之間的步進(step)是可調的，而非將步進固定為10℃。在又一實施例中，例如可以在室溫附近的溫度使用較小的步進，例如是5℃，則可在室溫附近得到較高的平均更新間隔對溫度的解析度。舉例而言，如圖11A與圖11B，在又一實施例中，於溫度30℃~50℃之間僅為5℃的步進，而在溫度30℃~50℃之外的步進則大於5℃，顯然溫度30℃~50℃之間平均更新間隔對溫度的解析度已被提升。意即，本發明還可以藉由調整溫度感測電路10或溫度感測電路20的多個預設溫度電壓VT20~VT80之間的步進，從而使更新請求訊號REFREQ的平均更新間隔在不同溫度下的解析度不相同。換句話說，解析度可以是不均勻的，從而本發明可以在電路元件數量不變動的前提下，改變特定溫度區間的解析度。

圖12是依據本發明一實施例所繪示的溫度感測電路的操作方法的流程圖。參照圖12，於步驟S1210，振盪器110提供振盪訊號OSC。於步驟S1220，計數電路120計數振盪訊號OSC以產生計數訊號CNT_1，計數電路120並產生計數訊號CNT_N。接著，於步驟S1230，控制電路130對計數訊號CNT_N進行邏輯運算，以產生致能訊號EN以及感測調整訊號ST。於步驟S1240，感測電路140依據感測調整訊號ST來分壓參考電壓VREF以產生參考溫度電壓VRT，依據致能訊號EN的邏輯準位來比較參考溫 度電壓VRT與監控電壓VMON，並依據比較結果產生決定訊號DET。於步驟S1250，選擇電路150依據決定訊號DET動態選擇振盪訊號OSC與計數訊號CNT_1中的其中一者，並依據所動態選擇的振盪訊號OSC與計數訊號CNT_1的其中一者來產生更新請求訊號REFREQ的脈衝。

綜上所述，本發明的溫度感測電路及其感測方法可以動態調整更新請求訊號的平均更新間隔，以改善平均更新間隔對溫度的解析度。本發明藉由動態選擇振盪訊號與計數訊號，來調整不同更新間隔的更新脈衝在整個週期所佔的比例，從而調整平均更新間隔，進而改善平均更新間隔對溫度的解析度。由於不需要運用添加更多的選擇電路、計數器與溫度感測器來進行多溫度逐步控制，可進一步降低電流消耗，且無須增加振盪訊號的頻率。此外，根據本發明一實施例，本發明還可使平均更新間隔對溫度的解析度為不均勻配置，從而提高對目標溫度區域的解析度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10:溫度感測電路

110:振盪器

120:計數電路

130:控制電路

140:感測電路

150:選擇電路

CNT_1、CNT_N:計數訊號

DET:決定電壓

EN:致能訊號

OSC:振盪訊號

REFREQ:更新請求訊號

ST:感測調整訊號

VREF1:參考電壓

VRT:參考溫度電壓

VMON:監控電壓

Claims (20)

1. 一種溫度感測電路，適用於記憶體裝置，包括：振盪器，用以提供振盪訊號；計數電路，耦接所述振盪器，用以計數所述振盪訊號以產生第一計數訊號，並用以產生第二計數訊號；控制電路，耦接所述計數電路，用以對所述第二計數訊號進行邏輯運算以產生致能訊號以及感測調整訊號；感測電路，耦接所述控制電路，依據所述感測調整訊號來分壓參考電壓以產生參考溫度電壓，並依據所述致能訊號比較所述參考溫度電壓與監控電壓以產生決定訊號；以及選擇電路，耦接所述振盪器、所述計數電路與所述感測電路，所述選擇電路依據所述決定訊號動態選擇所述振盪訊號與所述第一計數訊號其中一者，並依據所動態選擇的所述振盪訊號與所述第一計數訊號其中一者來產生更新請求訊號的脈衝。
2. 如申請專利範圍第1項所述的溫度感測電路，其中所述計數電路包括：第一計數器，耦接所述振盪器，用以接收所述振盪訊號並計數所述振盪訊號的脈衝數量，以產生第三計數訊號；第二計數器，耦接在所述第一計數器與所述選擇電路之間，用以接收所述第三計數訊號並計數所述第三計數訊號的脈衝數量以產生所述第一計數訊號；以及 第三計數器，用以接收所述振盪訊號並計數所述振盪訊號的脈衝數量以產生所述第二計數訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述的溫度感測電路，其中每當所述控制電路依據所述第二計數訊號檢測到所述振盪訊號的脈衝數量等於第一預設數量時，所述控制電路致能所述致能訊號。
4. 如申請專利範圍第1項所述的溫度感測電路，其中所述控制電路依據預設轉換表對所述第二計數訊號進行邏輯轉換，以產生所述感測調整訊號，其中所述感測調整訊號的邏輯值對應所述記憶體的多個預設溫度電壓。
5. 如申請專利範圍第1項所述的溫度感測電路，其中所述感測電路包括：分壓電路，具有彼此串聯的多個分壓電阻，所述彼此串聯的多個分壓電阻耦接所述參考電壓，並藉由分壓所述參考電壓以產生多個預設溫度電壓；開關串，耦接所述控制電路、所述分壓電路，具有多個開關，所述多個開關的每一者的第一端各自接收所述多個預設溫度電壓的一者，所有所述多個開關的第二端彼此耦接，所述開關串依據所述感測調整訊號來導通所述多個開關的其中一者，以產生所述參考溫度電壓；監控電壓產生電路，用以提供所述監控電壓； 比較器，耦接所述開關串與所述監控電壓產生電路，用以依據所述致能訊號來決定是否比較所述參考溫度電壓與所述監控電壓，以產生經比較電壓；鎖存器，耦接所述比較器，用以依據所述致能訊號來決定是否鎖存所述經比較電壓，以產生決定訊號。
6. 如申請專利範圍第4項所述的溫度感測電路，其中所述監控電壓產生電路包括：定電流源，用以提供定電流；以及二極體，耦接所述定電流源，用以依據所述定電流產生所述監控電壓。
7. 如申請專利範圍第1項所述的溫度感測電路，其中所述選擇電路包括：第一選擇器，耦接在所述振盪器與所述感測電路之間；以及第二選擇器，耦接所述計數電路與所述感測電路之間，其中所述第一選擇器與所述第二選擇器依據所述決定訊號的邏輯準位而交替啟動，以共同產生所述更新請求訊號。
8. 如申請專利範圍第7項所述的溫度感測電路，其中當所述決定訊號被致能時，所述第一選擇器輸出所述振盪訊號的脈衝而所述第二選擇器不輸出訊號，當所述決定訊號被禁能時，所述第二選擇器輸出所述第一計數訊號的脈衝而所述第一選擇器不輸出訊號，以共同產生所述更新請求訊號。
9. 如申請專利範圍第1項所述的溫度感測電路，其中所述計數電路包括：第一計數器，耦接所述振盪器，用以接收所述振盪訊號並計數所述振盪訊號的脈衝數量，以產生第三計數訊號；第二計數器，耦接在所述第一計數器與所述選擇電路之間，用以接收所述第三計數訊號並計數所述第三計數訊號的脈衝數量以產生所述第一計數訊號；以及第三計數器，用以接收所述更新請求訊號並計數所述更新請求訊號的脈衝數量以產生所述第二計數訊號。
10. 如申請專利範圍第4項所述的溫度感測電路，其中藉由調整所述多個預設溫度電壓之間的步進，從而使所述更新請求訊號的平均更新間隔在不同溫度下的解析度不相同。
11. 一種感測方法，適用於記憶體裝置，所述記憶體裝置具有溫度感測電路，所述溫度感測電路具有振盪器、計數電路、控制電路、感測電路與選擇電路，所述感測方法包括：提供振盪訊號；計數所述振盪訊號以產生第一計數訊號，並產生第二計數訊號；對所述第二計數訊號進行邏輯運算以產生致能訊號以及感測調整訊號；依據所述感測調整訊號來分壓參考電壓以產生參考溫度電壓，並依據所述致能訊號比較所述參考溫度電壓與監控電壓，以 產生決定訊號；以及依據決定訊號動態選擇所述振盪訊號與所述第一計數訊號其中一者，並依據所動態選擇的所述振盪訊號與所述第一計數訊號其中一者來產生更新請求訊號的脈衝。
12. 如申請專利範圍第11項所述的感測方法，其中所述計數所述振盪訊號以產生第一計數訊號，並產生第二計數訊號的步驟包括：接收所述振盪訊號並計數所述振盪訊號的脈衝數量，以產生第三計數訊號；接收所述第三計數訊號並計數所述第三計數訊號的脈衝數量以產生所述第一計數訊號；以及接收所述振盪訊號並計數所述振盪訊號的脈衝數量以產生所述第二計數訊號。
13. 如申請專利範圍第11項所述的感測方法，其中每當所述控制電路依據所述第二計數訊號檢測到所述振盪訊號的脈衝數量等於第一預設數量時，所述控制電路致能所述致能訊號。
14. 如申請專利範圍第11項所述的感測方法，其中所述控制電路依據預設轉換表對所述第二計數訊號進行邏輯轉換，以產生所述感測調整訊號，其中所述感測調整訊號的邏輯值對應所述記憶體的多個預設溫度。
15. 如申請專利範圍第11項所述的感測方法，其中所述依據所述感測調整訊號來產生參考溫度電壓，並依據所述致能訊 號比較所述參考溫度電壓與監控電壓，以產生決定訊號的步驟包括：依據所述感測調整訊號來導通所述感測電路中多個開關的其中一者，並藉由分壓所述參考電壓以產生所述參考溫度電壓；提供所述監控電壓；依據所述致能訊號來決定是否比較所述參考溫度電壓與所述監控電壓，以產生經比較電壓；鎖存所述經比較電壓，以產生決定訊號。
16. 如申請專利範圍第11項所述的感測方法，其中所述提供所述監控電壓的步驟包括：提供定電流；以及依據所述定電流產生所述監控電壓。
17. 如申請專利範圍第11項所述的感測方法，其中所述選擇電路包括第一選擇器與第二選擇器，且所述第一選擇器與所述第二選擇器依據所述決定訊號的邏輯準位而交替啟動，以共同產生所述更新請求訊號。
18. 如申請專利範圍第17項所述的感測方法，其中當所述決定訊號被致能時，所述第一選擇器輸出所述振盪訊號的脈衝而所述第二選擇器不輸出訊號，當所述決定訊號被禁能時，所述第二選擇器輸出所述第一計數訊號的脈衝而所述第一選擇器不輸出訊號，以共同產生所述更新請求訊號。
19. 如申請專利範圍第11項所述的感測方法，其中所述計數電路包括：接收所述振盪訊號並計數所述振盪訊號的脈衝數量，以產生第三計數訊號；接收所述第三計數訊號並計數所述第三計數訊號的脈衝數量以產生所述第一計數訊號；以及接收所述更新請求訊號並計數所述更新請求訊號的脈衝數量以產生所述第二計數訊號。
20. 如申請專利範圍第14項所述的感測方法，其中藉由調整所述多個預設溫度電壓之間的步進，從而使所述更新請求訊號的平均更新間隔在不同溫度下的解析度不相同。

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