WO2015102274A1 - Temperature sensing apparatus and temperature sensing method based on temperature dependence of current according to channel length variation - Google Patents

Temperature sensing apparatus and temperature sensing method based on temperature dependence of current according to channel length variation Download PDF

Info

Publication number
WO2015102274A1
WO2015102274A1 PCT/KR2014/012535 KR2014012535W WO2015102274A1 WO 2015102274 A1 WO2015102274 A1 WO 2015102274A1 KR 2014012535 W KR2014012535 W KR 2014012535W WO 2015102274 A1 WO2015102274 A1 WO 2015102274A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
clock signal
unit
delay time
delay
signal output
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/012535
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
성만영
김진세
장지웅
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Publication of WO2015102274A1 publication Critical patent/WO2015102274A1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/34Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using capacitative elements
    • G01K7/346Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using capacitative elements for measuring temperature based on the time delay of a signal through a series of logical ports
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/01Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01Details
    • H03K3/012Modifications of generator to improve response time or to decrease power consumption

Definitions

  • the present invention relates to a temperature sensing device and a temperature sensing method, and more particularly, to a temperature sensing device and a method based on a temperature dependency of a current according to a change in channel length.
  • CMOS processes scale and Moore's law increases the number of transistors per chip exponentially, heat generated per unit area of integrated circuits is increasing. This leads to high power consumption and low reliability of the integrated circuit. Therefore, there is a need for a temperature sensor to monitor thermal characteristics and to compensate for chip performance and operating conditions.
  • the DRAM for example, requires a temperature-sensing sensor that runs at low power. Since the DRAM records information by the amount of charge stored in the capacitor, the electrons are shorted and the stored information is lost. Therefore, the information must be periodically refreshed.
  • the operating frequency of the information reproduction current also increases.
  • the frequency of the information regeneration current of a DRAM without a temperature sensor should be designed based on the highest temperature conditions in the operating temperature range. In other words, the higher the temperature, the higher the leakage current, and thus, the more information reproduction current is required. Therefore, in order to store the information stored by the leakage current without losing it within the operating temperature range, it must be designed in consideration of the minimum requirements.
  • the PTAT Proportional To Absolute Temperature
  • the PTAT voltage has a value proportional to the absolute temperature and a voltage characteristic proportional to the absolute temperature can be obtained by using a ratio of I 1 and I 2 .
  • the thermal voltage proportional to the temperature generated in the PTAT is compared with the reference voltage generated in the bandgap reference through an analog to digital converter (ADC) can detect the temperature change.
  • ADC analog to digital converter
  • a digital temperature sensor was developed, and the temperature was detected by comparing the delay time irrelevant to the temperature and the delay time proportional to the temperature.
  • a temperature sensor according to the related art will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 and 2 are views showing a temperature sensor according to the prior art.
  • FIG. 1 illustrates a method using an external clock using a delay time independent of temperature.
  • the circuit diagram shown in FIG. 1 includes a temperature-sensitive delay line including a separate external reference clock (Ref CLK) and a plurality of series-connected CMOS transistors.
  • the temperature can be sensed by comparing the difference in delay time between the reference delay line and the external reference clock through a time to digital converter (TDC), which is a time sensing circuit.
  • TDC time to digital converter
  • FIG. 2 applies a method including an analog bias circuit.
  • a temperature sensitive delay line is provided in the same manner as in FIG. 1, but a temperature-insensitive delay line is used instead of an external reference clock.
  • the temperature-independent delay line includes a plurality of NMOS transistors and PMOS transistors respectively connected to CMOS transistors, and these are connected to analog bias circuits, respectively. Each of these delay lines is compared through a time sensing circuit.
  • FIG. 2 there is a problem that not only increases the design complexity but also causes an increase in power consumption due to the standby current of the bias circuit.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0122193 (name of the invention: a semiconductor temperature sensor capable of adjusting a sensing temperature) discloses a temperature sensor of a semiconductor device capable of linearly adjusting a sensing temperature.
  • the temperature sensing method according to the prior art has a problem in that the application field is limited, has instability against external noise, and the design is complicated and the power consumption is large. Therefore, it is necessary to solve the above problems by designing a transistor depending on the design variable of the internal transistor.
  • the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and some embodiments of the present invention provide a ring oscillator having a temperature-sensitive delay time by varying the gate channel length of the transistor and a ring having a temperature-insensitive delay time.
  • An object of the present invention is to provide a temperature sensing device and a temperature sensing method for sensing a temperature of a semiconductor by measuring a delay time difference through an oscillator.
  • the temperature sensing device is a first clock that delays an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a first delay time
  • the Receiving a second clock signal and comprises a plurality of buffers having a unit delay time, and includes a digital signal output unit for outputting the value of the second clock signal corresponding to the case where the first clock signal rises as a digital signal
  • the first delay time and the second delay time is a transistor included in the first clock signal output unit And a gate channel length of a transistor included in the second clock signal output unit and a gate channel length of the transistor included in the second clock signal output unit, wherein the first clock signal output unit has a temperature change
  • the temperature sensing method using the temperature sensing apparatus outputs the first clock signal and the second clock signal by delaying the input signal at the first clock signal output unit and the second clock signal output unit.
  • the digital signal output unit including a plurality of buffers having a unit delay time to delay the second clock signal, receiving the first clock signal and the second clock signal, the digital signal output unit Delaying the second clock signal and outputting, by the digital signal output unit, a value of a second clock signal corresponding to when the first clock signal rises and transitions as a digital signal;
  • the output portion includes a ring oscillator including one or more transistors connected in series with a first delay time, wherein the second clock signal
  • the output section includes a ring oscillator including one or more transistors connected in series with a second delay time, wherein the first clock signal output section has a higher temperature change sensitivity than the second clock signal output section, and the second clock signal includes the The transition time is set equal to the first clock signal at the preset reference temperature.
  • the temperature dependence of the delay time of the inverter can be controlled by adjusting the channel length of the gate.
  • bias circuits and external clocks can be used to reduce the design demand of additional circuits, thereby reducing design costs and reducing the cross-sectional area of the circuit.
  • FIG. 1 and 2 are views showing a temperature sensor according to the prior art.
  • FIG. 3 is a block diagram of a temperature sensing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a MOSFET structure having different gate channel lengths.
  • FIG. 5 is a graph showing the change in the normalized delay time with respect to the temperature change with the NMOS gate channel length.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a temperature sensing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a connection between a first and a second clock signal output unit, a first amplifier, and a second amplifier.
  • 8A and 8B are graphs showing the period difference between the first clock signal and the second clock signal before and after the first and second amplifiers are connected.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a circuit diagram in which a first unit time delay unit, a second unit time delay unit, and a clock signal transfer unit are connected to each other.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating operating characteristics of a clock signal in a first unit time delay unit and a second unit time delay unit.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method for detecting a temperature using a temperature sensing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a temperature sensing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the temperature sensing device 100 includes a first clock signal output unit 110, a second clock signal output unit 120, and a digital signal output unit 150.
  • components shown in FIG. 3 mean software components or hardware components such as a field programmable gate array (FPGA) or an application specific integrated circuit (ASIC), and perform predetermined roles. .
  • FPGA field programmable gate array
  • ASIC application specific integrated circuit
  • 'components' are not meant to be limited to software or hardware, and each component may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to reproduce one or more processors.
  • a component may include components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, and subs. Routines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • Components and the functionality provided within those components may be combined into a smaller number of components or further separated into additional components.
  • the first clock signal output unit 110 outputs a first clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a first delay time.
  • the second clock signal output unit 120 outputs a second clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a second delay time.
  • the first delay time is determined based on the gate channel length of the transistor included in the first clock signal output unit 110.
  • the second delay time is determined based on the gate channel length of the transistor included in the second clock signal output unit 120.
  • the gate channel length of the transistor included in the first clock signal output unit is longer than the gate channel length of the transistor included in the second clock signal output unit 120.
  • the first clock signal and the second clock signal are set to have the same transition time at a preset reference temperature.
  • the first clock signal output unit has a greater temperature change sensitivity than the second clock signal output unit. That is, since the gate channel length of the transistor included in the first clock signal output unit is formed longer than the gate channel length of the transistor included in the second clock signal output unit, the ring oscillator of the first clock signal output unit may generate a second clock signal.
  • the temperature oscillation sensitivity is higher than the output ring oscillator.
  • first clock signal output unit 110 and the second clock signal output unit 120 will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a MOSFET structure having different gate channel lengths, and the temperature dependence of the transistor current according to the gate channel length of the MOSFET will be described as follows.
  • the scattering of carrier mobility is independently influenced by three factors, ie, coulomb scattering, phonon scattering, and neutral scattering.
  • the shorter the gate channel length is dominated by the neutral scattering the longer the gate channel length is dominated by the phonon scattering.
  • the longer the channel length the phonon scattering becomes a major factor, so that a sensitive change occurs with temperature.
  • shorter channel lengths cause neutral scattering to be a major factor, resulting in insensitive changes in temperature.
  • the shorter the channel length the smaller the tendency of the carrier mobility to decrease with temperature change.
  • k N and k P denote transconductances of NMOS and PMOS, respectively, and when C ox is NMOS, capacitance of PMOS oxide, ⁇ N is electron mobility, and ⁇ P is hole mobility, as shown in [Equation 5] Can be represented.
  • V TN and V TP refer to threshold voltages of the NMOS and the PMOS, respectively. Therefore, the CMOS delay time can be expressed as shown in [Equation 6].
  • the temperature sensing device 100 can control the temperature dependency of the delay time of the CMOS inverter according to the channel length of the gate. have.
  • FIG. 5 is a graph showing the change in the normalized delay time with respect to the temperature change with the NMOS gate channel length.
  • the normalized delay time is increased by 30.32% at 100 degrees to 0 degrees, and thus the increase rate of the delay time with respect to the temperature increase is large.
  • the gate channel length is the smallest (0.11um)
  • the normalized delay time is increased by 9.62% at 100 degrees compared to 0 degrees, indicating that the increase rate of delay time for temperature increase is small.
  • the digital signal output unit 150 receives a second clock signal and includes a plurality of buffers having a unit delay time.
  • the second clock signal corresponding to the rising edge of the first clock signal is output as a digital signal.
  • the second clock signal is set to have the same transition time at the preset reference temperature with the first clock signal.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a temperature sensing device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the first clock signal output unit 110 outputs a first clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series.
  • the ring oscillator may include one or more transistors connected in series M, and the input terminal of the first transistor and the output terminal of the M th transistor of the M series connected transistors may be connected in series.
  • the second clock signal output unit 120 outputs a second clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series.
  • the ring oscillator may include N or more transistors connected in series.
  • the input terminal of the first transistor and the output terminal of the Nth transistor of the N series connected transistors may be connected in series with each other.
  • the transistors of the first clock signal output unit 110 and the second clock signal output unit 120 may be CMOS inverters.
  • the temperature sensing device 100 may further include a first amplifier 130 and a second amplifier 140.
  • the first amplifier 130 and the second amplifier 140 will be described with reference to FIGS. 7 and 8 as follows.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit diagram in which a first clock signal output unit 110 and a second clock signal output unit 120, a first amplifier 130, and a second amplifier 140 are connected. A graph showing a period difference between the first clock signal and the second clock signal before and after the amplifier 130 and the second amplifier 140 are connected.
  • the first amplifier 130 may amplify the period of the first clock signal
  • the second amplifier 140 may amplify the period of the second clock signal.
  • the first amplifying unit 130 and the second amplifying unit 140 may each include one or more D-flip flops connected in series.
  • the first clock signal and the second clock signal are applied to the CLK terminal of the D flip-flop, and QB is connected to the input terminal D.
  • the D-flip-flop outputs a signal having a period twice that of the clock signal period applied to the CLK stage because the output stage Q is shifted when the clock signal rises.
  • the period of the first clock signal and the second clock signal output from the ring oscillator of the first clock signal output unit 110 and the second clock signal output unit 120 may be amplified.
  • the first clock signal output unit 110 may include a ring oscillator having a large gate channel length composed of M CMOS inverters
  • the second clock signal output unit 120 may include a gate channel length composed of N CMOS inverters. May comprise a short ring oscillator.
  • the period difference between the first clock signal and the second clock signal may be represented by M ⁇ ⁇ -N ⁇ ⁇ .
  • the first amplifier 130 and the second amplifier 140 are connected in series by x.
  • the period difference between the two clock signals can be amplified as shown in [Equation 7].
  • the period difference between the first clock signal and the second clock signal is about 2.3 ns at 100 degrees to 0 degrees.
  • the period difference between the first clock signal and the second clock signal passed through the first amplifier 130 and the second amplifier 140 is about 3.5 ns at 0 degrees and about 100 ns at 100 degrees.
  • the difference of 72.6ns is shown to be amplified about 32 times before and after amplification.
  • the temperature sensing device 100 may sense the temperature through the digital signal output unit 150 to be described below.
  • the digital signal output unit 150 receives the first clock signal and the second clock signal, and delays the second clock signal with the first unit time delay unit 151 and the second unit time.
  • the delay unit 155 may be included.
  • the first unit time delay unit 151 may delay the second clock signal through a plurality of buffers having the first unit delay time.
  • the second unit time delay unit 155 may delay the second clock signal through a plurality of buffers having a second unit delay time.
  • the first unit delay time is greater than the second unit delay time, and the first unit time delay unit 151 and the second unit time delay unit 155 correspond to the second clock signal when the first clock signal rises and transitions.
  • the value of the clock signal can be output as a digital signal.
  • the temperature sensing device 100 may further include a clock signal transmitter 153.
  • the clock signal transfer unit 153 transmits the second clock signal to the second unit time delay unit 155 when the delay time of the second clock signal corresponding to the rising edge of the first clock signal is less than the first unit delay time. ) Can be delivered.
  • the first unit time delay unit 151 the second unit time delay unit 155, and the clock signal transfer unit 153 will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a circuit diagram in which a first unit time delay unit 151, a second unit time delay unit 155, and a clock signal transfer unit 153 are connected to each other, and FIG. 10 is a first unit.
  • FIG. 5 illustrates the operation characteristics of the clock signal in the time delay unit 151 and the second unit time delay unit 155.
  • the first unit time delay unit 151 includes a plurality of buffers and D-flip flops.
  • a plurality of buffers are connected to each other so as to transfer the second clock signal amplified to the D stage of the D-flip flop, and the amplified first clock signal is applied to the CLK stage of the D-flip flop to rise.
  • the delayed time through the buffer is output through the Q stage of each D-flip flop.
  • between the buffer and the D-flip-flop includes a line connected to the clock signal transmission unit 153, respectively, through which a delay time smaller than the first unit delay time to the second unit time delay unit 155 I can deliver it.
  • the configuration of the buffer and the D-flip-flop may be similarly formed in the second unit time delay unit 155.
  • the plurality of buffers included in the first unit time delay unit 151 may have a delay time of 10a, and the plurality of buffers included in the second unit time delay unit 155 may have a delay time of a.
  • the first unit time delay unit 151 may detect a difference in delay time between two clock signals in a large time unit.
  • the amplified first clock signal received by the first unit time delay unit 151 is applied to the CLK stage of the D-flip-flop, and the second clock signal has a delay time of 10a for each stage and D_C [0: 8] Signal is applied to the input of the D-flip flop.
  • the delay time difference between the first clock signal and the second clock signal is converted into Q_C [0: 8] having a resolution of a large time unit of 10a and output.
  • the clock signal transfer unit 153 combines Q_C [0: 8] and D_C [0: 8] into logic circuits to determine the remaining time that is not detected by the time resolution unit 10a of the first unit time delay unit 151. It transfers to the second unit time delay unit 155. Therefore, the clock delay time difference of 10a or less is converted by the second unit time delay unit 155 into the output Q_F [0: 8] having a resolution of a small time unit of a.
  • the amplified second clock signal is set to have a transition time with the first clock signal at the lowest operating temperature condition, and is delayed by a each time it passes through a buffer.
  • the input signal D ⁇ 0> of CELL ⁇ 0> is delayed by a in the amplified second clock signal, and the input signal D ⁇ 1> of CELL ⁇ 1> is delayed by 2a in the amplified second clock signal. Therefore, at D ⁇ 8> which is the input at the last stage, it is delayed by 9a.
  • the output Q_F [0: 8] at the lowest operating temperature has a value of [000000000].
  • the amplified first clock signal has a larger delay time than the amplified second clock signal. Therefore, assuming that the rising transition time of the second clock signal and the rising transition time of the first clock signal have a difference of 10a or more at the highest operating temperature condition, the output Q_F [0: 8] has a value of [111111111]. .
  • the degree of temperature change may appear as a change in the digital output.
  • the delay time between the first clock signal and the second clock signal has a difference of 2a or more and 3a or less
  • the output value Q_F [0: 8] may have a value of [111000000].
  • Such an operation principle may be applied to the first unit time delay unit 151, and the first unit time delay unit 151 has a larger time resolution than the second unit time delay unit 155, so that Will output the value.
  • a residual time that is not detected by the first unit time delay unit 151 may be a small time unit in the second unit time delay unit 155. It is output after being converted into digital code through sensing.
  • the digital signal output unit 150 including the n first unit time delay units 151 and the n second unit time delay units 155 has a time difference of 100a (n + 1) and has two bits of digital. Can be output as a signal. Therefore, since the number of output nodes is reduced in the temperature sensing device 100 according to the present invention, the chip cross-sectional area can be reduced and high resolution can be realized.
  • FIG. 11 is a flowchart of a method for sensing a temperature using the temperature sensing device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the first and second clock signals are delayed by delaying the input signal.
  • the first clock signal output unit 110 outputs a first clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a first delay time.
  • the second clock signal output unit 120 outputs a second clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a second delay time.
  • the gate channel length of the transistor included in the first clock signal output unit 110 is longer than the gate channel length of the transistor included in the second clock signal output unit 120.
  • the second clock signal is set such that the transition time is the same as the first clock signal at a preset reference temperature.
  • the temperature sensing method according to the present invention may further include amplifying the period of the delayed first clock signal and amplifying the period of the delayed second clock signal (S120).
  • the amplification of each clock signal period is amplified through one or more D-flip flops each connected in series. Since amplifying the periods of the first clock signal and the second clock signal has been described in detail with reference to FIGS. 7 and 8, the description thereof will be omitted below.
  • the digital signal output unit 150 including the plurality of buffers having a unit delay time receives the first clock signal and the second clock signal (S130), and the digital signal output unit. 150 delays the second clock signal (S140).
  • the digital signal output unit 150 outputs the value of the second clock signal corresponding to the case where the first clock signal rises or shifts as a digital signal (S150).
  • the digital signal output unit 150 includes a first unit time delay unit 151 including a plurality of buffers having a first unit delay time and a second unit time including a plurality of buffers having a second unit delay time.
  • the delay unit 155 may further include.
  • the step of delaying the second clock signal by the digital signal output unit 150 may include delaying the second clock signal by the first unit time delay unit 151 and second by the second unit time delay unit 155. Delaying the clock signal may be further included.
  • the first unit delay time may be greater than the second unit delay time.
  • the temperature sensing method outputs the value of the second clock signal as a digital signal when the first clock signal rises and shifts in the first unit time delay unit 151, and the second unit time delay unit.
  • the method may further include outputting a value of the second clock signal as a digital signal when the first clock signal rises or shifts.
  • the second clock signal may be transmitted to the second unit time delay unit 155.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

The temperature sensing apparatus according to the present invention comprises: a first clock signal output unit for outputting a first clock signal which is generated by delaying an input signal through a ring oscillator having a first delay time, the ring oscillator comprising one or more transistors connected in series; a second clock signal output unit for outputting a second clock signal which is generated by delaying the input signal through a ring oscillator having a second delay time, the ring oscillator comprising one or more transistors connected in series; and a digital signal output unit for receiving the second clock signal and outputting the value of the second clock signal as a digital signal in response to the rising transition of the first clock signal, the digital signal output unit comprising a plurality of buffers each having a unit delay time, wherein the first delay time and the second delay time are determined according to the gate channel length of the transistor included in the first clock signal output unit and the gate channel length of the transistor included in the second clock signal output unit, the first clock signal output unit has a higher sensitivity to temperature variation than the second clock signal output unit, and the second clock signal is set to have the same transition time as the first clock signal at a preset reference temperature.

Description

채널 길이 변화에 따른 전류의 온도 의존성을 근거로 한 온도 감지 장치 및 온도 감지 방법Temperature sensing device and temperature sensing method based on temperature dependence of current according to channel length change
본 발명은 온도 감지 장치 및 온도 감지 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 채널 길이 변화에 따른 전류의 온도 의존성을 근거로 한 온도 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature sensing device and a temperature sensing method, and more particularly, to a temperature sensing device and a method based on a temperature dependency of a current according to a change in channel length.
스마트폰, 태블릿 PC 등 스마트 기기의 사용이 크게 증가하면서 제품의 소형화와 다기능화를 동시에 성취하기 위한 노력이 계속되어 왔다. 이러한 노력의 일환으로 CMOS 공정의 스케일링 및 저전력 집적회로 설계의 중요성이 증대되고 있다.As the use of smart devices such as smartphones and tablet PCs has increased significantly, efforts have been made to simultaneously achieve miniaturization and multifunctionality of products. As part of this effort, the importance of scaling CMOS processes and designing low-power integrated circuits is increasing.
CMOS 공정이 스케일링되고, 무어의 법칙에 따라 칩 당 트랜지스터의 수가 기하급수적으로 증가하게 되면서 집적회로의 단위 면적당 발생하는 열이 높아지고 있다. 이는 집적회로의 높은 전력 소모 및 낮은 신뢰성을 유발한다. 따라서, 열 특성을 모니터링 함과 동시에 칩의 성능 및 동작 조건을 보상해주기 위한 온도 감지 센서가 요구되는 실정이다.As CMOS processes scale and Moore's law increases the number of transistors per chip exponentially, heat generated per unit area of integrated circuits is increasing. This leads to high power consumption and low reliability of the integrated circuit. Therefore, there is a need for a temperature sensor to monitor thermal characteristics and to compensate for chip performance and operating conditions.
예를 들어, DRAM의 경우 저전력으로 구동하는 온도 감지 센서가 필요하다. DRAM은 커패시터에 저장된 전하량에 의해 정보를 기록하기 때문에 전자가 누전되면서 기억된 정보를 잃게 되므로, 정보를 주기적으로 재생시켜야 한다. 또한, 공정 스케일링에 따른 누설 전류가 증가하면서 정보 재생 전류의 동작 주파수도 증가하고 있다. 이와 관련하여, 온도 감지 센서를 포함하지 않은 DRAM의 정보 재생 전류의 주파수는 동작 온도 범위에서 가장 높은 온도 조건을 기준으로 설계되어야 한다. 즉, 온도가 클수록 더 높은 누설 전류가 발생하므로 정보 재생 전류를 더 자주 요구하게 된다. 따라서, 동작 온도 범위 내에서 누설 전류에 의해 기억된 정보를 잃지 않고 저장하기 위해서는 최소한의 필요 조건을 감안하여 설계해야 한다. DRAM, for example, requires a temperature-sensing sensor that runs at low power. Since the DRAM records information by the amount of charge stored in the capacitor, the electrons are shorted and the stored information is lost. Therefore, the information must be periodically refreshed. In addition, as the leakage current increases due to process scaling, the operating frequency of the information reproduction current also increases. In this regard, the frequency of the information regeneration current of a DRAM without a temperature sensor should be designed based on the highest temperature conditions in the operating temperature range. In other words, the higher the temperature, the higher the leakage current, and thus, the more information reproduction current is required. Therefore, in order to store the information stored by the leakage current without losing it within the operating temperature range, it must be designed in consideration of the minimum requirements.
하지만, 이 경우 최대 온도 조건 이하의 온도에서는 불필요한 정보 재생 전류를 유발하기 때문에 큰 전력 소모가 발생하게 된다. 이에 따라, 온도 감지 센서를 이용하여 온도를 모니터링함으로써 정보 재생 전류의 주파수를 적절하게 조절하여 DRAM의 저전력 동작을 구현할 수 있다.In this case, however, a large power consumption is generated because an unnecessary information regeneration current is caused at a temperature below the maximum temperature condition. Accordingly, by monitoring the temperature using a temperature sensor, it is possible to appropriately adjust the frequency of the information reproduction current to implement a low power operation of the DRAM.
초기의 온도 감지 장치의 경우 BJT를 이용하여 PTAT(Proportional To Absolute Temperature) 전압을 설계하였다. 두 개의 BJT가 각각 I1, I2로 바이어스 되어 있을 때, 두 트랜지스터의 베이스-이미터 전압의 차는 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다. 따라서, PTAT 전압은 절대 온도에 비례하는 값을 갖고 I1, I2의 비율을 이용하여 절대 온도에 비례하는 전압 특성을 얻을 수 있다. In the early temperature sensing device, the PTAT (Proportional To Absolute Temperature) voltage was designed using BJT. When two BJTs are biased with I 1 and I 2 , respectively, the difference between the base-emitter voltages of the two transistors can be expressed as [Equation 1]. Accordingly, the PTAT voltage has a value proportional to the absolute temperature and a voltage characteristic proportional to the absolute temperature can be obtained by using a ratio of I 1 and I 2 .
[수학식 1][Equation 1]
Figure PCTKR2014012535-appb-I000001
Figure PCTKR2014012535-appb-I000001
한편, PTAT에서 생성된 온도에 비례하는 열전압은 밴드갭 기준에서 생성된 기준 전압과 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter, ADC)를 통해 비교함으로써 온도 변화를 감지할 수 있다. 하지만, 이러한 온도 감지 센서의 경우, 밴드갭 기준 및 아날로그 디지털 컨버터의 설계가 매우 복잡하며 집적화된 밴드갭 기준의 전압을 온도에 따라 일정하게 유지하는 것이 어려울 뿐만 아니라, 아날로그 회로의 대기 전류에 의한 전력 소모를 유발한다.On the other hand, the thermal voltage proportional to the temperature generated in the PTAT is compared with the reference voltage generated in the bandgap reference through an analog to digital converter (ADC) can detect the temperature change. However, in the case of such a temperature sensing sensor, the design of the bandgap reference and the analog-to-digital converter is very complicated, and it is difficult to keep the voltage of the integrated bandgap reference constant with temperature, and the power caused by the standby current of the analog circuit. Causes consumption.
이와 같은 단점을 극복하기 위하여 디지털 온도 감지기가 개발되었고, 온도에 대하여 무관한 지연 시간과 온도에 대하여 비례하는 지연 시간을 비교하여 온도를 감지하였다. 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 종래기술에 따른 온도 감지 센서를 설명하도록 한다.To overcome these drawbacks, a digital temperature sensor was developed, and the temperature was detected by comparing the delay time irrelevant to the temperature and the delay time proportional to the temperature. Hereinafter, a temperature sensor according to the related art will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 온도 감지 센서를 도시한 도면이다.1 and 2 are views showing a temperature sensor according to the prior art.
도 1은 온도에 대하여 무관한 지연 시간을 외부 클럭으로 사용하는 방법을 적용한 것이다. 도 1에 도시된 회로도의 경우, 별도의 외부 기준 클럭(Ref CLK) 및 복수의 직렬 연결된 CMOS 트랜지스터를 포함하고 있는 온도에 민감한 지연 선로(Temperature-Sensitive Delay Line)를 포함하고 있다. 이와 같은 기준 지연 선로와 외부 기준 클럭에서의 지연 시간 차이를 시간 감지 회로인 시간 디지털 컨버터(Time to Digital Converter, TDC)를 통해 비교함으로써 온도를 감지할 수 있다. 하지만 외부 클럭을 사용할 경우 다양한 클럭 주파수를 필요로 하는 응용분야에 사용이 제한될 뿐만 아니라 외부 노이즈에 민감하다는 단점이 있다.1 illustrates a method using an external clock using a delay time independent of temperature. The circuit diagram shown in FIG. 1 includes a temperature-sensitive delay line including a separate external reference clock (Ref CLK) and a plurality of series-connected CMOS transistors. The temperature can be sensed by comparing the difference in delay time between the reference delay line and the external reference clock through a time to digital converter (TDC), which is a time sensing circuit. However, using an external clock is not only limited to applications requiring various clock frequencies, but also has a disadvantage of being sensitive to external noise.
도 2는 아날로그 바이어스 회로를 포함하는 방법을 적용한 것이다. 도 2의 경우, 도 1과 동일하게 온도에 민감 지연 선로를 구비하고 있으나, 외부 기준 클럭을 사용하는 것이 아니라 온도에 무관한 지연 선로(Temperature-Insensitive Delay Line)를 사용하였다. 온도에 무관한 지연 선로는 CMOS 트랜지스터와 각각 접속된 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터를 복수 개 포함하고, 이들은 각각 아날로그 바이어스 회로에 접속되어 있다. 이와 같은 각 지연 선로는 시간 감지 회로를 통해 비교된다. 하지만 도 2의 경우 설계의 복잡성을 증가시킬 뿐만 아니라 바이어스 회로의 스탠바이 전류에 의한 전력 소모 증가를 야기시킨다는 문제점이 있다.2 applies a method including an analog bias circuit. In FIG. 2, a temperature sensitive delay line is provided in the same manner as in FIG. 1, but a temperature-insensitive delay line is used instead of an external reference clock. The temperature-independent delay line includes a plurality of NMOS transistors and PMOS transistors respectively connected to CMOS transistors, and these are connected to analog bias circuits, respectively. Each of these delay lines is compared through a time sensing circuit. However, in the case of FIG. 2, there is a problem that not only increases the design complexity but also causes an increase in power consumption due to the standby current of the bias circuit.
이와 관련하여 한국공개특허 제2006-0122193호(발명의 명칭: 감지 온도를 조절할 수 있는 반도체 온도 센서)에는 선형적으로 센싱 온도를 조절할 수 있는 반도체 장치의 온도 센서가 개시되어 있다.In this regard, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0122193 (name of the invention: a semiconductor temperature sensor capable of adjusting a sensing temperature) discloses a temperature sensor of a semiconductor device capable of linearly adjusting a sensing temperature.
다만, 종래기술에 따른 온도 감지 방법은 응용 분야가 제한되어 있고, 외부 노이즈에 대하여 불안정성을 가지고 있으며, 설계가 복잡하고 전력소모가 크다는 문제점이 있다. 따라서, 내부 트랜지스터의 설계 변수에 의존하는 트랜지스터를 설계하여 위와 같은 문제점을 해결할 필요가 있다.However, the temperature sensing method according to the prior art has a problem in that the application field is limited, has instability against external noise, and the design is complicated and the power consumption is large. Therefore, it is necessary to solve the above problems by designing a transistor depending on the design variable of the internal transistor.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일부 실시예는 트랜지스터의 게이트 채널 길이를 변화시켜 온도에 민감한 지연 시간을 가지는 링 오실레이터와 온도에 민감하지 않는 지연 시간을 갖는 링 오실레이터를 통하여 지연 시간 차이를 측정함으로써 반도체의 온도를 감지하는 온도 감지 장치 및 온도 감지 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and some embodiments of the present invention provide a ring oscillator having a temperature-sensitive delay time by varying the gate channel length of the transistor and a ring having a temperature-insensitive delay time. An object of the present invention is to provide a temperature sensing device and a temperature sensing method for sensing a temperature of a semiconductor by measuring a delay time difference through an oscillator.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 온도 감지 장치는 제 1 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 통해 입력 신호를 지연시킨 제 1 클럭 신호를 출력하는 제 1 클럭 신호 출력부, 제 2 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 통해 상기 입력 신호를 지연시킨 제 2 클럭 신호를 출력하는 제 2 클럭 신호 출력부 및 상기 제 2 클럭 신호를 수신하고, 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 포함하며, 상기 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력하는 디지털 신호 출력부를 포함하되, 상기 제 1 지연 시간 및 상기 제 2 지연 시간은 상기 제 1 클럭 신호 출력부에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이 및 상기 제 2 클럭 신호 출력부에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이에 따라 결정되고, 상기 제 1 클럭 신호 출력부는 상기 제 2 클럭 신호 출력부보다 온도 변화 민감도가 크며, 상기 제 2 클럭 신호는 상기 제 1 클럭 신호와 기 설정된 기준 온도에서 천이 시간이 동일하도록 설정된다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, the temperature sensing device according to the first aspect of the present invention is a first clock that delays an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a first delay time A first clock signal output unit for outputting a signal, a second clock signal output unit for outputting a second clock signal delayed by the input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a second delay time, and the Receiving a second clock signal, and comprises a plurality of buffers having a unit delay time, and includes a digital signal output unit for outputting the value of the second clock signal corresponding to the case where the first clock signal rises as a digital signal Wherein, the first delay time and the second delay time is a transistor included in the first clock signal output unit And a gate channel length of a transistor included in the second clock signal output unit and a gate channel length of the transistor included in the second clock signal output unit, wherein the first clock signal output unit has a temperature change sensitivity greater than that of the second clock signal output unit. The clock signal is set such that the transition time is equal to the first clock signal at a preset reference temperature.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 온도 감지 장치를 이용한 온도 감지 방법은 제 1 클럭 신호 출력부 및 제 2 클럭 신호 출력부에서 입력 신호를 지연시켜 제 1 클럭 신호 및 제 2 클럭 신호를 출력하는 단계, 상기 제 2 클럭 신호를 지연시키기 위하여 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 포함하는 디지털 신호 출력부에서, 상기 제 1 클럭 신호와 상기 제 2 클럭 신호를 수신하는 단계, 상기 디지털 신호부 출력부가 상기 제 2 클럭 신호를 지연 시키는 단계 및 상기 디지털 신호 출력부가 상기 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 클럭 신호 출력부는 제 1 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 포함하고, 상기 제 2 클럭 신호 출력부는 제 2 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 포함하며, 상기 제 1 클럭 신호 출력부는 상기 제 2 클럭 신호 출력부보다 온도 변화 민감도가 크며, 상기 제 2 클럭 신호는 상기 제 1 클럭 신호와 기 설정된 기준 온도에서 천이 시간이 동일하도록 설정된다.In addition, the temperature sensing method using the temperature sensing apparatus according to the second aspect of the present invention outputs the first clock signal and the second clock signal by delaying the input signal at the first clock signal output unit and the second clock signal output unit. In the digital signal output unit including a plurality of buffers having a unit delay time to delay the second clock signal, receiving the first clock signal and the second clock signal, the digital signal output unit Delaying the second clock signal and outputting, by the digital signal output unit, a value of a second clock signal corresponding to when the first clock signal rises and transitions as a digital signal; The output portion includes a ring oscillator including one or more transistors connected in series with a first delay time, wherein the second clock signal The output section includes a ring oscillator including one or more transistors connected in series with a second delay time, wherein the first clock signal output section has a higher temperature change sensitivity than the second clock signal output section, and the second clock signal includes the The transition time is set equal to the first clock signal at the preset reference temperature.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단의 어느 실시예에 의하면, 게이트의 채널 길이를 조절함으로써 인버터의 지연 시간의 온도 의존성을 제어할 수 있다.According to one embodiment of the above-described problem solving means of the present invention, the temperature dependence of the delay time of the inverter can be controlled by adjusting the channel length of the gate.
또한, 바이어스 회로 및 외부 클럭 등을 사용하지 않아 부가적인 회로의 설계 수요를 감소시킬 수 있어 설계 비용 절감 및 회로의 단면적을 감소시킬 수 있다.In addition, the use of bias circuits and external clocks can be used to reduce the design demand of additional circuits, thereby reducing design costs and reducing the cross-sectional area of the circuit.
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 온도 감지 센서를 도시한 도면이다.1 and 2 are views showing a temperature sensor according to the prior art.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 감지 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a temperature sensing device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 게이트 채널 길이가 서로 다른 MOSFET 구조를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a MOSFET structure having different gate channel lengths.
도 5는 NMOS 게이트 채널 길이에 따른 온도 변화에 대한 표준화된 지연 시간의 변화를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the change in the normalized delay time with respect to the temperature change with the NMOS gate channel length.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 감지 장치의 회로도이다.6 is a circuit diagram of a temperature sensing device according to an embodiment of the present invention.
도 7은 제 1 및 제 2 클럭 신호 출력부와 제 1 증폭부 및 제 2 증폭부가 연결된 회로도를 도시한 도면이다.FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a connection between a first and a second clock signal output unit, a first amplifier, and a second amplifier.
도 8a 및 도 8b는 제 1 증폭부 및 제 2 증폭부가 연결되기 전과 후의 제 1 클럭 신호와 제 2 클럭 신호의 주기 차이를 나타낸 그래프이다.8A and 8B are graphs showing the period difference between the first clock signal and the second clock signal before and after the first and second amplifiers are connected.
도 9는 제 1 단위 시간 지연부, 제 2 단위 시간 지연부 및 클럭 신호 전달부가 서로 접속된 회로도의 일 예시를 도시한 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a circuit diagram in which a first unit time delay unit, a second unit time delay unit, and a clock signal transfer unit are connected to each other.
도 10은 제 1 단위 시간 지연부 및 제 2 단위 시간 지연부에서의 클럭 신호의 동작 특성을 도시한 도면이다.10 is a diagram illustrating operating characteristics of a clock signal in a first unit time delay unit and a second unit time delay unit.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 감지 장치를 이용헌 온도 감지 방법의 순서도이다.11 is a flowchart illustrating a method for detecting a temperature using a temperature sensing device according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 감지 장치(100)의 블록도이다.3 is a block diagram of a temperature sensing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 온도 감지 장치(100)는 제 1 클럭 신호 출력부(110), 제 2 클럭 신호 출력부(120) 및 디지털 신호 출력부(150)를 포함한다.The temperature sensing device 100 according to the present invention includes a first clock signal output unit 110, a second clock signal output unit 120, and a digital signal output unit 150.
참고로, 본 발명의 실시예에 따른 도 3에 도시된 구성 요소들은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성 요소를 의미하며, 소정의 역할들을 수행한다.For reference, components shown in FIG. 3 according to an embodiment of the present invention mean software components or hardware components such as a field programmable gate array (FPGA) or an application specific integrated circuit (ASIC), and perform predetermined roles. .
그렇지만 '구성 요소들'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 각 구성 요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.However, 'components' are not meant to be limited to software or hardware, and each component may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to reproduce one or more processors.
따라서, 일 예로서 구성 요소는 소프트웨어 구성 요소들, 객체지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.Thus, as an example, a component may include components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, and subs. Routines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
구성 요소들과 해당 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성 요소들로 결합되거나 추가적인 구성 요소들로 더 분리될 수 있다.Components and the functionality provided within those components may be combined into a smaller number of components or further separated into additional components.
제 1 클럭 신호 출력부(110)는 제 1 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 통해 입력 신호를 지연시킨 제 1 클럭 신호를 출력한다.The first clock signal output unit 110 outputs a first clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a first delay time.
제 2 클럭 신호 출력부(120)는 제 2 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 통해 입력 신호를 지연시킨 제 2 클럭 신호를 출력한다.The second clock signal output unit 120 outputs a second clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a second delay time.
한편, 제 1 지연 시간은 제 1 클럭 신호 출력부(110)에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이에 기초하여 결정된다. 그리고 제 2 지연 시간은 제 2 클럭 신호 출력부(120)에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이에 기초하여 결정된다. 이때, 제 1 클럭 신호 출력부에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이는 제 2 클럭 신호 출력부(120)에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이보다 길게 형성되어 있다. 그리고 제 1 클럭 신호와 제 2 클럭 신호는 기 설정된 기준 온도에서 천이 시간이 동일하도록 설정되어 있다.Meanwhile, the first delay time is determined based on the gate channel length of the transistor included in the first clock signal output unit 110. The second delay time is determined based on the gate channel length of the transistor included in the second clock signal output unit 120. In this case, the gate channel length of the transistor included in the first clock signal output unit is longer than the gate channel length of the transistor included in the second clock signal output unit 120. The first clock signal and the second clock signal are set to have the same transition time at a preset reference temperature.
구체적으로, 링 오실레이터에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이가 길수록 온도 변화 민감도가 크게 나타나고, 링 오실레이터에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이가 짧을수록 온도 변화 민감도가 작게 나타난다.Specifically, the longer the gate channel length of the transistor included in the ring oscillator, the greater the temperature change sensitivity, and the shorter the gate channel length of the transistor included in the ring oscillator, the smaller the temperature change sensitivity.
이에 따라, 제 1 클럭 신호 출력부는 제 2 클럭 신호 출력부보다 온도 변화 민감도가 크게 나타난다. 즉, 제 1 클럭 신호 출력부에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이는 제 2 클럭 신호 출력부에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이보다 길게 형성되어 있으므로, 제 1 클럭 신호 출력부의 링 오실레이터는 제 2 클럭 신호 출력부의 링 오실레이터보다 온도 변화 민감도가 크게 나타난다.Accordingly, the first clock signal output unit has a greater temperature change sensitivity than the second clock signal output unit. That is, since the gate channel length of the transistor included in the first clock signal output unit is formed longer than the gate channel length of the transistor included in the second clock signal output unit, the ring oscillator of the first clock signal output unit may generate a second clock signal. The temperature oscillation sensitivity is higher than the output ring oscillator.
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 제 1 클럭 신호 출력부(110) 및 제 2 클럭 신호 출력부(120)에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the first clock signal output unit 110 and the second clock signal output unit 120 will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.
도 4는 게이트 채널 길이가 서로 다른 MOSFET 구조를 도시한 도면이며, MOSFET의 게이트 채널 길이에 따른 트랜지스터 전류의 온도 의존성에 대하여 설명하면 다음과 같다.4 is a diagram illustrating a MOSFET structure having different gate channel lengths, and the temperature dependence of the transistor current according to the gate channel length of the MOSFET will be described as follows.
MOSFET 구조를 형성할 때, 소스나 드레인 영역에 이온을 주입하는 과정에서 입자 간의 물리적인 충돌에 의한 구조적인 중성 결함을 발생시킨다. 이때, 포켓 이온 주입 영역은 채널 길이에 무관하게 일정한 크기를 가지므로, 채널 길이가 줄어들수록 포켓 이온 주입에 의한 중성 산란의 영향이 크게 된다. 중성 결함이 차지하는 영역의 길이를 Ln이라 하고, 게이트 채널 길이가 짧은 MOSFET의 채널 길이를 Ls, 게이트 채널 길이가 긴 MOSFET의 채널 길이를 Lb, 두 MOSFET의 각각의 너비를 W라 하면, 두 MOSFET의 중성 결함이 차지하는 비율은 [수학식 2]와 같이 비교될 수 있다.When forming a MOSFET structure, structural neutral defects are generated by physical collisions between particles during implantation of ions into a source or drain region. In this case, since the pocket ion implantation region has a constant size irrespective of the channel length, as the channel length decreases, the influence of the neutral scattering caused by the pocket ion implantation is increased. If the length of the region occupied by the neutral defect is L n , the channel length of the MOSFET with the short gate channel length is L s , the channel length of the MOSFET with the long gate channel length is L b , and the width of each of the two MOSFETs is W, The ratio of the neutral defects of the two MOSFETs can be compared as shown in [Equation 2].
[수학식 2][Equation 2]
Figure PCTKR2014012535-appb-I000002
Figure PCTKR2014012535-appb-I000002
메티슨 법칙에 따라 [수학식 3]과 같이 독립적인 산란 현상을 병합하여 이동도(μ)를 나타낼 수 있으며, 이때 T는 절대온도, μc는 쿨롱 산란에 의한 이동도, μp는 포논 산란에 의한 이동도, μn는 중성 산란에 의한 이동도를 각각 나타낸다.According to the Matheson law, independent scattering phenomena can be combined to represent mobility (μ) as shown in Equation 3, where T is absolute temperature, μ c is mobility due to Coulomb scattering, and p is phonon scattering. The mobility by and n represent the mobility due to neutral scattering, respectively.
[수학식 3][Equation 3]
Figure PCTKR2014012535-appb-I000003
Figure PCTKR2014012535-appb-I000003
이와 같이, 캐리어의 이동도에 대한 산란은 쿨롱 산란, 포논 산란 및 중성 산란의 3가지 요인이 각각 독립적으로 영향을 미치게 된다. 또한, 게이트 채널 길이가 짧을수록 중성 산란의 영향을 지배적으로 받고, 게이트 채널 길이가 길수록 포논 산란의 영향을 지배적으로 받게 된다.As such, the scattering of carrier mobility is independently influenced by three factors, ie, coulomb scattering, phonon scattering, and neutral scattering. In addition, the shorter the gate channel length is dominated by the neutral scattering, the longer the gate channel length is dominated by the phonon scattering.
따라서, 채널 길이가 길수록 포논 산란이 주요한 요인이 되므로 온도에 따라 민감한 변화가 나타난다. 반면, 채널 길이가 짧을수록 중성 산란이 주요한 요인이 되므로 온도에 둔감한 변화가 나타난다. 이와 같이, 채널 길이가 짧아질수록 온도 변화에 대하여 캐리어 이동도의 감소 경향이 줄어들게 된다.Therefore, the longer the channel length, the phonon scattering becomes a major factor, so that a sensitive change occurs with temperature. On the other hand, shorter channel lengths cause neutral scattering to be a major factor, resulting in insensitive changes in temperature. As such, the shorter the channel length, the smaller the tendency of the carrier mobility to decrease with temperature change.
이와 같은 현상은 트랜지스터 전류의 온도 의존성 및 CMOS의 지연 시간에 영향을 미치게 된다. 이때, 트랜지스터의 전류는 [수학식 4]와 같이 캐리어 이동도에 비례한다.This phenomenon affects the temperature dependence of transistor current and the delay time of CMOS. At this time, the current of the transistor is proportional to the carrier mobility as shown in [Equation 4].
[수학식 4][Equation 4]
Figure PCTKR2014012535-appb-I000004
Figure PCTKR2014012535-appb-I000004
이러한 전류의 온도 의존성은 CMOS 지연 시간의 온도 의존성에도 영향을 미치게 된다. kN, kP는 각각 NMOS와 PMOS의 트랜스 컨덕턴스를 의미하며, Cox를 NMOS, PMOS 산화막의 커패시턴스, μN을 전자의 이동도, μP를 홀의 이동도라 할 때 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다.The temperature dependence of this current also affects the temperature dependence of the CMOS delay time. k N and k P denote transconductances of NMOS and PMOS, respectively, and when C ox is NMOS, capacitance of PMOS oxide, μ N is electron mobility, and μ P is hole mobility, as shown in [Equation 5] Can be represented.
[수학식 5][Equation 5]
Figure PCTKR2014012535-appb-I000005
Figure PCTKR2014012535-appb-I000005
또한, VTN, VTP는 각각 NMOS와 PMOS의 문턱전압을 의미한다. 따라서, CMOS 지연시간은 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다. In addition, V TN and V TP refer to threshold voltages of the NMOS and the PMOS, respectively. Therefore, the CMOS delay time can be expressed as shown in [Equation 6].
[수학식 6][Equation 6]
Figure PCTKR2014012535-appb-I000006
Figure PCTKR2014012535-appb-I000006
이와 같이, 트랜지스터 전류의 온도 의존성은 CMOS 지연 시간의 온도 의존성에도 영향을 미치므로, 본 발명에 따른 온도 감지 장치(100)는 게이트의 채널 길이에 따라 CMOS 인버터의 지연 시간의 온도 의존성을 제어할 수 있다.As described above, since the temperature dependence of the transistor current affects the temperature dependence of the CMOS delay time, the temperature sensing device 100 according to the present invention can control the temperature dependency of the delay time of the CMOS inverter according to the channel length of the gate. have.
도 5는 NMOS 게이트 채널 길이에 따른 온도 변화에 대한 표준화된 지연 시간의 변화를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the change in the normalized delay time with respect to the temperature change with the NMOS gate channel length.
도 5를 참조하면, 게이트 채널 길이가 가장 긴 경우(3.50um), 0도 대비 100도에서 표준화된 지연시간이 30.32% 증가하여 온도 증가에 대한 지연 시간의 증가율이 크게 나타남을 확인할 수 있다. 반면, 게이트 채널 길이가 가장 작은 경우(0.11um), 0도 대비 100도에서 표준화된 지연시간이 9.62% 증가하여 온도 증가에 대한 지연 시간의 증가율이 작게 나타남을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, when the gate channel length is the longest (3.50 um), the normalized delay time is increased by 30.32% at 100 degrees to 0 degrees, and thus the increase rate of the delay time with respect to the temperature increase is large. On the other hand, when the gate channel length is the smallest (0.11um), the normalized delay time is increased by 9.62% at 100 degrees compared to 0 degrees, indicating that the increase rate of delay time for temperature increase is small.
다시 도 3을 참조하면, 디지털 신호 출력부(150)는 제 2 클럭 신호를 수신하고, 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 포함한다. 그리고 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력한다. 이때, 제 2 클럭 신호는 제 1 클럭 신호와 기 설정된 기준 온도에서 천이 시간이 동일하도록 설정된다.Referring back to FIG. 3, the digital signal output unit 150 receives a second clock signal and includes a plurality of buffers having a unit delay time. The second clock signal corresponding to the rising edge of the first clock signal is output as a digital signal. In this case, the second clock signal is set to have the same transition time at the preset reference temperature with the first clock signal.
이하에서는 도 6 내지 도 11을 참조하여 온도 감지 장치(100)에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the temperature sensing apparatus 100 will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 11.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 감지 장치(100)의 회로도이다.6 is a circuit diagram of a temperature sensing device 100 according to an embodiment of the present invention.
제 1 클럭 신호 출력부(110)는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 통해 입력 신호를 지연시킨 제 1 클럭 신호를 출력한다. 이때, 링 오실레이터는 M개의 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있으며, M개의 직렬 연결된 트랜지스터의 첫 번째 트랜지스터의 입력단과 M 번째 트랜지스터의 출력단은 서로 직렬 접속될 수 있다.The first clock signal output unit 110 outputs a first clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series. In this case, the ring oscillator may include one or more transistors connected in series M, and the input terminal of the first transistor and the output terminal of the M th transistor of the M series connected transistors may be connected in series.
제 2 클럭 신호 출력부(120)는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 통해 입력 신호를 지연시킨 제 2 클럭 신호를 출력한다. 이때, 링 오실레이터는 N개의 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있다. N개의 직렬 연결된 트랜지스터의 첫 번째 트랜지스터의 입력단과 N번째 트랜지스터의 출력단은 서로 직렬 연결될 수 있다.The second clock signal output unit 120 outputs a second clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series. In this case, the ring oscillator may include N or more transistors connected in series. The input terminal of the first transistor and the output terminal of the Nth transistor of the N series connected transistors may be connected in series with each other.
이때, 제 1 클럭 신호 출력부(110)와 제 2 클럭 신호 출력부(120)의 트랜지스터는 CMOS인버터일 수 있다.In this case, the transistors of the first clock signal output unit 110 and the second clock signal output unit 120 may be CMOS inverters.
한편, 본 발명에 따른 온도 감지 장치(100)는 제 1 증폭부(130) 및 제 2 증폭부(140)를 더 포함할 수 있다. 도 7 및 도 8을 참조하여 제 1 증폭부(130) 및 제 2 증폭부(140)를 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the temperature sensing device 100 according to the present invention may further include a first amplifier 130 and a second amplifier 140. The first amplifier 130 and the second amplifier 140 will be described with reference to FIGS. 7 and 8 as follows.
도 7은 제 1 클럭 신호 출력부(110) 및 제 2 클럭 신호 출력부(120)와 제 1 증폭부(130) 및 제 2 증폭부(140)가 연결된 회로도를 도시한 도면이고, 는 제 1 증폭부(130) 및 제 2 증폭부(140)가 연결되기 전과 후의 제 1 클럭 신호와 제 2 클럭 신호의 주기 차이를 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit diagram in which a first clock signal output unit 110 and a second clock signal output unit 120, a first amplifier 130, and a second amplifier 140 are connected. A graph showing a period difference between the first clock signal and the second clock signal before and after the amplifier 130 and the second amplifier 140 are connected.
먼저, 도 7을 참조하면, 제 1 증폭부(130)는 제 1 클럭 신호의 주기를 증폭할 수 있고, 제 2 증폭부(140)는 제 2 클럭 신호의 주기를 증폭할 수 있다. 이와 같은 제 1 증폭부(130) 및 제 2 증폭부(140)는 각각 직렬 연결된 하나 이상의 D-플립플롭을 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 7, the first amplifier 130 may amplify the period of the first clock signal, and the second amplifier 140 may amplify the period of the second clock signal. The first amplifying unit 130 and the second amplifying unit 140 may each include one or more D-flip flops connected in series.
제 1 클럭 신호와 제 2 클럭 신호를 D-플립플롭의 CLK단에 인가하고 QB를 입력단인 D에 연결한다. D-플립플롭은 클럭 신호가 상승 트리거할 때 출력단 값인 Q가 전이되므로 Q단은 CLK단에 인가된 클럭 신호 주기의 2배의 주기를 갖는 신호를 출력한다. 이를 이용하여 제 1 클럭 신호 출력부(110) 및 제 2 클럭 신호 출력부(120)의 링 오실레이터에서 출력된 제 1 클럭 신호와 제 2 클럭 신호의 주기를 증폭할 수 있다.The first clock signal and the second clock signal are applied to the CLK terminal of the D flip-flop, and QB is connected to the input terminal D. The D-flip-flop outputs a signal having a period twice that of the clock signal period applied to the CLK stage because the output stage Q is shifted when the clock signal rises. By using this, the period of the first clock signal and the second clock signal output from the ring oscillator of the first clock signal output unit 110 and the second clock signal output unit 120 may be amplified.
한편, 제 1 클럭 신호 출력부(110)는 M개의 CMOS 인버터로 구성된 게이트 채널 길이가 큰 링 오실레이터를 포함할 수 있고, 제 2 클럭 신호 출력부(120)는 N개의 CMOS 인버터로 구성된 게이트 채널 길이가 짧은 링 오실레이터를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 클럭 신호와 제 2 클럭 신호의 주기 차이는 M·β-N·α로 나타낼 수 있다.Meanwhile, the first clock signal output unit 110 may include a ring oscillator having a large gate channel length composed of M CMOS inverters, and the second clock signal output unit 120 may include a gate channel length composed of N CMOS inverters. May comprise a short ring oscillator. In this case, the period difference between the first clock signal and the second clock signal may be represented by M · β-N · α.
고 분해능을 구현하기 위해서 M과 N의 값을 크게 설정할 경우 칩 면적의 비효율성을 유발시킬 수 있기 때문에, 제 1 증폭부(130) 및 제 2 증폭부(140)를 각각 x개만큼 직렬로 연결하여 두 클럭 신호의 주기 차이를 [수학식 7]과 같이 증폭할 수 있다. In order to achieve high resolution, setting the values of M and N largely may cause inefficiency of the chip area. Therefore, the first amplifier 130 and the second amplifier 140 are connected in series by x. The period difference between the two clock signals can be amplified as shown in [Equation 7].
[수학식 7][Equation 7]
Figure PCTKR2014012535-appb-I000007
Figure PCTKR2014012535-appb-I000007
도 8a를 참조하면, 제 1 클럭 신호와 제 2 클럭 신호의 주기 차이는 0도 대비 100도에서 약 2.3ns를 나타내고 있다. 이와 달리 도 8b를 참조하면, 제1 증폭부(130) 및 제 2 증폭부(140)를 통과한 제 1 클럭 신호 및 제 2 클럭 신호의 주기 차이는 0도에서 약 3.5ns, 100도에서 약 72.6ns 차이가 나는 것으로 나타나 증폭 전후 대비 약 32배가 증폭됨을 확인할 수 있다. 이와 같은, 선형적인 지연 시간의 차이를 디지털 출력으로 변환함으로써 본 발명에 따른 온도 감지 장치(100)는 아래에서 설명할 디지털 신호 출력부(150)를 통해 온도를 감지할 수 있다.Referring to FIG. 8A, the period difference between the first clock signal and the second clock signal is about 2.3 ns at 100 degrees to 0 degrees. In contrast, referring to FIG. 8B, the period difference between the first clock signal and the second clock signal passed through the first amplifier 130 and the second amplifier 140 is about 3.5 ns at 0 degrees and about 100 ns at 100 degrees. The difference of 72.6ns is shown to be amplified about 32 times before and after amplification. By converting such a difference in linear delay time into a digital output, the temperature sensing device 100 according to the present invention may sense the temperature through the digital signal output unit 150 to be described below.
다시 도 6을 참조하면, 디지털 신호 출력부(150)는 제 1 클럭 신호와 제 2 클럭 신호를 수신하고, 제 2 클럭 신호를 지연시키기 위하여 제 1 단위 시간 지연부(151) 및 제 2 단위 시간 지연부(155)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 6, the digital signal output unit 150 receives the first clock signal and the second clock signal, and delays the second clock signal with the first unit time delay unit 151 and the second unit time. The delay unit 155 may be included.
제 1 단위 시간 지연부(151)는 제 1 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 통해 제 2 클럭 신호를 지연시킬 수 있다. 그리고 제 2 단위 시간 지연부(155)는 제 2 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 통해 제 2 클럭 신호를 지연시킬 수 있다. 이때, 제 1 단위 지연 시간은 제 2 단위 지연 시간보다 크고, 제 1 단위 시간 지연부(151) 및 제 2 단위 시간 지연부(155)는 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력할 수 있다.The first unit time delay unit 151 may delay the second clock signal through a plurality of buffers having the first unit delay time. The second unit time delay unit 155 may delay the second clock signal through a plurality of buffers having a second unit delay time. In this case, the first unit delay time is greater than the second unit delay time, and the first unit time delay unit 151 and the second unit time delay unit 155 correspond to the second clock signal when the first clock signal rises and transitions. The value of the clock signal can be output as a digital signal.
한편, 본 발명에 따른 온도 감지 장치(100)는 클럭 신호 전달부(153)를 더 포함할 수 있다. 클럭 신호 전달부(153)는 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 지연 시간이 제 1 단위 지연시간보다 작을 경우, 제 2 클럭 신호를 제 2 단위 시간 지연부(155)로 전달할 수 있다.Meanwhile, the temperature sensing device 100 according to the present invention may further include a clock signal transmitter 153. The clock signal transfer unit 153 transmits the second clock signal to the second unit time delay unit 155 when the delay time of the second clock signal corresponding to the rising edge of the first clock signal is less than the first unit delay time. ) Can be delivered.
이하에서는 도 9 및 도 10을 참조하여 제 1 단위 시간 지연부(151), 제 2 단위 시간 지연부(155) 및 클럭 신호 전달부(153)에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the first unit time delay unit 151, the second unit time delay unit 155, and the clock signal transfer unit 153 will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10.
도 9는 제 1 단위 시간 지연부(151), 제 2 단위 시간 지연부(155) 및 클럭 신호 전달부(153)가 서로 접속된 회로도의 일 예시를 도시한 도면이고, 도 10은 제 1 단위 시간 지연부(151) 및 제 2 단위 시간 지연부(155)에서의 클럭 신호의 동작 특성을 도시한 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a circuit diagram in which a first unit time delay unit 151, a second unit time delay unit 155, and a clock signal transfer unit 153 are connected to each other, and FIG. 10 is a first unit. FIG. 5 illustrates the operation characteristics of the clock signal in the time delay unit 151 and the second unit time delay unit 155.
도 9를 참조하면, 제 1 단위 시간 지연부(151)는 복수의 버퍼 및 D-플립플롭을 포함하고 있다. 복수의 버퍼는 각각 D-플립플롭의 D단으로 증폭된 제 2 클럭 신호를 전달할 수 있도록 접속되어 있으며, 증폭된 제 1 클럭 신호는 D-플립플롭의 CLK단으로 인가되어 상승 천이 된다. 버퍼를 통해 지연된 시간은 각각 D-플립플롭의 Q단을 통해 출력된다. 한편, 버퍼와 D-플립플롭 사이에는 각각 클럭 신호 전달부(153)와 각각 접속된 선로를 포함하고 있으며, 이를 통해 제 1 단위 지연 시간보다 작은 지연 시간을 제 2 단위 시간 지연부(155)로 전달할 수 있다. 버퍼와 D-플립플롭의 구성은 제 2 단위시간 지연부(155)에서도 동일하게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 9, the first unit time delay unit 151 includes a plurality of buffers and D-flip flops. A plurality of buffers are connected to each other so as to transfer the second clock signal amplified to the D stage of the D-flip flop, and the amplified first clock signal is applied to the CLK stage of the D-flip flop to rise. The delayed time through the buffer is output through the Q stage of each D-flip flop. On the other hand, between the buffer and the D-flip-flop includes a line connected to the clock signal transmission unit 153, respectively, through which a delay time smaller than the first unit delay time to the second unit time delay unit 155 I can deliver it. The configuration of the buffer and the D-flip-flop may be similarly formed in the second unit time delay unit 155.
제 1 단위 시간 지연부(151)에 포함된 복수의 버퍼는 10a의 지연 시간을 갖고, 제 2 단위 시간 지연부(155)에 포함된 복수의 버퍼는 a의 지연 시간을 가질 수 있다. The plurality of buffers included in the first unit time delay unit 151 may have a delay time of 10a, and the plurality of buffers included in the second unit time delay unit 155 may have a delay time of a.
이때, 제 1 단위 시간 지연부(151)는 1개의 셀 당 10a의 시간 분해능을 가질 수 있으므로, 두 클럭 신호의 지연 시간 차이를 큰 시간 단위로 감지할 수 있다. 제 1 단위 시간 지연부(151)가 수신한 증폭된 제 1 클럭 신호가 D-플립플롭의 CLK단으로 인가됨과 동시에 제 2 클럭 신호는 각 단마다 10a의 지연 시간을 갖고 D_C[0:8] 신호가 되어 D-플립플롭의 입력단에 인가된다. 이를 통하여 제 1 클럭 신호와 제 2 클럭 신호의 지연 시간 차이는 10a의 큰 시간 단위의 분해능을 갖는 Q_C[0:8]로 변환되어 출력된다.In this case, since the first unit time delay unit 151 may have a time resolution of 10a per cell, the first unit time delay unit 151 may detect a difference in delay time between two clock signals in a large time unit. The amplified first clock signal received by the first unit time delay unit 151 is applied to the CLK stage of the D-flip-flop, and the second clock signal has a delay time of 10a for each stage and D_C [0: 8] Signal is applied to the input of the D-flip flop. As a result, the delay time difference between the first clock signal and the second clock signal is converted into Q_C [0: 8] having a resolution of a large time unit of 10a and output.
클럭 신호 전달부(153)는 Q_C[0:8]과 D_C[0:8]을 논리 회로로 조합하여 제 1 단위 시간 지연부(151)에서의 시간 분해능 단위인 10a로 감지하지 못하는 나머지 시간을 제 2 단위 시간 지연부(155)로 전달한다. 따라서, 10a이하의 클럭 지연 시간 차이는 제 2 단위 시간 지연부(155)에서 a의 작은 시간 단위의 분해능을 갖는 출력 Q_F[0:8]로 변환된다. The clock signal transfer unit 153 combines Q_C [0: 8] and D_C [0: 8] into logic circuits to determine the remaining time that is not detected by the time resolution unit 10a of the first unit time delay unit 151. It transfers to the second unit time delay unit 155. Therefore, the clock delay time difference of 10a or less is converted by the second unit time delay unit 155 into the output Q_F [0: 8] having a resolution of a small time unit of a.
한편, 제 2 단위 시간 지연부(155)에서 디지털 신호가 출력되는 과정을 설명하면 다음과 같다. 증폭된 제 2 클럭 신호는 가장 낮은 동작 온도 조건에서 제 1 클럭 신호와 천이 시간이 갖도록 설정되어 있으며, 한 단의 버퍼를 통과할 때마다 a만큼 지연된다.Meanwhile, a process of outputting a digital signal from the second unit time delay unit 155 will be described below. The amplified second clock signal is set to have a transition time with the first clock signal at the lowest operating temperature condition, and is delayed by a each time it passes through a buffer.
CELL<0>의 입력 신호인 D<0>은 증폭된 제 2 클럭 신호에서 a만큼 지연되고, CELL<1>의 입력 신호인 D<1>은 증폭된 제 2 클럭 신호에서 2a만큼 지연된다. 따라서, 마지막 단에서의 입력인 D<8>에서는 9a만큼 지연된다. 각 CELL의 D-플립플롭 CLK단에 인가된 제 1 클럭 신호가 상승 천이할 때 가장 낮은 동작 온도에서의 출력 Q_F[0:8]은 [000000000] 값을 갖는다. 높은 동작 온도 조건에서는 증폭된 제 1 클럭 신호가 증폭된 제 2 클럭 신호보다 큰 지연 시간을 갖는다. 따라서, 가장 높은 동작 온도 조건에서 제 2 클럭 신호의 상승 천이 시간과 제 1 클럭 신호의 상승 천이 시간이 10a이상의 차이를 갖는다고 가정할 경우, 출력 Q_F[0:8]은 [111111111] 값을 갖는다. The input signal D <0> of CELL <0> is delayed by a in the amplified second clock signal, and the input signal D <1> of CELL <1> is delayed by 2a in the amplified second clock signal. Therefore, at D <8> which is the input at the last stage, it is delayed by 9a. When the first clock signal applied to the D-flip-flop CLK stage of each CELL rises and transitions, the output Q_F [0: 8] at the lowest operating temperature has a value of [000000000]. Under high operating temperature conditions, the amplified first clock signal has a larger delay time than the amplified second clock signal. Therefore, assuming that the rising transition time of the second clock signal and the rising transition time of the first clock signal have a difference of 10a or more at the highest operating temperature condition, the output Q_F [0: 8] has a value of [111111111]. .
이와 같이, 낮은 동작 온도와 높은 동작 온도 사이의 값을 갖는 임의의 온도일 때, 온도 변화의 정도가 디지털 출력의 변화로 나타날 수 있다. 예를 들어, 제 1 클럭 신호와 제 2 클럭 신호의 지연 시간이 2a 이상 3a 이하의 차이를 가질 경우, 출력값인 Q_F[0:8]은 [111000000] 값을 가질 수 있다. 이와 같은 동작 원리는 제 1 단위 시간 지연부(151)에도 적용될 수 있으며, 제 1 단위 시간 지연부(151)는 제 2 단위 시간 지연부(155)보다 더 큰 시간 분해능을 가지므로 더 큰 단위의 값을 출력하게 된다.As such, when any temperature has a value between a low operating temperature and a high operating temperature, the degree of temperature change may appear as a change in the digital output. For example, when the delay time between the first clock signal and the second clock signal has a difference of 2a or more and 3a or less, the output value Q_F [0: 8] may have a value of [111000000]. Such an operation principle may be applied to the first unit time delay unit 151, and the first unit time delay unit 151 has a larger time resolution than the second unit time delay unit 155, so that Will output the value.
다음으로 클럭 신호의 동작 특성을 설명하기 위하여 도 10을 참조하면, 제 1 단위 시간 지연부(151)에서 감지하지 못하는 잔여 시간(Residue)은 제 2 단위 시간 지연부(155)에서 작은 시간 단위의 감지를 통하여 디지털 코드로 변환된 후 출력된다. Next, referring to FIG. 10 to describe an operation characteristic of a clock signal, a residual time that is not detected by the first unit time delay unit 151 may be a small time unit in the second unit time delay unit 155. It is output after being converted into digital code through sensing.
이에 따라 n개의 제 1 단위 시간 지연부(151) 및 n개의 제 2 단위 시간 지연부(155)를 포함하는 디지털 신호 출력부(150)는 100a의 시간 차이를 (n+1)2 비트의 디지털 신호로 출력할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 온도 감지 장치(100)는 출력 노드의 개수가 감소하게 되므로 칩 단면적을 감소시킬 수 있으며, 고 분해능을 구현할 수 있다.Accordingly, the digital signal output unit 150 including the n first unit time delay units 151 and the n second unit time delay units 155 has a time difference of 100a (n + 1) and has two bits of digital. Can be output as a signal. Therefore, since the number of output nodes is reduced in the temperature sensing device 100 according to the present invention, the chip cross-sectional area can be reduced and high resolution can be realized.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 감지 장치(100)를 이용하여 온도를 감지하기 위한 방법의 순서도이다.11 is a flowchart of a method for sensing a temperature using the temperature sensing device 100 according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 온도 감지 방법은 먼저, 제 1 클럭 신호 출력부(110) 및 제 2 클럭 신호 출력부(120)에서 입력 신호를 입력 받은 후, 입력 신호를 지연시켜 제 1 클럭 신호 및 제 2 클럭 신호를 출력한다(S110).In the temperature sensing method according to the present invention, first, after receiving an input signal from the first clock signal output unit 110 and the second clock signal output unit 120, the first and second clock signals are delayed by delaying the input signal. Output a signal (S110).
제 1 클럭 신호 출력부(110)는 제 1 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 통해 입력 신호를 지연 시킨 제 1 클럭 신호를 출력한다. 이와 더불어, 제 2 클럭 신호 출력부(120)는 제 2 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 통해 입력 신호를 지연시킨 제 2 클럭 신호를 출력한다. The first clock signal output unit 110 outputs a first clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a first delay time. In addition, the second clock signal output unit 120 outputs a second clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a second delay time.
이때, 제 1 클럭 신호 출력부(110)에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이는 제 2 클럭 신호 출력부(120)에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이보다 길게 형성되어 있다. 그리고 제 2 클럭 신호는 제 1 클럭 신호와 기 설정된 기준 온도에서 천이 시간이 동일하도록 설정되어 있다.In this case, the gate channel length of the transistor included in the first clock signal output unit 110 is longer than the gate channel length of the transistor included in the second clock signal output unit 120. The second clock signal is set such that the transition time is the same as the first clock signal at a preset reference temperature.
한편, 본 발명에 따른 온도 감지 방법은 지연된 제 1 클럭 신호의 주기를 증폭하는 단계 및 지연된 제 2 클럭 신호의 주기를 증폭하는 단계를 더 포함할 수 있다(S120). 이때, 각 클럭 신호 주기의 증폭은 각각 직렬 연결된 하나 이상의 D-플립플롭을 통해 증폭된다. 제 1 클럭 신호 및 제 2 클럭 신호의 주기를 증폭하는 단계에 대해서는 도 7 및 도 8에서 구체적으로 설명하였으므로, 이하에서는 생략하도록 한다.On the other hand, the temperature sensing method according to the present invention may further include amplifying the period of the delayed first clock signal and amplifying the period of the delayed second clock signal (S120). In this case, the amplification of each clock signal period is amplified through one or more D-flip flops each connected in series. Since amplifying the periods of the first clock signal and the second clock signal has been described in detail with reference to FIGS. 7 and 8, the description thereof will be omitted below.
다음으로, 제 2 클럭 신호를 지연시키기 위하여 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 포함하는 디지털 신호 출력부(150)에서 제 1 클럭 신호와 제 2 클럭 신호를 수신하고(S130), 디지털 신호 출력부(150)가 제 2 클럭 신호를 지연시킨다(S140). Next, in order to delay the second clock signal, the digital signal output unit 150 including the plurality of buffers having a unit delay time receives the first clock signal and the second clock signal (S130), and the digital signal output unit. 150 delays the second clock signal (S140).
다음으로, 디지털 신호 출력부(150)가 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력한다(S150).Next, the digital signal output unit 150 outputs the value of the second clock signal corresponding to the case where the first clock signal rises or shifts as a digital signal (S150).
이때, 디지털 신호 출력부(150)는 제 1 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 포함하는 제 1 단위 시간 지연부(151) 및 제 2 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 포함하는 제 2 단위 시간 지연부(155)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 디지털 신호 출력부(150)가 제 2 클럭 신호를 지연시키는 단계는, 제 1 단위 시간 지연부(151)에서 제 2 클럭 신호를 지연시키고, 제 2 단위 시간 지연부(155)에서 제 2 클럭 신호를 지연시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 제 1 단위 지연 시간은 제 2 단위 지연 시간보다 클 수 있다.In this case, the digital signal output unit 150 includes a first unit time delay unit 151 including a plurality of buffers having a first unit delay time and a second unit time including a plurality of buffers having a second unit delay time. The delay unit 155 may further include. Accordingly, the step of delaying the second clock signal by the digital signal output unit 150 may include delaying the second clock signal by the first unit time delay unit 151 and second by the second unit time delay unit 155. Delaying the clock signal may be further included. In this case, the first unit delay time may be greater than the second unit delay time.
이와 더불어, 본 발명에 따른 온도 감지 방법은 제 1 단위 시간 지연부(151)에서 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력하고, 제 2 단위 시간 지연부(155)에서 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the temperature sensing method according to the present invention outputs the value of the second clock signal as a digital signal when the first clock signal rises and shifts in the first unit time delay unit 151, and the second unit time delay unit. In operation 155, the method may further include outputting a value of the second clock signal as a digital signal when the first clock signal rises or shifts.
이때, 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 지연 시간이 제 1 단위 지연 시간보다 작을 경우, 제 2 클럭 신호를 제 2 단위 시간 지연부(155)로 전달할 수 있다.In this case, when the delay time of the second clock signal corresponding to the rising edge of the first clock signal is less than the first unit delay time, the second clock signal may be transmitted to the second unit time delay unit 155.
한편, 제 1 단위 시간 지연부(151), 제 2 단위 시간 지연부(155) 및 제 2 클럭 신호를 제 2 단위 시간 지연부(155)로 전달하는 단계에 대한 설명은 도 9 및 도 10에서 구체적으로 설명하였으므로 이하에서는 생략하도록 한다.Meanwhile, a description of the step of transferring the first unit time delay unit 151, the second unit time delay unit 155, and the second clock signal to the second unit time delay unit 155 is described with reference to FIGS. 9 and 10. As it described in detail, it will be omitted below.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (10)

  1. 온도 감지 장치에 있어서,In the temperature sensing device,
    제 1 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 통해 입력 신호를 지연시킨 제 1 클럭 신호를 출력하는 제 1 클럭 신호 출력부,A first clock signal output unit configured to output a first clock signal delayed by an input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a first delay time;
    제 2 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 통해 상기 입력 신호를 지연시킨 제 2 클럭 신호를 출력하는 제 2 클럭 신호 출력부 및A second clock signal output unit configured to output a second clock signal delayed by the input signal through a ring oscillator including one or more transistors connected in series having a second delay time;
    상기 제 2 클럭 신호를 수신하고, 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 포함하며, 상기 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력하는 디지털 신호 출력부를 포함하되,A digital signal output unit configured to receive the second clock signal and include a plurality of buffers having a unit delay time, and output a value of a second clock signal corresponding to the rising edge of the first clock signal as a digital signal; Including,
    상기 제 1 지연 시간 및 상기 제 2 지연 시간은 상기 제 1 클럭 신호 출력부에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이 및 상기 제 2 클럭 신호 출력부에 포함된 트랜지스터의 게이트 채널 길이에 따라 결정되고,The first delay time and the second delay time are determined according to a gate channel length of a transistor included in the first clock signal output unit and a gate channel length of a transistor included in the second clock signal output unit,
    상기 제 1 클럭 신호 출력부는 상기 제 2 클럭 신호 출력부보다 온도 변화 민감도가 크며,The first clock signal output unit has a greater temperature change sensitivity than the second clock signal output unit,
    상기 제 2 클럭 신호는 상기 제 1 클럭 신호와 기 설정된 기준 온도에서 천이 시간이 동일하도록 설정된 것인 온도 감지 장치.And the second clock signal is set such that a transition time is equal to the first clock signal at a preset reference temperature.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제 1 클럭 신호 출력부는 M개의 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하되,The first clock signal output unit includes one or more transistors connected in series M,
    첫 번째 트랜지스터의 입력단과 M 번째 트랜지스터의 출력단은 서로 직렬 접속된 것인 온도 감지 장치.The input terminal of the first transistor and the output terminal of the M-th transistor is connected in series with each other.
  3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제 2 클럭 신호 출력부는 N개의 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하되,The second clock signal output unit includes one or more transistors connected in series N,
    첫 번째 트랜지스터의 입력단과 N 번째 트랜지스터의 출력단은 서로 직렬 접속된 것인 온도 감지 장치.The input terminal of the first transistor and the output terminal of the N-th transistor is connected in series with each other.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제 1 클럭 신호의 주기를 증폭하는 제 1 증폭부 및A first amplifier for amplifying the period of the first clock signal;
    상기 제 2 클럭 신호의 주기를 증폭하는 제 2 증폭부를 더 포함하되, Further comprising a second amplifier for amplifying the period of the second clock signal,
    상기 제 1 증폭부 및 상기 제 2 증폭부는 각각 직렬 연결된 하나 이상의 D-플립플롭을 포함하는 것인 온도 감지 장치.Wherein the first amplifying unit and the second amplifying unit each include one or more D-flip flops connected in series.
  5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 디지털 신호 출력부는 제 1 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 통해 상기 제 2 클럭 신호를 지연시키는 제 1 단위 시간 지연부 및 제 2 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 통해 상기 제 2 클럭 신호를 지연시키는 제 2 단위 시간 지연부를 포함하되,The digital signal output unit may receive the second clock signal through a first unit time delay unit for delaying the second clock signal through a plurality of buffers having a first unit delay time and a plurality of buffers having a second unit delay time. A second unit time delay unit for delaying;
    상기 제 1 단위 지연 시간은 상기 제 2 단위 지연 시간보다 크고,The first unit delay time is greater than the second unit delay time,
    상기 제 1 단위 시간 지연부 및 상기 제 2 단위 시간 지연부는 상기 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 값을 각각 디지털 신호로 출력하는 것인 온도 감지 장치. And the first unit time delay unit and the second unit time delay unit respectively output values of the second clock signal corresponding to the case where the first clock signal rises as a digital signal.
  6. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 지연 시간이 상기 제 1 단위 지연 시간보다 작을 경우, 상기 제 2 클럭 신호를 상기 제 2 단위 시간 지연부로 전달하는 클럭 신호 전달부를 더 포함하는 온도 감지 장치.A clock signal transfer unit configured to transfer the second clock signal to the second unit time delay unit when the delay time of the second clock signal corresponding to the rising edge of the first clock signal is less than the first unit delay time Further comprising a temperature sensing device.
  7. 온도 감지 장치를 이용하여 온도를 감지하기 위한 방법에 있어서,In the method for sensing the temperature using the temperature sensing device,
    제 1 클럭 신호 출력부 및 제 2 클럭 신호 출력부에서 입력 신호를 지연시켜 제 1 클럭 신호 및 제 2 클럭 신호를 출력하는 단계,Delaying an input signal at the first clock signal output unit and the second clock signal output unit to output the first clock signal and the second clock signal;
    상기 제 2 클럭 신호를 지연시키기 위하여 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 포함하는 디지털 신호 출력부에서, 상기 제 1 클럭 신호와 상기 제 2 클럭 신호를 수신하는 단계,Receiving the first clock signal and the second clock signal at a digital signal output unit including a plurality of buffers having a unit delay time to delay the second clock signal;
    상기 디지털 신호부 출력부가 상기 제 2 클럭 신호를 지연 시키는 단계 및Delaying the second clock signal by the digital signal output unit; and
    상기 디지털 신호 출력부가 상기 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력하는 단계를 포함하되,And outputting, by the digital signal output unit, a value of a second clock signal corresponding to the case where the first clock signal rises or shifts as a digital signal.
    상기 제 1 클럭 신호 출력부는 제 1 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 포함하고, 상기 제 2 클럭 신호 출력부는 제 2 지연 시간을 갖는 직렬 연결된 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 링 오실레이터를 포함하며,The first clock signal output includes a ring oscillator including one or more transistors connected in series with a first delay time, and the second clock signal output includes a ring oscillator including one or more transistors in series with a second delay time. Including;
    상기 제 1 클럭 신호 출력부는 상기 제 2 클럭 신호 출력부보다 온도 변화 민감도가 크며,The first clock signal output unit has a greater temperature change sensitivity than the second clock signal output unit,
    상기 제 2 클럭 신호는 상기 제 1 클럭 신호와 기 설정된 기준 온도에서 천이 시간이 동일하도록 설정된 것인 온도 감지 방법.And wherein the second clock signal is set such that a transition time is the same at a preset reference temperature with the first clock signal.
  8. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 디지털 신호 출력부가 상기 제 2 클럭 신호를 지연 시키는 단계는,Delaying the second clock signal by the digital signal output unit,
    제 1 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 포함하는 제 1 단위 시간 지연부에서 상기 제 2 클럭 신호를 지연시키는 단계 및Delaying the second clock signal in a first unit time delay unit including a plurality of buffers having a first unit delay time; and
    제 2 단위 지연 시간을 갖는 복수의 버퍼를 포함하는 제 2 단위 시간 지연부에서 상기 제 2 클럭 신호를 지연시키는 단계를 포함하되,Delaying the second clock signal in a second unit time delay unit including a plurality of buffers having a second unit delay time,
    상기 디지털 신호 출력부는 상기 제 1 단위 시간 지연부 및 상기 제 2 단위 시간 지연부를 포함하고,The digital signal output unit includes the first unit time delay unit and the second unit time delay unit,
    상기 제 1 단위 지연 시간은 상기 제 2 단위 지연 시간보다 큰 것인 온도 감지 방법.And wherein the first unit delay time is greater than the second unit delay time.
  9. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력하는 단계는,The step of outputting the value of the second clock signal corresponding to the case where the first clock signal rises as a digital signal,
    상기 제 1 단위 시간 지연부에서 상기 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력하는 단계 및Outputting a value of a second clock signal corresponding to the case where the first clock signal rises and shifts in the first unit time delay unit as a digital signal; and
    상기 제 2 단위 시간 지연부에서 상기 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 값을 디지털 신호로 출력하는 단계를 포함하는 것인 온도 감지 방법.And outputting a value of a second clock signal corresponding to the case where the first clock signal rises by the second unit time delay unit as a digital signal.
  10. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 제 1 클럭 신호가 상승 천이될 경우에 대응하는 제 2 클럭 신호의 지연 시간이 상기 제 1 단위 지연 시간보다 작을 경우, 상기 제 2 클럭 신호를 상기 제 2 단위 시간 지연부로 전달하는 단계를 더 포함하는 온도 감지 방법.And transmitting the second clock signal to the second unit time delay unit when the delay time of the second clock signal corresponding to the rising of the first clock signal is less than the first unit delay time. Temperature sensing method.
PCT/KR2014/012535 2014-01-02 2014-12-18 Temperature sensing apparatus and temperature sensing method based on temperature dependence of current according to channel length variation WO2015102274A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2014-0000467 2014-01-02
KR20140000467A KR101508578B1 (en) 2014-01-02 2014-01-02 Apparatus and method for sensing temperature based on temperature dependence of current according to channel length variation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015102274A1 true WO2015102274A1 (en) 2015-07-09

Family

ID=53032418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2014/012535 WO2015102274A1 (en) 2014-01-02 2014-12-18 Temperature sensing apparatus and temperature sensing method based on temperature dependence of current according to channel length variation

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101508578B1 (en)
WO (1) WO2015102274A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106023890A (en) * 2016-07-25 2016-10-12 京东方科技集团股份有限公司 Temperature detection circuit and method, temperature compensation device and method, and display device
TWI730596B (en) * 2020-01-20 2021-06-11 瑞昱半導體股份有限公司 Temperature sensing circuit

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102403060B1 (en) * 2019-10-31 2022-05-27 울산과학기술원 Apparatus and method for temperature relative value calculation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990046997A (en) * 1997-12-02 1999-07-05 구본준 Delay circuit
KR20030054201A (en) * 2001-12-24 2003-07-02 삼성전자주식회사 Interface circuit with high frequency clock of semiconductor memory device
KR20070074938A (en) * 2006-01-11 2007-07-18 삼성전자주식회사 Temperature sensor and temperature detection method using ring oscillator
KR20090002487A (en) * 2007-06-29 2009-01-09 주식회사 하이닉스반도체 Pulse generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990046997A (en) * 1997-12-02 1999-07-05 구본준 Delay circuit
KR20030054201A (en) * 2001-12-24 2003-07-02 삼성전자주식회사 Interface circuit with high frequency clock of semiconductor memory device
KR20070074938A (en) * 2006-01-11 2007-07-18 삼성전자주식회사 Temperature sensor and temperature detection method using ring oscillator
KR20090002487A (en) * 2007-06-29 2009-01-09 주식회사 하이닉스반도체 Pulse generator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106023890A (en) * 2016-07-25 2016-10-12 京东方科技集团股份有限公司 Temperature detection circuit and method, temperature compensation device and method, and display device
CN106023890B (en) * 2016-07-25 2018-06-01 京东方科技集团股份有限公司 Temperature sensing circuit and method, temperature compensation means and method and display device
TWI730596B (en) * 2020-01-20 2021-06-11 瑞昱半導體股份有限公司 Temperature sensing circuit

Also Published As

Publication number Publication date
KR101508578B1 (en) 2015-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10739212B2 (en) Integrated electronic device comprising a temperature sensor and sensing method
WO2014044047A1 (en) Temperature measurement and calibration circuit, passive radio-frequency identification tag and method for measuring temperature
US9520895B2 (en) Low power analog to digital converter
US7586432B2 (en) A/D converter
WO2011037292A1 (en) Time domain voltage comparator of analog-digital converter
WO2015102274A1 (en) Temperature sensing apparatus and temperature sensing method based on temperature dependence of current according to channel length variation
US11099081B2 (en) Current generating circuits capable of generating currents with different temperature coefficients and flexibly adjusting slope of the temperature coefficient
US7145380B2 (en) Low power consumed and small circuit area occupied temperature sensor
US9267818B2 (en) Magnetic sensor device
CN106257837B (en) Method for testing a differential analog-to-digital converter and corresponding system
US20160276991A1 (en) Summing amplifier and method thereof
KR100304691B1 (en) Tristate detection circuit &amp; digital signal generator having the same
TW201903553A (en) Amplifier and semiconductor apparatus using the same
CN110907807B (en) Chip circuit power consumption measuring circuit and method and chip
US7034598B2 (en) Switching point detection circuit and semiconductor device using the same
JP2001217692A (en) Voltage comparing circuit and substrate bias adjusting circuit using the same
CN111366259B (en) Reconfigurable all-digital temperature sensor and temperature measurement method
CN110095197B (en) Temperature measuring device
JPH0856142A (en) High-speed comparator circuit
TW202107840A (en) Gain modulation circuit
US11867571B2 (en) Self-turn-on temperature detector circuit
US20030076134A1 (en) Data receiver and data receiving method using signal integration
US20240036087A1 (en) Peak voltage detection circuit with reduced charge loss
KR100898654B1 (en) Temperature sensor
US20200404208A1 (en) Electronic circuit for configuring amplifying circuit configured to output voltage including low noise

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14876946

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14876946

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1