[发明专利]带隙参考电路和使用该带隙参考电路的温度信息输出装置

说明书

技术领域

这里公开的本发明涉及一种带隙参考电路和使用该带隙参考电路的温度信息输出装置。

背景技术

常规温度信息输出装置100包括：带隙参考(band gap reference，BGR)电路110、模数转换器(ADC)120、以及控制器140，如图1所示。产生用于产生半导体存储器装置内部电压的参考电压VREF_CORE的BGR电路200进一步设置于半导体存储器装置中，而与温度信息输出装置100的BGR电路110分开。

温度信息输出装置100的BGR电路110输出：与半导体存储器装置内部温度成反比的温度电压VTEMP、用于限定温度电压VTEMP上限的参考电压VULIMIT、以及用于限定温度电压VTEMP下限的参考电压VLLIMIT。如图2所示，BGR电路110包括：用于响应BGR_ON信号来向BGR电路110供电的开关SW、与温度成正比的电流产生部111、与温度成反比的电流产生部112、电流至电压转换部113、参考电压输出部114、以及温度电压输出部115。与温度成正比的电流产生部111产生随着半导体存储器装置内部温度的增加而增加的基本电流IPTAT。与温度成反比的电流产生部112产生随着半导体存储器装置内部温度增加而减少的基本电流ICTAT。电流至电压转换部113利用电阻器R3将与晶体管XM的尺寸成正比的基本电流M*IPTAT和与晶体管XK的尺寸成正比的基本电流K*ICTAT的总和转换成电压VREF。参考电压输出部114输出限定温度电压VTEMP上限的参考电压VULIMIT和限定温度电压VTEMP下限的参考电压VLLIMIT。参考电压VULIMIT与VLLIMIT可通过各种因素来偏移，因此，当输入外部调整码时，可通过改变电阻器R5、R7和R8的值来调整参考电压VULIMIT与VLLIMIT。温度电压输出部115放大与温度成正比的电流产生部111中的双极结型晶体管(bipolar junction transistor，BJT)Q2的射基电压VEB2，以输出温度电压VTEMP。这里，由于射基电压VEB2具有-1.8mV/℃的特性，所以其用作用于产生温度电压的电压。

设置在半导体存储器装置中的BGR电路200不需要产生VTEMP、VULIMIT、及VLLIMIT，且因此，其不包括温度信息输出装置100的BGR电路110中的参考电压输出部114和温度电压输出部115。

ADC120将温度电压VTEMP转换成数字温度信息TEMP_CODE。如图3所示，ADC120包括：比较器121、过滤器122、计数器123、振荡器124、复用器MUX125、解码器126、以及数模转换器(digital-to-analogconverter，DAC)127。比较器121比较为模拟值的VTEMP与DACOUT，以将VTEMP与DACOUT之间的差输出为数字码INC与DEC。当INC与DEC激烈地变化时，即当它们由于外部噪声而具有高频分量时，过滤器122不执行输出操作。然而，当INC与DEC缓慢地变化时，过滤器122仅针对低频分量为计数器123输出信号UP来向上计数并且为计数器123输出信号DN来向下计数。计数器123分别响应UP与DN信号来增加与减少初始TEMP_CODE(例如100000)。计数器123经由重置端子RESET来接收ADC_ON信号。当ADC_ON信号处于高电平时，振荡器124工作以产生具有预定时段的时钟信号，并经由延迟DLY将该时钟提供到过滤器122与计数器123。复用器MUX125响应测试模式信号TM来输出测试码TEST_CODE或TEMP_CODE。解码器126解码复用器MUX125的输出，以输出解码信号SW<0:N>。在不超过VULIMIT与VLLIMIT的限度下，DAC127将解码信号SW<0:N>转换成DACOUT。

控制器140响应是输入到温度信息输出装置100的外部信号的使能信号EN、自刷新信号SREF和测试模式使能信号TEST_EN，来输出BGR_ON信号、ADC_ON信号和测试模式信号TM，以控制是否执行测试模式。

以下将参考图4来说明常规温度信息输出装置的操作。

首先，当控制器140接收EN信号时，其使能BGR_ON信号至高电平。

当BGR_ON信号处于高电平时，BGR电路110工作并执行温度检测操作，以输出VTEMP、VULIMIT、及VLLIMIT。

在VTEMP、VULIMIT、及VLLIMIT变稳定之后，即在对应于带隙初始化操作的时间过去之后，控制器140使能ADC_ON信号至高电平。