[发明专利]一种不含温度传感器的多级温度控制自刷新存储设备及其方法

权利要求书

1.一种多级温度控制自刷新存储设备，包括振荡器(101)、分频器(102)以及DRAM阵列，其特征在于，该设备还包括扩展模式寄存器设置(EMRS)模块(500)、选择电路(300)、多个衬底电压稳定模块(201、202、……20n)：

分频器(102)将输入频率frq分频成多个输出频率Refrq1，Refreq2，…Refrqn，

衬底电压稳定模块(201、202、……20n)产生DRAM保持期间的衬底电压VBB1、VBB2、……VBBn，

扩展模式寄存器设置(EMRS)模块(500)通过写入编码信号Code，即外部设置码，生成选择信号Refsel，提供给选择电路(300)，

选择电路模块300在扩展模式寄存器设置(EMRS)模块(500)的设置控制下从(VBB1，Refrq1)、(VBB2，Refrq2)、……(VBBn，Refrqn)中选择一组输出到DRAM阵列的刷新频率Refrq和晶体管衬底电压VBB上。

2.根据权利要求1所述的多级温度控制自刷新存储设备，其特征在于，扩展模式寄存器设置模块(EMRS)(500)包括一组寄存器和对应的译码电路。

3.根据权利要求2所述的多级温度控制自刷新存储设备，其特征在于，寄存器的位数取决于刷新频率、阈值电压对的数量。

4.根据权利要求3所述的多级温度控制自刷新存储设备，其特征在于，n位寄存器的信息可以从最多2n个刷新频率、阈值电压对中选择，译码电路将寄存器中的数值译码为Refsel信号，该Refsel信号中每次只有一根信号线有效，输入到选择电路300中作为选择信号。

5.根据权利要求3所述的多级温度控制自刷新存储设备，其特征在于，当刷新频率为4组时，用两位寄存器配合一个2-4译码器，生成4位Refsel信号。

6.根据权利要求1所述的多级温度控制自刷新存储设备，其特征在于，衬底电压稳定模块包括三个定值电阻、一个三极管T1、比较器和电荷泵。

7.根据权利要求6所述的多级温度控制自刷新存储设备，其特征在于，三极管为跟DRAM阵列中晶体管完全相同的晶体管，取自冗余单元。

8.根据权利要求7所述的多级温度控制自刷新存储设备，其特征在于，通过调整三个定值电阻得到衬底电压VBBn。

9.根据权利要求1所述的多级温度控制自刷新存储设备，其特征在于，选择电路(300)包括一系列传输门，其中每组刷新频率、阈值电压对的两个传输门由选择信号Refsel的一位来控制选通。

10.根据权利要求9所述的多级温度控制自刷新存储设备，其特征在于，在Refsel信号选择控制下，从VBB1、VBB2直到VBBn中选择一个电压输出VBB，从Refrq1、Refrq2直到Refrqn中选择一个刷新频率输出到Refrq。

11.根据权利要求9所述的多级温度控制自刷新存储设备，其特征在于，传输门可以是三态传输门。

12.一种多级温度控制自刷新方法，其特征在于包括以下步骤：

分频器(102)将输入频率frq分频成多个输出频率Refrq1，Refreq2，…Refrqn，衬底电压稳定模块(201、202、……20n)产生DRAM保持期间的衬底电压VBB1、VBB2、……VBBn，扩展模式寄存器设置(EMRS)模块(500)通过写入编码信号Code，即外部设置码，生成选择信号Refsel，选择电路模块300在扩展模式寄存器设置(EMRS)模块(500)的设置控制下从(VBB1，Refrq1)、(VBB2，Refrq2)、……(VBBn，Refrqn)中选择一组输出到DRAM阵列的刷新频率Refrq和晶体管衬底电压VBB上。