[发明专利]具有自我更新时序电路的半导体存储器元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有自我更新时序电路的半导体存储器元件。

背景技术

目前半导体存储器元件已广泛应用在许多电子产品中以存储和读取数据。半导体存储器元件包含多个存储器单元，每一单元由一晶体管和一电容器所组成。一动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)元件通过存储电荷于电容器中来存储数据位。然而，一段时间后，在电容器中存储的电荷会经由基底或其他路径逐渐漏失，使得数据位无法永久存储于其中。因此，有必要对DRAM元件中的存储器单元进行周期性地更新，以避免数据流失。

对于如何周期性地更新DRAM元件中的存储器单元，有数种更新方案已被提出，其中一种为使DRAM元件操作在自我更新(self-refresh)模式。在自我更新模式下，对应于由一内部地址计数器所产生的地址的一存储器单元(memorycell，存储器晶胞)在收到一自我更新命令后，会根据一预定周期执行更新运作。该预定周期一般由DRAM单元的数据保存时间而决定。在更新运作后，该地址计数器会重新初始化以等待下一次的自我更新命令。

一般而言，自我更新模式会设定在低功率损耗模式，在自我更新模式下的电流损耗需要尽量降低。一个减少DRAM元件中自我更新所需的功率损耗的方法为根据环境温度改变预定更新周期。亦即，当温度低于一设定值时，以较长的预定周期执行更新运作；反之，当温度高于该设定值时，以较短的预定周期执行更新运作。

为了检测环境温度，在DRAM元件中会设置一温度感测元件以提供对应的温度信号，并设置一比较元件以跟据该温度信号改变预定周期的时间。然而，在已知技术中，该温度感测元件和该比较元件会保持致动状态以持续检测温度，因此会增加DRAM元件的总功率损耗。为了降低功率损耗，有必要提出一时序电路以控制该预定周期的时间，并提供一致能电路以选择性地致能该比较元件。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有自我更新时序电路的半导体存储器元件。通过本发明所揭示的自我更新时序电路，该半导体存储器元件可以降低功率损耗。

为达到上述的目的，本发明的半导体存储器元件的一实施例包含一命令解码器、多个存储器库、一库地址产生器、一自我更新计数器和一自我更新时序电路。该命令解码器用以接收一外部命令以产生一自我更新控制信号。该半导体存储器元件根据该自我更新控制信号执行自我更新运作。该库地址产生器用以产生一目标库地址至每一存储器库，该目标库地址指向一目标库以执行自我更新运作。该自我更新计数器用以指定这些存储器库中的一目标更新行(refresh row)。该自我更新时序电路包含一温度传感器、一参考电压源、一比较器、一致能电路和一振荡电路。该温度传感器用以产生比例于一感测温度的一电压。该参考电压源用以产生与该感测温度无关的一固定电压。该比较器用以比较来自该温度传感器的该电压和该固定电压以产生一比较信号。该致能电路用以产生一致能信号以致动该比较器。该振荡电路用以根据该比较信号和该致能信号以产生一自我更新时钟信号，该自我更新时钟信号控制该库地址产生器和该自我更新计数器的运作频率。当所有存储器库中至少一更新行完成自我更新运作后，该致能电路产生该致能信号。

本发明的半导体存储器元件的另一实施例包含一命令解码器、多个存储器库、一库地址产生器、一自我更新计数器和一自我更新时序电路。该命令解码器用以接收一外部命令以产生一自我更新控制信号。该半导体存储器元件根据该自我更新控制信号执行自我更新运作。该库地址产生器用以产生一目标库地址至每一存储器库，该目标库地址指向一目标库以执行自我更新运作。该自我更新计数器用以指定这些存储器库中的一目标更新行。该自我更新时序电路包含一温度传感器、一参考电压源、一比较器、一致能时钟电路和一振荡电路。该温度传感器用以产生比例于一感测温度的一电压。该参考电压源用以产生与该感测温度无关的一固定电压。该比较器用以比较来自该温度传感器的该电压和该固定电压以产生一比较信号。该致能时钟电路用以产生一致能信号以根据一固定时间间隔致动该比较器。该振荡电路用以根据该比较信号和该致能信号以产生一自我更新时钟信号。该自我更新时钟信号控制该库地址产生器和该自我更新计数器的运作频率。

附图说明

图1显示结合本发明一实施例的半导体存储器元件的架构示意图；

图2显示结合本发明一实施例的该自我更新计数器的细部电路示意图；

图3显示结合本发明一实施例的具有该自我更新控制器的该半导体存储器元件运作时的时序图；