[发明专利]半导体设备和温度传感器电路校准方法

说明书

本申请是于2005年2月23日提交的申请号为200510008812.1、名称为“温度传感器电路及其校准方法”的专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及在半导体芯片上所安装的测量预定温度的温度传感器电路及其校准方法，更具体地说，本发明涉及有助于高精度校准的温度传感器电路及其校准方法。 

背景技术

由半导体电路所构成的温度传感器电路被广泛使用。例如，在动态随机访问存储器(DRAM)的情况下，需要定期刷新内部存储单元中的数据，但是必须根据半导体芯片的温度而改变刷新周期。就是说，当温度低时，存储单元中数据的改变可能很慢，并且可以延长刷新周期。但是，当温度高时，存储单元中数据的改变很快，并且必须缩短刷新周期。因此，在DRAM中安装了温度传感器电路，并且根据温度传感器电路的传感器输出而改变刷新周期。 

该温度传感器电路产生不同的依赖于温度的电压，并且利用差分放大电路对这些电压进行比较和检测，以产生输出。此外，作为用于产生依赖于温度的电压的电路，可以使用带隙参考电路，例如依照日本早期公开专利申请No.2002-149252(2002年5月24日公布)。 

此外，温度传感器电路的差分放大电路通常会产生偏移。为了纠正所述偏移，已经提出了多种方法，例如依照日本早期公开专利申请No.2000-165241(2000年6月16日公布)。 

发明内容

但是，在半导体芯片上所形成的温度传感器电路会受到由于工艺不同而产生的散布(scattering)的影响，并且因此会面对检测温度不同的问题。为了抑制这种检测温度的不同，要执行校准，以便通过对诸如电阻器一类的温度传感器电路的电路元件进行细微调整或微调(trimming)来检测所需的温度。此外，必须通过使用半导体集成电路测试器来执行校准步骤。但是，当要执行高精度的校准时，校准过程是一种负担，并且会增大半导体集成电路的成本。此外，当以低成本执行校准时，由于温度传感器电路的差分放大电路的偏移，因此难以执行正确的检测温度的校准。 

因此，本发明的一个目的在于提供一种包括温度传感器电路的半导体设备和所述温度传感器电路的校准方法，此半导体设备以及所述温度传感器电路的校准方法能够以最少的过程步骤来高精度地校准检测温度。 

为了实现这个目的，根据本发明的第一方面，半导体设备包括温度传感器电路，其中，温度传感器电路包括：第一监控电压产生电路，所述第一监控电压产生电路产生第一监控电压，该电压具有随温度改变的特性；第二监控电压产生电路，所述第二监控电压产生电路产生第二监控电压，该电压具有以与所述第一监控电压不同的变化量而随温度改变的特性；以及差分放大电路，将所述第一和第二监控电压输入所述差分放大电路，并且所述差分放大电路输出所述两电压的比较结果。此外，温度传感器电路的差分放大电路能够切换到第一连接状态和第二连接状态，所述第一连接状态输出比较结果，并且所述第二连接状态输出通过将差分放大电路的偏移电压添加到第一或第二监控电压中的一个电压上或者从第一或第二监控电压中的一个电压中减去偏移电压而得到的偏移监控电压。 

根据所述第一方面，在优选的实施例中，所述第二连接状态是一种如下的状态，即在该状态中禁止将监控电压输入到差分放大电路的一个输入端，并且提供从所述差分放大电路的输出到所述一个输入端的负反馈电路。此外，该负反馈电路例如包括输出晶体管，所述差分放大电路的输出连接到该输出晶体管的栅极；还包括反馈导线，该反馈导线将所述输出晶体管的漏极连接到差分放大电路的所述一个输入端。 

为了实现以上目的，根据本发明的第二方面，用于设置在半导体设备 中的温度传感器电路的校准方法包括：产生第一监控电压，该电压具有随温度改变的特性；产生第二监控电压，该电压具有以与所述第一监控电压不同的变化量而随温度改变的特性；比较所述第一和第二监控电压，以输出所述两电压的比较结果；并且在第一连接状态和第二连接状态之间切换，在所述第一连接状态中，输出所述比较结果以控制存储器的刷新周期，在所述第二连接状态中，输出通过将差分放大电路的偏移电压添加到所述第一或第二监控电压中的一个电压或者从所述第一或第二监控电压中的一个电压减去所述偏移电压而得到的偏移监控电压。 

根据本发明的以上方面，可以利用最少的校准过程步骤来高精度地校准检测温度。 

附图说明

图1示出了本实施例的温度传感器电路； 

图2A和2B是温度传感器电路的特性图； 

图3示出了利用本实施例的双温电压测量的微调方法；