本发明为包括有温度传感电路的随机存取存储装置以及使用相 同的包括有温度传感电路的随机存取存储装置的方法。温度传感电 路包括第一和第二比较器。每个比较器被配置成可接收表示感测的 温度的感测电压。具有多个第一基准电压的第一温度基准电路与第 一比较器耦合。将多个第一基准电压轮流与感测电压进行比较。具 有多个第二基准电压的第二温度基准电路与第二比较器耦合。将多 个第二基准电压轮流与感测电压进行比较。第一调整器与第一温度 基准电路耦合。第二调整器与第二温度基准电路耦合。第一和第二 调整器是独立可调的，以此调整多个第一和第二基准电压。

图1说明了现有技术的温度传感器电路。
图2是说明温度对电压的图。
图3说明了用于温度传感电路的定时信号。
图4说明了依照本发明的温度传感器电路。

在下面的详细说明中，参考了构成本说明书一部分并通过说明 可实施本发明的特定实施例的方式被示出的附图。在这一点上，方 向性术语，如“上部”、“底部”、“前面”、“后面”、“首部”、“尾部” 等，被用来指所描述的附图的方位。因为本发明实施例的部件可按 许多不同的方位放置，因此方向性术语的使用是出于说明的目的而 决不是限制性的。将会了解，只要没有背离本发明的范围，可利用 其他的实施例并且可进行结构或逻辑上的变更。因此，下面的详细 描述将不被理解为是具有限制意义的，并且本发明的范围由所附权 利要求来界定。
图1说明了现有技术的温度传感器电路10。温度传感器电路10 包括低比较器12、高比较器14、传感二极管16、控制逻辑电路18、 温度基准网络20和开关网络22。传感二极管16被配置成可被放置 到接近于需要感测温度的位置上。传感二极管16还被配置成可具 有随二极管16附近位置上的温度变化而变化的二极管电压VDIODE。 一般地，二极管电压VDIODE随温度的增高而降低，并且其降低是完 全线性的。
比较器12和14都具有正输入端、负输入端和输出端。比较器 12和14的负输入端被连至传感二极管16和电流源。比较器12和14 的正输入端被连至开关网络22。低比较器12的输出端(生成“LowO” 信号)以及高比较器14的输出端(生成“HighO”信号)被连至控 制逻辑电路18。LowO和HighO信号都被控制逻辑电路18接收。控制 逻辑电路18与开关网络22耦合。控制逻辑电路18生成第一、第二、 第三和第四控制信号S1、S2、S3和S4，这些信号被开关网络22接 收。
开关网络22包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第 七和第八开关41-48。温度基准网络20包括上拉电阻器24、第一、 第二、第三和第四基准电阻器26、28、30和32、下拉电阻器34和 调整器36。
温度基准网络20中的电阻器被配置成可构成多个节点。上拉 电阻器24与基准电压(VREF)耦合。接着，上拉电阻器24与第一 电阻器26耦合以此构成其间的节点T20。接着，第一电阻器26和 第二电阻器28耦合以此构成其间的节点T40。接着，第二电阻器28 和第三电阻器30耦合以此构成其间的节点T60。接着，第三电阻器 30和第四电阻器32耦合以此构成的其间的节点T80。最后，下拉电 阻器34和第四电阻器32耦合以此构成其间的节点T100。调整器36 与下拉电阻器34耦合。
第一至第八开关41-48耦合在低和高比较器12和14的正输入 端与温度基准网络20之间。具体地说，第一开关41耦合在低比较 器12的正输入端和节点T20之间。第二开关42耦合在低比较器12 的正输入端和节点T40之间。第三开关43耦合在高比较器14的正 输入端和节点T40之间。第四开关44耦合在低比较器12的正输入 端和节点T60之间。第五开关45耦合在高比较器14的正输入端和 节点T60之间。第六开关46耦合在低比较器12的正输入端和节点 T80之间。第七开关47耦合在高比较器14的正输入端和节点T80 之间。第八开关48耦合在高比较器14的正输入端和节点T100之间。
控制逻辑电路18生成控制这些第一至第八开关41-48的第一、 第二、第三和第四控制信号S1、S2、S3和S4。在一个实施例中， 第一控制信号S1控制第六和第八开关46和48。第二控制信号S2 控制第四和第七开关44和47。第三控制信号S3控制第二和第五开 关42和45。第四控制信号S4控制第一和第三开关41和43。当控 制信号为“高”时，由该信号控制的开关闭合，而当控制信号为“低” 时，由该信号控制的开关断开。
在运行时，基准电压VREF在内部生成并且不依赖于电压和温度 变化。基准电压VREF以及温度基准网络20中的电阻器在节点T20、 T40、T60、T80和T100处提供了多个温度基准电压。这些基准电压 可被设置以此与相应温度20、40、60、80以及100摄氏度下的二极 管电压VDIODE(VT20、VT40、VT60、VT80和VT100)对应。
在运行时，把传感二极管16放置到温度要被感测的地方或其 附近，通过温度传感二极管16，温度传感器电路10感测系统或装 置的温度。例如，可在DRAM芯片内实现温度传感电路10，以使其 感测DRAM芯片的工作温度。接着，二极管电压VDIODE随传感二极 管16位置处温度的变化而变化。一般地，温度每变化1摄氏度， 二极管电压VDIODE会降低大约2毫伏(mV)。另外，二极管的电压特 征与温度的关系是完全线性的。
图2说明了如二极管16的传感二极管的二极管电压和温度之 间的线性关系。从而，一旦选择使用具有特定技术的二极管，则相 应的二极管电压和温度可很容易被确定。因此，如图2所示，在20、 40、60、80以及100摄氏度的每个温度下的电压值与相应的传感二 极管16的电压值VT20、VT40、VT60、VT80和VT100关联。
利用温度基准网络20中节点T20、T40、T60、T80和T100处的 基准电压以及它们与传感二极管16的电压VT20、VT40、VT60、VT80和VT100 的已知关系，可利用温度传感电路10识别位置或装置的温度范围。 在运行时，传感二极管16被放到接近所期望的、温度要被感测的 位置上。传感二极管16上的二极管电压VDIODE与低和高比较器12 和14的负输入端耦合。接着，依照控制逻辑电路18，二极管电压 VDIODE与来自温度基准网络20的基准电压进行比较。
例如，温度传感电路10被集成在DRAM芯片上以便传感二极 管16位于期望温度要被测量的地方。当传感电路10被启动时，传 感二极管处的温度为50摄氏度。最初，控制逻辑电路18将第一控 制信号S1设为高并将其余控制信号S2-S4设为低。因为第一控制 信号S1控制第六和第八开关46和48并且S1信号为高，因此开关 46和48闭合。因为其余的控制信号S2-S4为低，则其余的开关41 和43、42和45、以及44和46全都被断开。因此，在这些条件下， 低比较器12的正输入端与节点T80耦合，以及高比较器14的正输 入端与节点T100耦合。低比较器12的正输入端的电压(LowT)与 二极管电压VDIODE比较，并且高比较器14的正输入端的电压(HighT) 与二极管电压VDIODE比较。因为由传感二极管16所感测的环境温度 是50摄氏度，所以相对于LowT和HighT电压来说，二极管电压VDIODE 更高，LowT和HighT电压是基于80和100摄氏度的温度的电压(电 压随较低的温度而增高)。因此，低比较器12的输出(LowO)和高 比较器14的输出(HighO)为低。说明这些条件的波形示出在图3 中的时间t1之前。
然后，控制逻辑电路18改变控制信号以使在时间t1时第二控 制信号S2转为高，并且其余控制信号S1、S3和S4转为低。随着 第二控制信号S2转为高，开关44和47闭合。随着其余控制信号S1、 S3和S4的每一个转为低，所有其他开关41和43、42和47、以及 46和48被断开。因此，在这些条件下，低比较器12的正输入端与 节点T60耦合，并且高比较器14的正输入端与节点T80耦合。此外， 低比较器12的正输入端的电压(LowT)与二极管电压VDIODE比较， 并且高比较器14的正输入端的电压(HighT)与二极管电压VDIODE比 较。因为由传感二极管16所感测的环境温度是50摄氏度，所以相 对于LowT和HighT电压来说，二极管电压VDIODE更高，LowT和HighT 电压是基于60和80摄氏度的温度的电压。因此，低比较器12的输 出(LowO)和高比较器14的输出(HighO)为低。说明这些条件的 波形示出在图3中的时间t1和时间t2之间。
然后，控制逻辑电路18改变控制信号以使在时间t2时第三控 制信号S3转为高，并且其余控制信号转为低。随着第三控制信号 S3转为高，开关42和45闭合。随着其余控制信号S1、S2和S4的 每一个转为低，开关46和48、44和47、以及41和43被断开。因 此，在这些条件下，低比较器12的正输入端与节点T40耦合并且 高比较器14的正输入端与节点T60耦合。此外，低比较器12的正 输入端的电压(LowT)与二极管电压VDIODE比较，并且高比较器14 的正输入端的电压(HighT)与二极管电压VDIODE比较。因为由传感 二极管16所感测的环境温度是50摄氏度，所以相对于HighT电压来 说，二极管电压VDIODE更高，HighT电压是基于60摄氏度的温度的电 压。因此，高比较器14的输出(HighO)为低。然而，相对于LowT 电压来说，二极管电压VDIODE更低，LowT电压是基于40摄氏度的温 度的电压。因此，低比较器12的输出(LowO)转变为高。这一点 向控制逻辑电路18表明：因为二极管电压VDIODE介于基准电压T40 和T60之间，所以传感二极管16处的温度介于40和60摄氏度之间。 说明这些条件的波形示出在图3中的时间t2和时间t3之间。
然后，在时间t3时，由二极管传感器16感测的环境温度在50 至70摄氏度的范围内变化，但是所有控制信号S1-S4保持不变。在 这些条件下，相对于HighT电压来说，二极管电压VDIODE更低，HighT 电压是基于60摄氏度的温度的电压，并且相对于LowT电压来说， 二极管电压VDIODE同样更低，LowT电压是基于40摄氏度的温度的电 压。因此，高比较器14的输出(HighO)转为高而低比较器12的输 出(LowO)保持为高。这一点向控制逻辑电路18表明：二极管电 压VDIODE不再介于基准电压T40和T60之间。说明这些条件的波形 示出在图3中的时间t3和时间t4之间。
最后，控制逻辑电路18改变控制信号以使在时间t1时第二控 制信号S2转为高，并且其余控制信号S1、S3和S4转为低。随着 第二控制信号S2转为高，开关44和47闭合。随着其余控制信号S1、 S3和S4的每一个转为低，所有其他开关41和43、42和47、以及 46和48被断开。因此，在这些条件下，低比较器12的正输入端与 节点T60耦合，并且高比较器14的正输入端与节点T80耦合。此外， 低比较器12的正输入端的电压(LowT)与二极管电压VDIODE比较， 并且高比较器14的正输入端的电压(HighT)与二极管电压VDIODE比 较。因为由传感二极管16所感测的环境温度现在是70摄氏度，所 以相对于HighT电压来说，二极管电压VDIODE更高，HighT电压是基于 80摄氏度的温度的电压。因此，高比较器14的输出(HighO)为低。 然而，相对于LowT电压来说，二极管电压VDIODE更低，LowT电压是 基于60摄氏度的温度的电压。因此，低比较器12的输出(LowO) 保持为高。这一点向控制逻辑电路18表明：因为二极管电压VDIODE 介于基准电压T60和T80之间，所以传感二极管16处的温度介于60 和80摄氏度之间。说明这些条件的波形示出在图3中的时间t4之 后。
当传感二极管16的电压VDIODE偏离目标值时，温度基准网络20 中的调整器36被用来调整温度基准网络20的节点T20、T40、T60、 T80和T100处的每一个电压基准电平。使传感二极管16的电压VDIODE 偏离目标值的一个重要效应是低和高比较器12和14的输入失调电 压。输入失调电压是由对比较器进行补偿的晶体管的失配导致的不 平衡。输入失调电压主要是由处理结果造成的，并且为了“调整” 或平衡比较器中的失调电压，必须将小电压施于输入端。这个过程 由调整器36来完成。调整器36是可变电阻器(如电位器)或者是 由多个可添加到调整器36或从调整器36中移去的、以此调整其有 效电阻的电阻器组成。
输入失调电压对温度传感电路10的精度具有显著的影响。一 般地，输入失调电压可在加或减10mV的范围内。这类失调可对应 于如5摄氏度一样大的误差。因此，为了拥有高精度温度传感器， 输入失调电压必须被除去或者被减至最小。
温度传感器电路10的局限性在于，没有办法单独地或独立地 调整低和高比较器12和14的输入失调电压。如果低和高比较器12 和14的输入失调电压不在同一方向上，也就是说，极性不相同， 则没有办法用调整器36来调整输入失调电压。例如，如果低比较 器12的输入失调电压为正10mV并且高比较器14的输入失调电压 为负10mV，则调整器36不可能被调整并以此平衡输入失调电压。
图4说明了依照本发明的温度传感器60。温度传感器电路60 包括低比较器62、高比较器64、传感二极管66、控制逻辑电路68、 第一温度基准网络70、第一开关网络72、第二温度基准网络74、 第二开关网络76。温度传感器电路60被配置成可感测温度并且被 配置成可具有带独立可调输入失调电压的比较器。
比较器62和64都具有正输入端、负输入端和输出端。比较器 62和64的负输入端被连至传感二极管66和电流源。低比较器62 的正输入端被连至第一开关网络72并且高比较器64的正输入端被 连至第二开关网络76。低比较器62的输出端(生成“LowO”信号) 以及高比较器64的输出端(生成“HighO”信号)被连至控制逻辑 电路68。LowO和HighO信号都被控制逻辑电路68接收。控制逻辑电 路68与第一和第二开关网络72和76耦合。控制逻辑电路68生成 第一、第二、第三和第四控制信号S1、S2、S3和S4，这些信号被 第一和第二开关网络72和76接收。
第一开关网络72包括第一、第二、第三和第四开关91-94。第 二开关网络76包括第一、第二、第三和第四开关111-114。第一温 度基准网络70包括上拉电阻78、第一、第二第三和第四基准电阻 器80、82、84和86、下拉电阻器88和调整器90。第二温度基准网 络74包括上拉电阻器98、第一、第二第三和第四基准电阻器100、 102、104和106、下拉电阻器108和调整器110。
第一温度基准网络70中的电阻器被配置成可构成多个节点。 上拉电阻器78与基准电压(VREF)耦合。接着，上拉电阻器78与 第一电阻器80耦合以此构成其间的第一温度基准网络70的节点 T20。接着，第一电阻器80和第二电阻器82耦合以此构成其间的节 点T40。接着，第二电阻器82和第三电阻器84耦合以此构成其间 的节点T60。接着，第三电阻器84和第四电阻器86耦合以此构成 的其间的节点T80。最后，下拉电阻器88和第四电阻器86耦合以 此构成其间的节点T100。调整器90与下拉电阻器88耦合。
类似地，第二温度基准网络74中的电阻器被配置成可构成多 个节点。上拉电阻器98与基准电压(VREF)耦合。接着，上拉电阻 器98与第一电阻器100耦合以此构成其间的第二温度基准网络74 的节点T20。接着，第一电阻器100和第二电阻器102耦合以此构 成其间的节点T40。接着，第二电阻器102和第三电阻器104耦合 以此构成其间的节点T60。接着，第三电阻器104和第四电阻器106 耦合以此构成的其间的节点T80。最后，下拉电阻器108和第四电 阻器106耦合以此构成其间的节点T100。调整器110与下拉电阻器 108耦合。
第一开关网络72的第一至第四开关91-94耦合在低比较器62 的正输入端与第一温度基准网络70之间。具体地说，第一开关网 络72的第一开关91耦合在低比较器62的正输入端和节点T20之间。 第二开关92耦合在低比较器92的正输入端和节点T40之间。第三 开关93耦合在低比较器62的正输入端和节点T60之间。第四开关 94耦合在低比较器62的正输入端和节点T80之间。
类似地，第二开关网络76的第一至第四开关111-114耦合在高 比较器64的正输入端与第二温度基准网络74之间。第一开关111 耦合在高比较器64的正输入端和节点T40之间。第二开关112耦合 在高比较器64的正输入端和节点T60之间。第三开关113耦合在高 比较器64的正输入端和节点T80之间。第四开关114耦合在高比较 器64的正输入端和节点T100之间。
控制逻辑电路68生成控制第一开关网络72中第一至第四开关 91-94以及第二开关网络74中第一至第四开关111-114的第一、第二、 第三和第四控制信号S1、S2、S3和S4。在一个实施例中，第一控 制信号S1控制第一开关网络72中的第一开关91和第二开关网络74 中的第一开关111。第二控制信号S2控制第一开关网络72中的第 二开关92和第二开关网络74中的第二开关112。第三控制信号S3 控制第一开关网络72中的第三开关93和第二开关网络74中的第三 开关113。第四控制信号S4控制第一开关网络72中的第四开关94 和第二开关网络74中的第四开关114。当控制信号为“高”时，由 该信号控制的开关闭合，而当控制信号为“低”时，由该信号控制 的开关断开。
在运行时，基准电压VREF在内部生成并且不依赖于电压和温度 变化。基准电压VREF以及第一和第二温度基准网络72和76中的电 阻器在节点T20、T40、T60、T80和T100处提供了多个温度基准电 压。这些基准电压可被设置以此与相应温度20、40、60、80以及100 摄氏度下的二极管电压VDIODE(VT20、VT40、VT60、VT80和VT100)对应。 第一温度基准网络70中节点T20、T40、T60和T80处的温度基准电 压可用于低比较器62，并且第二温度基准网络74中节点T40、T60、 T80和T100处的温度基准电压可用于高比较器64。接着，这些电压 可与传感二极管66的二极管电压VDIODE比较。
在运行时，把传感二极管66放置到温度要被感测的地方或其 附近，通过传感二极管66，温度传感器电路60感测系统或装置的 温度。例如，可在DRAM芯片内实现温度传感电路60，以使其感测 DRAM芯片的工作温度。接着，二极管电压VDIODE随传感二极管66 的位置处的温度的变化而变化。
正如前面所描述的，在如二极管66的传感二极管的二极管电 压和温度之间存在着线性关系。从而，一旦选择使用具有特定技术 的二极管，则相应的二极管电压和温度可很容易被确定。因此，在 20、40、60、80以及100摄氏度的每个温度下的电压值与传感二极 管66的相应电压值VT20、VT40、VT60、VT80和VT100关联。
利用第一和第二温度基准网络70和74中节点T20、T40、T60、 T80和T100处的基准电压以及与传感二极管66的电压VT20、VT40、VT60、 VT80和VT100的它们的已知关系，可利用温度传感电路60识别位置或 装置的温度范围。在运行时，传感二极管66被放在接近所期望的、 温度要被感测的位置上。传感二极管66上的二极管电压VDI0DE与低 和高比较器62和64的负输入端耦合。接着，依照控制逻辑电路68， 二极管电压VDIODE与来自温度基准网络60的基准电压比较。
温度传感电路60包括第一和第二温度基准网络70和74，它们 中的每一个具有调整器(90和110)。为了平衡或调整低比较器62 的输入失调电压，第一温度基准网络70中的调整器90被用来调整 第一温度基准网络70的节点T20、T40、T60、T80和T100处的每一 个电压基准电平。类似地，为了平衡或调整高比较器64的输入失 调电压，第二温度基准网络74中的调整器110被用来调整第二温度 基准网络74的节点T20、T40、T60、T80和T100处的每一个电压基 准电平。一般地，调整器90和110是可变电阻器(如电位器)或者 是由多个可添加到调整器90和110或从调整器90和110中移去的、 以此调整其有效电阻的电阻器组成。因此，为了拥有高精度温度传 感器，通过分别调整调整器90和110，低比较器62和高比较器64 处的输入失调电压可被单独平衡。
就温度传感电路60来说，每个比较器具有自己的温度基准网 络并且每个网络都具有自己的调整器，以便低和高比较器62和64 的输入失调电压可被单独或独立地调整。因此，无论低和高比较器 62和64的输入失调电压是否极性相同，调整器90和110允许独立 调整。每个比较器的输入失调电压可被调整而不用顾及任何其他比 较器。例如，如果低比较器62的输入失调电压为正10mV，并且高 比较器64的输入失调电压为负10mV，则调整器90可被适当调整以 此平衡正10mV的失调，以及调整器110可被适当调整以此平衡负 10mV的失调。具有这样的配置，温度传感电路60成为高精度温度 传感器。
温度传感电路60可被用于多种提供精确温度感测的应用中。 例如，可将温度传感电路60放进DRAM芯片内以使DRAM的温度可 被精确测量并因此进行调整。例如，当DRAM在较低温度(如室温) 下工作时，可将DRAM系统的刷新率设置成相对较低。于是，当温 度传感电路60检测到温度正在增高时，刷新率可被相应增加以确 保数据被保留。考虑较低温度下的更低刷新率将降低存储器中的功 耗。
尽管在这里已经对特定实施例进行了说明和描述，但是本领域 的普通技术人员将会了解，只要没有背离本发明的范围，多种替换 和/或等效的实现可用来代替所示出的以及被描述的特定实施例。例 如，在本发明中，传感二极管66是作为一个二极管来说明的，但 是本领域的技术人员将认识到，可利用双极结晶体管(BJT)或其 他相似的装置来实现本发明的优点。该申请将包括对这里所讨论的 特定实施例进行的任何改编或变更。因此，本申请人的意图是本发 明只受限于权利要求以及其中的等同物。