(57)【要約】【課題】本発明は、発振回路を利用した温度測定装置及び方法に関する。【解決手段】本発明の温度測定装置は、温度に敏感な第１発振回路と；温度に不敏感な第２発振回路と；前記第１発振回路で出力される第１周波数信号及び前記第２発振回路で出力される第２周波数信号を選択的に通過させるマックスと；及び前記第１周波数信号及び前記第２周波数信号の差をデジタルコードに変換する周波数／デジタル変換器とを含むことを特徴とする。【選択図】図２
2008256694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１発振回路と；
第２発振回路と；
前記第１発振回路で出力される第１周波数信号及び前記第２発振回路で出力される第２周波数信号を選択的に通過させるマックスと；及び
前記第１周波数信号及び前記第２周波数信号の差をデジタルコードに変換する周波数／デジタル変換器とを含む
ことを特徴とする温度センサー。
【請求項２】
前記第１発振回路は、温度に敏感な発振回路であって、
前記第２発振回路は、温度に不敏感な発振回路である
ことを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項３】
前記第２発振回路は、前記第１発振回路に温度による変化を補償させる回路を追加して構成する
ことを特徴とする請求項２に記載の温度センサー。
【請求項４】
前記第１発振回路及び前記第２発振回路は、ゲーテッド（ｇａｔｅｄ）発振回路である
ことを特徴とする請求項２に記載の温度センサー。
【請求項５】
前記第１発振回路は、多重位相周波数信号を発生させる発振回路である
ことを特徴とする請求項２に記載の温度センサー。
【請求項６】
前記多重位相周波数信号を利用して微細解像度コードを発生させる微細解像度発生回路をさらに含む
ことを特徴とする請求項５に記載の温度センサー。
【請求項７】
前記周波数／デジタル変換器は、前記第１周波数信号が入力されると、カウントアップ動作を行って、前記第２周波数信号が入力されると、カウントダウン動作を行うアップダウンカウンターと；及び
前記アップダウンカウンターでカウントされた最終の値を外部に出力するカウンターバッファを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の温度センサー。
【請求項８】
前記アップダウンカウンターの１ビットは、Ｕｐ／Ｄｏｗｎ制御信号が入力されるマックス、Ｒｅｓｅｔ制御信号が入力されるＸＯＲ、Ｒｕｎ／Ｈｏｌｄ制御信号が入力されるＡＮＤ及びフリップフロップ(ｆｌｉｐ‐ｆｌｏｐ)を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の温度センサー。
【請求項９】
前記カウンターバッファは、多数のバッファを含み、前記多数のバッファのうち、最初のバッファの電源供給部に電源制御用トランジスタが結合される
ことを特徴とする請求項７に記載の温度センサー。
【請求項１０】
前記第１発振回路及び前記第２発振回路は、イネーブル信号によって動作し、ディスエイブル信号によって動作が中止される
ことを特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項１１】
第１発振回路及び第２発振回路を含む温度センサーで温度を測定する方法において、
前記第１発振回路及び前記第２発振回路を動作させる段階と；
前記第１発振回路で出力される第１周波数信号及び前記第２発振回路で出力される第２周波数信号を選択的に通過させる段階と；及び
前記第１周波数信号及び前記第２周波数信号の差をデジタルコードに変換する段階とを含むが、前記デジタルコードは、測定しようとする温度に相応する
ことを特徴とする温度測定方法。
【請求項１２】
前記第１発振回路は、温度に敏感な発振回路であって、
前記第２発振回路は、温度に不敏感な発振回路である
ことを特徴とする請求項１１に記載の温度測定方法。
【請求項１３】
ディスエイブル信号によって前記第１発振回路及び前記第２発振回路の動作を中止する段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の温度測定方法。
【請求項１４】
前記第１発振回路及び前記第２発振回路は、ゲーテッド発振回路である
ことを特徴とする請求項１１に記載の温度測定方法。
【請求項１５】
前記第１発振回路が多重位相周波数信号を発生させる発振回路である
ことを特徴とする請求項１１に記載の温度測定方法。
【請求項１６】
前記多重位相周波数信号を利用して微細解像度コードを発生させる段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振回路を利用した温度測定装置及び方法に係り、具体的に、本発明は、温度に敏感な発振回路と温度に不敏感な発振回路で発生する周波数の差を利用して温度を測定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）工程を利用した温度センサーの構成図である。
【０００３】
図１に示したように、従来のＣＭＯＳ温度センサーは、温度感知部（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、１０１）、参照部（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、１０３）及びアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ；Ａｎａｌｏｇ‐ｔｏ‐Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、１０５）を含む。
【０００４】
温度感知部１０１は、温度を感知する役割をする部分である。温度感知部１０１は、バンドギャップレファレンス（Ｂａｎｄｇａｐ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）回路の一部を使用して出力電圧が温度に比例して示されるようにしたり、インバーターのような遅延ライン（Ｄｅｌａｙ  Ｌｉｎｅ）を多数使用して遅延される量が温度に比例して示されるようにした回路が使用されたり、または、特殊な素子を利用して温度に比例して信号が発生するように設計されたりする。
【０００５】
参照部１０３は、温度が変化しても一定基準を提供する機能を行う。参照部１０３は、バンドギャップレファレンスを使用したり、温度に多少敏感な遅延ラインを使用したりして具現される。
【０００６】
アナログ／デジタル変換器１０５は、温度感知部１０１及び参照部１０３から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を行う。アナログ／デジタル変換器１０５は、殆どがシグマ−デルタ（Ｓｉｇｍａ‐ｄｅｌｔａ）タイプや連続近似レジスタ（ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ  ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ  ｒｅｇｉｓｔｅｒ）タイプまたは二重積分方式のＡＤＣを使用しており、その外にコンパレーター（Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）を利用したり、時間−デジタル（ｔｉｍｅ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ）変換器を利用したりして具現される。
【０００７】
ところが、前述した従来の回路技法を使用して製作された温度センサーは、アナログ的な特性によってノイズに敏感で電力消耗が大きい短所がある。また、複雑な具現方式によって回路の大きさが非常に大きく、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  ＲＡＭ）やマイクロプロセッサーのように他の電子回路と共に内蔵され単一チップシステム（Ｓｙｓｔｅｍ  ｏｎ  ａ  Ｃｈｉｐ；ＳｏＣ）で具現するには困難がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２４３５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前述したような問題を解決するために、大きさを画期的に小さくして電力消耗を減少させるＣＭＯＳ温度センサー及び温度測定方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、温度を抽出する間に浪費される電力を減少させて、温度が抽出された後には、発振回路の動作を遮断して不必要な電力消耗を防ぎ、ノイズの発生を遮断して効率的に温度を測定する装置及び方法を提供することを他の目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、多重位相信号を発生させる発振回路で発生された多重位相信号を利用して、高い解像度の温度測定装置及び方法を提供することをまた他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前述したような目的を達成するために、第１発振回路と；第２発振回路と；前記第１発振回路で出力される第１周波数信号及び前記第２発振回路で出力される第２周波数信号を選択的に通過させるマックスと；及び前記第１周波数信号及び前記第２周波数信号の差をデジタルコードに変換する周波数／デジタル変換器とを含むことを特徴とする温度センサーを提供する。
【００１３】
望ましい実施例において、前記第１発振回路は、温度に敏感な発振回路であって、前記第２発振回路は、温度に不敏感な発振回路である。また、前記第２発振回路は、前記第１発振回路に温度による変化を補償させる回路を追加して構成する。
【００１４】
前記第１発振回路及び前記第２発振回路は、ゲーテッド（ｇａｔｅｄ）発振回路であって、前記第１発振回路は、多重位相周波数信号を発生させる発振回路である。
【００１５】
また、前記多重位相周波数信号を利用して微細解像度コードを発生させる微細解像度発生回路をさらに含む。
【００１６】
前記周波数／デジタル変換器は、前記第１周波数信号が入力されると、カウントアップ動作を行って、前記第２周波数信号が入力されると、カウントダウン動作を行うアップダウンカウンターと；及び前記アップダウンカウンターでカウントされた最終の値を外部に出力するカウンターバッファを含む。
【００１７】
前記アップダウンカウンターの１ビットは、Ｕｐ／Ｄｏｗｎ制御信号が入力されるマックス、Ｒｅｓｅｔ制御信号が入力されるＸＯＲ、Ｒｕｎ／Ｈｏｌｄ制御信号が入力されるＡＮＤ及びフリップフロップ（ｆｌｉｐ‐ｆｌｏｐ）を含む。
【００１８】
前記カウンターバッファは、多数のバッファを含み、前記多数のバッファのうち、最初のバッファの電源供給部に電源制御用トランジスタが結合される。
前記第１発振回路及び前記第２発振回路は、イネーブル信号によって動作し、ディスエイブル信号によって動作が中止される。
【００１９】
また、本発明は、第１発振回路及び第２発振回路を含む温度センサーで温度を測定する方法において、前記第１発振回路及び前記第２発振回路を動作させる段階と；前記第１発振回路で出力される第１周波数信号及び前記第２発振回路で出力される第２周波数信号を選択的に通過させる段階と；及び前記第１周波数信号及び前記第２周波数信号の差をデジタルコードに変換する段階とを含むが、前記デジタルコードは、測定しようとする温度に相応することを特徴とする温度測定方法を提供する。
【００２０】
望ましい実施例において、前記第１発振回路は、温度に敏感な発振回路であって、前記第２発振回路は、温度に不敏感な発振回路である。
【００２１】
前述した方法は、ディスエイブル信号によって前記第１発振回路及び前記第２発振回路の動作を中止する段階をさらに含み、前記第１発振回路及び前記第２発振回路は、ゲーテッド発振回路である。
【００２２】
また、前記第１発振回路が多重位相周波数信号を発生させる発振回路であって、前記多重位相周波数信号を利用して微細解像度コードを発生させる段階をさらに含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によるＣＭＯＳ温度センサーは、温度に敏感な発振回路、温度に不敏感な発振回路、各発振回路から発生される周波数信号を選択的に通過させるマックス及び入力される周波数信号をデジタルコードに変換する周波数／アナログ変換器ＦＤＣで簡単に構成することによって、既存の温度センサーに比べて大きさを画期的に減少させる。
【００２４】
また、本発明は、温度感知の解像度によって周波数／アナログ変換器のアップダウンカウンタービットを調節し、望む製品のスペックに合うように解像度を簡単に調節することができる。
【００２５】
さらに、本発明は、温度に敏感な発振回路が多重位相周波数信号を発生する場合、多重位相信号を利用した微細解像度発生回路は、電力消耗の増加なしに解像度を画期的に増加させる。
【００２６】
また、本発明は、周波数／アナログ変換器のカウンターバッファ動作によって不必要な中間信号が外に伝達されるのを防いで最終の温度を示すデジタルコードのみが外に伝達されるので、不必要な電力消費を減少させる。
【００２７】
本発明は、温度センサーの回路全体に節電動作モードを適用して必要な時のみ温度センサーを動作させて、不必要な場合には、温度センサーを動作させずに動作電力消耗全体を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。
【実施例】
【００２９】
図２は、本発明の望ましい一実施例による発振回路を利用した温度センサーの構成図である。
図２に示したように、本発明による温度センサーは、二つの発振回路２０１、２０３、マックスＭＵＸ２０５及び周波数／デジタル変換器(ＦＤＣ；Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ‐ｔｏ‐Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅr、２０７)を含む。温度センサーは、望ましくは、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）半導体工程を利用して製作される。
【００３０】
二つの発振回路のうち、一つは、温度に敏感な発振回路２０１であって、他の一つは、温度に不敏感な発振回路２０３である。温度に敏感な発振回路２０１は、電圧制御発振回路（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）またはリング型発振回路（Ｒｉｎｇ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）で構成される。温度に不敏感な発振回路２０３は、温度に敏感な発振回路２０１を構成する回路に温度による変化を補償させる回路を追加に装着して構成される。この時、温度に不敏感な発振回路２０３で温度の変化を補償させる回路を除いた残りの部分は、望ましくは、温度の変化に敏感な発振回路２０１と同一に構成される。これによって、製作工程による変化（Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）や電圧変化（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）によるエラーを除去した純粋温度（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）に対する変数のみを得ることができる。
【００３１】
図４は、二つの発振回路２０１、２０３の温度による出力周波数のグラフである。
図４に示したように、横軸は温度を示しており、縦軸は周波数を示している。グラフにおいて、温度に敏感な発振回路２０１の出力周波数３０１は、温度が増加するによって減少して、温度に不敏感な発振回路２０３の出力周波数３０３は、温度の変化とは関係ない。二つの発振回路２０１、２０３の出力周波数の差が、図５である。
【００３２】
本発明による温度センサーでは、このような発振回路２０１、２０３に対する周波数の温度的特性を利用して温度を検出する。
温度に敏感な発振回路２０１と温度に不敏感な発振回路２０３は、イネーブル信号／ディスエイブル信号によって動作が決まる。イネーブル信号が入力されると、発振回路２０１、２０３は、動作して温度を検出する。温度検出が完了してこれ以上動作が不必要な場合は、ディスエイブル信号が発振回路２０１、２０３に入力され動作が止まる。
【００３３】
温度に敏感な発振回路２０１と温度に不敏感な発振回路２０３が順に動作することを利用して二つの発振回路２０１、２０３が、図３に示したように、ゲーテッド発振器の形態で構成される場合、温度検出の段階でも動作が不必要である時には、二つの発振回路の動作が遮断されることによって、不必要な電力消耗が遮断される。
【００３４】
このような節電動作モードを温度センサーに具現することによって必要の時にのみ温度センサーを動作させて、不必要な時には、温度センサーの回路を消すことによって消耗全力全体を減少させる。また、発振回路２０１、２０３が不必要に動作し続けながら発生されるノイズを遮断させる。
【００３５】
マックス２０５は、二つの発振回路２０１、２０３で出力される周波数信号の入力を受けて選択的に周波数／デジタル変換器２０７に出力する機能を行う。
【００３６】
周波数／デジタル変換器２０７は、マックス２０５から出力される周波数信号をデジタルコードに変換する機能を行う。すなわち、周波数／デジタル変換器２０７は、二つの発振回路２０１、２０３の周波数信号をマックス２０５を通じて選択的に入力を受けて、二つの周波数信号の差を係数化する役割を行う。この時、二つの周波数信号の差が測定しようとする温度に当たる。
【００３７】
図６は、本発明の他の実施例による第１発振回路が多重位相周波数信号を発生させる発振器の場合、多重位相周波数信号を利用した微細解像度発生回路をさらに含む温度センサーの構成図である。
【００３８】
図６のアップダウンカウンター６０１及びカウンターバッファ６０３は、周波数／デジタル変換器２０７に含まれて、より詳しくは、図１０を参照して説明する。
【００３９】
微細解像度発生回路２０９は、温度に敏感な発振回路２０１が発生させる多重位相周波数信号を利用する回路であって、外部コントローラー２１１の信号によって温度に敏感な発振回路の動作が終わる時点の信号位置を把握して微細解像度をデジタルコードで出力する。
【００４０】
外部コントローラー２１１は、温度に不敏感な発振回路２０３から出力された信号の上昇クロックをカウンティングする時間と温度に敏感な発振回路２０１から出力された信号の上昇クロックをカウンティングする時間を同一に配分する役割をする。微細解像度発生回路２０９によって電力消耗の増加なしに解像度が画期的に増加される。
【００４１】
図７は、本発明の望ましい一実施例による温度に敏感な第１発振回路２０１が多重位相周波数信号を発生させる場合において、微細解像度発生回路２０９が多重位相周波数信号を利用して微細コードを発生させる例示図である。
【００４２】
図７は、温度に敏感な発振回２０１が３つの他の位相を有する多重位相信号を発生させる場合を示しており、３つの他の位相を有する多重位相信号は、温度に敏感な発振回路が単一位相信号を発生させる場合の一周期を８等分する役割をする。すなわち、１つの位相信号が使用される場合は、上昇信号間の情報が利用できないが、３つの多重位相信号が使用される場合は、外部コントローラー２１１から送り出すアップダウン方向決定信号７０１が温度に敏感な発振回路２０１から温度に不敏感な発振回路２０３へと方向を変える時点の位置を捕捉して、微細コード発生回路２０９がその地点での微細コードを発生することによって上昇信号間の情報が利用できて、より高い解像度を保障する。
【００４３】
図７の外部コントローラー２１１がアップダウンカウンターの方向を変化させる時点７０３の温度に敏感な発振回路の微細コードは、[１  １  ０]に示される。
【００４４】
このように、多重位相信号を利用した微細コード発生回路２０９によって、１つの位相信号を使用する場合に示されない部分が、より細密に分けて示されて解像度が増加する。
【００４５】
図８は、本発明の望ましい一実施例による微細コード発生回路を含む場合と含まない場合において、解像度の差を示したグラフである。
図８の（ａ）は、微細コード発生回路を含まない場合の解像度を示しており、図８の（ｂ）は、微細コード発生回路を含む場合の解像度を示している。
【００４６】
図８の（ａ）を参照すると、温度に敏感な発振回路２０１から出力された信号の上昇クロックをカウンティングしたデジタル出力８０１ａと温度に不敏感な発振回路２０３から出力された信号の上昇クロックをカウンティングしたデジタル出力８０３ａの差が測定しようとする温度８０５ａになる。従って、微細コード発生回路を含まない場合において、解像度は、出力可能な温度の差８０７ａになる。
図８の（ｂ）を参照すると、微細コード発生回路を含む場合の解像度は、出力可能な温度の差８０７ｂになる。
【００４７】
従って、微細コード発生回路２０９を含む場合は、微細コード発生回路２０９を含まない場合より温度に敏感な第１発振回路２０１と温度に不敏感な第２発振回路２０３から出力された信号のデジタル出力の差がより微細に示される。
これによって、温度を表現する解像度が増加される。
【００４８】
図９は、本発明の望ましい一実施例による温度に不敏感な発振回路の回路図である。
図９に示したように、温度に不敏感な発振回路で温度による変化を補償させ過程を説明する。
【００４９】
図９の第１数学式は下記の数式１であり、Ｐ３に流れる電流である。
【００５０】
【数１】
2008256694.tif 000003
ＩＤ、Ｐ３ ：ＰＭＯＳトランジスタＰ３のドレインに流れる電流
μ：キャリア移動性（ｃａｒｒｉｅｒ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ）
ＣＯＸ：シリコン絶縁層を構成する酸化物（Ｏｘｉｄｅ）のキャパシター    
Ｗ：ＭＯＳの幅 
Ｌ：ＭＯＳのゲートの長さ 
ＶＧＳ、Ｐ３：ＰＭＯＳトランジスタＰ３のゲート−ソース電圧
ＶＴ：ＭＯＳトランジスタの閾値電圧
λ：チャンネルの長さの変調によってドレイン電圧が電流に影響を及ぼす程度
【００５１】
第１数学式でＭＯＳは、ＶＧＳによって電流の量が調節されて、ＶＧＳがＶＴ以上である場合、ＭＯＳトランジスタが動作する。また、第１数学式で、λと掛けられたＶＧＳは、実際はＶＤＳであるが、ドレインとゲートに連結されているため、第１数学式のように表現される。
【００５２】
一方、第１数学式の温度による電流は、下記の数式２（第２数学式）のように表現される。
【００５３】
【数２】
2008256694.tif 000004
μ０：一定な温度でのキャリア移動性の定数
Ｔ：絶対温度の値
Ｔ０：基準絶対温度の値の定数
ｋ、ｍ：物質に対する素子情報の定数
α：温度の変化による電流変化量を計算する定数
【００５４】
第２数学式を温度に対して微分して下記の数式３（第３数学式）を満足する条件を捜すと、下記の数式４（第４数学式）のようになる。
【００５５】
【数３】
2008256694.tif 000005
【００５６】
【数４】
2008256694.tif 000006
【００５７】
第４数学式を第２数学式に代入して整理すると下記の数式５（第５数学式）のようになる。
【００５８】
【数５】
2008256694.tif 000007
【００５９】
第５数学式に示したように、トランジスタＰ３に流れる電流が温度Ｔに対して不依存している。従って、温度に不敏感な電流ＩＤ、Ｐ３をＰ１とＰ２で構成された電流ミラー（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｍｉｒｒｏｒ）とＮ１とＮ２で構成された電流ミラーを通じて点線部分の発振回路に供給すると、温度に不敏感な発振回路は、温度に対して不依存な特性を有する。
【００６０】
図１０は、本発明の望ましい一実施例による周波数／デジタル変換器（ＦＤＣ；Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ‐ｔｏ‐Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の構成図である。
【００６１】
図１０に示したように、本発明による周波数／デジタル変換器は、アップダウンカウンター（Ｕｐ‐ｄｏｗｎ  Ｃｏｕｎｔｅｒ、６０１）及びカウンターバッファ（Ｃｏｕｎｔｅｒ  Ｂｕｆｆｅｒ、６０３）を含む。
【００６２】
アップダウンカウンター６０１は、カウンターを初期化させるＲｅｓｅｔ信号段、カウンターがカウントアップ（Ｃｏｕｎｔ  ｕｐ）またはカウントダウン（Ｃｏｕｎｔ  ｄｏｗｎ）のいずれかを決定するＵｐ／Ｄｏｗｎ信号段、カウンターがカウントを続けるかまたは、現在の値を維持するかを決定するＲｕｎ／Ｈｏｌｄ信号段に連結される。Ｒｕｎ／Ｈｏｌｄ信号段は、カウンターバッファ６０３に連結され、カウンターバッファ６０３が内部の信号を外部の信号で出力するかの可否を制御する。
【００６３】
アップダウンカウンター６０１にＲｕｎ信号が入力されて、アップダウンカウンターは、マックスで出力される信号（ＭＵＸ＿ｏｕｔ)を受信する。マックスの出力信号は、二つの発振回路から発生される周波数の信号がマックスを通じて選択的に通過された信号である。
【００６４】
マックスの出力信号が温度に敏感な発振回路から発生された周波数信号の場合、アップダウンカウンター６０１は、Ｕｐ信号制御によってカウントアップ動作を行って、周波数信号をデジタルコードに変換する。一方、マックスの出力信号が温度に不敏感な発振回路から発生された周波数信号の場合、アップダウンカウンター６０１は、Ｄｏｗｎ信号制御によって同一な時間の間カウントダウン動作を行って二つの周波数の間の差を係数化する。
【００６５】
アップダウンカウンター６０１で二つの周波数の差のデジタルコード化過程が完了すると、Ｈｏｌｄ信号が入力されアップダウンカウンター６０１及び全ての発振回路の動作は停止され現在の値を維持するようになる。一方、カウンターバッファ６０３は、Ｈｏｌｄ信号が入力される場合、アップダウンカウンター６０１で維持している値の伝達を受けて、この値を外部に出力する。
【００６６】
カウンターバッファ６０３とアップダウンカウンター６０１は、同一なＲｕｎ／Ｈｏｌｄ信号によって制御されるが、相互に反対に動作する。すなわち、Ｒｕｎ信号が入力される場合、アップダウンカウンター６０１は、カウントアップやカウントダウン動作を行うが、カウンターバッファ６０３は、動作を止めて内部の変化を外部に出力しない。逆に、Ｈｏｌｄ信号が入力される場合、アップダウンカウンター６０１は、動作を止めて現在の値を維持しており、カウンターバッファ６０３は、内部の値を外部に出力する。このような動作によって不必要に消耗される電力を減少させることができる。
【００６７】
一方、Ｒｅｓｅｔ信号は、温度を測定する時、アップダウンカウンター６０１を初期化する用途として使用される。
【００６８】
図１１は、本発明に望ましい一実施例による周波数／デジタル変換器の詳細ブロック図である。
図１１での周波数／デジタル変換器は、１０ビットのアップダウンカウンターが使用された例である。
【００６９】
図１１に示したように、周波数／デジタル変換器のアップダウンコンバータ１ビットは、ＸＯＲ、フリップフロップ（Ｆｌｉｐ  Ｆｌｏｐ）、マックスＭＵＸ及びＡＮＤを一つずつ含む。ここで、マックスにはＵｐ／Ｄｏｗｎ信号が入力されて、ＸＯＲにはＲｅｓｅｔ信号が入力され、ＡＮＤにはＲｕｎ／Ｈｏｌｄ信号の制御信号が入力される。
【００７０】
一方、温度感知の解像度は、周波数／デジタル変換器のアップダウンコンバータのビット数に比例する。従って、望む温度センサーのスペックに合うように解像度が調整できる。
【００７１】
図１２は、本発明の望ましい一実施例によるカウンターバッファの構成図である。
図１２に示したように、本発明によるカウンターバッファは、最終段の負荷（Ｌｏａｄ）を駆動するにおいて必要な数程度のバッファ段またはインバーター段が使用されて、最初のバッファの電源供給部に制御用トランジスタを設けて最初のバッファの電源供給をＲｕｎ／Ｈｏｌｄ信号で制御するように構成されている。Ｒｕｎ信号が入力されると、制御用トランジスタが消えてバッファ段の動作は止まり、Ｈｏｌｄ信号が入力されると、制御用トランジスタが動作してバッファ段は信号を外部に出力する。従って、バッファ段の前部分の信号とは関係なくカウンターバッファは、最終の出力のみを外部に出力することによって電力消費を減少させる。
【００７２】
図１３は、本発明の望ましい一実施例による発振回路を利用した温度センサーで温度を測定する手続きを示したフローチャートである。
図１３に示したように、本発明による温度センサーは、温度測定のためにイネーブル信号が入力されると、温度に敏感な発振回路及び温度に不敏感な発振回路を駆動する（段階９０１）。この時、二つの発振回路は、温度に相応して各々の周波数信号を発生する。以後、温度センサーのマックスは、二つの発振回路で出力される二つの周波数信号を選択的に通過して温度センサーの内部の周波数／デジタル変換器に出力する（段階９０３）。以後、周波数／デジタル変換器は、マックスから入力される周波数信号をデジタルコードに変換する（段階９０５）。この時、変換されたデジタルコードは、二つの周波数信号の差に相応する値として、測定しようとする温度に当たる。
【００７３】
温度測定が完了された場合、温度センサーは、ディスエイブル信号によって二つの発振回路及びアップダウンカウンターの動作を止めて、節電動作モードに進入する（段階９０7）。
本発明は、実施例などに限定されるのではなく、本発明の当分野で通常の知識を有する者によって多様に変形できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】従来のＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）工程を利用した温度センサーの構成図である。
【図２】本発明の望ましい一実施例による発振回路を利用した温度センサーの構成図である。
【図３】本発明の望ましい一実施例によるゲーテッド（ｇａｔｅｄ）発振回路の構成図である。
【図４】本発明の望ましい一実施例による温度に敏感な発振回路と温度に不敏感な発振回路で生成される周波数信号の温度による特性グラフである。
【図５】本発明の望ましい一実施例による温度に敏感な発振回路と温度に不敏感な発振回路で生成される周波数信号の特性の差を示したグラフである。
【図６】本発明の望ましい一実施例による第１発振機が多重位相周波数信号を発生させる発振器の場合において、多重位相周波数信号を利用して微細解像度発生回路をさらに含む温度センサーの構成図である。
【図７】本発明の望ましい一実施例による微細解像度発生回路が多重位相周波数信号を利用して微細コードを発生させる過程を示した例示図である。
【図８】本発明の望ましい一実施例による微細コード発生回路を含む場合において、解像度の増加を示した比較グラフである。
【図９】本発明の望ましい一実施例による温度に不敏感な発振回路の回路図である。
【図１０】本発明の望ましい一実施例による周波数／デジタル変換器の構成図である。
【図１１】本発明に望ましい一実施例による周波数／デジタル変換器の詳細ブロック図である。
【図１２】本発明の望ましい一実施例によるカウンターバッファの構成図である。
【図１３】本発明の望ましい一実施例による発振回路を利用した温度センサーで温度を測定する手続きを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
２０１：温度に敏感な発振回路
２０３：温度に不敏感な発振回路
２０５：マックス
２０７：周波数／デジタル変換器
２０９：多重位相周波数信号を利用した微細解像度発生回路
２１１：外部コントローラー
６０１：アップダウンカウンター
６０３：カウンターバッファ
【図１】
2008256694.tif 000008
【図２】
2008256694.tif 000009
【図３】
2008256694.tif 000010
【図４】
2008256694.tif 000011
【図５】
2008256694.tif 000012
【図６】
2008256694.tif 000013
【図７】
2008256694.tif 000014
【図８】
2008256694.tif 000015
【図９】
2008256694.tif 000016
【図１０】
2008256694.tif 000017
【図１１】
2008256694.tif 000018
【図１２】
2008256694.tif 000019
【図１３】
2008256694.tif 000020