KR101038338B1 - Apparatus for amplifying low noise having wide band - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광대역 저잡음 증폭 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저잡음 증폭 장치의 트랜스 컨덕턴스를 증가시킴으로써, 노이즈 특성(noise figure)을 효과적으로 개선시킬 수 있는 광대역 저잡음 증폭 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a wideband low noise amplifier, and more particularly, to a wideband low noise amplifier capable of effectively improving a noise figure by increasing the transconductance of a low noise amplifier.
일반적으로 저잡음 증폭 장치는 입력 단자로 전달되는 미약한 레벨의 전기 신호를 낮은 잡음 지수로 증폭하는데 사용되고 있다.In general, low noise amplification devices are used to amplify a low level of noise signal to a weak level of electrical signal transmitted to an input terminal.
이러한 저잡음 증폭 장치 중에서 매우 넓은 주파수 대역의 전기 신호를 증폭할 수 있는 광대역 저잡음 증폭 장치가 매우 각광받고 있으며, 특히 핸드폰과 같은 모바일 제품에서 광대역 저잡음 증폭 장치의 수요가 폭발적으로 증가되고 있는 추세이다.Among such low noise amplification devices, broadband low noise amplification devices capable of amplifying very wide frequency bands of electric signals are in the spotlight. In particular, the demand for broadband low noise amplification devices is exploding in mobile products such as mobile phones.
그런데, 종래에는 광대역 저잡음 증폭 장치의 트랜스 컨덕턴스를 증가시키는 것이 어려워서 노이즈 특성이 좋지 못했다.
By the way, conventionally, it is difficult to increase the transconductance of a wideband low noise amplifier, and the noise characteristic is not good.
따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 효율적으로 저잡음 증폭 장치의 트랜스 컨덕턴스를 증가시킴으로써, 노이즈 특성(noise figure)을 효과적으로 개선시킬 수 있는 광대역 저잡음 증폭 장치를 제공하는 것이다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art, and the technical problem to be achieved by the present invention is to increase the transconductance of the low noise amplification device, thereby effectively improving the noise figure (noise figure) It is to provide a low noise amplification device.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 광대역 저잡음 증폭 장치는 입력 단자에 연결되며 흐르는 전류를 조정하여 입력 임피던스가 매칭되도록 조절하는 입력 임피던스 매칭부, 상기 입력 단자에 연결되어 입력 임피던스를 조절하는 입력 임피던스부, 상기 입력 임피던스 매칭부를 흐르는 전류를 1:N으로 조절하여 출력 단자로 전달하는 전류 미러부, 상기 입력 단자로 전달되는 전기 신호를 증폭하여 상기 출력 단자로 전달하는 저잡음 증폭부 및 상기 입력 단자로 전달되는 전기 신호가 기준 전압보다 낮은 경우에 상기 출력 단자로 전류를 제공하는 전류 제공부를 포함한다.In order to achieve the above object, a broadband low noise amplifier according to an embodiment of the present invention is connected to an input terminal and an input impedance matching unit for adjusting an input impedance by adjusting a current flowing therein, and an input impedance connected to the input terminal. An input impedance unit for controlling the current, the current mirror unit for adjusting the current flowing through the input impedance matching unit 1: N and transmits to the output terminal, a low noise amplifier for amplifying the electric signal transmitted to the input terminal and delivered to the output terminal And a current providing unit configured to provide a current to the output terminal when the electrical signal transmitted to the input terminal is lower than the reference voltage.
본 발명의 실시예에 따른 광대역 저잡음 증폭 장치는 상기 저잡음 증폭부가 상기 출력 단자와 상기 입력 단자 사이에 피드백되는 피드백 저항을 더 포함할 수 있다.The broadband low noise amplifying apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a feedback resistor fed back between the low noise amplifier and the output terminal and the input terminal.
본 발명의 실시예에 따른 광대역 저잡음 증폭 장치는 상기 입력 임피던스 매칭부가 게이트에 바이어스 전압이 인가되며, 드레인이 상기 전류 미러부에 연결되고, 소스가 상기 입력 임피던스부에 연결되는 엔모스 트랜지스터로 구성될 수 있다.In the broadband low noise amplifier according to the embodiment of the present invention, a bias voltage is applied to a gate of the input impedance matching unit, a drain is connected to the current mirror unit, and a source is formed of an NMOS transistor connected to the input impedance unit. Can be.
본 발명의 실시예에 따른 광대역 저잡음 증폭 장치는 상기 전류 제공부가 게이트가 상기 입력 단자에 연결되며, 소스가 전원 전압에 연결되고, 드레인이 상기 출력 단자에 연결되는 피모스 트랜지스터로 구성될 수 있다.
In the broadband low noise amplifier according to the embodiment of the present invention, the current providing unit may be configured as a PMOS transistor having a gate connected to the input terminal, a source connected to a power supply voltage, and a drain connected to the output terminal.
본 발명의 실시예에 따른 광대역 저잡음 증폭 장치는 별도의 전류 제공부를 이용하여 전류 제공 능력을 키움으로써 저잡음 증폭 장치의 트랜스 컨덕턴스를 효율적으로 증가시킬 수 있으므로, 노이즈 특성(noise figure)을 효과적으로 개선시킬 수 있다.
The broadband low noise amplifier according to the embodiment of the present invention can effectively increase the transconductance of the low noise amplifier by increasing the current providing capability by using a separate current providing unit, thereby effectively improving the noise figure. have.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 저잡음 증폭 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a wideband low noise amplifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 저잡음 증폭 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a wideband low noise amplifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 저잡음 증폭 장치는 도 1에 도시된 것처럼, 입력 임피던스 매칭부(100), 입력 임피던스부(200), 전류 미러부(300), 저잡음 증폭부(400) 및 전류 제공부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the broadband low noise amplifier according to an exemplary embodiment of the present invention includes an input
입력 임피던스 매칭부(100)는 입력 단자에 연결되며 입력 임피던스 매칭부(100)를 흐르는 전류를 조정하여 입력 임피던스가 매칭되도록 조절하며, 구체적으로, 게이트에 바이어스 전압(Vb)이 인가되고, 드레인이 전류 미러부(300)에 연결되며, 소스가 입력 임피던스부(200)에 연결되는 엔모스 트랜지스터(M1)로 구성될 수 있다. 이러한 엔모스 트랜지스터(M1)의 게이트에 인가되는 바이어스 전압(Vb)을 변경시켜 입력 임피던스 매칭부(100)를 흐르는 전류를 조정함으로써, 광대역 주파수의 전기 신호가 입력 단자(IN)로 전달되더라도 입력 임피던스가 매칭되도록 조절할 수 있다.The input
입력 임피던스부(200)는 입력 단자(IN)에 연결되어 입력 임피던스를 조절하며, 입력 임피던스는 높게 유지되는 것이 바람직하므로, 입력 임피던스부(200)는 인덕터(L1)로 구성될 수 있다.Since the input impedance unit 200 is connected to the input terminal IN to adjust the input impedance, and the input impedance is preferably maintained high, the input impedance unit 200 may be configured as an inductor L1.
전류 미러부(300)는 입력 임피던스 매칭부(100)를 흐르는 전류를 1:N으로 조절하여 출력 단자(OUT)로 전달하며, 구체적으로, 게이트와 드레인이 연결되고, 드레인이 입력 임피던스 매칭부(100)의 엔모스 트랜지스터(M1)의 드레인에 연결되며, 소스가 전원 전압(VDD)에 연결되는 피모스 트랜지스터(M3)와, 게이트가 피모스 트랜지스터(M3)의 게이트에 연결되며, 소스가 전원 전압(VDD)에 연결되고, 드레인이 출력 단자(OUT)에 연결되는 피모스 트랜지스터(M4)로 구성될 수 있다.The
여기에서, 피모스 트랜지스터(M3, M4)와 전원 전압(VDD) 사이에 연결되는 저항(R1, R2)은 노이즈 특성을 개선시키기 위한 것이며, 전원 전압(VDD)은 1 ~ 5 V의 직류 전압이 인가될 수 있다.Here, the resistors R1 and R2 connected between the PMOS transistors M3 and M4 and the power supply voltage VDD are for improving noise characteristics, and the power supply voltage VDD is a DC voltage of 1-5 V Can be applied.
저잡음 증폭부(400)는 입력 단자(IN)로 전달되는 전기 신호를 증폭하여 출력 단자(OUT)로 전달하며, 구체적으로, 게이트가 입력 단자(IN)에 연결되고, 드레인이 출력 단자(OUT)에 연결되며, 소스가 접지 전압에 연결되는 엔모스 트랜지스터(M2)로 구성될 수 있으며, 출력 단자(OUT)와 입력 단자(IN) 사이에 피드백되는 피드백 저항(R3)을 더 포함할 수 있다.The
여기에서, 입력 단자(IN)와 엔모스 트랜지스터(M2)의 게이트 사이에는 입력 단자(IN)를 통해서 전달되는 직류 성분을 배제시키기 위해서 커패시터(C)를 배치시킬 수 있다.Here, the capacitor C may be disposed between the input terminal IN and the gate of the NMOS transistor M2 to exclude a DC component transferred through the input terminal IN.
전류 제공부(500)는 입력 단자(IN)로 전달되는 전기 신호가 기준 전압보다 낮은 경우에 출력 단자(OUT)로 전류를 제공하며, 구체적으로 게이트가 입력 단자(IN)에 연결되며, 소스가 전원 전압(VDD)에 연결되고, 드레인이 출력 단자(OUT)에 연결되는 피모스 트랜지스터(M5)로 구성될 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 저잡음 증폭 장치는 피모스 트랜지스터(M5)를 이용하여 출력 단자(OUT)로 전류 제공 능력을 키움으로써 저잡음 증폭부(400)의 트랜스 컨덕턴스를 효율적으로 증가시킬 수 있으므로, 노이즈 특성(noise figure)을 효과적으로 개선시킬 수 있다.Since the broadband low noise amplifier according to an embodiment of the present invention can increase the current conduction capability to the output terminal OUT by using the PMOS transistor M5, the transconductance of the
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Rather, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
100: 입력 임피던스 매칭부
200: 입력 임피던스부
300: 전류 미러부
400: 저잡음 증폭부
500: 전류 제공부100: input impedance matching unit
200: input impedance part
300: current mirror portion
400: low noise amplifier
500: current supply unit
Claims (4)
상기 입력 단자에 연결되어 입력 임피던스를 조절하는 입력 임피던스부;
상기 입력 임피던스 매칭부를 흐르는 전류를 1:N으로 조절하여 출력 단자로 전달하는 전류 미러부;
상기 입력 단자로 전달되는 전기 신호를 증폭하여 상기 출력 단자로 전달하는 저잡음 증폭부; 및
상기 입력 단자로 전달되는 전기 신호가 기준 전압보다 낮은 경우에 상기 출력 단자로 전류를 제공하는 전류 제공부;를 포함하며,
상기 전류 제공부는 게이트가 상기 입력 단자에 연결되며, 소스가 전원 전압에 연결되고, 드레인이 상기 출력 단자에 연결되는 피모스 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 저잡음 증폭 장치.
An input impedance matching unit connected to the input terminal and adjusting the flowing current so that the input impedance is matched;
An input impedance unit connected to the input terminal to adjust an input impedance;
A current mirror unit for adjusting the current flowing through the input impedance matching unit to 1: N and transferring the current to the output terminal;
A low noise amplifier for amplifying and transmitting the electrical signal transmitted to the input terminal to the output terminal; And
And a current providing unit configured to provide a current to the output terminal when the electrical signal transmitted to the input terminal is lower than a reference voltage.
And the current providing unit comprises a PMOS transistor having a gate connected to the input terminal, a source connected to a power supply voltage, and a drain connected to the output terminal.
상기 저잡음 증폭부는 상기 출력 단자와 상기 입력 단자 사이에 피드백되는 피드백 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 저잡음 증폭 장치.
The method of claim 1,
And the low noise amplifier further comprises a feedback resistor fed back between the output terminal and the input terminal.
상기 입력 임피던스 매칭부는 게이트에 바이어스 전압이 인가되며, 드레인이 상기 전류 미러부에 연결되고, 소스가 상기 입력 임피던스부에 연결되는 엔모스 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 저잡음 증폭 장치.
The method of claim 1,
And a bias voltage is applied to a gate of the input impedance matching unit, a drain is connected to the current mirror, and a source is formed of an NMOS transistor connected to the input impedance.
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