KR20050089611A - High efficiency bypass switching power amplification apparatus with multiple power modes by using selective bias control - Google Patents

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KR20050089611A
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Abstract

본 발명은 무선 통신 단말기 내에 장착되는 전력 증폭 장치에 관한 것으로서, 특히 전력단 및 구동단을 제어하는 전압 제어 회로부를 포함하도록 구성되어, 출력 전력의 크기에 따라 다중 모드로 동작하며, 부가효율을 극대화시킬 수 있는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power amplification device mounted in a wireless communication terminal, and in particular, is configured to include a voltage control circuit for controlling the power stage and the driving stage, operating in multiple modes according to the size of the output power, maximizing additional efficiency The present invention relates to a high efficiency bypass switching multi-mode power amplifier device.

본 발명은 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치가 낮은 출력 전력인 경우에 갖는 부가 효율을 더 증대시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 본 발명으로 인해 추가되는 전압 제어 회로는 매우 간단하게 구현할 수 있고, 매우 작은 크기로 구현 가능할 뿐만 아니라 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)에 집적이 가능하기 때문에 추가되는 비용이 거의 없다는 장점을 가지며, 제1 전력 모드에서의 동작에도 전혀 영향을 미치지 않기 때문에 구현이 용이하다. 즉, 본 발명은 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 제2 전력 모드에서의 부가 효율을 추가적인 비용과 노력 없이 크게 증가시킬 수 있으며, 제2 전력 모드에서의 부가 효율에 큰 영향을 받는 단말기의 통화시간에 큰 효과를 보이므로, 단말기의 통화시간 연장을 가능하게 해 주는 효과가 있다.The present invention has proposed a method for further increasing the added efficiency that the conventional bypass switching multi-mode power amplifying apparatus has when the output power is low. Due to the present invention, an additional voltage control circuit can be implemented very simply, can be implemented in a very small size, and can be integrated in a monolithic microwave integrated circuit (MMIC). It is easy to implement because it has no impact on operation in power mode. That is, the present invention can greatly increase the additional efficiency of the bypass switching multi-mode power amplifier in the second power mode without additional cost and effort, and the call of the terminal greatly affected by the additional efficiency in the second power mode. Since it shows a great effect on time, it is possible to extend the talk time of the terminal.

Description

선택적 전압 제어를 이용한 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치 {High Efficiency Bypass Switching Power Amplification Apparatus with Multiple Power Modes By using Selective Bias Control} High Efficiency Bypass Switching Power Amplification Apparatus with Multiple Power Modes By using Selective Bias Control}

본 발명은 무선 통신 단말기 내에 장착되는 전력 증폭 장치에 관한 것으로서, 특히 전력단 및 구동단을 제어하는 전압 제어 회로부를 포함하도록 구성되어, 출력 전력의 크기에 따라 다중 모드로 동작하며, 부가효율을 극대화시킬 수 있는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power amplification device mounted in a wireless communication terminal, and in particular, is configured to include a voltage control circuit for controlling the power stage and the driving stage, operating in multiple modes according to the size of the output power, maximizing additional efficiency The present invention relates to a high efficiency bypass switching multi-mode power amplifier device.

최근 무선 통신 서비스에 사용되고 있는 단말기가 소형·경량화 되면서 소형 배터리로 긴 통화 시간을 가질 수 있도록 하는 데 많은 연구가 이루어지고 있다. 단말기 내에서도 기지국이나 중계기에 전송할 신호를 증폭해 주는 전력 증폭 장치가 시스템이 소모하는 전체 전력 중에서 상당양의 전력을 소비하게 된다. 특히, CDMA 단말기의 경우, 전력 증폭 장치는 시스템이 요구하는 최대 출력을 낼 수 있어야 하기 때문에 거기에 맞게 큰 증폭기를 사용하게 되지만, 전력 증폭 장치가 사용되는 시간의 대부분은 낮은 출력 전력을 전송하는데 쓰이게 된다. 그렇기 때문에 높은 출력 전력 뿐 아니라 낮은 출력 전력을 전송할 때에도, 전력 증폭 장치는 DC 전력 소모가 큰 상태에서 동작하게 되고, 이로 인해 낮은 출력 전력 상태에서의 부가 효율이 매우 낮아서, 단말기의 통화 시간을 제한하는 요인이 된다.Recently, as the terminal used in the wireless communication service becomes smaller and lighter, much research has been conducted to enable a long talk time with a small battery. Even within a terminal, a power amplification device that amplifies a signal to be transmitted to a base station or a repeater consumes a significant amount of the total power consumed by the system. In particular, in the case of CDMA terminals, the power amplification device must be able to produce the maximum output required by the system, so a large amplifier is used accordingly, but most of the time the power amplification device is used to transmit low output power. do. Therefore, when transmitting not only high output power but also low output power, the power amplification device operates in a state of high DC power consumption, and thus, the additional efficiency in the low output power state is very low, thereby limiting talk time of the terminal. It becomes a factor.

이러한 이유로, RF 전력 증폭 장치가 높은 출력 전력뿐만 아니라 낮은 출력 전력에서 동작할 때에도 효율을 증대시키는 것에 초점을 맞춰 많은 연구가 진행되고 있는데, 그 대표적인 방법이 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치이다.For this reason, a lot of research has been focused on increasing the efficiency when the RF power amplification device operates at a low output power as well as a high output power, a representative method is a bypass switching multi-mode power amplification device.

전술한 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치는 스위칭시키기를 원하는 전력단을 상황에 맞게 동작시킬 수 있도록 구성하는 방법으로, 출력 전력의 크기에 따라서 동작 모드를 몇 가지로 나누어 동작시키는데, 바이패스 스위칭 회로를 사용하여 낮은 출력 전력이 필요한 경우에는 스위칭 시키기를 원하는 전력단을 거치지 않고 우회하여 출력을 내도록 경로를 조정하고, 높은 출력 전력이 필요한 경우에는 전력단을 거쳐 출력을 내도록 경로를 조정한다. The above-described bypass switching multi-mode power amplification apparatus is configured to operate the power stage desired to be switched according to the situation. The bypass switching circuit operates by dividing the operation mode into several types according to the output power. If you need low output power, adjust the path to output by bypassing the power stage you want to switch, and adjust the path to output through the power stage when high output power is needed.

이처럼 출력 전력의 크기에 따라 선택적으로 모드 전환을 하는 다중 모드 전력 증폭 장치를 사용함에 따라서, 배터리 수명을 좌우하는 낮은 출력 전력 레벨의 신호 전송 시, DC 전력 소비를 현저히 줄일 수 있다.By using a multi-mode power amplification device that selectively switches modes according to the magnitude of the output power, DC power consumption can be significantly reduced during signal transmission at low output power levels that influence battery life.

도 1은 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 일반적인 블록도이다. 높은 출력 전력으로 동작하는 경우에는 우회로를 차단하고 전력단(220)을 이용하여 신호를 출력한다. 이 때, 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(230)와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(240)는 임피던스 변환기(270)로 신호가 가지 못하게 차단하고, 상기 전력단(220)으로 신호가 들어가도록 임피던스 정합 기능을 수행하며, 상기 전력단(220)에서 증폭된 신호는 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(250)와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(260)에서 출력부와 임피던스 정합이 됨과 동시에, 임피던스 변환기(270)로 신호가 누설되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다. 낮은 출력 전력으로 동작하는 경우에는 우회로가 열리고 상기 전력단(220)을 거치지 않고 구동단(200)에서 나온 신호가 바로 출력된다. 이 때, 상기 전력단(220)의 전원은 차단되고, 상기 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(230)와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(240)는 상기 임피던스 변환기(270)로 신호가 전송되도록 임피던스 정합되며, 상기 임피던스 변환기(270)를 통해 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(250) 및 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(260)로 들어간 신호는 전력단(220)으로 누설되지 않고 출력부로 나오도록 설정이 된다. 1 is a general block diagram of a conventional bypass switching multi-mode power amplification apparatus. When operating at high output power, the bypass circuit is cut off and the signal is output using the power stage 220. At this time, the first impedance matching and bypass circuit unit 230 and the second impedance matching and bypass circuit unit 240 block the signal from passing through the impedance converter 270 and the signal enters the power stage 220. Impedance matching function so that the amplified signal in the power stage 220 is the impedance matched with the output in the third impedance matching and bypass circuit unit 250 and the fourth impedance matching and bypass circuit unit 260 and At the same time, it serves to prevent the signal from leaking to the impedance converter 270. When operating at low output power, a bypass circuit is opened and a signal from the driving stage 200 is output directly without passing through the power stage 220. At this time, the power of the power stage 220 is cut off, and the first impedance matching and bypass circuit unit 230 and the second impedance matching and bypass circuit unit 240 transmit a signal to the impedance converter 270. Impedance matching is performed, and the signal entering the third impedance matching and bypass circuit unit 250 and the fourth impedance matching and bypass circuit unit 260 through the impedance converter 270 is output to the power stage 220 without leakage. It is set to be negative.

본 발명은 전력 증폭 장치의 효율을 극대화시키는 목적으로 종래에 제시된 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치가 낮은 출력에서 보여주었던 높은 부가 효율을 한층 더 증가시키기 위해 안출된 것이다.The present invention has been devised to further increase the high added efficiency that the conventionally disclosed bypass switching multi-mode power amplification device has shown at low output for the purpose of maximizing the efficiency of the power amplification device.

단말기의 통화시간 연장에 대한 지속적인 요구를 만족시키기 위해서 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치가 발명되어서, 낮은 출력 전력에서의 부가 효율을 증가시켰으나, 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 대기 전류는 비교적 큰 값을 갖는다. 그러므로, 낮은 출력 전력에서의 부가 효율 증대에는 한계가 있다. 이를 위해서는 전력 증폭 장치의 성능을 유지하면서 동시에 대기 전류를 감소시킴으로써, 더 높은 부가 효율을 갖는 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치가 요구된다. The bypass switching multi-mode power amplification device was invented to satisfy the continuous demand for extending the talk time of the terminal, thereby increasing the additional efficiency at low output power, but the standby current of the conventional bypass switching multi-mode power amplification device is It has a relatively large value. Therefore, there is a limit to increase in addition efficiency at low output power. This requires a bypass switching multi-mode power amplifier with higher added efficiency by reducing quiescent current while maintaining the performance of the power amplifier.

본 발명은 종래에 제시된 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 낮은 출력 전력인 경우의 부가 효율을 더욱 증가시키기 위한 것으로, 다중 모드 전력 증폭 장치의 낮은 출력 전력인 경우의 부가 효율이 전력 증폭 장치의 높은 대기 전류에 의해 크게 감소되는 문제를 해결함으로써, 낮은 출력 전력인 경우의 DC 전력 소모를 최소화하여 부가 효율이 증가되도록 구현하고자 한다.The present invention is to further increase the additional efficiency in the case of low output power of the conventional bypass switching multi-mode power amplification device, the additional efficiency in the case of low output power of the multi-mode power amplification device is high By solving the problem that is greatly reduced by the standby current, it is intended to implement to increase the additional efficiency by minimizing the DC power consumption in the case of low output power.

본 발명에 의한 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치는 입력 신호 전력을 증폭시키는 구동단을 포함하는 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치에 있어서, 상기 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 재증폭하여 출력하는 전력단; 상기 전력단으로 상기 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 최대 전송할 수 있도록 상기 구동단 및 전력단 사이에 연결되어 임피던스 정합 기능을 수행하는 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부; 상기 구동단 및 전력단에 연결되고, 출력 전력의 크기에 따라 구분된 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드별로 각기 다른 전압을 인가하는 전압 제어 회로부; 상기 전력단에 의해 재증폭된 신호 전력이 최대로 출력될 수 있도록 상기 전력단 및 출력단자 사이에 연결되어 임피던스 정합 기능을 수행하는 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부 및 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부; 및 상기 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 상기 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부를 통해 전달받아 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부로 출력하는 임피던스 변환기를 포함하도록 구성될 수 있다. A high efficiency bypass switching multi-mode power amplifying apparatus according to the present invention is a bypass switching multi-mode power amplifying apparatus including a driving stage for amplifying an input signal power, wherein the input signal power amplified by the driving stage is re-amplified. An output power stage; A first impedance matching and bypass circuit unit and a second impedance matching and bypass circuit connected between the driving stage and the power stage to perform an impedance matching function so as to transmit the input signal power amplified by the driving stage to the power stage at the maximum. A pass circuit portion; A voltage control circuit unit connected to the driving stage and the power stage and configured to apply different voltages to the first power mode and the second power mode divided according to the magnitude of the output power; A third impedance matching and bypass circuit portion and a fourth impedance matching and bypass circuit portion connected between the power stage and the output terminal to perform an impedance matching function so that the signal power re-amplified by the power stage can be outputted to the maximum; ; And receiving the input signal power amplified by the driving stage through the first impedance matching and bypass circuit unit and the second impedance matching and bypass circuit unit, and performing a third impedance matching and bypass circuit unit and a fourth impedance matching and bypass. It may be configured to include an impedance converter that outputs to the circuit portion.

바람직하게는, 상기 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부는, 상기 제1 전력 모드의 경우, 상기 구동단에 의해 증폭된 입력 신호를 상기 전력단으로 전달하되 상기 임피던스 변환기로의 신호 누설을 방지하며, 상기 제2 전력 모드의 경우 상기 구동단에 의해 증폭된 입력 신호를 상기 임피던스 변환기로 전달하되 상기 전력단으로의 신호 누설을 방지하도록 구현될 수 있다. Preferably, the first impedance matching and bypass circuit unit and the second impedance matching and bypass circuit unit, in the first power mode, transfer the input signal amplified by the driving stage to the power stage, but the impedance The signal leakage to the converter may be prevented, and in the second power mode, the input signal amplified by the driving stage may be transmitted to the impedance converter, but the signal leakage to the power stage may be prevented.

바람직하게는, 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부는, 제1 전력 모드인 경우 상기 전력단으로부터 전력을 전달받고, 제2 전력 모드인 경우 상기 임피던스 변환기로부터 전력을 전달받도록 구현될 수 있다.Preferably, the third impedance matching and bypass circuit portion and the fourth impedance matching and bypass circuit portion receive power from the power stage in the first power mode, and receive power from the impedance converter in the second power mode. It can be implemented to receive.

바람직하게는, 상기 전압 제어 회로부는 상기 전력단에 인가되는 전압을 제어하는 전력단 제어 회로부 및 상기 구동단에 인가되는 전압을 제어하는 구동단 제어 회로부를 포함하도록 구현될 수 있다. Preferably, the voltage control circuit unit may be implemented to include a power stage control circuit unit for controlling the voltage applied to the power stage and a driving stage control circuit unit for controlling the voltage applied to the driving stage.

바람직하게는, 상기 전력단 제어 회로부 및 구동단 제어 회로부는 동일한 디지털 신호 입력을 받아 동작할 수 있다.Preferably, the power stage control circuit portion and the driving stage control circuit portion may operate by receiving the same digital signal input.

바람직하게는, 상기 전력단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 전력단에 전원을 공급하며, 제2 전력 모드의 경우 상기 전력단에 공급되는 전원을 차단하도록 구현될 수 있다.Preferably, the power stage control circuit unit may be implemented to supply power to the power stage in the first power mode, and to cut off the power supplied to the power stage in the second power mode.

바람직하게는, 상기 구동단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 구동단의 대기 전류를 증가시키도록 공급 전압을 제어하고, 제2 전력 모드의 경우 상기 구동단의 대기 전류를 감소시키도록 공급 전압을 제어하도록 구현될 수 있다.Preferably, the driving stage control circuit unit controls the supply voltage to increase the standby current of the driving stage in the first power mode, and reduces the supply voltage to reduce the standby current of the driving stage in the second power mode. It can be implemented to control.

바람직하게는, 상기 전력단 제어 회로부는 도 5(a) 내지 도 5(d)에 점선으로 표시된 영역의 회로 중 어느 하나의 형태로 구현될 수 있다. Preferably, the power stage control circuit unit may be implemented in any one form of a circuit of a region indicated by a dotted line in FIGS. 5 (a) to 5 (d).

바람직하게는, 상기 구동단 제어 회로부는 도 6(a) 내지 도 6(d)에 점선으로 표시된 영역의 회로 중 어느 하나의 형태로 구현될 수 있다.Preferably, the driving stage control circuit unit may be implemented in any one form of a circuit of a region indicated by a dotted line in FIGS. 6 (a) to 6 (d).

바람직하게는, 상기 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드는 디지털 신호인 상기 전압 제어 회로부의 제어 전압 신호에 따라 결정되도록 구현될 수 있다.Preferably, the first power mode and the second power mode may be implemented to be determined according to a control voltage signal of the voltage control circuit unit, which is a digital signal.

바람직하게는, 상기 제1 전력 모드는 출력 전력이 높은 경우이고, 상기 제2 전력 모드는 출력 전력이 낮은 경우이다.Preferably, the first power mode is when the output power is high, and the second power mode is when the output power is low.

다르게는, 본 발명에 의한 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치는 입력 임피던스 정합회로를 거쳐, 입력 신호 전력을 증폭시키는 제1 구동단과 제2 구동단을 포함하는 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치에 있어서, 상기 제1 구동단에 의해 증폭된 신호 전력을 증폭하는 제2 구동단: 상기 제2 구동단으로 상기 제1 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 최대 전송할 수 있도록 상기 제1 구동단 및 제2 구동단 사이에 연결되어 임피던스 정합 기능을 수행하는 임피던스 정합부; 상기 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 재증폭하여 출력하는 전력단; 상기 전력단으로 상기 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 최대 전송할 수 있도록 상기 제2 구동단 및 전력단 사이에 연결되어 임피던스 정합 기능을 수행하는 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부; 상기 제1 구동단, 제2 구동단 및 전력단에 연결되고, 출력 전력의 크기에 따라 구분된 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드별로 각기 다른 전압을 인가하는 전압 제어 회로부; 상기 전력단에 의해 재증폭된 신호 전력이 최대로 출력될 수 있도록 상기 전력단 및 출력단자 사이에 연결되어 임피던스 정합 기능을 수행하는 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부; 및 상기 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 상기 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부를 통해 전달받아 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부로 출력하는 임피던스 변환기를 포함하도록 구성될 수 있다.Alternatively, the high efficiency bypass switching multi-mode power amplification apparatus according to the present invention may include a first switching stage and a second driving stage for amplifying the input signal power through an input impedance matching circuit. And a second driving stage for amplifying the signal power amplified by the first driving stage: the first driving stage so as to transmit the maximum input signal power amplified by the first driving stage to the second driving stage; An impedance matching unit connected between the second driving terminals to perform an impedance matching function; A power stage for reamplifying and outputting the input signal power amplified by the second driving stage; A first impedance matching and bypass circuit unit and a second circuit connected between the second driving terminal and the power terminal to perform an impedance matching function so as to transmit the input signal power amplified by the second driving terminal to the power stage to the maximum; Impedance matching and bypass circuitry; A voltage control circuit unit connected to the first driving stage, the second driving stage, and the power stage and applying different voltages to the first power mode and the second power mode divided according to the magnitude of the output power; A third impedance matching and bypass circuit portion and a fourth impedance matching and bypass circuit portion connected between the power stage and the output terminal to perform an impedance matching function so that the signal power re-amplified by the power stage can be outputted to the maximum; ; And receiving the input signal power amplified by the second driving stage through the first impedance matching and bypass circuit section and the second impedance matching and bypass circuit section, and matching the third impedance matching and bypass circuit section to the fourth impedance matching section. It may be configured to include an impedance converter for output to the bypass circuit portion.

바람직하게는, 상기 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부는 상기 제1 전력 모드의 경우, 상기 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호를 상기 전력단으로 전달하되 상기 임피던스 변환기로의 신호 누설을 방지하며, 상기 제2 전력 모드의 경우 상기 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호를 상기 임피던스 변환기로 전달하되 상기 전력단으로의 신호 누설을 방지하도록 구성될 수 있다. Preferably, the first impedance matching and bypass circuit portion and the second impedance matching and bypass circuit portion transfer the input signal amplified by the second driving stage to the power stage in the first power mode. It may be configured to prevent signal leakage to an impedance converter, and in the case of the second power mode, to transmit an input signal amplified by the second driving stage to the impedance converter, but to prevent signal leakage to the power stage.

바람직하게는, 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부는, 제1 전력 모드인 경우 상기 전력단으로부터 전력을 전달받고, 제2 전력 모드인 경우 상기 임피던스 변환기로부터 전력을 전달받도록 구성될 수 있다.Preferably, the third impedance matching and bypass circuit portion and the fourth impedance matching and bypass circuit portion receive power from the power stage in the first power mode, and receive power from the impedance converter in the second power mode. It may be configured to receive.

바람직하게는, 상기 제1 구동단 및 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력이 스위치 회로를 사용하지 않고 상기 전력단을 바이패스하도록 구성될 수 있다.Preferably, the input signal power amplified by the first and second drive stages may be configured to bypass the power stage without using a switch circuit.

바람직하게는, 상기 전압 제어 회로부는 상기 전력단에 인가되는 전압을 제어하는 전력단 제어 회로부와; 상기 제1 구동단 및 제2 구동단에 인가되는 전압을 제어하는 구동단 제어 회로부를 포함하도록 구성될 수 있다.Preferably, the voltage control circuit unit and the power stage control circuit unit for controlling the voltage applied to the power stage; It may be configured to include a drive stage control circuit for controlling the voltage applied to the first and second driving stage.

바람직하게는, 상기 전력단 제어 회로부 및 구동단 제어 회로부는 동일한 디지털 신호 입력을 받아 동작하도록 구성될 수 있다. Preferably, the power stage control circuit portion and the driving stage control circuit portion may be configured to operate by receiving the same digital signal input.

바람직하게는, 상기 전력단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 전력단에 전원을 공급하며, 제2 전력 모드의 경우 상기 전력단에 공급되는 전원을 차단하도록 구성될 수 있다. Preferably, the power stage control circuit unit may be configured to supply power to the power stage in the first power mode, and to cut off power supplied to the power stage in the second power mode.

바람직하게는, 상기 구동단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 제1 구동단의 대기 전류를 증가시키도록 공급 전압을 제어하고, 제2 전력 모드의 경우 상기 제1 구동단의 대기 전류를 감소시키도록 공급 전압을 제어하도록 구성될 수 있다. Preferably, the driving stage control circuit unit controls the supply voltage to increase the standby current of the first driving stage in the first power mode, and decreases the standby current of the first driving stage in the second power mode. Can be configured to control the supply voltage.

바람직하게는, 상기 구동단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 제2 구동단의 대기 전류를 증가시키도록 공급 전압을 제어하고, 제2 전력 모드의 경우 상기 제2 구동단의 대기 전류를 감소시키도록 공급 전압을 제어하도록 구성될 수 있다. Preferably, the driving stage control circuit unit controls the supply voltage to increase the standby current of the second driving stage in the first power mode, and decreases the standby current of the second driving stage in the second power mode. Can be configured to control the supply voltage.

바람직하게는, 상기 구동단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 제1 구동단의 대기 전류를 감소시키도록 공급 전압을 제어하고, 제2 전력 모드의 경우 상기 제1 구동단의 대기 전류를 증가시키도록 공급 전압을 제어하도록 구성될 수 있다.Preferably, the driving stage control circuit unit controls the supply voltage to reduce the standby current of the first driving stage in the first power mode, and increases the standby current of the first driving stage in the second power mode. Can be configured to control the supply voltage.

바람직하게는, 상기 구동단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 제2 구동단의 대기 전류를 감소시키도록 공급 전압을 제어하고, 제2 전력 모드의 경우 상기 제2 구동단의 대기 전류를 증가시키도록 공급 전압을 제어하도록 구성될 수 있다.Preferably, the driving stage control circuit unit controls the supply voltage to reduce the standby current of the second driving stage in the first power mode, and increases the standby current of the second driving stage in the second power mode. Can be configured to control the supply voltage.

바람직하게는, 상기 전력단 제어 회로부는 도 5(a) 내지 도 5(d)에 점선으로 표시된 영역의 회로 중 어느 하나의 형태로 구현될 수 있다.Preferably, the power stage control circuit unit may be implemented in any one form of a circuit of a region indicated by a dotted line in FIGS. 5 (a) to 5 (d).

바람직하게는, 상기 구동단 제어 회로부는 도 6(a) 내지 도 6(d)에 점선으로 표시된 영역의 회로 중 어느 하나의 형태로 구현될 수 있다.Preferably, the driving stage control circuit unit may be implemented in any one form of a circuit of a region indicated by a dotted line in FIGS. 6 (a) to 6 (d).

바람직하게는, 상기 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드는 디지털 신호인 상기 전압 제어 회로부의 제어 전압 신호에 따라 결정될 수 있다.Preferably, the first power mode and the second power mode may be determined according to a control voltage signal of the voltage control circuit unit, which is a digital signal.

바람직하게는, 상기 제1 전력 모드는 출력 전력이 높은 경우이고, 상기 제2 전력 모드는 출력 전력이 낮은 경우이다.Preferably, the first power mode is when the output power is high, and the second power mode is when the output power is low.

바람직하게는, 본 발명에 의한 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치는 임의의 N단의 구동단과 임의의 M단의 전력단을 포함하도록 구현될 수 있다.Preferably, the high efficiency bypass switching multi-mode power amplifying apparatus according to the present invention may be implemented to include any N stage driving stage and any M stage power stage.

이하, 첨부한 도면과 함께 본 발명에 의한 고효율 다중 모드 전력 증폭 장치의 실시예를 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, an embodiment of the high efficiency multi-mode power amplifying apparatus according to the present invention together with the accompanying drawings will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 2단으로 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 구성을 나타낸 것이다. 도 2에서 도시하고 있는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치는, 출력 전력의 크기에 따라 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드로 나뉘어 동작하게 되는데, 상기 제1 전력 모드는 높은 출력 전력인 경우를 의미하며, 상기 제2 전력 모드는 낮은 출력 전력인 경우를 의미한다. 상기 2단으로 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치는 입력 정합부(80); 상기 입력 정합부(80)를 통해 전달된 입력 신호를 증폭시키는 구동단(100); 상기 구동단(100)에 의해 증폭된 신호를 전력 모드에 따라서 전력단(120) 혹은 임피던스 변환기(170)로 전달하는 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(130)와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(140); 제1 전력 모드에서 상기 구동단(100)의 신호를 큰 전력으로 증폭시켜 주는 전력단(120); 상기 전력단(120)이나 상기 임피던스 변환기(170)를 통해 전달된 신호를 손실 없이 출력단(240)에 전달해 주는 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(150)와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(160); 제2 전력 모드에서 상기 구동단(100)으로부터 전달된 신호가, 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(150)와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(160)를 통해서 출력단(240)으로 나갈 때 부정합으로 인한 부가 효율 감소를 막기 위해 임피던스를 정합시켜 주는 임피던스 변환기(170); 시스템에서 주어지는 출력 전력 모드를 결정하는 신호를 받아 전력단(120)의 전원 공급을 제어하며 구동단(100)의 대기 전류를 전력 모드에 맞춰 제어하는 전압 제어 회로부(95)를 포함하여 구성된다. 도 2의 구조가 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치와 다른 점은 상기 전압 제어 회로부(95)가 전력단(120) 뿐만 아니라 구동단(100)에도 연결되어서 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 동작을 제어한다는 것이다.Figure 2 shows the configuration of a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented in two stages according to an embodiment of the present invention. The high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device illustrated in FIG. 2 is operated by being divided into a first power mode and a second power mode according to the magnitude of the output power, wherein the first power mode is a high output power. The second power mode means low output power. The two-stage high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device includes an input matching unit (80); A driving stage (100) for amplifying the input signal transmitted through the input matching unit (80); The first impedance matching and bypass circuit unit 130 and the second impedance matching and bypass circuit unit for transmitting the signal amplified by the driving stage 100 to the power stage 120 or the impedance converter 170 according to the power mode. 140; A power stage 120 for amplifying the signal of the driving stage 100 with a large power in a first power mode; The third impedance matching and bypass circuit unit 150 and the fourth impedance matching and bypass circuit unit 160 for transmitting the signal transmitted through the power stage 120 or the impedance converter 170 to the output terminal 240 without loss. ); When the signal transmitted from the driving stage 100 in the second power mode exits to the output terminal 240 through the third impedance matching and bypass circuit unit 150 and the fourth impedance matching and bypass circuit unit 160. Impedance converter 170 for matching the impedance to prevent a reduction in the added efficiency due to the; It receives a signal for determining the output power mode given by the system to control the power supply of the power stage 120 and comprises a voltage control circuit 95 for controlling the standby current of the drive stage 100 according to the power mode. 2 is different from the conventional bypass switching multi-mode power amplifying apparatus, in which the voltage control circuit 95 is connected to the driving stage 100 as well as the power stage 120, thereby bypassing the multi-mode power amplifying apparatus. Is to control the operation of.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3단으로 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 구성을 나타낸 것이다. 도 3에서 도시하고 있는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치는, 출력 전력의 크기에 따라 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드로 나뉘어 동작하게 되는데, 상기 제1 전력 모드는 높은 출력 전력인 경우를 의미하며, 상기 제2 전력 모드는 낮은 출력 전력인 경우를 의미한다. 상기 3단으로 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치는 입력 정합부(80); 상기 입력 정합부(80)를 통해 전달된 입력 신호를 증폭시키는 제1 구동단(100); 상기 제1 구동단(100)에 의해 증폭된 신호를 제2 구동단(105)으로 전달하는 임피던스 정합부(85); 상기 임피던스 정합부(85)를 통해 전달된 신호를 다시 증폭시키는 제2 구동단(105); 상기 제2 구동단(105)에 의해 증폭된 신호를 전력 모드에 따라서 전력단(120) 혹은 임피던스 변환기(170)로 전달하는 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(130)와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(140); 제1 전력 모드에서 상기 제2 구동단(105)의 신호를 큰 전력으로 증폭시켜 주는 전력단(120); 상기 전력단(120)이나 상기 임피던스 변환기(170)를 통해 전달된 신호를 손실 없이 출력단(240)에 전달해 주는 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(150)와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(160); 제2 전력 모드에서 상기 제2 구동단(105)으로부터 전달된 신호가, 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(150)와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부(160)를 통해서 출력단(240)으로 나갈 때 부정합으로 인한 부가 효율 감소를 막기 위해 임피던스를 정합시켜 주는 임피던스 변환기(170); 시스템에서 주어지는 출력 전력 모드를 결정하는 신호를 받아 전력단(120)의 전원 공급을 제어하며 제1 구동단(100) 및 제2 구동단(105)의 대기 전류를 전력 모드에 맞춰 제어하는 전압 제어 회로부(95)를 포함하여 구성된다. 도 3의 구조가 도 2의 구조와 다른 점은 3단으로 구성되기 때문에, 전압 제어 회로부(95)가 전력단(120) 뿐만 아니라 제1 구동단(100), 제2 구동단(105)에도 연결되어서 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 동작을 제어한다는 것이다.Figure 3 shows the configuration of a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented in three stages according to an embodiment of the present invention. The high efficiency bypass switching multi-mode power amplifier shown in FIG. 3 operates in a first power mode and a second power mode according to the magnitude of the output power, and the first power mode is a high output power. The second power mode means low output power. The three-stage high efficiency bypass switching multi-mode power amplification apparatus includes an input matching unit (80); A first driving stage (100) for amplifying the input signal transmitted through the input matching unit (80); An impedance matching unit 85 transferring the signal amplified by the first driving stage 100 to the second driving stage 105; A second driving stage 105 for amplifying the signal transmitted through the impedance matching unit 85 again; The first impedance matching and bypass circuit unit 130 and the second impedance matching and bypass transferring the signal amplified by the second driving stage 105 to the power stage 120 or the impedance converter 170 according to the power mode. A pass circuit unit 140; A power stage 120 for amplifying the signal of the second driving stage 105 with a large power in a first power mode; The third impedance matching and bypass circuit unit 150 and the fourth impedance matching and bypass circuit unit 160 for transmitting the signal transmitted through the power stage 120 or the impedance converter 170 to the output terminal 240 without loss. ); In the second power mode, the signal transmitted from the second driving stage 105 passes through the third impedance matching and bypass circuit unit 150 and the fourth impedance matching and bypass circuit unit 160 to the output terminal 240. An impedance converter 170 for matching impedance to prevent a decrease in additional efficiency due to mismatches; Controlling the power supply of the power stage 120 by receiving a signal for determining the output power mode given by the system, and controlling the standby current of the first and second driving stages 100 and 105 according to the power mode. The circuit part 95 is comprised. Since the structure of FIG. 3 differs from the structure of FIG. 2, the voltage control circuit 95 is applied not only to the power stage 120 but also to the first driving stage 100 and the second driving stage 105. Connected to control the operation of the bypass switching multi-mode power amplification device.

도 4(a)는 종래 바이패스 스위칭 다중 전력 증폭 장치의 전압 제어 회로부의 구성을 나타낸 것이다. Figure 4 (a) shows the configuration of the voltage control circuit portion of the conventional bypass switching multiple power amplifier.

도 4(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 바이패스 스위칭 다중 전력 모드 동작을 위해 이용되는 전압 제어 회로부의 구성을 나타낸 것이다. 상기 전압 제어 회로부는 전력단에 인가되는 전압을 제어하는 전력단 제어 회로부 및 구동단에 인가되는 전압을 제어하는 구동단 제어 회로부를 포함하도록 구성되며, 시스템에서 주어지는 제어전압신호가 디지털 신호의 형태로 전력단 제어 회로부(90)와 구동단 제어 회로부(96)로 각각 들어가게 된다. Figure 4 (b) shows the configuration of the voltage control circuit portion used for high efficiency bypass switching multiple power mode operation according to an embodiment of the present invention. The voltage control circuit unit is configured to include a power stage control circuit unit for controlling the voltage applied to the power stage and a driving stage control circuit unit for controlling the voltage applied to the driving stage, wherein the control voltage signal given by the system is in the form of a digital signal. The power stage control circuit unit 90 and the driving stage control circuit unit 96 are respectively entered.

제1 전력 모드로 동작할 경우, 전력단(120)에 연결된 전력단 제어 회로부(90)는 전력단(120)의 전원을 공급하게 하여, 전력단(120)으로부터 높은 출력 전력을 얻도록 하며, 구동단(100)에 연결된 구동단 제어 회로부(96)는 구동단(100)의 대기 전류를 증가시켜서 제1 전력 모드에서 요구되는 선형성, 이득 등의 특성을 만족시키도록 제어 한다.When operating in the first power mode, the power stage control circuitry 90 connected to the power stage 120 to supply power to the power stage 120, so as to obtain a high output power from the power stage 120, The driving stage control circuit unit 96 connected to the driving stage 100 increases the standby current of the driving stage 100 to control characteristics such as linearity and gain required in the first power mode.

제2 전력 모드로 동작할 경우, 전력단(120)에 연결된 전력단 제어 회로부(90)는 전력단(120)의 전원을 차단하여 전력단(120)의 DC 전력 소모를 방지하며, 구동단(100)에 연결된 구동단 제어 회로부(96)는 구동단(100)의 대기 전류를 감소시켜서 제2 전력 모드에서의 DC 전력 소모를 최소화시킨다. When operating in the second power mode, the power stage control circuit unit 90 connected to the power stage 120 cuts off the power of the power stage 120 to prevent DC power consumption of the power stage 120, and the driving stage ( Drive stage control circuitry 96 coupled to 100 reduces the quiescent current of drive stage 100 to minimize DC power consumption in the second power mode.

도 4(c)는 본 발명의 일실시예에 따른 전압 제어 회로부(95)의 회로 구성을 나타낸 것이다. 일반적으로 제어 전압 신호가 0V와 같은 낮은 전압일 때, 제1 전력 모드가 되고, 3V와 같은 높은 전압일 때, 제2 전력 모드가 된다. 즉, 디지털 신호인 전압 제어 회로부의 제어 전압 신호에 따라 전력 모드가 결정되는 것이다. 이러한 디지털 신호를 바탕으로, 전력단 제어 회로부(90)와 구동단 제어 회로부(96)를 각각 1개의 트랜지스터를 이용하여 간단하게 구현하였다. 상기 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치에 기본적으로 필요한 전력단 제어 회로부(90)는 전력단(120)의 바이어스 회로와 연결되어 있다. 그래서 제1 전력 모드로 동작할 경우, 바이어스 회로의 트랜지스터(91)는 동작하게 되고, 높은 출력 전력을 낼 수 있는 전력단 대기 전류를 갖게 되며, 제2 전력 모드로 동작할 경우, 전력단 제어 회로부(90)에 의해서 연결 노드(71)의 전압이 거의 0V로 떨어지게 되어서, 바이어스 회로의 트랜지스터(91)는 동작하지 않기 때문에, 전력단의 전원이 차단된다.4 (c) shows a circuit configuration of the voltage control circuit unit 95 according to the embodiment of the present invention. In general, when the control voltage signal is at a low voltage, such as 0V, it is in the first power mode, and at a high voltage, such as 3V, it is in the second power mode. That is, the power mode is determined according to the control voltage signal of the voltage control circuit part which is a digital signal. Based on these digital signals, the power stage control circuit section 90 and the drive stage control circuit section 96 are each simply implemented using one transistor. The power stage control circuit 90, which is basically required for the bypass switching multi-mode power amplifier, is connected to the bias circuit of the power stage 120. Thus, when operating in the first power mode, the transistor 91 of the bias circuit operates and has a power stage standby current capable of producing high output power, and when operating in the second power mode, the power stage control circuit unit By 90, the voltage of the connection node 71 drops to almost 0V, so that the transistor 91 of the bias circuit does not operate, so that the power supply of the power stage is cut off.

구동단 제어 회로부(96)는 제1 전력 모드로 동작할 경우, 구동단 제어 회로부(96)가 오프 상태가 되어서 구동단의 대기 전류를 높은 출력 전력을 낼 수 있도록 제어하며, 제2 전력 모드로 동작할 경우, 구동단 제어 회로부(96)가 동작하여 구동단의 바이어스 전류를 감소시킴으로써, 구동단의 대기 전류를 감소시킨다. When the driving stage control circuit unit 96 operates in the first power mode, the driving stage control circuit unit 96 is turned off to control the standby current of the driving stage to generate high output power. In operation, the drive stage control circuitry 96 operates to reduce the bias current of the drive stage, thereby reducing the standby current of the drive stage.

도 5(a) 내지 5(d)는 전압 제어 회로부(95)를 구성하고 있는 전력단 제어 회로부를 구성하기 위한 다양한 회로 구성을 나타낸 것이다.5A to 5D show various circuit configurations for constructing the power stage control circuit section constituting the voltage control circuit section 95.

도 6(a) 내지 6(d)는 전력단 제어 회로와 함께 전압 제어 회로부(95)를 구성하고 있는 구동단 제어 회로부(96)를 구성하기 위한 다양한 회로 구성을 나타낸 것이다. 6 (a) to 6 (d) show various circuit configurations for constituting the drive stage control circuit section 96 constituting the voltage control circuit section 95 together with the power stage control circuit.

도 6(a)에 구현된 구동단 제어 회로부는 트랜지스터의 컬렉터와 이미터에 모두 저항을 연결해 구성하였으며, 도 6(b)에 구현된 구동단 제어 회로부는 트랜지스터의 이미터에만 저항을 연결해 구성하였다.The driving stage control circuit unit of FIG. 6 (a) is configured by connecting a resistor to both the collector and the emitter of the transistor, and the driving stage control circuit unit of FIG. 6 (b) is configured by connecting a resistor to only the emitter of the transistor. .

또한, 도 6(c)에 구현된 구동단 제어 회로부는 트랜지스터의 컬렉터에만 저항을 연결해 구성하였으며, 도 6(d)에 구현된 구동단 전압 제어 회로부는 트랜지스터의 컬렉터에 다이오드를 사용해 구성하였다. 다이오드에 전류가 흐르면, 다이오드 양단에 일정한 전압이 인가되는데, 보통 수 킬로옴 정도의 큰 저항에 걸려야 하는 전압이 다이오드에 걸림에 따라서 그만큼의 저항의 크기를 줄일 수 있는 장점을 가진다. In addition, the driving stage control circuit unit implemented in FIG. 6 (c) is configured by connecting a resistor only to the collector of the transistor, and the driving stage voltage control circuit unit implemented in FIG. 6 (d) is configured by using a diode in the collector of the transistor. When a current flows through the diode, a constant voltage is applied across the diode, which has the advantage of reducing the magnitude of the resistance according to the diode being subjected to a large resistance, usually a few kiloohms.

도 5 내지 6은 가능한 회로 구성들의 몇 가지 예에 불과하며, 본 발명에 따른 전력단 제어 회로부 및 구동단 제어 회로부는 상기 도 5 내지 6에 제한되지 않는다.5 to 6 are only some examples of possible circuit configurations, and the power stage control circuit portion and the drive stage control circuit portion according to the present invention are not limited to the above FIGS. 5 to 6.

도 7는 본 발명의 일실시예에 따라 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 전류 특성을 설명하기 위한 그래프이다.7 is a graph illustrating the current characteristics of the high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented according to an embodiment of the present invention.

제1 전력 모드에서는 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 특성과 차이가 없지만, 구동단의 대기 전류를 감소시킨 제2 전력 모드에서는 출력 전력이 낮아짐에 따라 전류 소모량이 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 전류 소모량에 비해 더 많이 줄어드는 것을 볼 수 있다.In the first power mode, there is no difference from the characteristics of the conventional bypass switching multi-mode power amplifier, but in the second power mode in which the standby current of the driving stage is reduced, the current consumption is reduced as the output power decreases. It can be seen that the power consumption of the mode power amplification device is further reduced.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 부가효율 특성을 설명하기 위한 그래프이다.8 is a graph illustrating the additional efficiency characteristics of the high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented according to an embodiment of the present invention.

제1 전력 모드에서는 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 부가 효율 특성과 차이가 없지만, 구동단의 대기 전류를 감소시킨 제2 전력 모드에서는 출력 전력이 낮아짐에 따라 부가 효율 특성이 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 부가 효율 특성보다 크게 증가하는 것을 보여 주고 있다. 또한, 제2 전력 모드에서의 부가 효율 특성의 향상은 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 대기 전류의 값에 큰 영향을 받기 때문에 대기 전류의 값을 더욱 낮추면, 더욱 큰 부가 효율 특성을 얻을 수 있다.In the first power mode, the additional efficiency characteristic of the conventional bypass switching multi-mode power amplifier is not different from that of the conventional power supply. However, in the second power mode in which the standby current of the driving stage is reduced, the additional efficiency characteristic is reduced as the output power decreases. It shows a significant increase over the added efficiency characteristic of the pass switching multi-mode power amplifier. In addition, since the improvement of the additional efficiency characteristic in the second power mode is greatly influenced by the value of the standby current of the bypass switching multi-mode power amplifier, a further additional efficiency characteristic can be obtained by further lowering the value of the standby current. .

도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 ACPR 특성을 설명하기 위한 그래프이다.9 is a graph illustrating an ACPR characteristic of a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented according to an embodiment of the present invention.

CDMA용 이동통신에서는 시스템이 필요로 하는 최소한의 선형성을 만족해야 하는데, 전력 증폭 장치가 시스템이 요구하는 선형성에 가장 큰 영향을 미치는 부분이므로, 상기 전력 증폭 장치는 양질의 선형성을 가질 것이 요구된다. 상기 선형성을 나타내는 파라미터로 ACPR(Adjacent Channel Power Ratio)이 이용되며, ACPR 특성이 좋은 전력 증폭 장치일수록 선형성이 우수함을 의미한다. In the CDMA mobile communication, the minimum linearity required by the system must be satisfied. Since the power amplifying device has the greatest influence on the linearity required by the system, the power amplifying device is required to have a good linearity. ACPR (Adjacent Channel Power Ratio) is used as a parameter representing the linearity, and a power amplification device having a good ACPR characteristic means that the linearity is excellent.

전력 증폭 장치에 요구되는 ACPR 기준 때문에, 일반적인 전력 증폭 장치의 부가 효율을 증가시키는 것에는 한계가 있으며, 거의 대부분의 전력 증폭 장치는 높은 출력 전력인 경우에는 비슷한 ACPR을 갖게 된다. 마찬가지로, 본 발명에서도 제1 전력 모드에서는 종래의 바이패스 스위칭 전력 증폭 장치와 동일한 ACPR 특성을 보이고 있다. Because of the ACPR criteria required for power amplification devices, there is a limit to increasing the added efficiency of a general power amplification device, and almost all power amplification devices have a similar ACPR at high output power. Similarly, the present invention shows the same ACPR characteristics as the conventional bypass switching power amplifier in the first power mode.

반면에, 제2 전력 모드에서는 전력 증폭 장치의 ACPR 값이 요구되는 수치보다 큰 값을 갖게 되므로, 이러한 마진을 이용하여 제2 전력 모드에서의 부가 효율을 증가시킬 수 있다. 도 7에 보이는 것과 같이 제2 전력 모드에서, 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치는 수평의 점선으로 도시된, 요구되는 ACPR 값에 비해 큰 차이가 있다. 그런데, 본 발명과 같이 제2 전력 모드에서의 대기 전류를 감소시키면, 비록 선형성이 다소 악화되더라도, 요구되는 ACPR을 만족시킬 수 있으므로, 선형성과 부가 효율에 대해서 동시에 원하는 특성을 얻을 수 있게 된다. On the other hand, in the second power mode, since the ACPR value of the power amplification device has a larger value than the required value, the additional efficiency in the second power mode may be increased by using this margin. In the second power mode, as shown in FIG. 7, the conventional bypass switching multi-mode power amplification device has a large difference compared to the required ACPR value, shown by the horizontal dotted line. However, if the quiescent current in the second power mode is reduced as in the present invention, even if the linearity is slightly deteriorated, the required ACPR can be satisfied, so that desired characteristics can be simultaneously obtained for linearity and added efficiency.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 이득 특성을 설명하기 위한 그래프이다.10 is a graph illustrating gain characteristics of a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따라 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치는 제2 전력 모드에서 대기 전류를 감소시켰기 때문에 전력 증폭 장치의 이득 특성은 도 10과 같은 특성을 갖게 된다. 즉, 제1 전력 모드에서는 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치와 동일한 이득 특성을 보이지만, 제2 전력 모드에서는 대기 전류의 감소로 인해서 출력 전력이 커짐에 따라 도 10에 보이는 것과 같이 A 만큼의 이득 변화 특성을 보이게 된다. 그러나 이득 변화량 A는 시스템에서 허용할 수 있는 정도까지 조정이 가능하므로, 대기 전류의 감소량과 이득 변화량 A 사이의 관계에 따라서, 이를 조절할 수 있다. Since the high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented according to an embodiment of the present invention reduces the standby current in the second power mode, the gain characteristic of the power amplification device has the characteristics as shown in FIG. 10. That is, in the first power mode, the gain characteristics are the same as those of the conventional bypass switching multi-mode power amplifier, but in the second power mode, as the output power increases due to the decrease in the standby current, as shown in FIG. The gain change characteristic is shown. However, since the gain change A can be adjusted to an acceptable level in the system, the gain change A can be adjusted according to the relationship between the decrease in the quiescent current and the gain change A.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 모드 전환 구조를 이용한 고효율 다중 모드 전력 증폭장치를, 임의의 N단의 구동단과 임의의 M단의 전력단으로 구성한 구조를 나타낸 것이다. 2단에 해당되는 상기 도 2, 그리고, 3단에 해당되는 상기 도 3에서의 응용으로 이를 N단의 구동단과 M단의 전력단으로 구성된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치에 확대 적용할 수 있음은 물론이다.11 illustrates a structure in which a high efficiency multi-mode power amplifying apparatus using a power mode switching structure according to an embodiment of the present invention comprises a driving stage of arbitrary N stages and a power stage of an arbitrary M stage. 2 and the three-stage, the application in Figure 3 can be applied to the high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device consisting of the driving stage of the N stage and the power stage of the M stage. Of course.

본 발명을 설명하기 위해서 본 발명의 실시예들이 위와 같이 기술되었다. 그러나, 본 발명은 도시된 도면과 기술된 설명의 내용에 한정하지 않으며, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 개량과 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다. In order to explain the invention, embodiments of the invention have been described above. However, the present invention is not limited to the contents of the drawings and the described description, and various forms of modifications and variations can be made without departing from the spirit of the present invention, which will be apparent to those skilled in the art. It is true.

본 발명은 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치가 낮은 출력 전력인 경우에 갖는 부가 효율을 더 증대시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 본 발명으로 인해 추가되는 전압 제어 회로는 매우 간단하게 구현할 수 있고, 매우 작은 크기로 구현 가능할 뿐만 아니라 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)에 집적이 가능하기 때문에 추가되는 비용이 거의 없다는 장점을 가지며, 제1 전력 모드에서의 동작에도 전혀 영향을 미치지 않기 때문에 구현이 용이하다. 즉, 본 발명은 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 제2 전력 모드에서의 부가 효율을 추가적인 비용과 노력 없이 크게 증가시킬 수 있으며, 제2 전력 모드에서의 부가 효율에 큰 영향을 받는 단말기의 통화시간에 큰 효과를 보이므로, 단말기의 통화시간 연장을 가능하게 해 주는 효과가 있다.The present invention has proposed a method for further increasing the added efficiency that the conventional bypass switching multi-mode power amplifying apparatus has when the output power is low. Due to the present invention, an additional voltage control circuit can be implemented very simply, can be implemented in a very small size, and can be integrated in a monolithic microwave integrated circuit (MMIC). It is easy to implement because it has no impact on operation in power mode. That is, the present invention can greatly increase the additional efficiency of the bypass switching multi-mode power amplifier in the second power mode without additional cost and effort, and the call of the terminal greatly affected by the additional efficiency in the second power mode. Since it shows a great effect on time, it is possible to extend the talk time of the terminal.

도 1은 종래의 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 구성을 나타낸 것이다.Figure 1 shows the configuration of a conventional bypass switching multi-mode power amplifier.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 2단으로 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 구성을 나타낸 것이다.Figure 2 shows the configuration of a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented in two stages according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3단으로 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 구성을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the configuration of a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented in three stages according to an embodiment of the present invention.

도 4(a)는 종래 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 전압 제어 회로부의 구성을 개념적으로 나타낸 것이다.Figure 4 (a) conceptually shows the configuration of the voltage control circuit portion of the conventional bypass switching multi-mode power amplifier.

도 4(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 전압 제어 회로부의 구성을 개념적으로 나타낸 것이다.Figure 4 (b) conceptually shows the configuration of the voltage control circuit portion of the high efficiency bypass switching multi-mode power amplifying apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4(c)는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 전압 제어 회로부의 회로 구성을 나타낸 것이다.Figure 4 (c) shows the circuit configuration of the voltage control circuit portion of the high efficiency bypass switching multi-mode power amplifying apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5(a) 내지 5(d)는 본 발명의 일실시예에 따른 전력단 제어 회로부의 다양한 회로 구성을 나타낸 것이다.5 (a) to 5 (d) show various circuit configurations of the power stage control circuit unit according to an embodiment of the present invention.

도 6(a) 내지 6(d)는 본 발명의 일실시예에 따른 구동단 제어 회로부의 다양한 회로 구성을 나타낸 것이다.6 (a) to 6 (d) show various circuit configurations of the driving stage control circuit unit according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 전류 특성을 설명하기 위한 그래프이다.7 is a graph illustrating the current characteristics of the high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 부가효율 특성을 설명하기 위한 그래프이다.8 is a graph illustrating the additional efficiency characteristics of the high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 ACPR 특성을 설명하기 위한 그래프이다.9 is a graph illustrating an ACPR characteristic of a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 이득 특성을 설명하기 위한 그래프이다.10 is a graph illustrating gain characteristics of a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 (N+M)단으로 구현된 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치의 구성을 나타낸 것으로서, 임의의 N단의 구동단과 임의의 M단의 전력단으로 구성한 구조를 나타낸 것이다.FIG. 11 is a block diagram illustrating a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device implemented as an (N + M) stage according to an embodiment of the present invention. The structure is shown.

Claims (29)

입력 임피던스 정합회로를 거쳐, 입력 신호 전력을 증폭시키는 구동단을 포함하는 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치에 있어서,In the bypass switching multi-mode power amplification apparatus comprising a drive stage for amplifying the input signal power via an input impedance matching circuit, 상기 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 재증폭하여 출력하는 전력단;A power stage for reamplifying and outputting the input signal power amplified by the driving stage; 상기 전력단으로 상기 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 최대 전송할 수 있도록 상기 구동단 및 전력단 사이에 연결되어 임피던스 정합 기능을 수행하는 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부;A first impedance matching and bypass circuit unit and a second impedance matching and bypass circuit connected between the driving stage and the power stage to perform an impedance matching function so as to transmit the input signal power amplified by the driving stage to the power stage at the maximum. A pass circuit portion; 상기 구동단 및 전력단에 연결되고, 출력 전력의 크기에 따라 구분된 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드별로 각기 다른 전압을 인가하는 전압 제어 회로부;A voltage control circuit unit connected to the driving stage and the power stage and configured to apply different voltages to the first power mode and the second power mode divided according to the magnitude of the output power; 상기 전력단에 의해 재증폭된 신호 전력이 최대로 출력될 수 있도록 상기 전력단 및 출력단자 사이에 연결되어 임피던스 정합 기능을 수행하는 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부; 및A third impedance matching and bypass circuit portion and a fourth impedance matching and bypass circuit portion connected between the power stage and the output terminal to perform an impedance matching function so that the signal power re-amplified by the power stage can be outputted to the maximum; ; And 상기 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 상기 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부를 통해 전달받아 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부로 출력하는 임피던스 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The input signal power amplified by the driving stage is received through the first impedance matching and bypass circuit section and the second impedance matching and bypass circuit section to receive a third impedance matching and bypass circuit section and a fourth impedance matching and bypass circuit section. High efficiency bypass switching multi-mode power amplification apparatus comprising an impedance converter for outputting. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부는 상기 제1 전력 모드의 경우, 상기 구동단에 의해 증폭된 입력 신호를 상기 전력단으로 전달하되 상기 임피던스 변환기로의 신호 누설을 방지하며, 상기 제2 전력 모드의 경우 상기 구동단에 의해 증폭된 입력 신호를 상기 임피던스 변환기로 전달하되 상기 전력단으로의 신호 누설을 방지하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.In the case of the first power mode, the first impedance matching and bypass circuit unit and the second impedance matching and bypass circuit unit transmit an input signal amplified by the driving stage to the power stage but leak the signal to the impedance converter. In the case of the second power mode, the high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device, characterized in that for transmitting the input signal amplified by the drive stage to the impedance converter to prevent signal leakage to the power stage. . 제1 항에 있어서, According to claim 1, 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부는, 제1 전력 모드인 경우 상기 전력단으로부터 전력을 전달받고, 제2 전력 모드인 경우 상기 임피던스 변환기로부터 전력을 전달받는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The third impedance matching and bypass circuit unit and the fourth impedance matching and bypass circuit unit may receive power from the power stage in the first power mode, and power from the impedance converter in the second power mode. High efficiency bypass switching multi-mode power amplifier. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력이 스위치회로를 사용하지 않고 상기 전력단을 바이패스하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.And the input signal power amplified by the drive stage bypasses the power stage without using a switch circuit. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 전압 제어 회로부는 상기 전력단에 인가되는 전압을 제어하는 전력단 제어 회로부 및 상기 구동단에 인가되는 전압을 제어하는 구동단 제어 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치. The voltage control circuit unit includes a power stage control circuit unit for controlling a voltage applied to the power stage and a driving stage control circuit unit for controlling a voltage applied to the driving stage. . 제5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 전력단 제어 회로부 및 구동단 제어 회로부는 동일한 디지털 신호 입력을 받아 동작하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.And the power stage control circuit and the driving stage control circuit are operated by receiving the same digital signal input. 제5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 전력단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 전력단에 전원을 공급하며, 제2 전력 모드의 경우 상기 전력단에 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The power stage control circuit unit supplies power to the power stage in the first power mode, and cuts off the power supplied to the power stage in the second power mode. . 제5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 구동단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 구동단의 대기 전류를 증가시키도록 공급 전압을 제어하고, 제2 전력 모드의 경우 상기 구동단의 대기 전류를 감소시키도록 공급 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The driving stage control circuit unit controls the supply voltage to increase the standby current of the driving stage in the first power mode, and controls the supply voltage to reduce the standby current of the driving stage in the second power mode. High efficiency bypass switching multi-mode power amplifier. 제5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 구동단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 구동단의 대기 전류를 감소시키도록 공급 전압을 제어하고, 제2 전력 모드의 경우 상기 구동단의 대기 전류를 증가시키도록 공급 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The driving stage control circuit unit controls the supply voltage to reduce the standby current of the driving stage in the first power mode, and controls the supply voltage to increase the standby current of the driving stage in the second power mode. High efficiency bypass switching multi-mode power amplifier. 제5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 전력단 제어 회로부는 도 5(a) 내지 도 5(d)에 점선으로 표시된 영역의 회로 중 어느 하나의 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The power stage control circuit unit is a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification apparatus, characterized in that implemented in any one form of the circuit of the region shown in dotted lines in Figs. 제5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 구동단 제어 회로부는 도 6(a) 내지 도 6(d)에 점선으로 표시된 영역의 회로 중 어느 하나의 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The driving stage control circuit unit is a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device, characterized in that implemented in any one form of the circuit of the region shown in dotted lines in Figs. 6 (a) to 6 (d). 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 11, 상기 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드는 디지털 신호인 상기 전압 제어 회로부의 제어 전압 신호에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.And the first power mode and the second power mode are determined according to a control voltage signal of the voltage control circuit part as a digital signal. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 11, 상기 제1 전력 모드는 출력 전력이 높은 경우이고, 상기 제2 전력 모드는 출력 전력이 낮은 경우인 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.And wherein the first power mode is a case where the output power is high and the second power mode is a case where the output power is low. 입력 임피던스 정합회로를 거쳐, 입력 신호 전력을 증폭시키는 제1 구동단과 제2 구동단을 포함하는 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치에 있어서,In the bypass switching multi-mode power amplifying apparatus comprising a first driving stage and a second driving stage for amplifying the input signal power through an input impedance matching circuit, 상기 제1 구동단에 의해 증폭된 신호 전력을 증폭하는 제2 구동단:A second driving stage for amplifying the signal power amplified by the first driving stage: 상기 제2 구동단으로 상기 제1 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 최대 전송할 수 있도록 상기 제1 구동단 및 제2 구동단 사이에 연결되어 임피던스 정합 기능을 수행하는 임피던스 정합부;An impedance matching unit connected between the first driving stage and the second driving stage so as to transmit the input signal power amplified by the first driving stage to the second driving stage to perform an impedance matching function; 상기 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 재증폭하여 출력하는 전력단;A power stage for reamplifying and outputting the input signal power amplified by the second driving stage; 상기 전력단으로 상기 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 최대 전송할 수 있도록 상기 제2 구동단 및 전력단 사이에 연결되어 임피던스 정합 기능을 수행하는 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부;A first impedance matching and bypass circuit unit and a second circuit connected between the second driving terminal and the power terminal to perform an impedance matching function so as to transmit the input signal power amplified by the second driving terminal to the power stage to the maximum; Impedance matching and bypass circuitry; 상기 제1 구동단, 제2 구동단 및 전력단에 연결되고, 출력 전력의 크기에 따라 구분된 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드별로 각기 다른 전압을 인가하는 전압 제어 회로부;A voltage control circuit unit connected to the first driving stage, the second driving stage, and the power stage and applying different voltages to the first power mode and the second power mode divided according to the magnitude of the output power; 상기 전력단에 의해 재증폭된 신호 전력이 최대로 출력될 수 있도록 상기 전력단 및 출력단자 사이에 연결되어 임피던스 정합 기능을 수행하는 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부; 및A third impedance matching and bypass circuit portion and a fourth impedance matching and bypass circuit portion connected between the power stage and the output terminal to perform an impedance matching function so that the signal power re-amplified by the power stage can be outputted to the maximum; ; And 상기 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력을 상기 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부를 통해 전달받아 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부로 출력하는 임피던스 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The input signal power amplified by the second driving stage is received through the first impedance matching and bypass circuit section and the second impedance matching and bypass circuit section to receive a third impedance matching and bypass circuit section and a fourth impedance matching and bypass section. A high efficiency bypass switching multi-mode power amplification apparatus comprising an impedance converter outputting to a pass circuit section. 제14 항에 있어서, The method of claim 14, 상기 제1 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제2 임피던스 정합 및 바이패스 회로부는 상기 제1 전력 모드의 경우, 상기 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호를 상기 전력단으로 전달하되 상기 임피던스 변환기로의 신호 누설을 방지하며, 상기 제2 전력 모드의 경우 상기 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호를 상기 임피던스 변환기로 전달하되 상기 전력단으로의 신호 누설을 방지하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.In the first power mode, the first impedance matching and bypass circuit unit and the second impedance matching and bypass circuit unit may transfer an input signal amplified by the second driving stage to the power stage, but to the impedance converter. High efficiency bypass switching multiplexing to prevent signal leakage, and in the case of the second power mode to transfer the input signal amplified by the second drive stage to the impedance converter, but prevents signal leakage to the power stage Mode power amplification device. 제14 항에 있어서, The method of claim 14, 제3 임피던스 정합 및 바이패스 회로부와 제4 임피던스 정합 및 바이패스 회로부는, 제1 전력 모드인 경우 상기 전력단으로부터 전력을 전달받고, 제2 전력 모드인 경우 상기 임피던스 변환기로부터 전력을 전달받는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The third impedance matching and bypass circuit unit and the fourth impedance matching and bypass circuit unit may receive power from the power stage in the first power mode, and power from the impedance converter in the second power mode. High efficiency bypass switching multi-mode power amplifier. 제14 항에 있어서, The method of claim 14, 상기 제1 구동단 및 제2 구동단에 의해 증폭된 입력 신호 전력이 스위치 회로를 사용하지 않고 상기 전력단을 바이패스하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The high efficiency bypass switching multi-mode power amplification apparatus, characterized in that the input signal power amplified by the first drive stage and the second drive stage bypasses the power stage without using a switch circuit. 제14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 전압 제어 회로부는 상기 전력단에 인가되는 전압을 제어하는 전력단 제어 회로부와; 상기 제1 구동단 및 제2 구동단에 인가되는 전압을 제어하는 구동단 제어 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치. The voltage control circuit unit includes a power stage control circuit unit for controlling a voltage applied to the power stage; A high efficiency bypass switching multi-mode power amplifying apparatus, comprising: a driving stage control circuit for controlling a voltage applied to the first driving stage and the second driving stage. 제18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 전력단 제어 회로부 및 구동단 제어 회로부는 동일한 디지털 신호 입력을 받아 동작하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.And the power stage control circuit and the driving stage control circuit are operated by receiving the same digital signal input. 제18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 전력단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 전력단에 전원을 공급하며, 제2 전력 모드의 경우 상기 전력단에 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The power stage control circuit unit supplies power to the power stage in the first power mode, and cuts off the power supplied to the power stage in the second power mode. . 제18 항에 있어서, The method of claim 18, 상기 구동단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 제1 구동단의 대기 전류를 증가시키도록 공급 전압을 제어하고, 제2 전력 모드의 경우 상기 제1 구동단의 대기 전류를 감소시키도록 공급 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The driving stage control circuitry controls the supply voltage to increase the standby current of the first driving stage in the first power mode, and reduces the supply voltage to reduce the standby current of the first driving stage in the second power mode. High efficiency bypass switching multi-mode power amplification device, characterized in that for controlling. 제18 항에 있어서, The method of claim 18, 상기 구동단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 제2 구동단의 대기 전류를 증가시키도록 공급 전압을 제어하고, 제2 전력 모드의 경우 상기 제2 구동단의 대기 전류를 감소시키도록 공급 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The driving stage control circuit unit controls the supply voltage to increase the standby current of the second driving stage in the first power mode, and reduces the supply voltage to reduce the standby current of the second driving stage in the second power mode. High efficiency bypass switching multi-mode power amplification device, characterized in that for controlling. 제18 항에 있어서, The method of claim 18, 상기 구동단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 제1 구동단의 대기 전류를 감소시키도록 공급 전압을 제어하고, 제2 전력 모드의 경우 상기 제1 구동단의 대기 전류를 증가시키도록 공급 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The driving stage control circuit unit controls the supply voltage to reduce the standby current of the first driving stage in the first power mode, and increases the standby voltage of the first driving stage in the second power mode. High efficiency bypass switching multi-mode power amplification device, characterized in that for controlling. 제18 항에 있어서, The method of claim 18, 상기 구동단 제어 회로부는 제1 전력 모드의 경우 상기 제2 구동단의 대기 전류를 감소시키도록 공급 전압을 제어하고, 제2 전력 모드의 경우 상기 제2 구동단의 대기 전류를 증가시키도록 공급 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The driving stage control circuit unit controls the supply voltage to reduce the standby current of the second driving stage in the first power mode, and increases the standby voltage of the second driving stage in the second power mode. High efficiency bypass switching multi-mode power amplification device, characterized in that for controlling. 제18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 전력단 제어 회로부는 도 5(a) 내지 도 5(d)에 점선으로 표시된 영역의 회로 중 어느 하나의 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The power stage control circuit unit is a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification apparatus, characterized in that implemented in any one form of the circuit of the region shown in dotted lines in Figs. 제18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 구동단 제어 회로부는 도 6(a) 내지 도 6(d)에 점선으로 표시된 영역의 회로 중 어느 하나의 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.The driving stage control circuit unit is a high efficiency bypass switching multi-mode power amplification device, characterized in that implemented in any one form of the circuit of the region shown in dotted lines in Figs. 6 (a) to 6 (d). 제14 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 14 to 26, 상기 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드는 디지털 신호인 상기 전압 제어 회로부의 제어 전압 신호에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.And the first power mode and the second power mode are determined according to a control voltage signal of the voltage control circuit part as a digital signal. 제14 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 14 to 26, 상기 제1 전력 모드는 출력 전력이 높은 경우이고, 상기 제2 전력 모드는 출력 전력이 낮은 경우인 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.And wherein the first power mode is a case where the output power is high and the second power mode is a case where the output power is low. 제1 항 또는 제14 항에 있어서,The method according to claim 1 or 14, 임의의 N단의 구동단과 임의의 M단의 전력단을 포함하도록 구현될 수 있는 것을 특징으로 하는 고효율 바이패스 스위칭 다중 모드 전력 증폭 장치.A high efficiency bypass switching multi-mode power amplification apparatus, which may be implemented to include any N stage driving stages and any M stage power stages.
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