KR100243876B1 - 직류 바이어스 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저잡음 증폭기에 관한 것으로, 특히, 무선통신뿐만 아니라 소자의 보호나 성능을 위하여 전압인가의 순차동작을 필요로 하는 회로에 이용할 수 있도록 전압이 인가되면, (-)출력단에 전류를 공급하고, 저항(R6, R7)을 통해 트랜지스터(TR2)의 베이스에 전류를 인가시켜 트랜지스터(TR2)가 동작을 하고, 저항(R8)을 통해 트랜지스터(TR1)의 컬렉터에 전류가 인가되어 (+)출력단에 전류를 공급하고, 입력전압 오프시 트랜지스터(TR1)이 먼저 오프되어 순차동작을 하는 스위칭 회로부(100)와; 입력전압이 커지게 되면, 트랜지스터(TR2)의 컬렉터 전류가 커지고, 트랜지스터(TR1)의 베이스 전류는 작아지게 되고, 트랜지스터(TR1)의 컬렉터, 에미터 전류가 커지면 트랜지스터(TR3)의 베이스 전류가 커지므로 트랜지스터(TR1)의 베이스로 흐르는 전류가 작아지게 되어 트랜지스터(TR1)의 컬렉터, 에미터 전류가 작아지게 되어 (+)출력단의 전류를 조절하는 정전류 회로부(200)와; 입력전압에서 과전류가 인가되면 제너 다이오드(D5, D1)에 역방향 전류가 인가되어 브레이크 다운이 발생하여 (-)출력단으로 전류가 인가되지 않는 과전류 차단회로부(300)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명은 직류 바이어스 회로가 안정화되고, 전체적인 저잡음 증폭기의 시스템이 안정화되는 효과가 있다.

Description

직류 바이어스 회로
본 발명은 무선통신의 프론트(FRONT) 끝단에 사용되는 저잡음 증폭기의 바이어스 회로에 관한 것으로, 특히, 저잡음 증폭기에 사용되는 소자를 보호하고 성능의 최적화를 위하여 게이트(GATE)와 드레인(DRAIN)에 걸리는 전압을 순차적으로 인가하는 회로이며, 무선통신뿐만 아니라 소자의 보호나 성능을 위하여 전압인가의 순차동작을 필요로 하는 회로에 이용할 수 있도록 하는 직류 바이어스 회로에 관한 것이다.
종래에는 일반적으로 인가전압에 대해서 게이트측 출력전압과 드레인측 출력전압 사이에 시간 간격이 없어 저잡음 증폭기용 소자의 게이트와 드레인에 전압이 동시에 인가됨으로 인해 바이어스 조건에 민감한 전계효과 트랜지스터(FET)의 특성상 손상을 입거나 최적의 성능을 발휘하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 바이어스 회로내에 연속동작이 가능한 스위칭회로를 추가하여 게이트와 드레인간의 전압인가에 시간 간격을 두도록 하는 직류 바이어스 회로를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 직류 바이어스 회로는, 입력전압이 인가되면, 저항(R6)과 제너 다이오드(D5)를 통해 (-)출력단에 전류를 공급하고, 저항(R6), 저항(R7)을 통해 트랜지스터(TR2)의 베이스에 전류를 인가시켜 트랜지스터(TR2)가 동작을 하고, 저항(R8)을 통해 트랜지스터(TR1)의 컬렉터에 전류가 인가되어 (+)출력단에 전류를 공급하고, 입력전압 오프시 트랜지스터(TR1)이 먼저 오프됨으로써 순차동작을 하는 스위칭 회로부와; 입력전압에 인가되는 전압이 커지게 되면, 트랜지스터(TR2)의 컬렉터 전류가 커지고, 트랜지스터(TR1)의 베이스 전류는 작아지게 되고, 트랜지스터(TR1)의 컬렉터, 에미터 전류가 커지면 트랜지스터(TR3)의 베이스 전류가 커지므로 트랜지스터(TR1)의 베이스로 흐르는 전류가 작아지게 되어 트랜지스터(TR1)의 컬렉터, 에미터 전류가 작아지게 되어 (+)출력단의 전류를 조절하는 정전류 회로부와; 입력전압에서 과전류가 인가되면 제너 다이오드(D5, D1)에 역방향 전류가 인가되어 브레이크 다운이 발생하여 (-)출력단으로 전류가 인가되지 않는 과전류 차단회로부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 바이어스 회로를 나타낸 회로도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 바이어스 회로의 순차동작을 나타 낸 타이밍도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 : 콘덴서
D1, D2, D3, D4, D5 : 제너 다이오드
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 : 저항
TR1, TR2, TR3 : 트랜지스터
100 : 스위칭 회로부 200 : 정전류 회로부
300 : 과전류 차단회로부
이하, 상술한 내용을 본 발명에 따른 실시예를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 도 1 에 도시한 바와 같이, 먼저, 스위칭 회로부(100)는 입력전압이 인가되면, 저항(R6)과 제너 다이오드(D5)를 통해 (-)출력단에 전류를 공급하고, 저항(R6, R7)을 통해 트랜지스터(TR2)의 베이스에 전류를 인가시켜 트랜지스터(TR2)가 동작을 하고, 저항(R8)을 통해 트랜지스터(TR1)의 컬렉터에 전류가 인가되어 (+)출력단에 전류를 공급하고, 입력전압 오프시 트랜지스터(TR1)이 먼저 오프됨으로써, 순차동작을 한다.
그리고, 정전류 회로부(200)에서는 입력전압에 인가되는 전압이 커지게 되면, 트랜지스터(TR2)의 컬렉터 전류가 커지고, 트랜지스터(TR1)의 베이스 전류는 작아지게 되고, 트랜지스터(TR1)의 컬렉터, 에미터 전류가 커지면 트랜지스터(TR3)의 베이스 전류가 커지므로 트랜지스터(TR1)의 베이스로 흐르는 전류가 작아지게 되어 트랜지스터(TR1)의 컬렉터, 에미터 전류가 작아지게 되어 (+)출력단의 전류를 조절한다.
또한, 과전류 차단회로부(300)에서는 입력전압에서 과전류가 인가되면 제너 다이오드(D5, D1)에 역방향 전류가 인가되어 브레이크다운(BREAKDOWN)이 발생하여 (-)출력단으로 전류가 인가되지 않음으로써, 본 실시예를 구성한다.
이하, 상기와 같이 구성된 직류 바이어스 회로의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 스위칭 회로부(100)는 입력전압이 인가되면 저항(R6)과 제너 다이오드(D5)를 통해 (-)출력단에 전류를 공급하고, 저항(R7)을 통해 트랜지스터(TR2)의 베이스에 전류를 인가시켜 트랜지스터(TR2)가 동작을 하고, 저항(R8)을 통해 트랜지스터(TR1)의 컬렉터에 전류가 인가되어 (+)출력단에 전류를 공급하여, 입력전압 오프시 트랜지스터(TR1)가 먼저 오프되어 순차동작을 할 수 있다.
또한, 상기 순차동작을 하기위해 저항(R3)값을 크게하면 스위칭 시간이 느리고, 상기 저항(R3)값을 작게하면 스위칭 시간이 빠르게 동작한다.
이와같이, 직류 바이어스 회로가 스위칭 시간에 맞게 순차동작하는 것을 도 2 에 도시한 바와같이 타이밍도로 X축은 스위칭 시간을 나타내고, Y축은 전압을 나타내어 (-)출력단에 전압이 인가된후 (+)출력단이 동작을 하는 것을 나타내었다.
그리고, 정전류 회로부(200)는 입력전압에 인가되는 전압이 커지게 되면, 저항(R6, R7)을 통해 트랜지스터(TR2)의 베이스 전류도 크게되고, 트랜지스터(TR2)의 컬렉터로 흐르는 전류도 커지므로, 트랜지스터(TR1)의 베이스 전류는 상대적으로 작게되고, 트랜지스터(TR1)의 컬렉터 전류는 함께 작아지므로 정전류를 만들 수 있다.
또한, 반대로 트랜지스터(TR1)의 컬렉터, 에미터 전류가 커지게 되어 저항(R1)을 통해 트랜지스터(TR3)의 베이스 전류가 커지면, 저항(R3)을 흐르는 트랜지스터(TR3)의 컬렉터, 베이스 전류가 커지게 되고, 트랜지스터(TR1)의 베이스로 흐르는 전류가 감소하여 트랜지스터(TR1)의 컬렉터, 에미터 전류가 작아짐으로써, (+)출력단으로 인가되는 전류값을 조절한다.
그리고, 과전류 차단부(300)는 입력전압에서 공급되는 전류가 과전류로 인가되면, 트랜지스터(TR2)로 인가되는 과전류가 저항(R6)과 제너 다이오드(D5)를 통해 역방향 전류로 인가됨으로써 브레이크다운이 발생하여 (-)출력단으로 전류가 인가되지 않고, 트래지스터(TR3)로 과전류가 인가되면, 저항(R4)과 제너 다이오드(D1)도 동일하게 역방향 전류가 인가되고, 브레이크다운이 발생하여 (-)출력단으로 전류가 인가되지 않는다.
또한, 상기 과전류 차단부에서 저항(R7)의 값을 가변시켜주어 트랜지스터(TR2)에서 트랜지스터(TR1)의 베이스로 흐르는 과전류를 조절할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명 직류 바이어스 회로는, 고가의 전계효과 트랜지스터를 사용하지 않고 저가의 트랜지스터를 사용하여줌으로써, 직류 바이어스 회로가 안정화되고, 전체적인 저잡음 증폭기의 시스템이 안정화되는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 입력전압이 인가되면, 저항(R6)과 제너 다이오드(D5)를 통해 (-)출력단에 전류를 공급하고, 저항(R6), 저항(R7)을 통해 트랜지스터(TR2)의 베이스에 전류를 인가시켜 트랜지스터(TR2)가 동작을 하고, 저항(R8)을 통해 트랜지스터(TR1)의 컬렉터에 전류가 인가되어 (+)출력단에 전류를 공급하고, 입력전압 오프시 트랜지스터(TR1)이 먼저 오프됨으로써 순차동작을 하는 스위칭 회로부와; 입력전압에 인가되는 전압이 커지게 되면, 트랜지스터(TR2)의 컬렉터 전류가 커지고, 트랜지스터(TR1)의 베이스 전류는 작아지게 되고, 트랜지스터(TR1)의 컬렉터, 에미터 전류가 커지면 트랜지스터(TR3)의 베이스 전류가 커지므로 트랜지스터(TR1)의 베이스로 흐르는 전류가 작아지게 되어 트랜지스터(TR1)의 컬렉터, 에미터 전류가 작아지게 되어 (+)출력단의 전류를 조절하는 정전류 회로부와; 입력전압에서 과전류가 인가되면 제너 다이오드(D5, D1)에 역방향 전류가 인가되어 브레이크 다운이 발생하여 (-)출력단으로 전류가 인가되지 않는 과전류 차단회로부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직류 바이어스 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 스위칭 회로부는 저항(R3)값을 가변하여 트랜지스터(TR2, TR3)의 스위칭 시간을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 직류 바이어스 회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 과전류 차단회로부는 저항(R7)의 값을 가변하여 트랜지스터(TR1)의 베이스에 흐르는 과전류의 값을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 직류 바이어스 회로.
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