KR100446004B1 - 깊은 엔 웰 씨모스 공정으로 구현된 수직형 바이폴라 정션트랜지스터를 사용한 직접 변환 수신기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 DC 오프셋, I/Q회로간 정합 특성, 및 잡음 특성이 개선된 수신 감도가 우수한 직접 변환 수신기에 관한 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표준 3중웰 CMOS 공정에서 구현된 수직형 바이폴라 정션 트랜지스터를 믹서의 스위칭 소자 및 기저 대역 아날로그 회로에 사용하여, 직접 변환 수신기를 구현한다. 나아가, 본 발명의 다른 실시예에서는 수동 믹서를 사용함으로써, 1/f 잡음의 발생을 억제하고, 기저 대역 아날로그 회로에는 수직형 바이폴라 정션 트랜지스터를 사용함으로써, DC 오프셋, I/Q 회로간 정합 특성, 및 잡음 특성이 개선된 직접 변환 수신기를 구현한다.

Description

깊은 엔 웰 씨모스 공정으로 구현된 수직형 바이폴라 정션 트랜지스터를 사용한 직접 변환 수신기 {Direct Conversion Receiver Using Vertical Bipolar Junction Transistor Available in Deep n-well CMOS Technology}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 DC 오프셋, I/Q회로간 정합 특성, 및 잡음 특성이 개선된 수신 감도가 우수한 직접 변환 수신기(Direct Conversion Receiver)에 관한 것이다.
현재 단일 칩을 구현하기 위한 수신기 구조 중의 하나로 직접 변환 수신기가 매우 활발히 연구되고 있다. 직접 변환 수신기는 필터 등 외부 소자를 줄일 수 있고, 디지털 신호 처리 부담을 줄일 수 있으므로 특히 디지털 회로 구현이 쉬운 CMOS 공정을 이용한 단일 칩 제작에 가장 적합한 구조이다. 직접 변환 수신기에는 RF(Radio Frequency) 신호를 기저대역으로 변환하는 RF 직접 변환 수신기와 RF 신호를 특정 IF(Intermediate Frequency) 신호로 변환한 후 다시 이 IF 신호를 기저대역으로 변환하는 IF 직접 변환 수신기가 있다.
도 1은 CMOS 공정을 사용한 종래의 벡터 RF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 벡터 RF 직접 변환 수신기는 밴드 패스 필터(Band Pass Filter:101), 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier:103), 위상 변환 소자(105), 제1 및 제2 능동 믹서(Mixer:107, 109), 및 기저 대역 아날로그 회로(Base-band analog circuits:111)로 구성되며, 저잡음 증폭기(103), 제1 및 제2 능동 믹서(107, 109), 및 기저 대역 아날로그 회로(111)는 모두 CMOS 공정으로 구현된다. 도 1에 도시된 직접 변환 수신기는 무선 주파수 신호를 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호와 각각 혼합함으로써 두개의 벡터 기저 대역 신호 I, Q를 각각 출력한다.
도 2는 CMOS 공정을 사용한 종래의 벡터 IF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 벡터 IF 직접 변환 수신기는 밴드 패스 필터(201), 저잡음 증폭기(203), 제1 능동 믹서(205), 위상 변환 소자(207), 제2 및 제3 능동 믹서(209, 211), 및 기저 대역 아날로그 회로(213)로 구성되며, 저잡음 증폭기(203), 제1, 제2, 및 제3 능동 믹서(205, 209, 211), 및 기저 대역 아날로그 회로(213)는 모두 CMOS 공정으로 구현된다. 도 2에 도시된 IF 직접 변환 수신기는 제1 능동 믹서(205)에 의하여 무선 주파수 신호를 중간 주파수 신호로 변환하고, 이를 다시 제2 및 제3 능동 믹서에 의하여 두개의 벡터 기저 대역 신호 I, Q로 각각 변환하여 출력한다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 직접 변환 수신기에 있어서, CMOS 길버트 셀(Gilbert cell)을 이용하여 구현한 전형적인 믹서의 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 믹서는 증폭부(3100) 및 혼합부(3300)로 구성된다. 증폭부(3100)는 증폭 소자 MA31로 구성되며, 입력된 신호를 증폭시킨다. 혼합부(3300)는 제1 및 제2 스위칭 소자 MS31, MS32로 구성되며, 입력 신호와 국부 발진 신호 LO를 혼합하여 두 신호의 주파수의 차에 해당하는 신호를 출력한다. 종래의 CMOS 직접 변환 수신기에 있어서, 믹서에 사용된 증폭 소자 MA31 및 제1 및 제2 스위칭 소자 MS31, MS32는 모두 MOS 소자로 구현되었다.
종래의 직접 변환 수신기는 국부 발진기 누설(local oscillator leakage)에 의한 DC 오프셋 문제 및 I/Q 회로간의 부정합 등의 문제로 집적 회로로의 구현상에 어려움이 많다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이, CMOS 공정만을 사용하여 직접 변환 수신기를 구현한 경우 다음과 같은 이유로 더욱 심각하다.
첫 번째, MOS 소자간 부정합과 소자 자체 내에서의 1/f 잡음으로 인하여 생긴 추가적인 DC 오프셋 문제 및 시스템의 잡음 특성(Noise Figure) 열화 문제가 있다. 특히,저주파 기저대역 신호를 출력하는 도 3에 도시된 제1 및 제2 스위칭 소자 MS31, MS32, 및 도 1에 도시된 기저 대역 아날로그 회로(111)에서 사용되는 MOS 소자는 이러한 문제를 발생시키는 주 요인이다. 이러한 문제의 근본적인 해결은 불가능하며, 대역폭이 넓은 광대역 무선 시스템의 경우 하이 패스 필터(High Pass Filter) 등을 이용하여 이 문제를 다소 줄일 수는 있다. 그러나, 일반적으로 신호 대역폭이 1/f 잡음 코너 주파수(corner frequency)보다 작은 협대역 시스템의 경우, 신호가 1/f 잡음에 묻히게 되면, 신호 대 잡음비의 심각한 열화를 가져옴은 물론 시스템 전체 다이내믹 레인지를 크게 줄이며 심할 경우 소위 포화현상을 일으켜 회로가 완전히 동작 불능 상태에 이르게 할 수도 있다.
두 번째, MOS 소자의 부정합에 의하여 I, Q 신호 경로간의 부정합이 생기며 이는 심각한 신호 대 잡음 열화를 가져온다.
이러한 MOS 소자에 비하여 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor: BJT)는 소자간의 정합 특성이 우수하며, 소자 자체의 1/f 잡음이 MOS 소자에 비해 수백 배 이상 작아 DC 오프셋 문제와 1/f 잡음에 따른 시스템 잡음 특성 열화 문제를 상당 부분 해결할 수 있다. 따라서, CMOS 소자와 BJT 소자를 같이 집적한 BiCMOS 공정을 이용한 직접 변환 수신기가 개발되었다. BiCMOS 공정을 이용한 직접 변환 수신기는 MOS 공정을 이용한 것에 비하여 DC 오프셋 및 1/f 잡음 특성이 현저하게 개선되었으나, CMOS 공정에 비하여 제조 가격이 높고, 개발 기간이 길며, 디지털 회로 성능이 순수한 CMOS에 비해 현격히 떨어져 단일 칩 구현에는 매우 불리하다는 단점이 있었다.
한편, CMOS 만의 공정에서 얻을 수 있는 측면 BJT 혹은 수직형 기생 BJT를 이용하여, 상기한 MOS 소자 특성이 갖는 문제점을 극복하기 위한 연구가 진행되었다. 그러나, 이러한 BJT 소자들은 동작 주파수 성능이 MOS에 비해 매우 나빠, 밴드갭 레퍼런스(bandgap reference) 등 DC 회로에만 국한되어 사용되어 왔으며, 특히 측면 BJT의 경우 소자간 정합 특성이 수직형 BJT에 비해 나쁘다는 단점이 있었다.
본 발명의 목적은 DC 오프셋, I/Q 신호간 정합 특성, 및 1/f 잡음 특성이 개선된 직접 변환 수신기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 송수신 대역폭이 좁은 애플리케이션에서도 사용 가능한 직접 변환 수신기를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 CMOS 공정을 사용한 종래의 벡터 RF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도.
도 2는 CMOS 공정을 사용한 종래의 벡터 IF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 직접 변환 수신기에 있어서, CMOS 길버트 셀(Gilbert cell)을 이용하여 구현한 전형적인 믹서의 회로도.
도 4는 표준 3중웰 CMOS 공정에서 구현된 PMOS 트랜지스터, NMOS 트랜지스터 및 깊은 n웰 수직형 NPN BJT를 도시한 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용하여 구현한 본 발명의 일실시예에 따른 스칼라 RF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도.
도 6은 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용하여 구현한 본 발명의 다른 실시예에 따른 스칼라 IF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 직접 변환 수신기에 있어서, 길버트 셀을 이용한 능동 믹서를 본 발명의 일실시예에 따라서 도시한 회로도.
도 8은 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용하여 구현한 본 발명의 다른 실시예에 따른 벡터 RF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도.
도 9는 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용하여 구현한 본 발명의 다른 실시예에 따른 벡터 IF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도.
도 10은 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용한 본 발명의 다른 실시예에 따른 스칼라 RF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도.
도 11은 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용한 본 발명의 다른 실시예에 따른 스칼라 IF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도.
도 12는 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용한 본 발명의 다른 실시예에 따른 벡터 RF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도.
도 13은 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용한 본 발명의 다른 실시예에 따른 벡터 IF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
501: 밴드 패스 필터 503: 저잡음 증폭기
505: 믹서 507: 기저 대역 아날로그 회로
MS71, MS72: 스위칭 소자 MA71: 증폭 소자
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 직접 변환 수신기는, 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터, 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기, 저잡음 증폭기에서 출력된 신호를 국부 발진 신호와 혼합하여 스칼라 기저 대역 신호를 출력하는 능동 믹서, 및 능동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로를 포함하고, 능동 믹서는 깊은 n웰을 가지는 3중웰 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 스위칭 소자를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용하거나, 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된다. 본 발명의 일실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 기저 대역 아날로그 회로는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용하거나, 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현되다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기는, 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터, 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기, 국부 발진 신호를 인가 받아 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호를 출력하는 위상 변환 소자, 저잡음 증폭기에서 출력된 신호를 위상 변환 소자에서 출력된 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호와 혼합하여 각각 동 위상 기저 대역 벡터 신호 및 직교 위상 기저 대역 벡터 신호를 출력하는 제1 및 제2 능동 믹서, 및 제1 및 제2 능동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로를 포함하고, 제1 및 제2 능동 믹서는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 스위칭 소자를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용하거나, 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 기저 대역 아날로그 회로는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용하거나, 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기는 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터, 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기, 저잡음 증폭기에서 출력된 신호를 제1 국부 발진 신호와 혼합하여 중간 주파수 신호를 출력하는 제1 능동 믹서, 제1 능동 믹서에서 출력된 중간 주파수 신호를 제2 국부 발진 신호와 혼합하여 기저 대역 스칼라 신호를 출력하는 제2 능동 믹서, 및 제2 능동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로를 포함하고, 제2 능동 믹서는 깊은 n웰을 가지는 3중웰 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 스위칭 소자를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용하거나, 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 기저 대역 아날로그 회로는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용하거나, 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기는 수신 신호의 특정 대역을여과시키는 밴드 패스 필터, 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기, 저잡음 증폭기에서 출력된 신호를 제1 국부 발진 신호와 혼합하여 중간 주파수 신호를 출력하는 제1 능동 믹서, 제2 국부 발진 신호를 인가 받아 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호를 출력하는 위상 변환 소자, 제1 능동 믹서에서 출력된 중간 주파수 신호를 위상 변환 소자에서 출력된 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호와 혼합하여 각각 동 위상 기저 대역 벡터 신호 및 직교 위상 기저 대역 벡터 신호를 출력하는 제2 및 제3 능동 믹서, 및 제2 및 제3 능동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로를 포함하고, 제2 및 제3 능동 믹서는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 스위칭 소자를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용하거나, 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 기저 대역 아날로그 회로는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용하거나, 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며,에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기는 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터, 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기, 저잡음 증폭기에서 출력된 무선 주파수 신호를 기저 대역 스칼라 신호로 변환시키는 수동 믹서, 및 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현되며, 수동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그회로 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 수동 믹서는 CMOS 공정에서 구현된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기는 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터, 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기, 국부 발진 신호를 인가 받아 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호를 출력하는 위상 변환 소자, 저잡음 증폭기에서 출력된 무선 주파수 신호를 위상 변환 소자에서 출력된 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진신호와 혼합하여 각각 동 위상 기저 대역 벡터 신호 및 직교 위상 기저 대역 벡터 신호를 출력하는 제1 및 제2 수동 믹서, 및 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현되며, 제1 및 제2 수동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 제1 및 제2 수동 믹서는 CMOS 공정에서 구현된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기는 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터, 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기, 저잡음 증폭기에서 출력된 무선 주파수 신호를 제1 국부 발진 신호와 혼합하여 중간 주파수 신호를 출력하는 제1 능동 믹서, 제1 능동 믹서에서 출력된 중간 주파수 신호를 제2 국부 발진 신호와 혼합하여 기저 대역 스칼라 신호를 출력하는 제2 수동 믹서, 및 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현되며, 제2 수동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그회로를포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 제2 수동 믹서는 CMOS 공정에서 구현된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기는 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터, 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기, 저잡음 증폭기에서 출력된 신호를 제1 국부 발진 신호와 혼합하여 중간 주파수 신호를 출력하는 제1 능동 믹서, 제2 국부 발진 신호를 인가 받아 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호를 출력하는 위상 변환 소자, 제1 능동 믹서에서 출력된 중간 주파수 신호를 위상 변환 소자에서 출력된 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호와 혼합하여 각각 동 위상 기저 대역 벡터 신호 및 직교 위상 기저 대역 벡터 신호를 출력하는 제2 및 제3 수동 믹서, 및 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현되며, 제2 및 제3 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 제2 및 제3 수동 믹서는 CMOS 공정에서 구현된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 표준 3중웰 CMOS 공정에서 구현된 PMOS 트랜지스터, NMOS 트랜지스터 및 깊은 n웰 수직형 NPN BJT를 도시한 단면도이다.
표준 3중웰 CMOS 공정 및 이 공정으로 구현되는 PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터에 대해서는 당업계에 널리 알려져 있으므로 여기서는 자세히 설명하지 않겠다.
도 4에 도시된 바와 같이, 깊은 n웰을 갖는 3중웰 CMOS 공정으로 성능이 우수한 수직형 BJT를 구현할 수 있다. CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산 영역(source-drain diffusion:401)은 에미터를 형성하고, p웰(403) 및 p+ 콘택트(contact:405, 407)는 베이스를 형성하며, 깊은 n웰(409), n웰(411, 413) 및 n+ 소스-드레인 확산 영역(415, 417)은 콜렉터를 형성한다. 깊은 n웰 CMOS 공정을 이용하여 구현된 수직형 BJT는 수 GHz 회로에 사용이 충분할 정도의 높은 고주파 성능을 가지고 있을 뿐 더러, 소자간의 격리도 되어 있어 고속 집적 회로에의 적용이 가능하다. 또한, BJT 본연의 특성으로 인하여 1/f 잡음이 MOS 트랜지스터에 비하여 매우 적고, 소자간 정합 특성도 좋아 각종 아날로그 신호 처리 회로에 유용하다. 깊은 n웰(409)의 농도가 높을수록, p웰(403)의 깊이가 얕을수록, CMOS의 설계 규칙(design rule)이 작아질수록 그 성능이 우수해진다.
도 5는 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용하여 구현한 본 발명의 일실시예에 따른 스칼라 RF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도이다. 도 5에 도시된 직접 변환 수신기는 무선 주파수 신호를 국부 발진 신호 LO와 혼합함으로써, 하나의 스칼라 기저 대역 신호를 얻을 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 직접 변환 수신기는 밴드 패스 필터(501), 저잡음 증폭기(503), 능동 믹서(505) 및 기저 대역 아날로그 회로(507)를 포함한다.
본 발명에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 밴드 패스 필터(501)는 수신 신호의 특정 대역을 여과시킨다. 저잡음 증폭기(503)는 밴드 패스 필터(501)에서 여과된 신호를 증폭시키며, CMOS 공정으로 구현된다. CMOS 공정에서는 NMOS 트랜지스터의 성능이 제일 우수하고, 그 다음 PMOS 트랜지스터 그리고 NPN BJT 순으로 성능이 좋기 때문에, 저잡음 증폭기는 NMOS 트랜지스터를 이용하여 구현하는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명의 정신은, 저잡음 증폭기(503)가 NMOS 트랜지스터로 구현된 경우에 한정되지 않으며, 경우에 따라서는 PMOS 트랜지스터, 수직형 BJT로도 구현될 수 있다.
능동 믹서(505)는 수신된 무선 주파수 신호를 기저 대역 신호로 변환한다. 즉, 저잡음 증폭기(503)에서 증폭된 신호를 국부 발진기(도시되지 않음)에서 생성된 국부 발진 신호 LO와 혼합하여 두 신호의 주파수 차에 해당하는 주파수를 갖는 기저 대역 스칼라 신호를 출력한다. 본 발명의 일실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 능동 믹서(505)는 수직형 BJT를 이용하여 구현된다.
기저 대역 아날로그 회로(507)는 로우 패스 필터(Low Pass Filter), 증폭기 등을 포함하여, 능동 믹서(505)에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시킨다. 본 발명의 일실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 기저 대역 아날로그 회로(507)는 수직형 바이폴라 졍션 트랜지스터를 이용하거나, MOS 트랜지스터를 이용하여 구현할 수 있으며, 실시예에 따라서는 이들의 조합을 이용하여 구현할 수도있다.
도 6은 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용하여 구현한 본 발명의 다른 실시예에 따른 스칼라 IF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도이다. 도 6에 도시된 IF 직접 변환 수신기는 CMOS로 구현된 제1 믹서(605) 및 수직형 BJT로 구현된 제2 믹서(607)를 포함하고, 제1 및 제2 믹서(605, 607)에는 각각 제1 및 제2 국부 발진 신호 LO1, LO2가 인가된다는 점에서 도 5에 도시된 직접 변환 수신기와 차이점을 갖는다. 제1 믹서(605)는 저잡음 증폭기(603)에서 증폭된 무선 주파수 신호를 제1 국부 발진 신호 LO1와 혼합하여 중간 주파수 신호로 변환하고, 제2 믹서(607)는 중간 주파수 신호를 제2 국부 발진 신호 LO2와 혼합하여 기저 대역 스칼라 신호로 변환한다. 나아가, 본 발명의 다른 실시예에 따른 IF 직접 변환 수신기에 있어서, 바람직하게는, 제1 믹서(605) 및 제2 믹서(607) 사이에 IF 필터가 제공되며, IF 필터는 IF 대역의 신호를 여과시킨다.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 직접 변환 수신기에 있어서, 길버트 셀을 이용한 능동 믹서를 본 발명의 일실시예에 따라서 도시한 회로도이다.
능동 믹서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 증폭부(7100) 및 혼합부(7300)를 포함한다. 증폭부(7100)는 증폭 소자 MA71를 포함하고, 입력 전압 신호를 출력 전류 신호로 증폭시킨다. 혼합부(7300)는 제1 및 제2 스위칭 소자 MS71, MS72를 포함하고, 입력 신호와 국부 발진 신호 LO를 혼합하여 두 신호의 주파수의 차에 해당하는 기저 대역 신호를 출력한다.
본 발명의 일실시예에 따른 능동 믹서에 있어서, 증폭부(7100)의 증폭 소자MA71는 고주파 성능이 우수한 MOS 트랜지스터로 구현된다. 즉, 상기 설명한 바와 같이, CMOS 공정에서는 NMOS 트랜지스터의 성능이 제일 우수하므로, 증폭부의 증폭 소자 MA71는 도 7에 도시된 바와 같이, NMOS 트랜지스터를 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 1/f 잡음 및 DC 오프셋이 문제되는 제1 및 제2 스위칭 소자 MS71, MS72는 1/f 잡음 및 소자간 정합 특성이 우수한 수직형 BJT로 구현된다. 이와 같이 믹서를 구성함으로써, 전체 시스템의 고주파 특성에 큰 영향을 미치지 않고 잡음 특성이 개선된 무선 주파수 수신 장치를 구현할 수 있다. 다만, 믹서에 따라서는 증폭부(7100)가 구비되지 않을 수도 있으며, 이러한 믹서에 있어서도 본 발명의 개념은 적용된다.
도 8은 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용하여 구현한 본 발명의 다른 실시예에 따른 벡터 RF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 벡터 직접 변환 수신기는 위상 변환 소자(805), 및 제1 및 제2 능동 믹서(807, 809)를 더 포함한 벡터 수신기로 구성되었다는 점에서 도 5에 도시된 스칼라 직접 변환 수신기와 차이점을 갖는다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기의 구성 및 동작을 설명한다. 다만 밴드 패스 필터(801) 및 저잡음 증폭기(803)에 대해서는 도 5에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 직접 변환 수신기와 동일하므로 여기서는 설명을 생략한다.
위상 변환 소자(805)는 국부 발진 신호 LO를 입력하여, 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호로 변환 하고, 이를 각각 제1 및 제2 믹서(807,809)로 출력한다.
제1 및 제2 능동 믹서(807, 809)는 저잡음 증폭기(803)에서 증폭된 신호를 위상 변환 소자(805)로부터 출력된 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호와 각각 혼합하여 동 위상 기저 대역 벡터 신호 I 및 직교 위상 기저 대역 벡터 신호 Q로 출력한다. 본 발명의 일실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 제1 및 제2 능동 믹서(807, 809)는 도 7에 도시된 바와 같이 깊은 n웰 CMOS 공정에서 구현된 수직형 BJT를 사용하여 구현된다. 즉, 증폭 소자 MA71는 성능이 우수한 NMOS 트랜지스터로 구현되고, 기저 대역 신호를 출력하는 제1 및 제2 스위칭 소자 MS71, MS72는 수직형 BJT로 구현된다.
기저 대역 아날로그 회로(811)는 로우 패스 필터, 증폭기 등을 포함하며, 제1 및 제2 능동 믹서(807, 809)에서 출력된 동 위상 기저 대역 신호 I 및 직교 위상 기저 대역 신호 Q를 여과, 증폭시킨다. 본 발명의 일실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 기저 대역 아날로그 회로(811)는 수직형 BJT를 이용하거나, MOS 트랜지스터를 이용하여 구현할 수 있으며, 실시예에 따라서는 이들의 조합을 이용하여 구현할 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, BJT는 소자간 정합 특성이 우수하고, 소자 자체의 1/f 잡음이 MOS 트랜지스터에 비하여 매우 작기 때문에, 도 8에 도시된 바와 같이, 벡터 수신기에서 사용되는 제1 및 제2 능동 믹서(807, 809)의 스위칭 소자를 깊은 n웰 CMOS 공정에서 구현된 수직형 BJT를 사용하여 구현할 경우, 수신 신호와 국부 발진 신호의 믹싱 과정에서 발생하는 잡음 및 I/Q 부정합 문제를 해결할 수 있다.
도 9는 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용하여 구현한 본 발명의 다른 실시예에 따른 벡터 IF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 벡터 IF 직접 변환 수신기는 위상 변환 소자(907), 및 제2 및 제3 능동 믹서(909, 911)를 더 포함한 벡터 수신기로 구성되었다는 점에서 도 6에 도시된 스칼라 IF 직접 변환 수신기와 차이점을 갖는다. 즉, 제2 및 제3 믹서(909, 911)는 제1 믹서(905)에서 출력된 중간 주파수 신호를 위상 변환 소자(907)에서 출력된 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호와 각각 혼합하여 기저 대역 동 위상 벡터 신호 I 및 기저 대역 직교 위상 벡터 신호 Q를 출력한다.
도 10은 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용한 본 발명의 다른 실시예에 따른 스칼라 RF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기는 CMOS 수동 믹서(1005)를 사용하였다는 점에서 도 5 및 도 8에 도시된 직접 변환 수신기와 차이점을 갖는다. 즉 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 직접 변환 수신기는 밴드 패스 필터(1001), 저잡음 증폭기(1003), 수동 믹서(1005) 및 기저 대역 아날로그 회로(1007)를 포함한다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기의 동작을 설명한다.
밴드 패스 필터(1001)는 원하는 대역의 신호를 여과시킨다.
저잡음 증폭기(1003)는 CMOS 공정에서 구현되며, 밴드 패스 필터(1001)를 통해 여과된 신호를 증폭시킨다.
믹서(1005)는 CMOS 공정으로 구현된 수동 믹서이며, 저잡음 증폭기(1003)에서 증폭된 신호를 국부 발진 신호 LO와 혼합하여, 기저 대역 스칼라 신호를 출력한다.
MOS 소자의 경우, 1/f 잡음의 크기는 대략 DC 전류의 제곱에 비례하므로 MOS 소자를 단순히 가변 저항기로서 사용하는 수동 믹서의 스위칭 소자에서는 1/f 잡음이 실질적으로 발생되지 않는다. 따라서, 수동 믹서를 이용함으로써, 직접 변환 수신기에서 문제가 되는 1/f 잡음을 제거할 수 있다. 다만, 수동 믹서는 이득이 없고, 잡음 특성이 높기 때문에, 전체 시스템이 요구하는 이득과 잡음 특성을 얻기 위하여, 높은 이득의 저잡음 증폭기를 사용하거나, 저잡음 증폭기를 2단 이상 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명의 정신은 당업자에게 자명한 바와 같이, 저잡음 증폭기의 특정 개수에 한정되지 않는다.
기저 대역 아날로그 회로(1007)는 로우 패스 필터, 증폭기 등을 포함하며, 수동 믹서(1005)에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시킨다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 기저 대역 아날로그 회로(1007)는 수직형 BJT를 이용하여 구현되며, 이로써, 기저 대역 아날로그 회로(1007)에서 발생하는 1/f 잡음 및 부정합에 의하여 생기는 문제를 해결할 수 있다.
도 11은 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용한 본 발명의 다른 실시예에 따른 스칼라 IF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도이다.
도 11에 도시된 IF 직접 변환 수신기는 CMOS로 구현된 제1 능동 믹서(1105) 및 제2 수동 믹서(1107)를 포함하고, 제1 및 제2 믹서(1105, 1107)에는 각각 제1및 제2 국부 발진 신호 LO1, LO2가 인가된 다는 점에서 도 10에 도시된 직접 변환 수신기와 차이점을 갖는다. 제1 능동 믹서(1105)는 저잡음 증폭기(1103)에서 증폭된 무선 주파수 신호를 제1 국부 발진 신호 LO1과 혼합하여 중간 주파수 신호로 변환하고, 제2 수동 믹서(1107)는 중간 주파수 신호를 제2 국부 발진 신호 LO2와 혼합하여 기저 대역 스칼라 신호로 변환한다. 나아가, 본 발명의 다른 실시예에 따른 IF 직접 변환 수신기에 있어서, 바람직하게는, 제1 능동 믹서(1105) 및 제2 수동 믹서(1107) 사이에 IF 필터가 제공되며, IF 필터는 IF 대역의 신호를 여과시킨다.
도 12는 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용한 본 발명의 다른 실시예에 따른 벡터 RF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 벡터 RF 직접 변환 수신기는 위상 변환 소자(1205), 제1 및 제2 수동 믹서(1207, 1209)를 더 포함하는 벡터 수신기라는 점에서 도 10에 도시된 스칼라 직접 변환 수신기와 차이점을 갖는다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 다른 직접 변환 수신기의 동작을 설명한다. 다만, 밴드 패스 필터(1201) 및 저잡음 증폭기(1203)는 도 10에서 설명한 바와 같으므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
위상 변환 소자(1205)는 국부 발진 신호 LO를 입력하여, 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호로 변환 하고 이를 각각 제1 및 제2 수동 믹서(1207, 1209)로 출력한다.
제1 및 제2 수동 믹서(1207, 1209)는 저잡음 증폭기(1203)에서 증폭된 신호를 위상 변환 소자(1205)로부터 출력된 신호와 혼합하여 동 위상 기저 대역 벡터 신호 I 및 직교 위상 기저 대역 벡터 신호 Q로 출력한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 제1 및 제2 믹서(1207, 1209)는 수동 믹서이므로, 상기 설명한 바와 같이, 실질적으로 1/f 잡음이 발생되지 않는다.
기저 대역 아날로그 회로(1211)는 로우 패스 필터, 증폭기 등을 포함하며, 제1 및 제2 수동 믹서(1207, 1209)에서 출력된 기저 대역 동 위상 벡터 신호 I 및 기저 대역 직교 위상 벡터 신호 Q를 여과, 증폭시킨다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 직접 변환 수신기에 있어서, 기저 대역 아날로그 회로(1211)는 수직형 BJT를 이용하여 구현된다.
도 13은 도 4에 도시된 수직형 BJT를 이용한 본 발명의 다른 실시예에 따른 벡터 IF 직접 변환 수신기를 도시한 블록도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 벡터 IF 직접 변환 수신기는 위상 변환 소자(1307), 및 제2 및 제3 수동 믹서(1309, 1311)를 더 포함한 벡터 수신기로 구성되었다는 점에서 도 11에 도시된 스칼라 IF 직접 변환 수신기와 차이점을 갖는다. 즉, 제2 및 제3 수동 믹서(1309, 1311)는 제1 능동 믹서(1305)에서 출력된 중간 주파수 신호를 위상 변환 소자(1307)에서 출력된 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호와 각각 혼합하여 기저 대역 동 위상 벡터 신호 I 및 기저 대역 직교 위상 벡터 신호 Q를 출력한다.
본 발명에 따르면, DC 오프셋, I/Q 신호간의 정합 특성 및 1/f 잡음 특성을현저하게 개선시켜 직접 변환 수신기의 수신 감도를 향상 시킬 수 있다.
또한, 믹서 및 기저 대역 아날로그 회로에서 발생하는 1/f 잡음을 최소화함으로써, 직접 변환 수신기가 송수신 대역폭이 좁은 애플리케이션에서도 사용될 수 있도록 한다.

Claims (32)

  1. 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터,
    상기의 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기,
    상기 저잡음 증폭기에서 출력된 신호를 국부 발진 신호와 혼합하여 스칼라 기저 대역 신호를 출력하는 능동 믹서, 및
    상기 능동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로를 포함하고,
    상기 능동 믹서는 깊은 n웰을 가지는 3중웰 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 스위칭 소자를 포함하는
    직접 변환 수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 직접 변환 수신기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기저 대역 아날로그 회로는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기저 대역 아날로그 회로는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 직접 변환 수신기.
  6. 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터,
    상기의 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기,
    국부 발진 신호를 인가 받아 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호를 출력하는 위상 변환 소자,
    상기 저잡음 증폭기에서 출력된 신호를 상기 위상 변환 소자에서 출력된 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호와 혼합하여 각각 동 위상 기저 대역 벡터 신호 및 직교 위상 기저 대역 벡터 신호를 출력하는 제1 및 제2 능동 믹서, 및
    상기 제1 및 제2 능동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 능동 믹서는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 스위칭 소자를 포함하는
    직접 변환 수신기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 직접 변환 수신기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기저 대역 아날로그 회로는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 기저 대역 아날로그 회로는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 직접 변환 수신기.
  11. 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터,
    상기의 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기,
    상기 저잡음 증폭기에서 출력된 신호를 제1 국부 발진 신호와 혼합하여 중간 주파수 신호를 출력하는 제1 능동 믹서,
    상기 제1 능동 믹서에서 출력된 중간 주파수 신호를 제2 국부 발진 신호와 혼합하여 기저 대역 스칼라 신호를 출력하는 제2 능동 믹서, 및
    상기 제2 능동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로를 포함하고,
    상기 제2 능동 믹서는 깊은 n웰을 가지는 3중웰 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 스위칭 소자를 포함하는
    직접 변환 수신기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형BJT로 구현된 직접 변환 수신기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 기저 대역 아날로그 회로는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 기저 대역 아날로그 회로는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 직접 변환 수신기.
  16. 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터,
    상기의 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기,
    상기 저잡음 증폭기에서 출력된 신호를 제1 국부 발진 신호와 혼합하여 중간 주파수 신호를 출력하는 제1 능동 믹서,
    제2 국부 발진 신호를 인가 받아 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호를 출력하는 위상 변환 소자,
    상기 제1 능동 믹서에서 출력된 중간 주파수 신호를 상기 위상 변환 소자에서 출력된 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호와 혼합하여 각각 동 위상 기저 대역 벡터 신호 및 직교 위상 기저 대역 벡터 신호를 출력하는 제2 및 제3 능동 믹서, 및
    상기 제2 및 제3 능동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로를 포함하고,
    상기 제2 및 제3 능동 믹서는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 스위칭 소자를 포함하는
    직접 변환 수신기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 직접 변환 수신기.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 기저 대역 아날로그 회로는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 기저 대역 아날로그 회로는 깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현된 직접 변환 수신기.
  21. 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터,
    상기의 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기,
    상기 저잡음 증폭기에서 출력된 무선 주파수 신호를 기저 대역 스칼라 신호로 변환시키는 수동 믹서, 및
    깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현되며, 상기 수동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그회로
    를 포함하는 직접 변환 수신기.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 수동 믹서는 CMOS 공정에서 구현된 직접 변환 수신기.
  24. 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터,
    상기의 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기,
    국부 발진 신호를 인가 받아 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호를 출력하는 위상 변환 소자,
    상기 저잡음 증폭기에서 출력된 무선 주파수 신호를 상기 위상 변환 소자에서 출력된 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호와 혼합하여 각각 동 위상 기저 대역 벡터 신호 및 직교 위상 기저 대역 벡터 신호를 출력하는 제1및 제2 수동 믹서, 및
    깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현되며, 상기 제1 및 제2 수동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로
    를 포함하는 직접 변환 수신기.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 수동 믹서는 CMOS 공정에서 구현된 직접 변환 수신기.
  27. 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터,
    상기의 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기,
    상기 저잡음 증폭기에서 출력된 무선 주파수 신호를 제1 국부 발진 신호와 혼합하여 중간 주파수 신호를 출력하는 제1 능동 믹서,
    상기 제1 능동 믹서에서 출력된 중간 주파수 신호를 제2 국부 발진 신호와 혼합하여 기저 대역 스칼라 신호를 출력하는 제2 수동 믹서, 및
    깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현되며, 상기 제2 수동 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그회로
    를 포함하는 직접 변환 수신기.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 제2 수동 믹서는 CMOS 공정에서 구현된 직접 변환 수신기.
  30. 수신 신호의 특정 대역을 여과시키는 밴드 패스 필터,
    상기의 밴드 패스 필터를 통과한 신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기,
    상기 저잡음 증폭기에서 출력된 신호를 제1 국부 발진 신호와 혼합하여 중간주파수 신호를 출력하는 제1 능동 믹서,
    제2 국부 발진 신호를 인가 받아 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호를 출력하는 위상 변환 소자,
    상기 제1 능동 믹서에서 출력된 중간 주파수 신호를 상기 위상 변환 소자에서 출력된 동 위상 국부 발진 신호 및 직교 위상 국부 발진 신호와 혼합하여 각각 동 위상 기저 대역 벡터 신호 및 직교 위상 기저 대역 벡터 신호를 출력하는 제2 및 제3 수동 믹서, 및
    깊은 n웰을 가지는 CMOS 공정에서 구현되며, 에미터는 상기 CMOS 공정의 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되고, 베이스는 상기 CMOS 공정의 p웰 및 p+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되며, 콜렉터는 상기 CMOS 공정의 깊은 n웰, n웰 및 n+ 소스-드레인 확산영역에 의하여 형성되는 수직형 BJT로 구현되며, 상기 제2 및 제3 믹서에서 출력된 기저 대역 신호를 여과, 증폭시키는 기저 대역 아날로그 회로
    를 포함하는 직접 변환 수신기.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 저잡음 증폭기는 CMOS 공정에서 구현된 MOS 트랜지스터를 이용한 직접 변환 수신기.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 제2 및 제3 수동 믹서는 CMOS 공정에서 구현된 직접 변환 수신기.
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