KR100534159B1 - 증폭기 - Google Patents

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히로시 타카하시
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 증폭기에 관한 것으로, 제 1 트랜지스터(10)로 구성된 제 1 증폭 회로(1)와 제 2 트랜지스터(11)로 구성된 제 2 증폭 회로(2)를 구비하며, 상기 제 1 증폭 회로(1)의 출력부와 상기 제 2 증폭 회로(2)의 입력부 사이에는 소망의 통과 대역과 소망의 감쇠 대역을 갖는 제 1 필터(3)를 접속함으로써, 출력부의 잡음을 적게 한다.

Description

증폭기{AMPLIFIER}
본 발명은, 무선 통신기기 예를 들면 휴대 전화기의 송신부에 사용하는 증폭기에 관한 것이다.
일반적으로, 통신기기용 증폭기로서는, 고효율인 것이 요구되며, 일본국 특개평 제 7-32335 호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 고효율화하기 위한 정합 회로를 마련하는 것이 알려져 있다. 증폭기를 이용하여 신호의 증폭을 행하면 목적하는 주파수 이외에 존재하는 노이즈 등의 불필요한 신호 성분도 동시에 증폭되어 버리기 때문에, 증폭기의 출력측에 필터를 접속하여 노이즈 등의 불필요한 신호 성분을 감쇠시키고 있다.
상기 구성에 있어서 문제로 되는 것은 증폭기에서 증폭된 잡음 및 추가된 잡음을 증폭기의 뒤에 접속되는 필터만으로 감쇠시켜야만 한다는 것이었다. 이 때문에, 증폭기의 뒤에 접속되는 필터에는 막대한 감쇠 특성이 요구되어서, 공진기를 많이 사용한 큰 필터가 필요하였다. 또한, 이 결과, 증폭기의 뒤에 접속되는 필터의 통과 대역의 손실이 증가하여, 증폭기로부터 보다 큰 전력을 출력하지 않으면 안되어, 증폭기의 효율 향상에 방해가 되었다.
구체적으로, 대역 통과 필터를 이용하여 필터 감쇠량의 대주파수 특성과 휴대 전화의 송신 신호, 수신 신호의 주파수 간격 등의 관계를 도 14를 이용하여 설명한다. 도 14는 수신 신호 대역이 송신 신호 대역보다도 높은 주파수 대역에 있는 경우를 도시하였다. 휴대 전화에 있어서는 일반적으로 송신 신호용 주파수, 수신 신호용 주파수가 모두 각각이 일정한 주파수 대역내에 다수 마련되어 있고, 그 중에서 송신 신호와 수신 신호의 주파수 간격이 일정하게 되는 1세트를 선택하여 통신을 행한다. 또한, 증폭후 필터를 통과한 신호는, 수신부로의 불필요한 신호의 침입에 의한 수신 감도의 저하를 방지하기 위해 수신 신호의 주파수에 존재하는 노이즈 등의 불필요한 신호 성분이 억제되어 있는 것이 요구된다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 필터에 요구되는 일반적인 특성은, 송신 주파수 대역에 있어서 감쇠량이 적고, 수신 주파수 대역에 있어서 감쇠량이 큰 것이며, 송신 주파수 대역에 있어서는 가장 주파수가 높은 송신 신호에서 허용 감쇠량 이하로 하고, 수신 주파수 대역에 있어서는 가장 주파수가 낮은 수신 신호에서 필요 감쇠량을 확보하는 것이다. 그 결과, 필터의 특성으로서 주파수 변화에 대한 감쇠량 변화가 큰 것이 필요하게 되어, 일반적으로 필터의 특성상 송신 신호의 감쇠량이 커져서, 증폭 효율이 저하하는 원인으로 되고 있다.
발명의 개시
본 발명은, 증폭기로부터 출력되는 잡음을 적게 하고, 뒤에 접속되는 필터의 감쇠 특성을 완화시키고, 동시에 증폭기의 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 제 1 증폭 회로의 출력부와 제 2 증폭 회로의 입력부 사이에 소망의 통과 대역과 소망의 감쇠 대역을 가지고, 또한 입력 임피던스와 출력 임피던스가 상위한 제 1 필터를 접속함으로써 증폭기를 구성한 것이다.
이상의 구성으로 하면, 제 1 증폭 회로로부터 출력된 소망 신호는 제 1 필터에서 거의 감쇠하지 않고 제 2 증폭 회로에 입력되지만, 제 1 증폭 회로로부터 출력된 잡음은 제 1 필터에서 감쇠하여 제 2 증폭 회로에 입력된다. 따라서, 제 2 증폭 회로로부터는 미소한 잡음밖에 출력되지 않는 것이다.
도 1은 본 발명의 증폭기의 일실시예의 회로 블럭도,
도 2는 동일 증폭기의 필터의 특성도,
도 3은 동일 증폭기의 구체 구성예를 도시하는 단면도,
도 4는 동일 증폭기의 다른 구체예를 도시하는 단면도,
도 5는 동일 증폭기의 필터의 임피던스를 나타내는 특성도,
도 6은 본 발명의 증폭기의 다른 실시예의 회로 블럭도,
도 7은 동일 증폭기의 필터중 하나의 패턴도,
도 8은 동일 증폭기의 필터의 다른 예를 도시하는 특성도,
도 9는 본 발명의 증폭기의 또다른 실시예를 도시하는 블럭도,
도 10은 동일 증폭기에 사용되는 주파수 가변 필터의 주파수 특성도,
도 11은 동일 증폭기에 사용되는 필터의 회로도,
도 12는 동일 필터를 기판 내부에 구성한 대역 증폭기의 구성도,
도 13은 본 발명의 대역 증폭기에 사용되는 대역 차단 필터의 주파수 특성도,
도 14는 종래의 대역 증폭기에 사용되는 대역 통과 필터의 주파수 특성도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
도 1은 본 발명의 일실시예인 증폭기의 회로 블럭도를 도시한다.
도 1에 있어서, (1)은 제 1 증폭 회로로서, 그 출력에는 제 1 필터(3)가 접속되고, 또한 제 1 필터(3)의 출력에는 제 2 증폭 회로(2)가 접속되어 있다. 제 1 증폭 회로(1) 및 제 2 증폭 회로(2)에는 전원 단자(6)가 접속되고, 제 1 증폭 회로(1)의 입력에는 입력 단자(4)가 접속되며, 제 2 증폭 회로(2)의 출력에는 출력 단자(5)가 접속되어 있다.
상기 구성에 있어서, 입력 단자(4)로부터 입력된 신호는 제 1 증폭 회로(1)에서 증폭되어, 제 1 필터(3)에 입력된다. 또한, 이와 동시에 입력 단자(4)로부터 입력된 잡음도 제 1 증폭 회로(1)에서 증폭되어, 제 1 필터(3)에 입력된다. 또한, 제 1 증폭 회로(1)의 내부에서 발생한 잡음도 제 1 필터(3)에 입력된다. 즉, 제 1 증폭 회로(1)로부터는 레벨이 높은 잡음이 출력되는 것으로 된다. 그러나, 제 1 필터(3)가 도 2에 도시하는 바와 같은 대역 통과 필터일 때, 제 1 필터(3)의 출력으로부터는 제 1 증폭 회로(1)에서 증폭된 신호(송신 대역내에 있음)는 거의 감쇠하지 않고 출력되며, 잡음(수신 대역내의 잡음)은 크게 감쇠된다. 이 결과, 제 2 증폭 회로(2)로부터 출력 단자(5)로, 큰 신호와 미소한 잡음밖에 출력되지 않는 것으로 된다. 또한, 본 실시예에 있어서 제 1 필터(3)의 송신 대역의 손실은 제 1 증폭 회로(1)의 증폭율의 향상으로 충분히 커버할 수 있는 것이며, 오히려 제 2 증폭 회로(2)의 뒤에 이어지는 필터의 잡음의 감쇠량의 완화에 따른 송신 대역의 손실 감소에 의해서, 제 2 증폭 회로(2)의 출력 전력을 작게 할 수 있기 때문에, 증폭기의 효율이 향상된다. 본 실시예와 같은 증폭기를 무선 통신기의 송신측의 증폭기에 이용하면, 소비 전력을 삭감하는 것이 가능해진다.
도 3은 본 발명의 증폭기의 구체적인 구성예를 도시하는 단면도이다. 도 3에 있어서, (10, 11)은 제 1 및 제 2 증폭 회로(1, 2)를 각각 구성하는 제 1 및 제 2 트랜지스터이다. (14a∼14c)는 전극 패턴으로서, 유전체(13)의 내부에 형성되고, 그 상, 하는 접지 전극(12a, 12b) 사이에 끼워져 있다. 접지 전극(12a)의 상부에는 유전체(15a)가 적층되고, 또한 그 상부에 전극 패턴을 형성하여, 제 1 및 제 2 트랜지스터(10, 11)를 실장해서 제 1 및 제 2 증폭 회로가 구성되어 있다. 또한, 접지 전극(12b)의 하부에는 유전체(15b)가 적층되고, 또한 그 하부에 전극 패턴을 형성하여, 단자 전극(18)을 구성하고 있다. (16a, 16b)는 전극 패턴(14a 또는 14c)의 일부와 유전체(13)를 거쳐서 대향하는 전극 패턴이며, (17a, 17b)는 전극 패턴(16a, 16b)과 각각 유전체(15a)를 거쳐서 대향하는 전극 패턴이다. 전극 패턴(17a)은 제 1 트랜지스터(10)의 출력 단자와 접속되고, 전극 패턴(17b)은 제 2 트랜지스터(11)의 입력 단자와 접속되어 있다. (19)는 스루홀이며, 제 1 및 제 2 트랜지스터(10, 11)의 접지 단자와 접지 전극(12a, 12b)에 접속되어 있다.
상기 구성에 있어서, 전극 패턴(14a∼14c)과 유전체(13)와 접지 전극(12a, 12b)에 의해 도 2에 도시한 바와 같은 제 1 필터(3)가 구성되며, 대향하는 전극 패턴(14a, 16a, 17a)간에 가능한 용량으로 제 1 트랜지스터(10)의 출력 단자와 제 1 필터(3)가 접속된다. 또한, 마찬가지로 대향하는 전극 패턴(14b, 16b, 17b)간에 가능한 용량으로 제 2 트랜지스터(11)의 입력 단자와 제 1 필터(3)가 접속된다. 이상과 같이 하여, 도 1에 나타낸 회로 블럭을 구성할 수 있으며, 본 실시예와 같이 필터를 적층 구조로 함으로써 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 트랜지스터(10, 11)의 접지 단자를 스루홀(19)에 의해 접지 전극(12a, 12b)에 접지함으로써, 방열을 향상시킬 수 있다. 또한, 유전체(13)에는 필터를 소형으로 하기 위해서 비유전률 10 이상의 유전체를 사용하고, 유전체(15a, 15b)에는 회로를 구성하기 쉬운 비유전률 10 이하의 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예의 구성을 그린 시트를 이용한 적층으로, 일괄 소성하여 형성하는 경우에는, 유전체(15a, 15b)는 동일 재료와 동일한 두께로 하는 것이 휘어지지 않게 소성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 증폭기의 다른 구체적인 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 4에 있어서 (20a, 20b)는 유전체(15a)의 일부를 관통한 오목부(凹部)이다. 그리고, 이 오목부(20a, 20b)의 내부에 제 1 및 제 2 트랜지스터(10, 11)를 각각 실장하고, 제 1 및 제 2 트랜지스터(10, 11)의 접지 단자를 접지 전극(12a)에 직접 접속함으로써 방열을 더욱 향상시키고 있다.
또, 도 3 및 도 4에 있어서 전극 패턴(14a, 16a, 17a)중 어느 한쪽의 간격을 비아홀로 접속하고 다른쪽의 간격만을 용량으로 하여도 마찬가지의 효과가 얻어진다. 마찬가지로 도 3 및 도 4에 있어서 전극 패턴(14b, 16b, 17b)중 어느 한쪽의 간격을 비아홀로 접속하고, 다른쪽의 간격만을 용량으로 하여도 좋다.
도 5는 도 1에 있어서의 제 1 필터(3)의 입출력 임피던스를 도시하는 도면이다.
도 5에 있어서 (21)은 제 1 또는 제 2 트랜지스터(10 또는 11)의 입출력 임피던스 영역이고, (22)는 제 1 필터(3)의 입출력 임피던스 영역이다. 통신기의 송신측의 증폭기에 이용되는 트랜지스터는 대전력을 출력하기 때문에, 그 입출력 임피던스는 도 5에 도시한 바와 같이 저임피던스로 되어 있다. 따라서, 본 발명에 있어서 이용하는 제 1 필터(3)의 입출력 임피던스는 50Ω이 아니라, 접속되는 제 1 또는 제 2 트랜지스터(10 또는 11)의 출력 임피던스 또는 입력 임피던스의 실부(實部)의 1/2 내지 2배 사이의 임피던스로 하고, 제 1 및 제 2 트랜지스터(10, 11)와 제 1 필터(3)를 직접 접속시킴으로써, 통상 정합 회로에 이용되는 코일이나 콘덴서의 손실을 없게 하여, 효율을 좋게 한다. 즉, 제 1 및 제 2 트랜지스터(10, 11)의 입출력 임피던스가 도 5의 영역(21)에 있는 경우, 제 1 필터(3)의 입출력 임피던스를 도 5의 영역(22)으로 하면 좋다. 또한, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같은 구성으로 제 1 필터(3)를 구성하고, 제 1 및 제 2 트랜지스터(10, 11)와 접속하는 경우에는 대향하는 전극 패턴(14, 16, 17)의 대향 면적에 의해서 제 1 필터(3)의 입출력 임피던스를 제 1 및 제 2 트랜지스터(10, 11)의 복소 공역(複素 共役)으로 하는 것도 가능하다. 또한, 제 1 필터(3)의 입출력 임피던스는 각각 접속되는 증폭 회로의 임피던스에 대응하여 독립적으로 설정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 증폭기의 다른 실시예의 회로 블럭을 도시한 도면이고, 도 7은 그 구성을 도시한 도면이다.
도 6에 있어서, (23)은 제 2 증폭 회로(2)의 출력과 출력 단자(5) 사이에 접속된 제 2 필터이다. 또한, 도 7에 있어서 (24, 25)는 전극 패턴으로서, 도 3 및 도 4에 있어서 유전체(13)의 내부에 형성되어 있는 전극 패턴이다. (26)은 접지 전극(12a, 12b)에 접속된 스루홀이다.
상기의 구성에 있어서, 제 2 필터(23)는 제 2 증폭 회로(2)로부터 출력되는 소망 신호는 거의 감쇠시키지 않으면서 잡음을 감쇠시키며, 그 입력 임피던스는 제 2 트랜지스터(11)의 출력 임피던스의 실부의 1/2 내지 2배 사이로 설정되어 있기 때문에 제 2 트랜지스터(11)에 직접 접속할 수 있다. 그 결과, 제 2 증폭 회로(2)의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 필터(3, 23)를 도 7과 같이 적층 구조의 동일 평면에 전극 패턴(24, 25)을 형성한 스트립 라인으로 구성한 경우, 그 사이에 접지 전극(12a, 12b)에 접속된 스루홀을 형성함으로써 전극 패턴(24, 25)의 결합(coupling)을 막을 수 있다. 이 때, 스루홀(26)의 간격을 전극 패턴(24, 25)의 가장 짧은 선로의 길이보다 짧게 함으로써, 결합을 막을 수 있다. 또한, 전극 패턴(24, 25)을 도 7과 같이 직각으로 배치함으로써 전극 패턴(24, 25)의 결합을 더욱 잘 막을 수 있다.
또, 제 1 및 제 2 필터(3, 23)의 특성은 도 2에 도시한 바와 같은 통신기의 송신 대역을 통과시키고, 수신 대역을 감쇠시키는 대역 통과 필터 외에, 도 8에 도시한 바와 같은 수신 대역을 감쇠시키는 대역 차단 필터 등을 이용하는 것이 가능하다.
또한, 평행한 2개의 전송 선로(two parallel wire transmission line)를 이용한 방향성 결합기(directional coupler)를 적층 구조로 일체화하여 구성하고, 증폭기의 소망의 개소(箇所)로부터 전력을 취출하는 구성으로 하면, 전력 제어용 모니터로서 이용할 수 있는 기능을 부가하는 것도 가능하다.
도 9는 본 발명의 증폭기의 또다른 실시예인 회로 블럭도로서, (31)은 제 1 증폭 회로이고, (32)는 제 2 증폭 회로이며, (33)은 주파수 가변 필터이고, (34)는 연산 회로이며, (35)는 전압 제어 발진기이고, (36)은 입력 단자이며, (37)은 출력 단자이다.
송신 신호는 입력 단자(36)로부터 입력되어, 제 1 증폭 회로(31) 및 제 2 증폭 회로(32)에서 증폭되고, 주파수 가변 필터(33)를 통과함으로써 수신 신호 주파수에 존재하는 노이즈 등의 불필요한 신호가 억제되어, 출력 단자(37)로부터 출력된다. 그 때, 연산 회로(34)에 전압 제어 발진기(35)의 입력 주파수 제어 전압을 입력하고, 연산 회로(34)에 있어서 연산을 하여, 제어 전압을 주파수 가변 필터(33)에 입력함으로써 필터의 주파수 특성을 제어한다. 여기서, 주파수 가변 필터(33)는 제 2 증폭 회로(32)의 출력부에 직접 접속되어 있고, 도 1에서 설명한 바와 같이 주파수 가변 필터(33)의 입력 임피던스는 제 2 증폭 회로(32)의 출력 임피던스에 정합하도록 설정되어 있으며, 그 주파수 가변 필터(33)의 출력 임피던스와는 상위하다.
도 10은 필터 감쇠량의 주파수 특성도이며, 실선은 송신 신호가 대역내에서 가장 낮은 주파수일 때, 또한 일점 쇄선은 송신 신호가 대역내에서 가장 높은 주파수일 때의 주파수 가변 필터의 감쇠량의 대(對)주파수 특성을 나타내고, 점선은 종래의 기술에서 설명한 주파수 특성이 불변인 필터의 감쇠량의 대(對)주파수 특성을 나타낸다. 또, 수신 신호가 송신 신호보다 높은 주파수에 있으며, 송신 주파수 신호가 송신 주파수 대역내에서 가장 낮은 주파수에 있는 경우를 예시하였다.
본 실시예와 같이 제 2 증폭 회로(32)의 출력측에 주파수 가변 필터(33)를 접속하면, 송신에 사용되고 있는 주파수의 신호만을 허용 감쇠량 이하로 억제하면 되며, 송신 신호의 주파수가 변화한 경우에, 송신 신호에 맞추어 필터의 주파수 특성을 변화시키면 된다. 따라서 필터 감쇠량의 주파수 특성으로서는 주파수 변화에 대한 감쇠량의 변화 비율이 보다 작아도 좋으며, 이러한 경우, 송신부의 감쇠량이 감소하여, 증폭 효율이 상승한다. 따라서, 고효율의 대역 증폭기를 실현할 수 있다.
또, 본 예는 증폭 회로(32)를 증폭 회로(31)의 입력측에 접속한 경우를 예시하였지만, 주파수 가변 필터(33)의 출력측에 접속하여도 마찬가지의 효과가 얻어진다. 여기서, 주파수 가변 필터(33)는 제 1, 제 2 증폭 회로(31, 32)의 입력부 및 출력부에 각각 직접 접속되어 있고, 도 1에 설명한 바와 같이 주파수 가변 필터(33)의 입력 임피던스는 제 1 증폭 회로(31)의 출력 임피던스에 정합하도록 설정되고, 주파수 가변 필터(33)의 출력 임피던스는 제 2 증폭 회로(32)의 입력 임피던스에 정합되어 있어, 입출력 임피던스가 상위하다. 이 경우, 제 2 증폭 회로(32)의 출력에 제 2 주파수 가변 필터를 도 6과 같이 직접 접속함으로써, 제 2 증폭 회로(32)의 효율을 향상시킬 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 이 때, 제 2 주파수 가변 필터의 입력 임피던스는 도 6에서 설명한 바와 마찬가지로 제 2 증폭 회로(32)의 출력 임피던스에 정합시키도록 설정한다.
도 11은 주파수 가변 필터의 회로도의 일례를 도시하며, (41∼44)는 단간(段間) 결합 콘덴서이며, (45∼47)은 버랙터 다이오드이며, (48∼50)은 공진용 콘덴서이며, (51∼53)은 공진용 코일이고, (54)는 입력 단자이며, (55)는 출력 단자이다.
송신 신호는 입력 단자(54)로 입력되며, 예컨대 도 10에 기술한 바와 같은 주파수 특성으로 감쇠되어 출력 단자(55)로부터 출력된다. 그 때의 필터의 주파수 특성은 공진용 콘덴서(48)와 공진용 코일(51)에 의해 결정되는 공진 주파수와, 공진용 콘덴서(49)와 공진용 코일(52)에 의해 결정되는 공진 주파수와, 공진용 콘덴서(50)와 공진용 코일(53)에 의해 결정되는 공진 주파수와, 단간 결합 콘덴서에 따라서 결정된다. 여기서, 버랙터 다이오드(45)의 용량을 변화시키면, 공진용 콘덴서(48)와의 합계 용량이 변화하여 공진용 코일(51)과의 사이에 발생하는 공진 주파수가 변화한다. 또한, 버랙터 다이오드(46, 47)에 대해서도 마찬가지이다. 따라서, 버랙터 다이오드(45∼47)의 용량을 변화시키면 도 10에 기술한 바와 같이 주파수 가변 필터의 특성을 변화시킬 수 있다.
또, 본 예는 공진기 부분을 공진용 콘덴서와 공진용 코일을 이용하여 형성한 경우를 나타내었지만, 플레이너형 공진기(planar type resonator)를 이용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 구체적인 구성을 도시하며, (61∼63)은 버랙터 다이오드이며, (64∼66)은 공진기이고, (67)은 제어 신호 입력 단자이며, (68)은 입력 단자이고, (69, 70)은 증폭 회로이며, (71)은 출력 단자이고, (72, 73)은 실드(shield)이다.
송신 신호는 입력 단자(68)로 입력되어, 증폭 회로(69, 70)에서 증폭된 후, 버랙터 다이오드(61∼63) 및 공진기(64∼66) 및 제어 신호 입력 단자(67)로 이루어지는 주파수 가변 필터부를 통해, 예컨대 도 10에 기술하였던 바와 같은 주파수 특성으로 감쇠되어 출력 단자(71)로부터 출력된다. 또, 버랙터 다이오드(61)는 공진기(64)의 공진 주파수를 변화시키는 역할을 하며, 버랙터 다이오드(62)는 공진기(65)의 공진 주파수를 변화시키는 역할을 하고, 버랙터 다이오드(63)는 공진기(66)의 공진 주파수를 변화시키는 역할을 한다. 그리고, 제어 신호 입력 단자(67)로부터의 입력에 의해 버랙터 다이오드(61∼63)의 용량이 변화하여, 각각 공진기(64∼66)의 공진 주파수를 변화시킴으로써 주파수 가변 필터의 주파수 특성을 변화시킨다.
또, 본 예는 대역 통과 필터를 이용한 경우를 나타내었지만, 도 13에 도시하는 바와 같이 대역 차단 필터를 이용하여도 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 본 예는 휴대 전화기의 송신 증폭기를 이용한 경우를 나타내었지만, 휴대 전화용 기지국이나 위성 통신 등의 통신이나 방송에 이용되는 기기의 송신용 증폭기 전반에 대해서도 본 발명의 기술을 이용하면 마찬가지의 효과가 얻어진다.
이상과 같이 본 발명은, 증폭기의 제 1 증폭 회로의 출력부와 제 2 증폭 회로의 입력부 사이에 제 1 필터를 접속한 것이다. 그리고, 이상의 구성으로 하면, 제 1 증폭 회로로부터 출력된 소망 신호는 제 1 필터에서 거의 감쇠하지 않고 제 2 증폭 회로에 입력되지만, 제 1 증폭 회로로부터 출력된 잡음은 제 1 필터에서 감쇠되어서 제 2 증폭 회로에 입력된다. 따라서, 제 2 증폭 회로로부터는 미소한 잡음밖에 출력되지 않는 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 증폭기의 출력측에 통과 신호에 따라 주파수 특성을 변화시키는 주파수 가변 필터를 접속하였기 때문에, 감쇠 특성을 평활하게 하고 통과 신호에 있어서의 감쇠량을 작게 하여, 필터를 포함한 증폭기의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 주파수 가변 필터의 주파수 특성의 제어는 전압 제어 발진기(voltage controlled oscillator)의 주파수 제어 전압(frequency control voltage)을 이용하여 실행되기 때문에, 형상의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 주파수 가변 필터를 증폭기의 기판 내부에 형성함으로써 증폭기와 필터를 별개로 형성하는 경우에 비해 형상의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 이종(異種) 적층 기판을 이용하여 주파수 가변 필터 부분의 유전율을 크게 함으로써 형상의 소형화를 도모할 수 있다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 31 : 제 1 증폭 회로
2, 32 : 제 2 증폭 회로
3 : 제 1 필터
4, 36 : 입력 단자
5, 37 : 출력 단자
6 : 전원 단자
10 : 제 1 트랜지스터
11 : 제 2 트랜지스터
12a, 12b : 접지 전극
13, 15a, 15b : 유전체
14a, 14b, 14c, 16a, 16b, 17a, 17b : 전극 패턴
20a, 20b : 오목부
21 : 트랜지스터의 입출력 임피던스 영역
22 : 필터의 입출력 임피던스 영역
23 : 제 2 필터
24, 25 : 전극 패턴
26 : 스루홀
33 : 주파수 가변 필터
34 : 연산 회로
35 : 전압 제어 발진기
41∼44 : 단간 결합 콘덴서
45∼47 : 버랙터 다이오드
48∼50 : 공진용 콘덴서
51∼53 : 공진용 코일
54 : 입력 단자
55 : 출력 단자
61∼63 : 버랙터 다이오드
64∼66 : 공진기
67 : 제어 신호 입력 단자
68 : 입력 단자
69, 70 : 증폭기
71 : 출력 단자
72, 73 : 실드

Claims (29)

  1. 통신 장치의 송신 밴드(transmission band)에서 소망 통과 대역(a desired pass-band)을 갖고 통신 장치의 수신 밴드(receiving band)에서 소망 감쇠 대역(a desired attenuation band)을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절하고 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써, 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 제 2 트랜지스터의 입력 단자 사이에 직접 연결되는, 제 1 필터를 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 제 1 필터는, 그의 상부 표면상의 접지 전극과 하부 표면상의 접지 전극 사이에 끼워진 비유전률 10 이상인 제 1 유전체 내에 형성된 제 1 전극 패턴을 구비하도록 형성되고, 상기 제 1 유전체의 상부 표면의 상기 접지 전극 위에 비유전률 10 이하의 제 2 유전체를 거쳐서 제 2 전극 패턴이 형성되며, 제 1 증폭 회로 및 제 2 증폭 회로는 상기 제 2 전극 패턴 위에 실장되는
    증폭기.
  2. 통신 장치의 송신 밴드에서 소망 통과 대역을 갖고 통신 장치의 수신 밴드에서 소망 감쇠 대역을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절하고 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써, 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 제 2 트랜지스터의 입력 단자 사이에 직접 연결되는, 제 1 필터를 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 제 1 필터는, 그의 상부 표면상의 접지 전극과 하부 표면상의 접지 전극 사이에 끼워진 비유전률 10 이상인 제 1 유전체 내에 형성된 제 1 전극 패턴을 구비하도록 형성되고, 상기 제 1 유전체의 상부 표면의 상기 접지 전극 위에 비유전률 10 이하의 제 2 유전체를 거쳐서 제 2 전극 패턴이 형성되고, 제 1 증폭 회로 및 제 2 증폭 회로는 상기 제 2 전극 패턴 위에 실장되며, 상기 제 1 유전체의 하부 표면의 접지 전극 아래에 비유전률 10 이하의 제 3 유전체를 거쳐서 단자 전극의 일부(a part of terminal electrodes)가 형성되는
    증폭기.
  3. 통신 장치의 송신 밴드에서 소망 통과 대역을 갖고 통신 장치의 수신 밴드에서 소망 감쇠 대역을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절하고 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 제 2 트랜지스터의 입력 단자 사이에 직접 연결되는, 제 1 필터를 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 제 1 필터는 그의 상부 표면과 하부 표면 상의 접지 전극 사이에 끼인 유전체에 형성되는 전극 패턴을 구비하도록 형성되고,
    상기 제 1 필터와 증폭 회로는 중간에 유전체 재료를 구비한 대향 전극 사이에 형성된 캐패시터에 의해서 연결되는 증폭기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터 각각은 상기 유전체 재료의 표면 상에 형성된 오목부에 실장되는 증폭기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터 각각의 접지 단자와 연결되는 전극은 스루홀(through hole)에 의해서 상부 접지 전극과 하부 접지 전극으로 연결되는 증폭기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    전극 패턴으로 형성된 방향성 결합기(a directional coupler)가 비유전률 10 이상의 상기 제 1 유전체 내부 또는 비유전률 10 이하의 상기 제 2 유전체의 표면 상에 제공되는 증폭기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상측 접지 전극의 상부 표면과 하측 접지 전극의 하측 표면 상에 사용되는 비유전률 10 이하의 유전체 재료는 동일 재료와 동일 두께로 이루어지는 증폭기.
  8. 통신 장치의 송신 밴드에서 소망 통과 대역을 갖고 통신 장치의 수신 밴드에서 소망 감쇠 대역을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절하고 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 제 2 트랜지스터의 입력 단자 사이에 직접 연결되는, 제 1 필터와, 상기 제 1 필터와 동일한 소망 통과 대역과 소망 감쇠 대역을 갖고, 입력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 상기 제 2 트랜지스터의 출력 단자로 직접 연결되는 제 2 필터를 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 필터 각각은, 그의 상부 표면상의 접지 전극과 하부 표면상의 접지 전극 사이에 끼워진 비유전률 10 이상인 제 1 유전체 내에 형성된 제 1 전극 패턴을 구비하도록 형성되고, 상기 제 1 유전체의 상부 표면의 상기 접지 전극 위에 비유전률 10 이하의 제 2 유전체를 거쳐서 제 2 전극 패턴이 형성되며, 제 1 증폭 회로 및 제 2 증폭 회로는 상기 제 2 전극 패턴 위에 실장되는
    증폭기.
  9. 통신 장치의 송신 밴드에서 소망 통과 대역을 갖고 통신 장치의 수신 밴드에서 소망 감쇠 대역을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절하고 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 제 2 트랜지스터의 입력 단자 사이에 직접 연결되는, 제 1 필터와, 상기 제 1 필터와 동일한 소망 통과 대역과 소망 감쇠 대역을 갖고, 입력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 상기 제 2 트랜지스터의 출력 단자로 직접 연결되는 제 2 필터를 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 필터 각각은, 그의 상부 표면상의 접지 전극과 하부 표면상의 접지 전극 사이에 끼워진 비유전률 10 이상인 제 1 유전체 내에 형성된 제 1 전극 패턴을 구비하도록 형성되고, 상기 제 1 유전체의 상부 표면의 상기 접지 전극 위에 비유전률 10 이하의 제 2 유전체를 거쳐서 제 2 전극 패턴이 형성되고, 제 1 증폭 회로 및 제 2 증폭 회로는 상기 제 2 전극 패턴 위에 실장되며, 상기 제 1 유전체의 하부 표면의 접지 전극 아래에 비유전률 10 이하의 제 3 유전체를 거쳐서 단자 전극의 일부(a part of terminal electrodes)가 형성되는
    증폭기.
  10. 통신 장치의 송신 밴드에서 소망 통과 대역을 갖고 통신 장치의 수신 밴드에서 소망 감쇠 대역을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절하고 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 제 2 트랜지스터의 입력 단자 사이에 직접 연결되는, 제 1 필터와, 상기 제 1 필터와 동일한 소망 통과 대역과 소망 감쇠 대역을 갖고, 입력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 상기 제 2 트랜지스터의 출력 단자로 직접 연결되는 제 2 필터를 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 제 1 필터는 및 제 2 필터 각각은, 그의 상부 표면과 하부 표면 상의 접지 전극 사이에 끼인 유전체에 형성되는 전극 패턴을 구비하도록 형성되고,
    상기 제 1 필터 및 제 2 필터와 와 증폭 회로는 중간에 유전체 재료를 구비한 대향 전극 사이에 형성된 캐패시터에 의해서 연결되는 증폭기.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터 각각은 상기 제 2 유전체의 표면 상에 형성된 오목부(recesses)에 실장되는 증폭기.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터 각각의 접지 단자와 연결된 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴은 스루홀(through hole)에 의해서 상부 접지 전극과 하부 접지 전극으로 연결되는 증폭기.
  13. 제 8 항에 있어서,
    전극 패턴으로 형성된 방향성 결합기가 비유전률 10 이상의 상기 제 1 유전체 내부 또는 비유전률 10 이하의 상기 제 2 유전체의 표면 상에 제공되는 증폭기.
  14. 통신 장치의 송신 밴드에서 소망 통과 대역을 갖고 통신 장치의 수신 밴드에서 소망 감쇠 대역을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절하고 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 제 2 트랜지스터의 입력 단자 사이에 직접 연결되는, 제 1 필터와, 상기 제 1 필터와 동일한 소망 통과 대역과 소망 감쇠 대역을 갖고, 입력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 상기 제 2 트랜지스터의 출력 단자로 직접 연결되는 제 2 필터를 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 제 1 필터 및 제 2 필터 각각은, 그의 상부 표면과 하부 표면 상의 접지 전극 사이에 끼인 유전체에 형성되는 전극 패턴을 구비하도록 형성되고,
    상기 상측 접지 전극과 하측 접지 전극으로 연결되는 다수의 스루홀 또는 비아홀(via hole)은 상기 제 1 필터와 제 2 필터 사이에 형성되는 증폭기.
  15. 통신 장치의 송신 밴드에서 소망 통과 대역을 갖고 통신 장치의 수신 밴드에서 소망 감쇠 대역을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절하고 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 제 2 트랜지스터의 입력 단자 사이에 직접 연결되는, 제 1 필터와, 상기 제 1 필터와 동일한 소망 통과 대역과 소망 감쇠 대역을 갖고, 입력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배로 조절함으로써 상기 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이에 차이를 가지며, 상기 제 2 트랜지스터의 출력 단자로 직접 연결되는 제 2 필터를 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 제 1 필터 및 제 2 필터 각각은, 그의 상부 표면과 하부 표면 상의 접지 전극 사이에 끼인 유전체에 형성되는 전극 패턴을 구비하도록 형성되고,
    상기 제 1 필터 및 제 2 필터는 스트립 라인 구성으로 되고, 제 1 필터의 스트립 라인과 제 2 필터의 스트립 라인의 방향이 직각으로 정렬되는 증폭기.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 필터 각각은 대역 통과 필터로서 이용되고, 상기 대역 통과 필터의 통과 대역은 통신 장비의 송신 대역이고 상기 대역 통과 ??터의 감쇠 대역은 통신 장비의 수신 대역인 증폭기.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상측 접지 전극과 하측 접지 전극으로 연결된 스루홀 또는 비아홀 사이의 간격은 상기 제 1 필터 및 제 2 필터의 스트립 라인의 길이보다 짧게 형성되는 증폭기.
  18. 통신 장치의 송신 밴드에서 소망 통과 대역을 갖고 통신 장치의 수신 밴드에서 소망 감쇠 대역을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배 사이의 값으로 조절하고 또한 제 1 필터의 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배 사이의 값으로 조절함으로써 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이의 차이를 가지며, 상기 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 상기 제 2 트랜지스터으 입력 단자 사이에 직접 연결된, 제 1 주파수 가변 필터와, 상기 주파수 가변 필터의 제어 전압으로서 사용되는 전압 제어 발진기의 주파수 제어 전압을 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 전압 제어 발진기의 주파수 제어 전압에 대응하는 상기 제 1 주파수 가변 필터용 제어 전압을 연산하기 위한 연산 회로가 상기 전압 제어 발진기와 상기 제 1 주파수 가변 필터의 제어 전압 애플리케이션 단자 사이에 연결되는 증폭기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 가변 필터는 대역 통과 필터로서 이용되며, 상기 대역 통과 필터의 통과 대역은 통신 장비의 송신 대역이고 상기 대역 통과 ??터의 감쇠 대역은 통신 장비의 수신 대역인 증폭기.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 가변 필터는 대역 차단 필터로서 이용되며, 상기 대역 차단 필터의 차단 대역은 통신 장비의 수신 대역인 증폭기.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 가변 필터의 임피던스 가변 소자로서 버랙터 다이오드(varactor diode)가 사용되는 증폭기.
  22. 통신 장치의 송신 밴드에서 소망 통과 대역을 갖고 통신 장치의 수신 밴드에서 소망 감쇠 대역을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배 사이의 값으로 조절하고 또한 제 1 필터의 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배 사이의 값으로 조절함으로써 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이의 차이를 가지며, 상기 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 상기 제 2 트랜지스터의 입력 단자 사이에 직접 연결된, 제 1 주파수 가변 필터와, 상기 주파수 가변 필터의 제어 전압으로서 사용되는 전압 제어 발진기의 주파수 제어 전압을 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 제 1 주파수 가변 필터의 공진기는 적층 기판 내부에 형성되고, 상기 주파수 가변 필터의 회로 부분과 증폭 회로는 기판의 표면 상에 형성되어, 하나로 일체화되게 집적되는 증폭기.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 적층 기판은 각각 서로 특성이 다른 복수의 층으로 형성되는 증폭기.
  24. 통신 장치의 송신 밴드에서 소망 통과 대역을 갖고 통신 장치의 수신 밴드에서 소망 감쇠 대역을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배 사이의 값으로 조절하고 또한 제 1 필터의 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배 사이의 값으로 조절함으로써 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이의 차이를 가지며, 상기 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 상기 제 2 트랜지스터의 입력 단자 사이에 직접 연결된, 제 1 주파수 가변 필터와, 상기 제 1 주파수 가변 필터와 동일한 소망 통과 대역 및 소망 감쇠 대역을 갖고, 입력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배 사이의 값으로 조절함으로써 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이의 차이를 가지며, 상기 제 2 트랜지스터의 출력 단자로 직접 연결되는 제 2 주파수 가변 필터와, 상기 제 1 주파수 가변 필터 및 제 2 주파수 가변 필터의 제어 전압으로서 이용되는 전압 제어 발진기의 주파수 제어 전압을 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 전압 제어 발진기의 주파수 제어 전압에 대응하는 상기 제 1 주파수 가변 필터용 제어 전압 및 상기 제 2 주파수 가변 필터용 제어 전압을 연산하기 위한 연산 회로가 상기 전압 제어 발진기와 상기 제 1 주파수 가변 필터 및 제 2 주파수 가변 필터 각각의 제어 전압 애플리케이션 단자 사이에 연결되는 증폭기.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 가변 필터 및 제 2 주파수 가변 필터는 대역 통과 필터로서 이용되며, 상기 대역 통과 필터의 통과 대역은 통신 장비의 송신 대역이고 상기 대역 통과 ??터의 감쇠 대역은 통신 장비의 수신 대역인 증폭기.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 2 주파수 가변 필터는 대역 차단 필터로서 이용되며, 상기 대역 차단 필터의 차단 대역은 통신 장비의 수신 대역인 증폭기.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 가변 필터 및 제 2 주파수 가변 필터의 임피던스 가변 소자로서 버랙터 다이오드가 사용되는 증폭기.
  28. 통신 장치의 송신 밴드에서 소망 통과 대역을 갖고 통신 장치의 수신 밴드에서 소망 감쇠 대역을 가지며, 입력 임피던스를 제 1 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배 사이의 값으로 조절하고 또한 제 1 필터의 출력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 입력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배 사이의 값으로 조절함으로써 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이의 차이를 가지며, 상기 제 1 트랜지스터의 출력 단자와 상기 제 2 트랜지스터의 입력 단자 사이에 직접 연결된, 제 1 주파수 가변 필터와, 상기 제 1 주파수 가변 필터와 동일한 소망 통과 대역 및 소망 감쇠 대역을 갖고, 입력 임피던스를 제 2 트랜지스터의 출력 임피던스의 실수부의 1/2 내지 2 배 사이의 값으로 조절함으로써 입력 임피던스와 출력 임피던스 사이의 차이를 가지며, 상기 제 2 트랜지스터의 출력 단자로 직접 연결되는 제 2 주파수 가변 필터와, 상기 제 1 주파수 가변 필터 및 제 2 주파수 가변 필터의 제어 전압으로서 이용되는 전압 제어 발진기의 주파수 제어 전압을 구비하는 증폭기에 있어서,
    상기 제 1 주파수 가변 필터 및 제 2 주파수 가변 필터의 공진기는 적층 기판 내부에 형성되고, 상기 제 1 주파수 가변 필터 및 제 2 주파수 가변 필터 각각의의 회로 부분과 증폭 회로는 기판의 표면 상에 형성되어, 하나로 일체화되게 집적되는 증폭기.
  29. 제 21 항에 있어서,
    상기 적층 기판은 각각 서로 특성이 다른 복수의 층으로 형성되는 증폭기.
KR1019970709141A 1995-06-09 1996-06-07 증폭기 KR100534159B1 (ko)

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