KR100741387B1 - Radio frequency integrated circuit - Google Patents

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구이도
이정우
박준배
이경호
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지씨티 세미컨덕터 인코포레이티드
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Abstract

An RF integrated circuit is provided to use as an input voltage the voltage outputted from a PMIC(power management integrated circuit) even if the voltage outputted from the PMIC is fixed at a predetermined voltage and the voltage that an RF transceiver part including in an RF integrated circuit uses is extremely lower than a predetermined voltage outputted from the PMIC by making the RF integrated circuit decrease an inputted voltage inside. An RF transceiver part(13) performs RF transmission and reception. A DC-DC converter(16) drops the voltage transferred from an PMIC(11) and outputs the dropped voltage. An LDO(low dropout) regulator(17) receives the voltage outputted from the DC-DC convertor and outputs a voltage fixed as a voltage used in the RF transceiver part to the Rf transceiver part. The voltage drop of the LDO regulator is smaller than the voltage drop of the DC-DC converter and is greater than 0.

Description

무선 주파수 집적 회로{RADIO FREQUENCY INTEGRATED CIRCUIT}RADIO FREQUENCY INTEGRATED CIRCUIT}

도 1은 종래기술에 의한 PMIC 및 RFIC를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a conventional PMIC and RFIC.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 RFIC를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating an RFIC according to an embodiment of the present invention.

도 3은 LDO 레귤레이터만을 사용한 RFIC(a)와 본 발명에 의한 RFIC(b)의 전력소모를 비교하기 위한 도면이다. 3 is a view for comparing the power consumption of the RFIC (a) using only the LDO regulator and the RFIC (b) according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 부호의 설명** Explanation of symbols in the main part of the drawing *

11 : PMIC(power management integrated circuit)11: power management integrated circuit (PMIC)

12, 12', 12" : RFIC(radio frequency integrated circuit)12, 12 ', 12 ": RFIC (radio frequency integrated circuit)

13 : RF 송수신부 16, 16' : DC-DC 변환기13: RF transceiver 16, 16 ': DC-DC converter

17 : LDO 레귤레이터(low dropout regulator)17: LDO low dropout regulator

본 발명은 무선 주파수 집적 회로(radio frequency integrated circuit, 이하 간략히 RFIC라 함)에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로 고정된 전압을 출력하 는 전력 관리 집적 회로(power management integrated circuit, 이하 간략히 PMIC라 함)로부터 입력되는 전압을 강하하여 내부의 RF 송수신부(radio frquency transceiver)로 전달하되 높은 효율성을 가지고 낮은 노이즈를 발생하는 RFIC에 관한 발명이다. The present invention relates to a radio frequency integrated circuit (hereinafter simply referred to as RFIC), and more particularly to a power management integrated circuit (PMIC) for outputting a fixed voltage. The present invention relates to an RFIC that drops a voltage input from an RF receiver and transmits the same to an internal RF radio transceiver, but generates low noise with high efficiency.

도 1은 종래기술에 의한 PMIC 및 RFIC를 나타내는 도면으로서, 특히 휴대 전화기 등에 사용될 수 있는 PMIC 및 RFIC를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a PMIC and an RFIC according to the prior art, and in particular, a diagram showing a PMIC and an RFIC which can be used in a cellular phone or the like.

도 1을 참조하면, PMIC(11)는 일례로 도면과 같이 리튬 이온 전지(lithium ion battery)로부터 4.2V의 전압을 입력받아 RFIC(12)로 2.8V의 전압을 출력한다. PMIC(11)는 RFIC(12) 등에 전원을 공급 및 제어할 수 있는 적어도 하나의 레귤레이터와 레귤레이터 제어회로가 내장되어 있는 집적 회로를 의미한다. PMIC는 전력 회로로서 RFIC(12)에 사용되는 표준 CMOS 공정이 아닌 고전압 공정을 사용하여 제작된다. Referring to FIG. 1, the PMIC 11 receives a voltage of 4.2 V from a lithium ion battery as an example and outputs a voltage of 2.8 V to the RFIC 12 as shown in the drawing. The PMIC 11 refers to an integrated circuit having at least one regulator and a regulator control circuit built therein capable of supplying and controlling power to the RFIC 12 and the like. The PMIC is fabricated using a high voltage process rather than the standard CMOS process used for the RFIC 12 as a power circuit.

표준 CMOS 공정이라 함은 3.3V 이하의 전압에서 동작하는 소자들만을 가지는 CMOS 공정을 의미한다. 일례로, 0.13um CMOS 표준 공정의 경우, 내부 코아(core) 회로로는 0.13um의 최소 선폭을 지니는 트랜지스터들이 사용되고, I/O를 위한 회로로는 0.13um 선폭의 소자 외에 최소 선폭이 0.25um나 0.35um인 트랜지스터들이 사용되기도 한다. 0.25um의 최소 선폭을 가지는 트랜지스터의 경우 공급 전압은 2.5V를 넘지 않아야 하며, 0.35um의 최소 선폭을 가지는 트랜지스터의 경우 공급 전압은 3.3V를 넘지 않는 경우가 대부분이다. 휴대폰 등에서 많이 사용되는 배터리의 출력 전원은 4.2V로 과충전시 5V까지도 올라갈 수 있으며, 이에 따라 배터리에서 전원을 공급받는 경우 5V 이상의 고전압을 견딜 수 있는 소자들을 사용하여야 한다. 표준 CMOS 공정에 4V 내지 5V 정도의 전압을 견딜 수 있는 소자들을 집적화하고자 할 경우 공정상의 복잡도 및 비용이 증가하므로, 거의 모든 표준 CMOS에서는 고전압 소자들을 제공하지 않는다. 또한, 배터리로부터 공급전압을 직접 받는 경우는 내부 회로와 배터리의 과열 등을 막기 위해 단락 회로(short circuit) 방지 회로, 과열 차단(thermal shutdown)과 같은 기능을 지니는 전압 변환기(LDO 레귤레이터 또는 DC-DC 변환기) 등을 사용하여야 한다. PMIC(11)를 사용하는 이유는 이러한 고전압 요구 조건과 앞서 설명한 기능을 지니는 전압 변환기 등을 하나의 고전압 지원이 가능한 특수 공정을 사용해서 만들고, 이를 사용함으로써 내부 RFIC(12)의 구현을 단순화하고자 함이 있다. Standard CMOS process refers to a CMOS process having only devices that operate at voltages below 3.3V. For example, in the 0.13um CMOS standard process, transistors having a minimum line width of 0.13um are used as internal core circuits, and a minimum line width of 0.25um as well as a 0.13um line width device is used for I / O. Transistors of 0.35 um are also used. In the case of a transistor having a minimum line width of 0.25um, the supply voltage should not exceed 2.5V. In the case of a transistor having a minimum linewidth of 0.35um, the supply voltage is usually not more than 3.3V. The output power of batteries used in mobile phones is 4.2V, which can go up to 5V when overcharged. Therefore, when the battery is supplied with power, devices that can withstand high voltage of 5V or higher should be used. Integrating devices capable of withstanding voltages of 4V to 5V in a standard CMOS process increases process complexity and cost, so almost all standard CMOS devices do not provide high voltage devices. In addition, when the supply voltage is directly received from the battery, a voltage converter (LDO regulator or DC-DC) having a function such as a short circuit prevention circuit and a thermal shutdown to prevent the internal circuit and the battery from overheating, etc. Transducers, etc. must be used. The reason for using the PMIC 11 is to simplify the implementation of the internal RFIC 12 by using such a high voltage requirement and a voltage converter having the functions described above by using a special process capable of supporting a single high voltage. There is this.

RFIC(12)는 RF 송수신부(13)를 포함한다. RF 송수신부(13)는 RF 송신 및 수신에 사용되는 회로로서, 일례로 상향 변환 믹서(up-conversion mixer), 파워 증폭기(power amplifier), 저잡음 증폭기(low noise amplifier), 하향 변환 믹서(down-conversion mixer) 및 필터 등을 포함할 수 있다. RFIC(12)에 포함된 RF 송수신부(13)는 PMIC(11)로부터 공급받는 2.8V의 전압을 사용한다. RFIC(12)는 PMIC(11)에 사용되는 고전압 공정을 사용하지 아니하고, 표준 CMOS 공정을 사용하여 제작된다.The RFIC 12 includes an RF transceiver 13. The RF transceiver 13 is a circuit used for RF transmission and reception. For example, an up-conversion mixer, a power amplifier, a low noise amplifier, and a down-conversion mixer are provided. conversion mixer), filters, and the like. The RF transceiver 13 included in the RFIC 12 uses a voltage of 2.8 V supplied from the PMIC 11. The RFIC 12 is manufactured using a standard CMOS process without using the high voltage process used for the PMIC 11.

종래기술에 의한 RFIC(12)는 상술한 바와 같이 PMIC(11)에서 공급된 전압을 사용한다. 그러나, 실제 제품 개발에 있어서, 이와 다른 요구들이 발생하고 있다. 보다 구체적으로, 휴대 전화기 등의 개발에 있어서, 이미 검증된 PMIC는 변경되지 아니하고, RFIC를 여러 회사로부터 공급을 받거나 한 회사로부터 다양한 버전(version)의 RFIC를 공급받아 사용함으로써 사용되는 RFIC를 변경되는 경우가 흔히 발생한다. 이 경우, PMIC가 공급하는 전압과 RFIC의 RF 송수신부가 사용하는 전압이 서로 다른 경우가 발생할 수 있다. 일례로 초기 버전의 RFIC는 PMIC에서 공급되는 2.8V의 전압을 그대로 사용하였으나, 이후의 개선된 버전의 RFIC는 0.13um 공정으로 사용하므로 1.2V의 전압을 입력받아야 할 필요가 있는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 기존의 PMIC를 1.2V의 전압을 출력하는 PMIC로 대체하면 전혀 문제가 없을 것이나, 1.2V의 전압을 출력하는 새로운 PMIC를 검증하고 휴대 전화기에 적용하는데 많은 시간과 비용이 소요될 수 있으므로, 무선 전화기 등을 개발하는 회사는 기존의 검증된 PMIC를 그대로 사용하기를 원할 것이다. 따라서, RFIC가 RF 송수신부에서 사용되는 전압보다 높은 전압을 PMIC로부터 입력받아 입력받은 전압을 RF 송수신부에서 사용되는 전압으로 강하해야 할 필요성이 발생하고 있으며, 상술한 종래기술에 의한 RFIC는 이러한 필요성에 부응하지 못한다는 문제점이 있다. 보다 구체적으로, 종래기술에 의한 RFIC는 PMIC에서 제공되는 전압을 입력받아 이를 바로 내부 회로의 공급 전압으로 사용하는 반면에, PMIC에서 제공되는 전압보다 내부 사용전압이 낮은 RFIC는 외부 혹은 내부에 입력 PMIC에서 제공되는 전원을 낮추는 회로가 필요하게 된다. The conventional RFIC 12 uses the voltage supplied from the PMIC 11 as described above. However, in actual product development, different demands arise. More specifically, in the development of mobile phones and the like, the already verified PMIC is not changed, and the RFIC used by receiving RFIC from various companies or receiving and using various versions of RFIC from one company is changed. Cases often occur. In this case, the voltage supplied by the PMIC and the voltage used by the RF transceiver of the RFIC may be different from each other. For example, the early version of the RFIC used the voltage of 2.8V supplied from the PMIC, but the later improved version of the RFIC uses a 0.13um process, so it may be necessary to receive a voltage of 1.2V. . In this case, replacing the existing PMIC with a PMIC that outputs a voltage of 1.2V would be no problem, but it may be time-consuming and expensive to verify and apply a new PMIC that outputs a voltage of 1.2V. Companies that develop cordless phones will want to use existing proven PMICs. Accordingly, there is a need to receive a voltage higher than the voltage used by the RF transceiver from the PMIC and to drop the input voltage to a voltage used by the RF transceiver. The above-described conventional RFIC requires such a necessity. There is a problem that does not correspond. More specifically, the conventional RFIC receives the voltage provided from the PMIC and uses it directly as a supply voltage of an internal circuit, whereas an RFIC having an internal use voltage lower than the voltage provided from the PMIC has an external PMIC. There is a need for a circuit that lowers the power provided by.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 입력되는 전압을 내부에서 강하할 수 있는 RFIC를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and to provide an RFIC capable of lowering an input voltage therein.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전력 소모에 매우 민감한 휴대 전화기 등의 휴대용 무선 단말기에 적용될 수 있도록, RFIC 내부에서 수행되는 전압 강하에 소모되는 전력을 줄인 RFIC를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an RFIC which reduces power consumed by a voltage drop performed inside an RFIC, so that the present invention can be applied to a portable wireless terminal such as a mobile phone which is very sensitive to power consumption.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 잡음에 민감한 RF 송수신부를 보호하기 위하여, RFIC 내부에서 수행되는 전압 강하에 의하여 얻어진 전압에 잡음이 적게 발생하도록 구성된 RFIC를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an RFIC configured to generate less noise in a voltage obtained by a voltage drop performed inside the RFIC in order to protect a noise sensitive RF transceiver.

상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 RF 송신 및 수신을 수행하는 RF 송수신부; PMIC로부터 전달된 전압을 강하하여 출력하는 DC-DC 변환기; 및 상기 DC-DC 변환기에서 출력되는 전압을 입력받아 상기 RF 송수신부에서 사용되는 전압으로 고정된 전압을 상기 RF 송수신부로 출력하는 LDO 레귤레이터를 포함하는 RFIC를 제공한다. As a technical means for achieving the above object, the first aspect of the present invention comprises an RF transceiver for performing RF transmission and reception; A DC-DC converter for dropping and outputting a voltage transferred from the PMIC; And an LDO regulator receiving a voltage output from the DC-DC converter and outputting a voltage fixed to a voltage used by the RF transceiver to the RF transceiver.

바람직하게, 상기 LDO 레귤레이터의 강하 전압은 DC-DC 변환기의 강하 전압보다 작고 0보다 크다. 또한, 바람직하게, 상기 PMIC는 고전압 공정에 의하여 제작되는 반면에, 상기 RF 송수신부, 상기 DC-DC 변환기 및 상기 LDO 레귤레이터는 표준 CMOS 공정에 의하여 제작된다. 또한, 바람직하게, 상기 DC-DC 변환기는 인덕터 가 없는 DC-DC 변환기이며, 상기 DC-DC 변환기의 입력 전압과 출력 전압의 비는 0.5이다. 또한, 바람직하게, 상기 PMIC로부터 상기 DC-DC 변환기로 전달되는 전압은 2.4V 이상 3.3V 이하이며, 일례로 2.8V이다. 또한, 바람직하게 상기 PMIC와 상기 RFIC는 별도의 칩 또는 다이에 제작된다. Preferably, the drop voltage of the LDO regulator is less than the drop voltage of the DC-DC converter and is greater than zero. Further, preferably, the PMIC is manufactured by a high voltage process, while the RF transceiver, the DC-DC converter, and the LDO regulator are manufactured by a standard CMOS process. Further, preferably, the DC-DC converter is a DC-DC converter without an inductor, and the ratio of the input voltage and the output voltage of the DC-DC converter is 0.5. Further, preferably, the voltage transferred from the PMIC to the DC-DC converter is 2.4V or more and 3.3V or less, for example, 2.8V. Also, preferably, the PMIC and the RFIC are fabricated on separate chips or dies.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various forms, the scope of the present invention should not be construed in a way that is limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 RFIC를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면 RFIC는 DC-DC 변환기(16), 저전압 강하 레귤레이터(low dropout regulator, 이하 간략히 LDO 레귤레이터라 함, 17) 및 RF 송수신부(13)를 포함한다. 2 is a diagram illustrating an RFIC according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the RFIC includes a DC-DC converter 16, a low dropout regulator (hereinafter simply referred to as an LDO regulator) 17, and an RF transceiver 13.

DC-DC 변환기(16)는 PMIC(11)로부터 전달된 입력 전압을 강하하여 LDO 레귤레이터(17)로 출력하는 기능을 수행한다. DC-DC 변환기(16)는 일반적으로 스위치, 인덕터 및 캐패시터를 구비하며, DC-DC 변환기로서 일례로 벅 변환기(buck converter)가 사용될 수 있다. 또한, DC-DC 변환기(16)로서 인덕터를 구비하지 아니한 인덕터가 없는 DC-DC 변환기가 사용될 수도 있다. 이 경우 인덕터가 없으므로, EMI(electromagnetic interference) 문제가 발생하지 아니할 수 있다는 장점이 있다. 인덕터가 없는 DC-DC 변환기는 입력 전압과 출력전압의 비가 일례로 1/n(여기에서 n은 2 이상의 정수)에 해당한다. 따라서, n은 PMIC(11)로부터 전달되는 전압 및 RF 송수신부(13)가 사용하는 전압을 고려하여 결정되어야 하며, 대게의 경우 PMIC(일례로 2.8V 출력, 11)에서 출력되는 전압이 RF 송수신부(일례로 1.3um 또는 0.9um 표준 CMOS 공정 사용, 13)에서 사용되는 전압보다 2배 이상인 경우가 많을 것이므로, n은 2인 것이 바람직하다. The DC-DC converter 16 performs a function of dropping an input voltage transmitted from the PMIC 11 and outputting it to the LDO regulator 17. The DC-DC converter 16 generally includes a switch, an inductor, and a capacitor, and a buck converter may be used as an example as a DC-DC converter. In addition, a DC-DC converter without an inductor without an inductor may be used as the DC-DC converter 16. In this case, since there is no inductor, there is an advantage that the electromagnetic interference (EMI) problem may not occur. In the DC-DC converter without an inductor, the ratio of input voltage and output voltage corresponds to 1 / n (where n is an integer of 2 or more). Therefore, n should be determined in consideration of the voltage transmitted from the PMIC 11 and the voltage used by the RF transceiver 13, and in most cases, the voltage output from the PMIC (for example, 2.8 V output, 11) is RF transmitted and received. N is preferably 2 since it will often be more than twice the voltage used in the negative (for example using 1.3um or 0.9um standard CMOS process, 13).

LDO 레귤레이터(17)는 DC-DC 변환기(16)에서 출력되는 전압을 입력받아 RF 송수신부(13)에서 사용되는 소정 전압으로 고정된 전압을 출력하는 기능을 수행한다. LDO 레귤레이터(17)는 선형 레귤레이터로서, 출력 전압을 허용 한도 내에 머물도록 하는 기능을 수행한다.The LDO regulator 17 receives a voltage output from the DC-DC converter 16 and outputs a voltage fixed to a predetermined voltage used by the RF transceiver 13. The LDO regulator 17 is a linear regulator, which serves to keep the output voltage within tolerance.

RF 송수신부(13)는 LDO 레귤레이터(17)에서 출력되는 전압을 입력받으며, RF 송신 및 수신을 수행한다. 이를 위하여 일례로 상향 변환 믹서, 전력 증폭기, 저잡음 증폭기 및 하향 변환 믹서 등을 포함할 수 있다. The RF transceiver 13 receives a voltage output from the LDO regulator 17 and performs RF transmission and reception. For this purpose, for example, an upconversion mixer, a power amplifier, a low noise amplifier, and a downconversion mixer may be included.

LDO 레귤레이터(17)는 일종의 선형 레귤레이터이므로, LDO 레귤레이터(17)에서도 전압 강하가 발생한다. 따라서, DC-DC 변환기(16)를 사용하지 아니하고, LDO 레귤레이터(17)만을 사용하여 PMIC(11)로부터 전달된 전압을 RF 송수신부(13)에 사용되는 전압으로 강하하는 것도 고려될 수 있을 것이다. 그러나, DC-DC 변환기(16) 및 LDO 레귤레이터(17)를 사용하는 본 발명과 달리, LDO 레귤레이터(17)만을 사용하여 전압 강하를 수행할 경우 LDO 레귤레이터(17)에서 상대적으로 많은 전력 손실이 발생한다는 문제점이 발생한다. 보다 구체적으로, DC-DC 변환기(16)는 높은 효 율성을 가지므로 전압 강하에도 불구하고 전력 손실이 낮은 반면에, LDO 레귤레이터(17)는 강하 전압(LDO 레귤레이터의 입력 전압과 출력 전압의 차)과 전류의 곱에 해당하는 높은 전력 손실이 발생한다. 만일 RF 송수신부(13)에서 사용되는 전압보다 LDO 레귤레이터(17) 강하 전압이 더 큰 경우, RF 송수신부(13)보다 LDO 레귤레이터(17)에서 더 많은 전력 손실이 발생한다. LDO 레귤레이터(17)만을 사용하는 RFIC(12')는 이와 같이 많은 전력 손실이 발생하므로 저전력 소모를 요구하는 휴대용 통신 단말기에 적합하지 아니하고, 발열이 많으므로 안정적인 동작을 요구하는 RF 송수신부(13)와 함께 사용되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, LDO 레귤레이터(17)의 전력 손실을 줄이기 위해서는 LDO 레귤레이터(17)에 의하여 강하되는 전압을 줄여야 하며, 그러기 위해서는 제안된 발명과 같이 RFIC(12')가 DC-DC 변환기(16) 및 LDO 레귤레이터(17)를 포함하여야 한다. LDO 레귤레이터(17)의 강하 전압은 DC-DC 변환기(16)의 강하 전압(DC-DC 변환기의 입력 전압과 출력 전압의 차)보다 작은 것 즉 LDO 레귤레이터(17)의 강하 전압은 0 초과 DC-DC 변환기의 강하 전압 미만인 것이 바람직하다. Since the LDO regulator 17 is a kind of linear regulator, a voltage drop occurs in the LDO regulator 17 as well. Therefore, it may be considered to drop the voltage transmitted from the PMIC 11 to the voltage used in the RF transceiver 13 using only the LDO regulator 17 without using the DC-DC converter 16. . However, unlike the present invention using the DC-DC converter 16 and the LDO regulator 17, relatively large power loss occurs in the LDO regulator 17 when the voltage drop is performed using only the LDO regulator 17. Problem occurs. More specifically, the DC-DC converter 16 has high efficiency and thus has low power loss despite the voltage drop, while the LDO regulator 17 has a drop voltage (a difference between the input voltage and the output voltage of the LDO regulator). High power loss, corresponding to the product of overcurrent, occurs. If the voltage drop of the LDO regulator 17 is greater than the voltage used in the RF transceiver 13, more power loss occurs in the LDO regulator 17 than in the RF transceiver 13. The RFIC 12 ′ using only the LDO regulator 17 is not suitable for a portable communication terminal requiring low power consumption because such a lot of power loss occurs, and the RF transceiver 13 requiring stable operation because of high heat generation. It is preferred not to be used with. Therefore, in order to reduce the power loss of the LDO regulator 17, the voltage dropped by the LDO regulator 17 must be reduced. For this purpose, the RFIC 12 'is the DC-DC converter 16 and the LDO regulator. It must contain (17). The drop voltage of the LDO regulator 17 is less than the drop voltage of the DC-DC converter 16 (the difference between the input voltage and the output voltage of the DC-DC converter), that is, the drop voltage of the LDO regulator 17 is greater than zero DC-. It is preferably less than the drop voltage of the DC converter.

DC-DC 변환기(16)에서 주된 전압 강하가 발생하는 반면에 전력 손실은 작게 발생하므로, LDO 레귤레이터(17)를 사용하지 아니하고 DC-DC 변환기(16)만을 사용하여 전압 강하를 수행하는 것도 고려될 수 있을 것이다. 그러나, DC-DC 변환기(16) 및 LDO 레귤레이터(17)를 사용하는 본 발명과 달리, DC-DC 변환기(16)만을 사용하여 전압 강하를 수행할 경우 DC-DC 변환기(16)에서 출력되는 리플 전압이 RF 송수신부(13)에 잡음으로 작용하여 RF 송수신부(13)의 성능 저하가 발생한다는 문 제점이 있다. 보다 구체적으로, LDO 레귤레이터(17)는 선형 레귤레이터로서 내부에서 스위치 동작이 발생하지 아니하여 리플이 발생하지 아니하는 전압을 출력하는 반면에, DC-DC 변환기(16)는 내부의 스위치 동작에 의하여 강압이 수행되므로 리플이 있는 전압을 출력한다. 따라서, DC-DC 변환기(16)의 출력을 그대로 RF 송수신부(13)에 입력하는 경우, 전압 리플으로 인하여 RF 송수신부(13)의 성능이 저하된다는 문제점이 발생한다. 따라서, 제안된 발명과 같이 RFIC(12')가 DC-DC 변환기(16) 및 LDO 레귤레이터(17)를 포함하는 것이 바람직하다. Since the main voltage drop occurs in the DC-DC converter 16 while the power loss is small, it is also contemplated to perform the voltage drop using only the DC-DC converter 16 without using the LDO regulator 17. Could be. However, unlike the present invention using the DC-DC converter 16 and the LDO regulator 17, the ripple output from the DC-DC converter 16 when the voltage drop is performed using only the DC-DC converter 16. The voltage acts as a noise to the RF transceiver 13, a problem that the performance of the RF transceiver 13 occurs. More specifically, the LDO regulator 17 is a linear regulator and outputs a voltage at which no ripple occurs due to no switch operation inside, whereas the DC-DC converter 16 steps down by internal switch operation. This is done so it outputs a rippled voltage. Therefore, when the output of the DC-DC converter 16 is directly input to the RF transceiver 13, a problem occurs that the performance of the RF transceiver 13 is degraded due to voltage ripple. Therefore, it is preferable that the RFIC 12 'include the DC-DC converter 16 and the LDO regulator 17 as the proposed invention.

DC-DC 변환기(16) 및 LDO 레귤레이터(17)에 고전압 CMOS 공정이 사용되고, RF 송수신부(13)에 표준 CMOS 공정이 사용되는 경우, RFIC(12') 제작에 많은 비용이 발생할 수 있으므로, DC-DC 변환기(16), LDO 레귤레이터(17) 및 RF 송수신부(13) 모두에 표준 CMOS 공정이 사용됨이 바람직하다. 이를 위하여, RFIC(12')로 입력되는 전압은 표준 CMOS 공정이 가능한 소정 전압 이하(일례로 3.3V 이하)로 제한될 수도 있다. 표준 CMOS 공정을 사용하는 RFIC(12')와 고전압 공정을 사용하는 PMIC(11)는 별도의 칩 또는 별도의 다이(die)에 제작됨이 바람직하다. When a high voltage CMOS process is used for the DC-DC converter 16 and the LDO regulator 17, and a standard CMOS process is used for the RF transceiver 13, the DCIC 12 'may be expensive to manufacture. It is preferred that a standard CMOS process be used for all of the DC converter 16, the LDO regulator 17 and the RF transceiver 13. For this purpose, the voltage input to the RFIC 12 ′ may be limited to a predetermined voltage or less (for example, 3.3 V or less) in which a standard CMOS process is possible. RFIC 12 ′ using a standard CMOS process and PMIC 11 using a high voltage process are preferably fabricated on a separate chip or separate die.

또한, DC-DC 변환기(16)에서 출력되는 전압이 RF 송수신부(13)에서 사용되는 전압보다 낮은 경우, LDO 레귤레이터(17)가 RF 송수신부(13)에서 사용되는 전압보다 낮은 전압을 RF 송수신부(13)로 출력할 수 있다. 이는 원하는 동작이 아니므로, DC-DC 변환기(16)에서 출력되는 전압은 항상 RF 송수신부(13)에서 사용되는 전압보다 크도록 주의하여야 한다. 즉, DC-DC 변환기(16)의 출력 전압의 리플, PMIC(11)로부터 DC-DC 변환기(16)로 전달되는 전압의 오차 및 DC-DC 변환기(16)로 입력되는 전압이 일정하더라도 공정 조건의 변화 등에 따라서 DC-DC 변환기(16)의 출력에서 발생하는 오차 등을 고려하여 DC-DC 변환기(16)의 출력 전압이 RF 송수신부(13)에서 사용되는 전압보다 조금 높게 설정하는 것이 바람직하다. In addition, when the voltage output from the DC-DC converter 16 is lower than the voltage used in the RF transceiver 13, the LDO regulator 17 transmits and receives a voltage lower than the voltage used in the RF transceiver 13. Output to section 13 is possible. Since this is not a desired operation, care should be taken that the voltage output from the DC-DC converter 16 is always greater than the voltage used in the RF transceiver 13. That is, even if the ripple of the output voltage of the DC-DC converter 16, the error of the voltage transferred from the PMIC 11 to the DC-DC converter 16, and the voltage input to the DC-DC converter 16 are constant, process conditions It is preferable to set the output voltage of the DC-DC converter 16 to be slightly higher than the voltage used by the RF transceiver 13 in consideration of an error occurring at the output of the DC-DC converter 16 according to the change of the? .

도면에는 PMIC(11)로부터 RFIC(12')로 2.8V의 전압이 전달되고, DC-DC 변환기(16)가 2.8V를 대략 1.4V로 변환하고, LDO 레귤레이터(17)가 DC-DC 변환기(16)에서 출력되는 대략 1.4V의 전압을 1.2V로 고정하여 RF 송수신부(13)로 전달하는 예가 표현되어 있다. In the figure, a voltage of 2.8V is transferred from the PMIC 11 to the RFIC 12 ', the DC-DC converter 16 converts 2.8V to approximately 1.4V, and the LDO regulator 17 converts the DC-DC converter ( An example of fixing the voltage of approximately 1.4V output from 16) to 1.2V and transmitting the same to the RF transceiver 13 is shown.

PMIC(11)의 출력 전압은 2.4V 이상 3.3V 이하인 것이 바람직하다. 여기에서 3.3V는 1.3um CMOS 표준 공정 또는 0.9um CMOS 표준 공정을 사용한 RFIC(12')의 최대 허용 전압이다. 또한, 2.4V는 DC-DC 변환기(16)의 출력 전압이 입력 전압의 0.5배에 해당하고, 1.3um CMOS 표준 공정 또는 0.9um CMOS 표준 공정을 사용하는 RFIC(12')가 1.2V를 사용하는 경우에, DC-DC 변환기(16)가 RFIC(12')가 요구하는 1.2V 이상을 LDO 레귤레이터(17)로 공급하기 위한 최소 전압에 해당한다. PMIC(11)는 일례로 2.8V일 수 있다. 2.8V는 종래에 흔히 사용되던 SiGe RF 송수신부에 적합한 전압으로서, 현재 PMIC(11)의 출력 전압으로 널리 사용되고 있다. PMIC(11)는 주로 4 내지 5V의 전압을 배터리로부터 공급받으므로 고전압 공정을 사용하여 제작됨이 바람직하다. It is preferable that the output voltage of the PMIC 11 is 2.4V or more and 3.3V or less. Here, 3.3V is the maximum allowable voltage of the RFIC (12 ') using 1.3um CMOS standard process or 0.9um CMOS standard process. In addition, 2.4V is the output voltage of the DC-DC converter 16 corresponds to 0.5 times the input voltage, and RFIC 12 'using a 1.3um CMOS standard process or 0.9um CMOS standard process uses 1.2V. In this case, the DC-DC converter 16 corresponds to the minimum voltage for supplying the LDO regulator 17 with 1.2V or more required by the RFIC 12 '. The PMIC 11 may be, for example, 2.8V. 2.8V is a voltage suitable for a SiGe RF transceiver used in the prior art, and is widely used as an output voltage of the PMIC 11. Since the PMIC 11 is mainly supplied with a voltage of 4 to 5V from the battery, it is preferable that the PMIC 11 is manufactured using a high voltage process.

제안하는 방식은 PMIC(11)로부터 오는 입력 전압이 높고 RFIC(12')의 RF 송수신부(13)의 사용 전압이 낮은 경우에 효과적이며, 이는 특히 0.13um 이하의 미세 공정에서 소모 전력을 줄이는 효율적인 방식이 된다. The proposed scheme is effective when the input voltage from the PMIC 11 is high and the voltage used by the RF transceiver 12 of the RFIC 12 'is low, which is particularly effective in reducing power consumption in the micro process below 0.13um. It becomes a way.

도 3은 LDO 레귤레이터만을 사용한 RFIC(a)와 본 발명에 의한 RFIC(b)의 전력소모를 비교하기 위한 도면이다. 3 is a view for comparing the power consumption of the RFIC (a) using only the LDO regulator and the RFIC (b) according to the present invention.

RFIC(12")의 소모 전류를 45mA라고 가정하였을 경우, LDO 레귤레이터(16')만을 사용한 RFIC(12", (a))는 45mA * 2.8V = 126mW의 전력을 소모한다. Assuming that the current consumption of the RFIC 12 "is 45mA, the RFICs 12", (a) using only the LDO regulator 16 'consumes 45mA * 2.8V = 126mW.

이에 반하여, RFIC(12')의 소모 전류를 45mA라고 가정하고 DC-DC 변환기의 효율을 90%라고 가정하였을 경우, 본 발명에 의한 RFIC(12', (b))는 45mA * 1.4V / 0.9 = 70mW의 전력을 소모한다. 따라서, 본 발명에 의한 RFIC는 LDO 레귤레이터만을 사용한 RFIC에 비하여 높은 효율을 가짐을 알 수 있다.On the contrary, when the current consumption of the RFIC 12 'is assumed to be 45 mA and the efficiency of the DC-DC converter is assumed to be 90%, the RFICs 12' and (b) according to the present invention are 45 mA * 1.4 V / 0.9. = Consumes 70mW. Therefore, it can be seen that the RFIC according to the present invention has higher efficiency than the RFIC using only the LDO regulator.

본 발명에 의한 RFIC는 입력되는 전압을 내부에서 강하할 수 있으므로, PMIC에서 출력되는 전압이 소정 전압으로 고정되어 있고 RFIC에 포함된 RF 송수신부가 사용하는 전압이 상기 PMIC에서 출력되는 소정 전압보다 훨씬 낮은 경우에도 상기 PMIC에서 출력되는 전압을 입력 전압으로 사용할 수 있다는 장점이 있다. Since the RFIC according to the present invention can drop the input voltage internally, the voltage output from the PMIC is fixed to a predetermined voltage, and the voltage used by the RF transceiver included in the RFIC is much lower than the predetermined voltage output from the PMIC. In this case, there is an advantage that the voltage output from the PMIC can be used as an input voltage.

또한, 본 발명에 의한 RFIC는 내부에서 수행되는 전압 강하에 소모되는 전력을 줄임으로써, 전력 소모에 매우 민감한 이동 전화기 등의 휴대용 무선 단말기에 적용될 수 있다는 장점이 있다. In addition, the RFIC according to the present invention has an advantage that it can be applied to a portable wireless terminal such as a mobile phone that is very sensitive to power consumption by reducing the power consumed by the voltage drop performed therein.

또한, 본 발명에 의한 RFIC는 내부에서 수행되는 전압 강하에 의한 잡음이 작게 발생하므로 잡음에 민감한 RF 송수신부를 보호할 수 있다는 장점이 있다. In addition, the RFIC according to the present invention has a merit that a noise due to a voltage drop performed inside may be generated to protect the RF transceiver which is sensitive to noise.

Claims (9)

RF 송신 및 수신을 수행하는 RF 송수신부;RF transceiver for performing RF transmission and reception; PMIC로부터 전달되는 전압을 강하하여 출력하는 DC-DC 변환기; 및A DC-DC converter for dropping and outputting a voltage transmitted from the PMIC; And 상기 DC-DC 변환기에서 출력되는 전압을 입력받아 상기 RF 송수신부에서 사용되는 전압으로 고정된 전압을 상기 RF 송수신부로 출력하는 LDO 레귤레이터를 포함하는 RFIC.And an LDO regulator receiving a voltage output from the DC-DC converter and outputting a voltage fixed to a voltage used by the RF transceiver to the RF transceiver. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 LDO 레귤레이터의 강하 전압은 DC-DC 변환기의 강하 전압보다 작고 0보다 큰 RFIC. The drop voltage of the LDO regulator is less than the drop voltage of the DC-DC converter and greater than zero RFIC. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 PMIC는 고전압 공정에 의하여 제작된 반면에, 상기 RF 송수신부, 상기 DC-DC 변환기 및 상기 LDO 레귤레이터는 표준 CMOS 공정에 의하여 제작된 RFIC.The PMIC is manufactured by a high voltage process, whereas the RF transceiver, the DC-DC converter and the LDO regulator are manufactured by a standard CMOS process. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 DC-DC 변환기는 인덕터가 없는 DC-DC 변환기인 RFIC.The DC-DC converter is a RFIC DC-DC converter without an inductor. 제4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 DC-DC 변환기의 입력 전압과 출력 전압의 비는 0.5인 RFIC.RFIC of the input voltage and output voltage of the DC-DC converter is 0.5. 제5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 PMIC로부터 상기 DC-DC 변환기로 전달되는 전압은 2.4V 이상 3.3V 이하인 RFIC.The RFIC transmitted from the PMIC to the DC-DC converter is 2.4V or more and 3.3V or less. 제6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 PMIC로부터 상기 DC-DC 변환기로 전달되는 전압은 2.8V인 RFIC.The voltage transferred from the PMIC to the DC-DC converter is 2.8V. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 PMIC와 상기 RFIC는 별도의 칩에 제작된 RFIC.The PMIC and the RFIC are RFICs manufactured on separate chips. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 PMIC와 상기 RFIC는 별도의 다이에 제작된 RFIC.The PMIC and the RFIC are RFIC manufactured on a separate die.
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