KR101094274B1 - Mode-Locking Power Amplifier Using Transmission Line Transformer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 변압기를 이용하여 모드-주입(Mode-locking) 기법을 적용한 전력 증폭기에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 차동 구조로 된 전력 증폭기 구조에 있어서, 모드-주입을 위하여 추가 되는 트랜지스터의 게이트는 전송선 변압기를 통하여 기존 트랜지스터의 드레인으로 부터 전력을 공급받는 전력 증폭기에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 기존 트랜지스터의 드레인과 모드-주입을 위하여 추가 되는 트랜지스터의 게이트는 DC 적으로 분리 되어 있기 때문에, 기존 트랜지스터의 드레인 전압과, 모드-주입을 위하여 추가된 트랜지스터의 게이트 전압을 용이하게 분리 가능하다. The present invention relates to a power amplifier using a mode-locking technique using a transformer. More specifically, in a power amplifier structure having a differential structure, a gate of a transistor added for mode-injection is a transmission line transformer. The present invention relates to a power amplifier that receives power from the drain of an existing transistor through. According to the present invention, since the drain of the existing transistor and the gate of the transistor added for the mode-injection are separated by DC, the drain voltage of the existing transistor and the gate voltage of the transistor added for the mode-injection can be easily Detachable.
반도체 집적회로, 고주파, 변압기, 전송선, 모드-주입(Mode-Locking) Semiconductor Integrated Circuits, High Frequency, Transformers, Transmission Lines, Mode-Locking
Description
본 발명은 전력 증폭기에 관한 것으로서, 특히 모드-주입 기법을 적용한 전력 증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to a power amplifier, and more particularly, to a power amplifier using a mode-injection technique.
도 1은 일반적인 전력 증폭기의 간략한 실시 예를 보이고 있다. 도 1은 차동 구조로 동작하는 증폭단으로서, 101A와 101B는 서로 차동 신호로 구동 되는 MOSFET을 나타낸다. 따라서, 101A와 101B의 게이트에는 서로 위상이 180°차이가 나는 고주파 신호가 인가 되며, 이에 따라, 101A와 101B의 드레인에서의 출력 신호 역시 서로 180°의 위상 차이가 난다. 이때, 101A의 게이트와 101B의 드레인에서의 신호의 위상이 거의 동일하며, 마찬가지로 101B의 게이트와 101A의 드레인에서의 신호의 위상이 거의 동일하다. 1 shows a simplified embodiment of a general power amplifier. 1 shows an amplifier stage operating in a differential structure, in which 101A and 101B represent MOSFETs driven by differential signals. Therefore, a high frequency signal having a phase difference of 180 ° is applied to the gates of 101A and 101B. Accordingly, the output signals at the drains of 101A and 101B also differ from each other by 180 °. At this time, the phase of the signal at the gate of 101A and the drain of 101B is almost the same, and the phase of the signal at the gate of 101B and the drain of 101A is almost the same.
도 2는 도 1에 의한 전력 증폭기에 캐스코드(Cascode) 증폭단을 적용한 것으로서, 202A와 101A가 서로 대응 되며, 202B와 101B가 서로 대응 된다. 여기에 201A와 201B를 추가해 줌으로서, 도 2에 의한 증폭단이 도 1에 의한 증폭단에 비하여 높은 이득 특성을 보인다. 또한, 도 2에 의한 증폭단은 201A의 소스와 202A의 드레인이 서로 연결 되고, 201B의 소스와 202B의 드레인이 서로 연결 되어, 도 1에 의한 증폭단에 비하여 높은 전원 전압을 사용 할 수 있다는 이점이 있다. 만약 동일한 전원 전압을 사용한다 하더라도, 도 2에 의한 증폭단에 사용된 각각의 MOSFET의 드레인-소스간 전압 강하가 도 1에 의한 증폭단의 경우 보다 작아 지기 때문에 능동소자의 신뢰성 측면에서도 도 2에 의한 증폭단이 장점을 가지게 된다.FIG. 2 illustrates a cascode amplifier stage applied to the power amplifier of FIG. 1, in which 202A and 101A correspond to each other, and 202B and 101B correspond to each other. By adding 201A and 201B to this, the amplifier stage shown in FIG. 2 shows higher gain characteristics than the amplifier stage shown in FIG. In addition, the amplification stage of FIG. 2 has an advantage that a source of 201A and a drain of 202A are connected to each other, and a source of 201B and a drain of 202B are connected to each other, so that a higher power supply voltage can be used than the amplification stage of FIG. 1. . Even if the same power supply voltage is used, the drain-source voltage drop of each MOSFET used in the amplifier stage of FIG. 2 becomes smaller than that of the amplifier stage of FIG. You have this advantage.
일반적으로 도 2에 의한 증폭기의 201A 및 201B 트랜지스터의 게이트에는 DC 전압이 인가된다. In general, a DC voltage is applied to the gates of the 201A and 201B transistors of the amplifier according to FIG. 2.
도 3은 도 1에 의한 증폭단을 이용하여 하여 모드-주입(Mode-Locking) 기법을 이용한 증폭단 구조를 보이고 있다. 도 3에 의한 증폭단 구조에서는 모드-주입 기법을 사용하기 위하여 301B와 302B의 트랜지스터를 추가 하였으며, 301B의 드레인은 301A의 드레인 및 302B의 게이트와 연결 되고, 301B의 게이트는 302A 및 302B의 드레인과 연결 된다. 마찬가지로, 302B의 드레인은 302A의 드레인 및 301B의 게이트와 연결 되고, 302B의 게이트는 301A 및 301B의 드레인과 연결 된다.3 illustrates an amplification stage structure using a mode-locking technique using the amplification stage according to FIG. 1. In the amplification stage structure shown in FIG. 3, a transistor of 301B and 302B was added to use a mode-injection technique, and the drain of 301B is connected to the drain of 301A and the gate of 302B, and the gate of 301B is connected to the drain of 302A and 302B. do. Similarly, the drain of 302B is connected to the drain of 302A and the gate of 301B, and the gate of 302B is connected to the drain of 301A and 301B.
이때, 301A의 게이트 신호와 301B의 게이트가 연결된 302A 및 302B의 드레인 신호는 서로 위상이 거의 동일하므로, 301A와 301B는 서로 거의 유사한 동작을 하게 된다. 마찬가지로, 302A의 게이트 신호와 302B의 게이트가 연결된 301A 및 301B의 드레인 신호는 서로 위상이 거의 동일하므로, 302A와 302B는 서로 거의 유사한 동작을 하게 된다. 결과적으로 도 1에 의한 증폭기와 도 3에 의한 증폭기에 동일한 크기의 RFIN + 및 RFIN - 신호가 인가 될 경우에, 도 3에 의한 증폭기는 301B와 302B 의 트랜지스터가 추가 되었으므로, 도 1에 의한 증폭기에 비하여 높은 이득 특성을 가지게 된다. 결과적으로, 도 3에 의한 증폭기에는 도 1에 의한 증폭기에 비하여 약한 RFIN +/- 신호가 인가되더라도, 모드-주입 기법을 위한 트랜지스터 301B 및 302B와 301A 및 302A에 의하여 positive feedback loop가 형성 되어 높은 출력 전력을 기대할 수 있다. 여기서, 303은 이러한 positive feedback loop을 제어 하여 도 3에 의한 증폭단의 동작을 ON/OFF 하기 위한 스위치로 사용 되었다. At this time, since the gate signal of 301A and the drain signal of 302A and 302B to which the gate of 301B is connected are substantially in phase with each other, 301A and 301B have almost similar operations. Similarly, since the gate signal of 302A and the drain signals of 301A and 301B to which the gate of 302B is connected are substantially in phase with each other, 302A and 302B have almost similar operations. As a result, when RFIN + and RFIN − signals of the same magnitude are applied to the amplifier of FIG. 1 and the amplifier of FIG. 3, the amplifier of FIG. 3 is added to the amplifier of FIG. 1 because the transistors of 301B and 302B are added. Compared with the high gain characteristics. As a result, even if a weak RFIN +/- signal is applied to the amplifier according to FIG. 1, a positive feedback loop is formed by the
도 4는 도 2에 의한 증폭단을 이용하여 하여 모드-주입(Mode-Locking) 기법을 이용한 증폭단 구조를 보이고 있다. 도 4에 의한 증폭단 구조에서는 모드-주입 기법을 사용하기 위하여 401B와 402B의 트랜지스터를 추가 하였으며, 도 3에 의한 증폭단의 해석 과정과 유사하게 도 4에 의한 증폭단을 해석 할 수 있다. 401B의 드레인은 401A의 드레인 및 401C의 소스와 연결 되고, 401B의 게이트는 402C 드레인과 연결 된다. 마찬가지로, 402B의 드레인은 402A의 드레인 및 402C의 소스와 연결 되고, 402B의 게이트는 401C 드레인과 연결 된다.FIG. 4 illustrates an amplifier stage structure using a mode-locking technique using the amplifier stage shown in FIG. 2. In the amplifier stage structure of FIG. 4, the transistors of 401B and 402B were added to use the mode-injection technique, and the amplifier stage of FIG. 4 can be analyzed similarly to the analysis process of the amplifier stage of FIG. 3. The drain of 401B is connected to the drain of 401A and the source of 401C, and the gate of 401B is connected to the 402C drain. Similarly, the drain of 402B is connected to the drain of 402A and the source of 402C, and the gate of 402B is connected to the 401C drain.
이때, 401A의 게이트 신호와 401B의 게이트가 연결된 402C의 드레인 신호는 서로 위상이 거의 동일하므로, 401A와 401B는 서로 거의 유사한 동작을 하게 된다. 마찬가지로, 401A의 게이트 신호와 401B의 게이트가 연결된 402C의 드레인 신호는 서로 위상이 거의 동일하므로, 401A와 401B는 서로 거의 유사한 동작을 하게 된다. 결과적으로 도 2에 의한 증폭기와 도 4에 의한 증폭기에 동일한 크기의 RFIN + 및 RFIN - 신호가 인가 될 경우에, 도 4에 의한 증폭기는 401B와 402B의 트랜지스터가 추가 되었으므로, 도 2에 의한 증폭기에 비하여 높은 이득 특성을 가지게 된다. 결 과적으로, 도 4에 의한 증폭기에는 도 2에 의한 증폭기에 비하여 약한 RFIN +/- 신호가 인가되더라도, 모드-주입 기법을 위한 트랜지스터 401B 및 402B와 401A 및 402A에 의하여 positive feedback loop가 형성 되어 높은 출력 전력을 기대할 수 있다. 도 4에 의한 증폭기에서 401C 및 402C의 DC 전압을 제어함으로써, 도 3에 의한 증폭기에서의 303의 역할을 대체 할 수 있다. At this time, since the gate signal of 401A and the drain signal of 402C to which the gate of 401B is connected are substantially in phase with each other, 401A and 401B have almost similar operations. Similarly, since the gate signal of 401A and the drain signal of 402C to which the gate of 401B are connected are substantially in phase with each other, 401A and 401B have almost similar operations. As a result, when RFIN + and RFIN − signals having the same magnitude are applied to the amplifier of FIG. 2 and the amplifier of FIG. 4, the amplifier of FIG. 4 is added to the amplifier of FIG. 2 because the transistors of 401B and 402B are added. Compared with the high gain characteristics. As a result, even though a weak RFIN +/- signal is applied to the amplifier according to FIG. 2, a positive feedback loop is formed by the
도 3 및 도 4에 의한 모드-주입 기법을 이용한 증폭단 구조에서 알 수 있듯이, 모드 주입을 위해 추가된 트랜지스터인 301B, 302B, 401B 및 402B의 게이트는 다른 기존의 트랜지스터인 301A, 302A, 401C 및 402C의 드레인과 DC 적으로 연결 되어 있다. 따라서 종래 기술에 의한 모드-주입 기법을 이용한 증폭단 구조는 모드-주입을 위해 추가된 트랜지스터의 게이트 바이어스(Bias) 전압이 기존의 트랜지스터인 301A, 302A, 401C 및 402C의 드레인 전압에 종속적인 특성을 가지게 된다. 하지만 일반적으로 증폭단에 있어서, 게이트의 바이어스 전압은 적정 전압(optimum point)이 따로 있으며, 이러한 게이트 전압은 전체 증폭단의 이득 특성을 변화 시키는 변수 중의 하나이다. 즉, 종래 기술에 의한 모드-주입 기법을 이용한 증폭기 구조는 모드-주입을 위해 추가된 트랜지스터의 게이트 바이어스 전압을 용이하게 조절 하기 힘들다는 문제점이 있다. As can be seen from the amplification stage structure using the mode-injection technique according to Figs. It is connected to the drain of DC. Therefore, the amplifier stage structure using the conventional mode-injection technique has the gate bias voltage of the transistor added for the mode-injection having a characteristic that is dependent on the drain voltage of the existing
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 모드-주입 기법을 이용한 증폭기를 설계함에 있어, 모드-주입 기법을 위해 추가된 트랜지스터의 게이트 바이어스 전압을 용이하게 변화 시킬 수 있도록 하는 것이다. Accordingly, a technical problem of the present invention is to make it possible to easily change the gate bias voltage of a transistor added for the mode-injection technique in designing an amplifier using the mode-injection technique.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 증폭기는, 전원전압과 접지단 사이에 병렬로 연결되어 180°의 위상차를 가지는 차동신호를 입력받는 제1트랜지스터와 제2트랜지스터로 이루어지며, 제3트랜지스터와 제4트랜지스터의 소스 단자와 드레인 단자가 상기 제1트랜지스터와 상기 제2트랜지스터의 대응되는 소스 단자와 드레인 단자에 각각 연결되는 모드-주입 증폭기에 있어서, 상기 제3트랜지스터 및 제4트랜지스터의 게이트 단자는 각각 AC 전원에 대해서는 상기 제2트랜지스터 및 제1트랜지스터의 드레인 단자에 전기적으로 연결되고 DC 전원에 대해서는 격리되는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, an amplifier includes a first transistor and a second transistor connected in parallel between a power supply voltage and a ground terminal to receive a differential signal having a phase difference of 180 °, and a third transistor. A mode-injection amplifier in which a source terminal and a drain terminal of a transistor and a fourth transistor are connected to corresponding source and drain terminals of the first transistor and the second transistor, respectively, wherein the gates of the third and fourth transistors are used. The terminals are electrically connected to the drain terminals of the second transistor and the first transistor with respect to the AC power, respectively, and are isolated from the DC power.
바람직하게는, 상기 제1트랜지스터의 드레인 단자의 AC 전원에 대해 제1변압기를 통해 제4트랜지스터의 게이트 단자와 전기적으로 결합되고, 상기 제2트랜지스터의 드레인 단자의 AC 전원에 대해 제2변압기를 통해 제3트랜지스터의 게이트 단자와 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the first transistor is electrically coupled to the gate terminal of the fourth transistor with respect to the AC power source of the drain terminal of the first transistor, and the second transformer is connected to the AC power source of the drain terminal of the second transistor. And electrically coupled to the gate terminal of the third transistor.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 증폭기는, 전원전압과 접지단 사이에 병렬로 연결되어 180°의 위상차를 가지는 차동신호를 입력받는 제1트랜지스터와 제2트랜지스터로 이루어지며, 상기 제1트랜지스터의 드레인단자와 연결되는 소스단자, DC 전압이 인가되는 게이트 단자 및 드레인 단자가 출력이 되는 제1-1트랜지스터, 상기 제2트랜지스터의 드레인 단자와 연결되는 소스단자, DC 전압이 인가되는 게이트 단자 및 드레인 단자가 출력이 되는 제2-1트랜지스터, 제3트랜지스터와 제4트랜지스터의 소스 단자와 드레인 단자가 상기 제1트랜지스터와 상기 제2트랜지스터의 대응되는 소스 단자와 드레인 단자에 각각 연결되는 모드-주입 증폭기에 있어서, 상기 제3트랜지스터 및 제4트랜지스터의 게이트 단자는 각각 AC전원에 대해서는 상기 제2트랜지스터 및 제1트랜지스터의 드레인 단자에 전기적으로 연결되고 DC전원에 대해서는 격리되는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, an amplifier includes a first transistor and a second transistor connected in parallel between a power supply voltage and a ground terminal to receive a differential signal having a phase difference of 180 °. A source terminal connected to the drain terminal of the first transistor, a gate terminal to which the DC voltage is applied, a first-first transistor to output the drain terminal, a source terminal connected to the drain terminal of the second transistor, and a gate to which the DC voltage is applied A mode in which the source terminal and the drain terminal of the 2-1 transistor, the third transistor, and the fourth transistor, to which the terminal and the drain terminal are output, are respectively connected to the corresponding source terminal and the drain terminal of the first transistor and the second transistor, respectively. In the injection amplifier, the gate terminals of the third transistor and the fourth transistor are respectively the same for the AC power source. 2, electrically connected to the transistor and the drain terminal of the first transistor being characterized in that the isolation for the DC supply.
바람직하게는, 상기 제1-1트랜지스터의 드레인 단자의 AC 전원에 대해 제1변압기를 통해 제4트랜지스터의 게이트 단자와 전기적으로 결합되고, 상기 제2-1트랜지스터의 드레인 단자의 AC 전원에 대해 제2변압기를 통해 제3트랜지스터의 게이트 단자와 결합되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the first power transistor is electrically coupled to the gate terminal of the fourth transistor through the first transformer, and the first power source is connected to the AC power source of the drain terminal of the first transistor. It is characterized in that coupled to the gate terminal of the third transistor through a two transformer.
바람직하게는, 상기 제1변압기와 상기 제2변압기는 나선형 변압기인 것을 특징으로 한다. Preferably, the first transformer and the second transformer is characterized in that the spiral transformer.
바람직하게는, 상기 나선형 변압기의 1차 측의 권선 수와 2차 측의 권선 수가 서로 상이한 것을 특징으로 한다.Preferably, the number of turns on the primary side and the number of turns on the secondary side of the helical transformer are different from each other.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 일반적인 고주파 증폭기를 구성하는 트랜지스터의 드레인과 모드-주입을 위하여 추가 되는 트랜지스터의 게이트는 DC 적으로 분리 되어 있기 때문에, 모드-주입을 위하여 추가된 트랜지스터의 게이트 바이어스 전압을 전원 전압에 독립적으로 용이하게 조절할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the drain of the transistor constituting the general high frequency amplifier and the gate of the transistor added for the mode-injection are DC separated, the gate bias voltage of the transistor added for the mode-injection. Can be easily adjusted independently of the supply voltage.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명한다. 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. This embodiment is not intended to limit the scope of the invention, but is presented by way of example only.
(실시예 1)(Example 1)
도 5는 본 발명에 따른 전송선 변압기를 이용한, 모드-주입 증폭단의 제 1 실시 예를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 의한 증폭단 구조는 도 3과는 달리 501B의 게이트가 502A의 드레인과 직접 연결 되어있지 않고, 변압기를 통하여 서로 결합 되어 있다. 따라서, 502A 드레인의 AC 신호는 변압기를 통하여, 501B의 게이트로 결합이 되지만, 502A 드레인의 DC 전압은 501B의 게이트와 격리 되어 있다. 마찬가지로, 502B의 게이트가 501A의 드레인과 직접 연결 되어있지 않고, 변압기를 통하여, 서로 결합 되어 있다. 따라서, 501A 드레인의 AC 신호는 변압기를 통하여, 502B의 게이트로 결합이 되지만, 501A 드레인의 DC 전압은 502B의 게이트와 격리 되어 있다. 이에 따라, AC 신호 측면에서 본다면, 도 3과 도 5는 동일한 동작을 하게 되므로, 도 3과 도 5에 의한 증폭기 구조는 동일한 AC 특성을 가지게 된다. 여기서 AC 특성이라 함은 이득 특성도 포함 한다. 반면, 도 5의 501B와 502B의 게이트들은 도 3의 301B와 302B의 게이트들과는 달리, 501A와 502A의 드레인과 DC적으로는 서로 격리 되어 있기 때문에, 501A 및 502A의 드레인에 인가되는 전원 전압과는 무관하게 501B 및 502B의 게이트에 독립적인 게이트 바이어스 전압을 인가 할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 도 5에서는 증폭기의 이득을 최대화 시킬 수 있도록 501B 및 502B의 게이트 전압을 적정하게 조절 하는 것이 용이하다. 5 is a view for explaining a first embodiment of the mode-injection amplifier stage using the transmission line transformer according to the present invention. Unlike in FIG. 3, the amplifying stage structure according to the present invention is not directly connected to the drain of 502A, but is coupled to each other through a transformer. Thus, the AC signal at
이때, 변압기는 고주파 회로에서 종종 사용하는 전송선 변압기로 형성 가능 하다. 이 경우는 주로 동작 주파수 대역이 1 GHz 이상인 경우에 유용하다. 이의 변형으로, 변압기를 일반적인 나선형 변압기를 이용 할 수도 있는데, 변압기를 구성하고 있는 1 차측 및 2 차측의 감은 비를 서로 조절하여, 501A(또는 502A)의 드레인에서 502B(또는 501B)로 결합 되는 AC 신호의 크기를 조절 할 수도 있다. In this case, the transformer may be formed of a transmission line transformer often used in a high frequency circuit. This case is mainly useful when the operating frequency band is 1 GHz or more. As a variant of this, the transformer may be a general helical transformer, in which the winding ratio of the primary side and the secondary side constituting the transformer are adjusted to each other, so that the AC is coupled to 502B (or 501B) at the drain of 501A (or 502A). You can also adjust the size of the signal.
(실시예 2)(Example 2)
도 6은 본 발명에 따른 전송선 변압기를 이용한, 모드-주입 증폭단의 제 2 실시 예를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 의한 증폭단 구조는 도 4와는 달리 601B의 게이트가 602C의 드레인과 직접 연결 되어있지 않고, 변압기를 통하여 서로 결합 되어 있다. 따라서, 602C 드레인의 AC 신호는 변압기를 통하여, 601B의 게이트로 결합이 되지만, 602C 드레인의 DC 전압은 601B의 게이트와 격리 되어 있다. 마찬가지로, 602B의 게이트가 601C의 드레인과 직접 연결 되어있지 않고, 변압기를 통하여, 서로 결합 되어 있다. 따라서, 601C 드레인의 AC 신호는 변압기를 통하여, 602B의 게이트로 결합이 되지만, 601C 드레인의 DC 전압은 602B의 게이트와 격리 되어 있다. 이에 따라, AC 신호 측면에서 본다면, 도 4와 도 6은 동일한 동작을 하게 되므로, 도 4와 도 6에 의한 증폭기 구조는 동일한 AC 특성을 가지게 된다. 여기서 AC 특성이라 함은 이득 특성도 포함 한다. 반면, 도 6의 601B와 602B의 게이트들은 도 4의 401B와 402B의 게이트들과는 달리, 601C와 602C의 드레인과 DC적으로는 서로 격리 되어 있기 때문에, 601C 및 602C의 드레인에 인가되는 전원 전압과는 무관하게 601B 및 602B의 게이트에 독립적인 게이트 바이어스 전압을 인가 할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 도 6에서는 증폭기의 이득을 최대화 시킬 수 있도록 601B 및 602B의 게이트 전압을 적정하게 조절 하는 것이 용이하다. 6 is a view for explaining a second embodiment of the mode-injection amplifier stage using the transmission line transformer according to the present invention. Unlike in FIG. 4, the amplification stage structure according to the present invention is not directly connected to the drain of 602C, but is coupled to each other through a transformer. Thus, the AC signal at 602C drain is coupled to the gate of 601B through a transformer, but the DC voltage at 602C drain is isolated from the gate of 601B. Likewise, the gates of 602B are not directly connected to the drain of 601C, but are coupled to each other via a transformer. Thus, the AC signal of the 601C drain is coupled to the gate of 602B through a transformer, but the DC voltage of the 601C drain is isolated from the gate of 602B. Accordingly, when viewed from the side of the AC signal, since FIG. 4 and FIG. 6 perform the same operation, the amplifier structures of FIG. 4 and FIG. 6 have the same AC characteristics. AC characteristic also includes gain characteristics. On the other hand, unlike the gates of 401B and 402B of FIG. 6, the gates of 601B and 602B of FIG. 6 are isolated from each other in DC and drains of 601C and 602C, and thus are different from the power supply voltage applied to the drains of 601C and 602C. Regardless, there is an advantage that an independent gate bias voltage can be applied to the gates of 601B and 602B. Therefore, in FIG. 6, it is easy to appropriately adjust the gate voltages of 601B and 602B to maximize the gain of the amplifier.
이때, 변압기는 고주파 회로에서 종종 사용하는 전송선 변압기로 형성 가능 하다. 이 경우는 주로 동작 주파수 대역이 1 GHz 이상인 경우에 유용하다. 이의 변 형으로, 변압기를 일반적인 나선형 변압기를 이용 할 수도 있는데, 변압기를 구성하고 있는 1 차측 및 2 차측의 감은 비를 서로 조절하여, 601C(또는 602C)의 드레인에서 602B(또는 601B)로 결합 되는 AC 신호의 크기를 조절 할 수도 있다. In this case, the transformer may be formed of a transmission line transformer often used in a high frequency circuit. This case is mainly useful when the operating frequency band is 1 GHz or more. As a variant of this, the transformer may be a general helical transformer, in which the winding ratios of the primary side and the secondary side constituting the transformer are adjusted to each other, and are coupled to 602B (or 601B) at the drain of 601C (or 602C). You can also adjust the size of the AC signal.
도 1은 종래의 차동 구조로 된 증폭기를 설명하기 위한 도면;1 is a view for explaining an amplifier having a conventional differential structure;
도 2는 종래의 차동 구조 및 캐스코드(Cascode)구조로 된 증폭기를 설명하기 위한 도면;2 is a diagram for explaining an amplifier having a conventional differential structure and a cascode structure;
도 3은 종래의 모드-주입(Mode-Locking) 기법을 이용한 차동 구조의 증폭기를 설명하기 위한 도면; 3 is a view for explaining an amplifier of a differential structure using a conventional mode-locking technique;
도 4는 종래의 모드-주입 기법을 이용하고, 캐스코드 및 차동 구조를 채택한 증폭기를 설명하기 위한 도면;4 is a diagram for explaining an amplifier using a conventional mode-injection technique and employing a cascode and a differential structure;
도 5는 본 발명에 따른 전송선 변압기를 이용한 모드-주입 증폭기의 제 1 실시예를 설명하기 위한 도면;5 is a view for explaining a first embodiment of a mode-injection amplifier using a transmission line transformer according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 전송선 변압기를 이용한 모드-주입 증폭기의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining a second embodiment of a mode-injection amplifier using a transmission line transformer according to the present invention.
Claims (6)
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US4994761A (en) | 1989-11-06 | 1991-02-19 | Motorola Inc. | VHF power amplifier |
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