KR101109199B1 - 마이크로폰 증폭기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 전압 이득 및 신뢰성을 높이고, 제조 원가를 절감할 수 있는 마이크로폰 증폭기가 개시된다.
일 예로, 입력 신호단의 신호를 증폭하여 출력하는 마이크로폰 증폭기에 있어서, 상기 입력 신호단에 제어 전극이 전기적으로 연결되고, 제 1 전압원에 제 1 전극이 연결된 제 1 트랜지스터와, 상기 제 1 전압원에 제어 전극이 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 트랜지스터의 제 2 전극에 제 1 전극이 연결되어 상기 제 1 트랜지스터와 캐스코드(cascode)된 제 2 트랜지스터와, 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 전극과 제 2 전압원의 사이에 연결된 저항성 소자와, 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 전극과 상기 저항성 소자의 사이에 제어 전극이 전기적으로 연결되고, 상기 저항성 소자와 상기 제 1 전압원의 사이에 제 1 전극과 제 2 전극이 전기적으로 연결된 증폭부를 포함하는 마이크로폰 증폭기가 개시된다.

Description

마이크로폰 증폭기{Amplifier for Microphone}
본 발명은 마이크로폰 증폭기에 관한 것이다.
정전하 콘덴서는 전도성 박막과 고정 전극판으로 구성되고, 한 쪽에는 수백 볼트의 정전하가 대전된 대전 물질이 형성된다. 또한, 상기 정전하 콘덴서는 떨림판의 하부에 형성된다. 따라서, 음성 신호에 따라 떨림판이 진동하면 전도성 박막이 진동하여 정전하 콘덴서의 용량이 변화되고, 그 결과 미소한 전기 신호가 출력된다. 마이크로폰 증폭기는 정전하 콘덴서로부터 출력 신호를 입력받아 이를 증폭한다. 이러한 마이크로폰 증폭기에는 일반적으로 높은 입력 인피던스를 통해 입력손실을 줄이고, 증폭 이득이 크며, 전력 소모는 적을 것이 요구된다.
본 발명은 전압 이득 및 신뢰성을 높이고, 제조 원가를 절감할 수 있는 마이크로폰 증폭기를 제공한다.
본 발명에 따른 마이크로폰 증폭기는 입력 신호단의 신호를 증폭하여 출력하는 마이크로폰 증폭기에 있어서, 상기 입력 신호단에 제어 전극이 전기적으로 연결되고, 제 1 전압원에 제 1 전극이 연결된 제 1 트랜지스터; 상기 제 1 전압원에 제어 전극이 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 트랜지스터의 제 2 전극에 제 1 전극이 연결되어 상기 제 1 트랜지스터와 캐스코드(cascode)된 제 2 트랜지스터; 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 전극과 제 2 전압원의 사이에 연결된 저항성 소자; 및 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 전극과 상기 저항성 소자의 사이에 제어 전극이 전기적으로 연결되고, 상기 저항성 소자와 상기 제 1 전압원의 사이에 제 1 전극과 제 2 전극이 전기적으로 연결된 증폭부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 전극 및 상기 저항성 소자의 사이에 전기적으로 연결된 제 3 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 제 3 트랜지스터는 제어 전극과 제 1 전극이 연결될 수 있다.
또한, 상기 제 1 트랜지스터의 제어 전극과 상기 제 1 전압원의 사이에 역병렬로 연결된 한 쌍의 다이오드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 증폭부의 제 1 전극 및 제 2 전극에 병렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 커패시터의 양 단에 병렬로 연결된 제너 다이오드를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로폰 증폭기는 입력 신호단의 신호를 증폭하여 출력하는 마이크로폰 증폭기에 있어서, 상기 입력 신호단에 제어 전극이 전기적으로 연결되고, 제 1 전극이 제 1 전압원에 전기적으로 연결되며, 제 2 전극이 제 2 전압원에 연결된 증폭부; 상기 증폭부의 제 2 전극과 상기 제 2 전압원의 사이에 연결된 저항성 소자; 상기 제 1 트랜지스터의 제 1 전극 및 제 2 전극에 병렬로 연결된 커패시터를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 증폭부는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 증폭부의 제 1 전극 및 제 2 전극의 사이에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 커패시터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 증폭부의 제어 전극과 상기 제 1 전압원의 사이에 역병렬로 연결된 한 쌍의 다이오드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 증폭부의 제 1 전극 및 제 2 전극의 사이에 병렬로 연결된 제너 다이오드를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 마이크로폰 증폭기는 입력 신호단에 캐스코드로 연결된 MOSFET 또는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)를 통해 입력 임피던스를 증가시켜 입력 손실을 줄임으로써, 출력측의 전류 증폭률을 낮출 수 있도록 하여 용이하게 증폭 이득을 조절할 수 있고 제조 원가를 절감할 수 있으며, 제품의 신뢰도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 증폭기의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로폰 증폭기의 회로도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 증폭기의 구성을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로폰 증폭기를 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 증폭기(100)는 제 1 트랜지스터(T1), 제 2 트랜지스터(T2), 제 3 트랜지스터(T3), 제 4 트랜지스터(T4), 저항성 소자(R)를 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 증폭기(100)는 역병렬 다이오드(D1, D2), 제 1 커패시터(C1), 제 2 커패시터(C2) 및 제 3 다이오드(D3)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 트랜지스터(T1) 내지 제 3 트랜지스터(T3)는 MOSFET 소자로 이루어지며, 상기 제 4 트랜지스터는 BJT 소자로 이루어진다.
상기 제 1 트랜지스터(T1)는 입력 전원단(Vi)에 제어 전극이 연결된다. 상기 입력 전원단(Vi)은 정전하 콘덴서에 연결되어 음성 신호에 따른 전압을 전달한다. 상기 제 1 트랜지스터(T1)는 상기 입력 전원단(Vi)과 제 1 전원(접지)의 사이에 형성된 입력 저항(Ri)을 통해 입력 전원단(Vi)의 전압을 제어 전극으로 인가받는다. 상기 제 1 트랜지스터(T1)는 상기 입력 전원단(Vi)의 전압을 통해 턴온되어, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 전류가 흐르게 된다. 이 경우, 상기 제 1 저항(Ri)에는 역병렬 다이오드(D1, D2)가 연결되어 입력 신호에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다.
상기 제 2 트랜지스터(T2)는 상기 제 1 트랜지스터(T1)와 캐스코드(cascode)된다. 상기 제 2 트랜지스터(T2)는 제어 전극이 상기 제 1 전압원에 연결되고, 제 1 전극이 상기 제 1 트랜지스터(T1)의 제 2 전극에 연결된다. 또한, 상기 제 2 트랜지스터(T2)는 제 2 전극이 상기 제 3 트랜지스터(T3)와 연결된다. 상기 제 2 트랜지스터(T2)는 통상의 캐스코드 트랜지스터와 같이 상기 제 1 트랜지스터(T1)의 밀러 커패시턴스가 그라운드에 연결되도록 하여, 입력 임피던스를 높인다.
상기 제 3 트랜지스터(T3)는 상기 제 2 트랜지스터(T2)에 연결된다. 상기 제 3 트랜지스터(T3)의 제 1 전극은 상기 제 2 트랜지스터(T2)의 제 2 전극에 연결되고, 제 2 전극은 상기 저항성 소자(R)에 연결되며, 제어 전극은 상기 제 1 전극과 연결된다. 이러한 연결을 통해 상기 제 3 트랜지스터(T3)는 저항의 특성을 갖는다.
상기 제 4 트랜지스터(T4)는 제어 전극이 상기 제 2 트랜지스터(T2)와 제 3 트랜지스터(T3)의 사이에 연결된다. 또한, 상기 제 4 트랜지스터(T4)는 제 1 전극과 제 2 전극이 상기 제 1 전압원과 저항성 소자(R)의 사이에 연결된다. 상기 제 4 스위칭 소자(T4)는 제어 전극을 통해 입력 전류를 인가받고, 상기 입력 전류를 증폭한 출력 전류가 제 1 전극과 제 2 전극의 사이를 흐르도록 한다. 따라서, 상기 출력 전류를 통해 상기 저항성 소자(R)의 양단에 걸리는 전압이 변하기 때문에, 출력 전압(Vo)이 달라지게 되므로, 신호를 증폭할 수 있다.
상기 저항성 소자(R)는 상기 제 3 트랜지스터(T3)와 제 2 전압원(Vd)의 사이에 연결된다. 상기 저항성 소자(R)는 상기 제 2 전압원(Vd)의 전원이 인가되는 경로를 형성하여, 상기 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)에 전류가 흐를 수 있도록 한다.
상기 제 1 커패시터(C1)는 상기 저항성 소자(R)와 제 1 전압원의 사이에 연결된다. 상기 제 1 커패시터(C1)는 저항(R)에 흐르는 전류값에 대응하는 전압을 저장하여, 출력 전압(Vo)을 안정적으로 공급할 수 있다.
상기 제 3 다이오드(D3)는 상기 제 1 커패시터(C1)와 병렬로 연결된다. 상기 제 3 다이오드(D3)는 제너 다이오드로 구비된다. 상기 제 3 다이오드(D3)는 정전기(ESD)로부터 소자를 보호한다.
또한, 상기 제 2 커패시터(C2)는 상기 제 3 다이오드(D3)와 병렬로 연결된다. 상기 제 2 커패시터(C2)는 상기 출력 전압(Vo)에 섞이는 노이즈 신호를 제거할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로폰 증폭기의 구성을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로폰 증폭기를 도시한 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로폰 증폭기(200)는 입력 신호부(Vi)에 연결된 제 1 트랜지스터(T1)를 포함한다.
상기 제 1 트랜지스터(T1)는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 트랜지스터(T1)의 제어 전극은 상기 입력 신호부(Vi)에 연결된다.
또한, 상기 제 1 트랜지스터(T1)의 제 1 전극은 제 1 전압원(접지)에 연결되고, 제 1 전극은 제 3 트랜지스터(T3)와 연결된다. 상기 제 1 트랜지스터(T1)는 상기 입력 신호부(Vi)의 전압을 인가받아 턴온되며, 상응하는 전류가 제 1 전극 및 제 2 전극의 사이로 흐르게 된다. 따라서, 상기 제 1 커패시터(C1)의 양단에 걸리는 출력 전압(Vo)은 상기 입력 신호부(Vi)의 전압 신호에 비례하는 값을 갖게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 마이크로폰 증폭기를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100, 200; 마이크로폰 증폭기 T1, T2, T3, T4; 트랜지스터
D1, D2, D3; 다이오드 C1, C2; 커패시터
Ri, R; 저항

Claims (11)

  1. 입력 신호단의 신호를 증폭하여 출력하는 마이크로폰 증폭기에 있어서,
    상기 입력 신호단에 제어 전극이 전기적으로 연결되고, 제 1 전압원에 제 1 전극이 연결된 제 1 트랜지스터;
    상기 제 1 전압원에 제어 전극이 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 트랜지스터의 제 2 전극에 제 1 전극이 연결되어 상기 제 1 트랜지스터와 캐스코드(cascode)된 제 2 트랜지스터;
    상기 제 2 트랜지스터의 제 2 전극과 제 2 전압원의 사이에 연결된 저항성 소자; 및
    상기 제 2 트랜지스터의 제 2 전극과 상기 저항성 소자의 사이에 제어 전극이 전기적으로 연결되고, 상기 저항성 소자와 상기 제 1 전압원의 사이에 제 1 전극과 제 2 전극이 전기적으로 연결된 증폭부를 포함하고,
    상기 제 2 트랜지스터의 제 2 전극 및 상기 저항성 소자의 사이에 전기적으로 연결된 제 3 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 증폭기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 트랜지스터는 제어 전극과 제 1 전극이 연결된 것을 특징으로 하는 마이크로폰 증폭기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터의 제어 전극과 상기 제 1 전압원의 사이에 역병렬로 연결된 한 쌍의 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 증폭기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 증폭부의 제 1 전극 및 제 2 전극에 병렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 증폭기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 커패시터의 양 단에 병렬로 연결된 제너 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 증폭기.
  7. 입력 신호단의 신호를 증폭하여 출력하는 마이크로폰 증폭기에 있어서,
    상기 입력 신호단에 제어 전극이 전기적으로 연결되고, 제 1 전극이 제 1 전압원에 전기적으로 연결되며, 제 2 전극이 제 2 전압원에 연결된 증폭부;
    상기 증폭부의 제 2 전극과 상기 제 2 전압원의 사이에 연결된 저항성 소자;
    상기 제 1 트랜지스터의 제 1 전극 및 제 2 전극에 병렬로 연결된 커패시터를 포함하고,
    상기 증폭부는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로폰 증폭기.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 증폭부의 제 1 전극 및 제 2 전극의 사이에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 증폭기.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 증폭부의 제어 전극과 상기 제 1 전압원의 사이에 역병렬로 연결된 한 쌍의 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 증폭기.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 증폭부의 제 1 전극 및 제 2 전극의 사이에 병렬로 연결된 제너 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 증폭기.
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