KR101512245B1 - Tunable reflection-type amplifier circuit based on negative differential resistance device - Google Patents

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KR101512245B1
KR101512245B1 KR1020130150182A KR20130150182A KR101512245B1 KR 101512245 B1 KR101512245 B1 KR 101512245B1 KR 1020130150182 A KR1020130150182 A KR 1020130150182A KR 20130150182 A KR20130150182 A KR 20130150182A KR 101512245 B1 KR101512245 B1 KR 101512245B1
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양경훈
이종원
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한국과학기술원
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Abstract

Disclosed is a tunable reflection-type amplifier circuit based on a negative differential resistance device. A tunable reflection-type amplifier circuit according to an embodiment of the present invention may include: a signal combiner which includes a first port of receiving an input signal, a second port, a third port, and a forth port; a first negative differential resistance device which is connected to the third port, reflects the first signal separated from the input signal and transmits the same to the second port; and a second negative differential resistance device which is connected to the forth port, reflects the second signal separated from the input signal, and transmits the same to the second port.

Description

부성 미분 저항 소자 기반 가변 반사형 증폭기 회로{TUNABLE REFLECTION-TYPE AMPLIFIER CIRCUIT BASED ON NEGATIVE DIFFERENTIAL RESISTANCE DEVICE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a tunable differential amplifier circuit based on a negative differential resistance device,

아래 실시예들은 전력 이득 및 주파수 조절이 가능한 증폭기 회로에 관한 것이다.The following embodiments relate to an amplifier circuit capable of power gain and frequency adjustment.

최근 유비쿼터스 헬스 케어 시장이 확대됨에 따라, 환자 모니터링 장치, 인체삽입 생체 의학 장치, 전파 식별 장치(RFID) 등을 위한, 근거리 무선 센서 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 상기 시스템 구현을 위해 단순하면서도 전력 소모를 최소화할 수 있는 회로 설계 기술이 요구된다.Recently, as the ubiquitous healthcare market has expanded, research on near field wireless sensor systems for patient monitoring devices, human body biomedical devices, radio frequency identification devices (RFID), etc. has been actively conducted. In order to implement the system, a circuit design technique that is simple and minimizes power consumption is required.

마이크로 증폭기 회로는 작은 전력 신호를 보다 큰 전력 신호로 증폭시키는 회로 중 하나이다. 반사형 증폭기 회로는 전력 소모에 관계없이 높은 전력 이득을 갖는 독특한 증폭 원리에 의해 초 저전력 마이크로파 증폭기 회로로서 활용 가능성이 있다.A micro amplifier circuit is one of the circuits that amplifies a small power signal into a larger power signal. Reflective amplifier circuits can be utilized as ultra low power microwave amplifier circuits by a unique amplification principle with high power gain regardless of power consumption.

다만, 상기 반사형 증폭기 회로는 외부 환경의 변화에 민감하지만 전력 이득과 주파수에 대한 조절이 불가능하다. 이에, 상기 반사형 증폭기 회로는 실제로 실용성이 떨어진다.However, the reflection type amplifier circuit is sensitive to changes in the external environment, but it is impossible to control the power gain and frequency. Therefore, the reflection type amplifier circuit is actually impractical.

실시예들은 부성 미분 저항 소자를 이용하여 전력 이득을 조절하는 가변 반사형 증폭기 회로를 제공할 수 있다.Embodiments can provide a variable reflection amplifier circuit that uses a negative differential resistance element to adjust the power gain.

또한, 실시예들은 가변 수동 소자를 이용하여 주파수를 조절하는 가변 반사형 증폭기 회로를 제공할 수 있다.Embodiments can also provide a variable reflectance amplifier circuit that uses a variable passive element to adjust the frequency.

일 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로는 입력 신호를 수신하는 제1 포트, 제2 포트, 제3 포트, 및 제4 포트를 포함하는 신호 결합기와, 상기 제3 포트에 접속되고, 상기 입력 신호로부터 분리된 제1 신호를 반사하여 상기 제2 포트로 전송하는 제1 부성 미분 저항 소자와, 상기 제4 포트에 접속되고, 상기 입력 신호로부터 분리된 제2 신호를 반사하여 상기 제2 포트로 전송하는 제2 부성 미분 저항 소자를 포함할 수 있다.A reflective amplifier circuit according to an embodiment includes a signal combiner including a first port, a second port, a third port, and a fourth port for receiving an input signal; A first sub-differential differential resistance element for reflecting the separated first signal and transmitting the reflected first signal to the second port, and a second auxiliary differential resistance element connected to the fourth port for reflecting a second signal separated from the input signal and transmitting the reflected second signal to the second port And a second negative differential resistance element.

상기 제1 부성 미분 저항 소자와 상기 제2 부성 미분 저항 소자 각각은 부성 미분 저항 다이오드일 수 있다.Each of the first and second negative differential resistance elements may be a negative differential resistance diode.

상기 제1 부성 미분 저항 소자와 상기 제2 부성 미분 저항 소자 각각은 부성 미분 저항 트랜지스터일 수 있다.Each of the first and second negative differential resistance elements may be a negative differential resistance transistor.

상기 신호 결합기는 복수의 전압 입력 포트들과, 각각이 상기 복수의 전압 입력 포트들 각각에 접속되는 가변 수동 소자들을 포함할 수 있다.The signal combiner may comprise a plurality of voltage input ports and variable passive elements each connected to each of the plurality of voltage input ports.

상기 신호 결합기는 3-브랜치 결합기(3-branch coupler)로 구현될 수 있다.The signal combiner may be implemented as a 3-branch coupler.

다른 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로는 제1 포트, 제2 포트, 및 제3 포트를 포함하는 신호 격리기와, 상기 제3 포트에 접속되고, 상기 제1 포트로부터 입력되는 입력 신호를 반사하여 상기 제2 포트로 전송하는 부성 미분 저항 소자를 포함할 수 있다.A reflective amplifier circuit according to another embodiment includes a signal isolator including a first port, a second port, and a third port, and a second isolator connected to the third port, for reflecting an input signal input from the first port, And a negative differential resistance element for transmitting to the second port.

상기 부성 미분 저항 소자는 부성 미분 저항 다이오드일 수 있다.The negative differential resistance element may be a negative differential resistance diode.

상기 부성 미분 저항 소자는 부성 미분 저항 트랜지스터일 수 있다.The negative differential resistance element may be a negative differential resistance transistor.

도 1은 일 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로의 개략적인 블락도이다.
도 2는 도 1에 도시된 부성 미분 저항 소자들의 일 실시예을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 부성 미분 저항 소자들의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 반사형 증폭기 회로의 전력 이득을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로의 개략적인 블락도이다.
도 6은 도 5에 도시된 가변 수동 소자들로 입력되는 전압에 따라 반사형 증폭기 회로의 주파수가 변화되는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로의 개략적인 블락도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로의 개략적인 블락도이다.
도 9는 도 8에 도시된 반사형 증폭기 회로의 대역폭을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로의 개략적인 블락도이다.1 is a schematic block diagram of a reflective amplifier circuit according to one embodiment.
FIG. 2 is a view for explaining an embodiment of the negative differential resistance elements shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a view for explaining another embodiment of the negative differential resistance elements shown in FIG. 1. FIG.
4 is a graph for explaining the power gain of the reflection type amplifier circuit shown in FIG.
5 is a schematic block diagram of a reflective amplifier circuit according to another embodiment.
6 is a graph for explaining the operation of changing the frequency of the reflection type amplifier circuit according to the voltage input to the variable passive elements shown in FIG.
7 is a schematic block diagram of a reflective amplifier circuit according to another embodiment.
8 is a schematic block diagram of a reflective amplifier circuit according to yet another embodiment.
9 is a graph for explaining the bandwidth of the reflective amplifier circuit shown in FIG.
Figure 10 is a schematic block diagram of a reflective amplifier circuit according to yet another embodiment.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are presented for the purpose of describing embodiments only in accordance with the concepts of the present invention, May be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Expressions that describe the relationship between components, for example, "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로의 개략적인 블락도이고, 도 2는 도 1에 도시된 부성 미분 저항 소자들의 일 실시예을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 부성 미분 저항 소자들의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a schematic block diagram of a reflection type amplifier circuit according to an embodiment, FIG. 2 is a view for explaining an embodiment of the negative differential resistance elements shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross- FIG. 7 is a view for explaining another embodiment of the differential resistance elements. FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 반사형 증폭기 회로(reflection-type amplifier circuit; 100A)는 신호 결합기(signal coupler; 200A)와 부성 미분 저항 소자들(negative differential resistance devices; 300-1 및 300-2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사형 증폭기 회로(100A)는 가변 반사형 증폭기 회로일 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, a reflection-type amplifier circuit 100A includes a signal coupler 200A and negative differential resistance devices 300-1 and 300-2 ). For example, the reflective amplifier circuit 100A may be a variable reflective amplifier circuit.

신호 결합기(200A)는 입력 신호(INPUT)를 수신하고, 입력 신호(INPUT)를 분리하여 각 분리된 신호를 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)로 전송할 수 있다. 또한, 신호 결합기(200A)는 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)에 의해 반사된 신호를 결합하여 출력 신호(OUT)를 출력할 수 있다.The signal combiner 200A receives the input signal INPUT and can separate the input signal INPUT and transmit the separated signals to the respective negative differential resistive elements 300-1 and 300-2. Further, the signal combiner 200A can combine the signals reflected by the respective negative differential resistive elements 300-1 and 300-2 to output the output signal OUT.

도 1에서는 입력 신호(INPUT)가 제1 포트(P1)로 입력되고, 출력 신호(OUT)가 제2 포트(P2)로 출력되는 것으로 도시되어 있지만, 실시예에 따라 입력 신호(INPUT)는 제2 포트(P2)로 입력되고, 출력 신호(OUT)는 제1 포트(P1)로 출력될 수 있다.Although the input signal INPUT is shown as being input to the first port P1 and the output signal OUT as being output to the second port P2 in Figure 1, 2 port P2, and the output signal OUT may be output to the first port P1.

신호 결합기(200A)는 제1 포트(P1), 제2 포트(P2), 제3 포트(P3), 및 제4 포트(P4)를 포함할 수 있다. 신호 결합기(200A)는 제1 포트(P1)를 통해 입력 신호(INPUT)를 수신할 수 있다. 신호 결합기(200A)는 제1 포트(P1)를 통해 수신된 입력 신호(INPUT)를 분리하여 제1 신호와 제2 신호를 생성할 수 있다. 신호 결합기(200A)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제1 신호를 제3 포트(P3)를 통해 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)로 전송할 수 있다. 신호 결합기(200A)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제2 신호를 제4 포트(P4)를 통해 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)로 전송할 수 있다.The signal combiner 200A may include a first port P1, a second port P2, a third port P3, and a fourth port P4. The signal combiner 200A can receive the input signal INPUT through the first port P1. The signal combiner 200A may separate the input signal INPUT received through the first port P1 to generate the first signal and the second signal. The signal combiner 200A can transmit the first signal separated from the input signal INPUT to the first negative differential resistive element 300-1 through the third port P3. The signal combiner 200A may transmit a second signal separated from the input signal INPUT to the second negative differential resistive element 300-2 through the fourth port P4.

제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 동작 전압이 인가되는 전압 입력 포트(P10)를 포함할 수 있다. 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 제3 포트(P3)에 접속될 수 있다. 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제1 신호를 반사하여 신호 결합기(200A)의 제2 포트(P2)로 전송할 수 있다. The first sub-differential resistance element 300-1 may include a voltage input port P10 to which an operating voltage is applied. And the first sub-voltage differential resistance element 300-1 may be connected to the third port P3. The first sub-differential resistance element 300-1 may reflect the first signal separated from the input signal INPUT and transmit the first signal to the second port P2 of the signal combiner 200A.

일 실시예에 따라, 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 공명 터널링 다이오드(RTD)와 같은 부성 미분 저항 다이오드로 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 콜렉터 전극(C)과 이미터 전극(E)을 포함하는 공명 터널링 다이오드(RTD)는 넓은 부성 저항 영역(NRR) 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 공명 터널링 다이오드(RTD)가 부성 미분 저항 영역 내의 낮은 전압 구간에서 전류의 변화폭이 크면서 부성 미분 저항의 크기가 작으므로, 신호 결합기(200A)의 설계가 용이할 수 있다. 또한, 피크 전압(peak voltage; VP)에서의 피크 전류 대 밸리 전압(valley voltage; VV)에서의 밸리 전류의 비인 PVCR(peak-to-valley current ratio)이 상당히 높은 값을 가지므로, 반상형 증폭기 회로(100A)는 초저전력 특성을 가질 수 있다.According to one embodiment, the first negative acting resistive element 300-1 may be implemented with a negative differential resistive diode such as a resonant tunneling diode (RTD). As shown in FIG. 2, a resonant tunneling diode (RTD) including a collector electrode C and a emitter electrode E may have a wide negative resistance region (NRR) characteristic. For example, since the resonance tunneling diode (RTD) has a large change width of the current in a low voltage section in the sub-differential resistance region and a small negative differential resistance, the design of the signal coupler 200A can be facilitated. Also, since the peak-to-valley current ratio (PVCR), which is the ratio of the peak current at the peak voltage (V P ) to the valley current at the valley voltage (V V ) Harmonics amplifier circuit 100A may have ultra low power characteristics.

다른 실시예에 따라, 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 공명 터널링 트랜지스터(RTT)와 같은 부성 미분 저항 트랜지스터로 구현될 수 있다. 도 3의 콜렉터 전극(C), 이미터 전극(E)과 가변 전극(VE)을 포함하는 공명 터널링 트랜지스터(RTT)는 입력되는 전압에 따라 공명 터널링 다이오드(RTD)의 채널 영역의 공핍 영역을 조절하기 위한 가변 전극(VE)이 형성된 반도체 소자일 수 있다. 보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 가변 전극(VE)에 입력되는 전압이 순방향 전압(예를 들어, VVE=0V)인 경우, 채널 영역 내에 형성되는 공핍 영역이 감소하여 공명 터널링 트랜지스터(RTT)의 콜렉터 전극(C)으로 전송되는 전류는 증가할 수 있다. 가변 전극(VE)에 입력되는 전압이 낮은 역방향 전압(예를 들어, VVE < 0V)인 경우, 채널 영역 내에 형성되는 공핍 영역이 증가하여 공명 터널링 트랜지스터(RTT)의 콜렉터 전극(C)으로 전송되는 전류는 감소할 수 있다. 가변 전극(VE)에 입력되는 전압이 높은 역방향 전압(예를 들어, VVE << 0V)인 경우, 채널 영역 내에 형성되는 공핍 영역이 더욱 증가하여 공명 터널링 트랜지스터(RTT)의 콜렉터 전극(C)으로 전송되는 전류는 더욱 감소할 수 있다. 예를 들어, 공명 터널링 트랜지스터(RTT)는 가변 전극(VE)으로 입력되는 전압에 따라 상기 채널 영역의 상기 공핍 영역을 조절함으로써 공명 터널링 트랜지스터(RTT) 내의 전송 전류를 조절, 예를 들어 공명 터널링 트랜지스터(RTT)를 바라본 임피던스(ZD)를 조절할 수 있다.According to another embodiment, the first negative sub-resistive element 300-1 may be implemented as a sub-differential resistive transistor, such as a resonant tunneling transistor (RTT). The resonator tunneling transistor RTT including the collector electrode C, the emitter electrode E and the variable electrode VE of FIG. 3 controls the depletion region of the channel region of the resonance tunneling diode RTD according to the input voltage. And a variable electrode VE for forming the variable electrode VE. More specifically, as shown in FIG. 3, when the voltage input to the variable electrode VE is a forward voltage (for example, V VE = 0 V), the depletion region formed in the channel region is reduced, The current transmitted to the collector electrode C of the RTT may increase. When the voltage input to the variable electrode VE is a low reverse voltage (for example, V VE <0 V), the depletion region formed in the channel region increases and is transmitted to the collector electrode C of the resonant tunneling transistor RTT The current can be reduced. When the voltage input to the variable electrode VE is a high reverse voltage (for example, V VE << OV), the depletion region formed in the channel region further increases to increase the collector electrode C of the resonant tunneling transistor RTT. Can be further reduced. For example, the resonant tunneling transistor (RTT) controls the transfer current in the resonant tunneling transistor (RTT) by adjusting the depletion region of the channel region according to the voltage input to the variable electrode VE, (Z D ) as seen from the RTT.

제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 동작 전압이 인가되는 전압 입력 포트(P20)를 포함할 수 있다. 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 제4 포트(P4)에 접속될 수 있다. 제2 부성 미분 저항 소자(300-1)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제2 신호를 반사하여 신호 결합기(200A)의 제2 포트(P2)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 공명 터널링 다이오드(RTD)와 같은 부성미분저항 다이오드로 구현될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 공명 터널링 트랜지스터(RTT)와 같은 부성 미분 저항 트랜지스터로 구현될 수 있다.The second sub-differential resistance element 300-2 may include a voltage input port P20 to which an operating voltage is applied. And the second sub-differential resistance element 300-2 may be connected to the fourth port P4. The second sub-differential resistance element 300-1 may reflect the second signal separated from the input signal INPUT and transmit the second signal to the second port P2 of the signal combiner 200A. According to one embodiment, the second sub-differential resistance element 300-2 may be implemented with a negative differential resistance diode, such as a resonant tunneling diode (RTD). According to another embodiment, the second sub-differential resistance element 300-2 may be implemented with a sub-differential resistance transistor, such as a resonant tunneling transistor (RTT).

일 실시예에 따라, 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)의 임피던스(ZD)의 실수 부분의 크기는 신호 결합기(200A)의 특성 저항(ZO)의 값 보다 큰 값을 갖을 수 있다. 이때, 반사형 증폭기(100A)는 보다 안정적으로 동작할 수 있다.The magnitude of the real part of the impedance Z D of each of the negative differential resistive elements 300-1 and 300-2 is greater than the value of the characteristic resistance Z O of the signal combiner 200A Lt; / RTI &gt; At this time, the reflection type amplifier 100A can operate more stably.

신호 결합기(200A)는 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)에 의해 반사된 신호를 결합하여 출력 신호(OUT)를 제2 포트(P2)를 통해 출력할 수 있다.The signal combiner 200A can combine the signals reflected by the respective negative differential resistive elements 300-1 and 300-2 and output the output signal OUT through the second port P2.

반사형 증폭기 회로(100A)의 반사 계수(Reflection Coefficient; Г)는 아래의 수학식 1과 같을 수 있다.
The reflection coefficient? Of the reflection type amplifier circuit 100A may be expressed by Equation 1 below.

Figure 112013111206818-pat00001
Figure 112013111206818-pat00001

신호 결합기(200A)의 특성 저항(ZO)은 부성 미분 저항 소자(300-1 또는 300-2)에서 바로 본 임피던스 일 수 있다. 부성 미분 저항 소자(300-1 또는 300-2)의 임피던스(ZD)는 신호 결합기(200A)에서 바라본 임피던스일 수 있다.The characteristic resistance Z O of the signal combiner 200A may be the impedance seen directly from the negative differential resistance element 300-1 or 300-2. The impedance Z D of the sub-differential resistance element 300-1 or 300-2 may be an impedance viewed from the signal combiner 200A.

반사형 증폭기 회로(100A)의 전력 이득(Power Gain; G)은 아래의 수학식 2와 같을 수 있다.
The power gain (G) of the reflection type amplifier circuit 100A may be expressed by the following equation (2).

Figure 112013111206818-pat00002
Figure 112013111206818-pat00002

따라서, 반사형 증폭기 회로(100A)의 전력 이득(G)은 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)를 통해서 조절될 수 있다.
Thus, the power gain G of the reflective amplifier circuit 100A can be adjusted through each of the negative differential resistance elements 300-1 and 300-2.

도 4는 도 1에 도시된 반사형 증폭기 회로의 전력 이득을 설명하기 위한 그래프이다.4 is a graph for explaining the power gain of the reflection type amplifier circuit shown in FIG.

도 4은 반사형 증폭기(100A)의 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)가 공명 터널링 트랜지스터(RTT)로 구현된 때, 측정된 전력 이득을 나타낸다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해, 공명 터널링 트랜지스터(RTT)의 콜렉터 전극(C)-이미터 전극(E) 사이의 전압을 0.75V로 하고, 가변 전극(VE)으로 입력되는 전압을 -1V 에서 0V까지 증가시켰다.4 shows the measured power gain when each of the negative differential resistance elements 300-1 and 300-2 of the reflective amplifier 100A is implemented with a resonant tunneling transistor (RTT). 2, the voltage between the collector electrode (C) and the emitter electrode (E) of the resonant tunneling transistor (RTT) is 0.75 V and the voltage input to the variable electrode VE is -1 V Lt; / RTI &gt;

도 1 내지 도 4를 참조하면, 공명 터널링 트랜지스터(RTT)의가변 전극(VE)으로 입력되는 전압을 -1V 에서 0V까지 증가시킬 때, 반사형 증폭기(100A)의 전력 이득은 3.8dB에서 18.4dB까지 증가할 수 있다.
Referring to FIGS. 1 to 4, when the voltage input to the variable electrode VE of the resonant tunneling transistor RTT is increased from -1 V to 0 V, the power gain of the reflective amplifier 100A is increased from 3.8 dB to 18.4 dB .

도 5는 다른 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로의 개략적인 블락도이다.5 is a schematic block diagram of a reflective amplifier circuit according to another embodiment.

도 5를 참조하면, 반사형 증폭기 회로(100B)는 신호 결합기(200B)와 부성 미분 저항 소자들(300-1 및 300-2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사형 증폭기 회로(100B)는 가변 반사형 증폭기 회로일 수 있다.Referring to FIG. 5, the reflective amplifier circuit 100B may include a signal combiner 200B and sub-differential resistance elements 300-1 and 300-2. For example, the reflection type amplifier circuit 100B may be a variable reflection type amplifier circuit.

신호 결합기(200B)는 입력 신호(INPUT)를 수신하고, 입력 신호(INPUT)를 분리하여 각 분리된 신호를 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)로 전송할 수 있다. 또한, 신호 결합기(200B)는 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)에 의해 반사된 신호를 결합하여 출력 신호(OUT)를 출력할 수 있다.The signal combiner 200B receives the input signal INPUT and can separate the input signal INPUT and transmit the separated signals to the respective negative differential resistive elements 300-1 and 300-2. Further, the signal combiner 200B can combine the signals reflected by the sub-differential resistance elements 300-1 and 300-2 to output the output signal OUT.

도 5에서는 입력 신호(INPUT)가 제1 포트(P1)로 입력되고, 출력 신호(OUT)가 제2 포트(P2)로 출력되는 것으로 도시되어 있지만, 실시예에 따라 입력 신호(INPUT)는 제2 포트(P2)로 입력되고, 출력 신호(OUT)는 제1 포트(P1)로 출력될 수 있다.Although the input signal INPUT is shown as being input to the first port P1 and the output signal OUT as being output to the second port P2 in Figure 5, 2 port P2, and the output signal OUT may be output to the first port P1.

신호 결합기(200B)는 제1 포트(P1), 제2 포트(P2), 제3 포트(P3), 및 제4 포트(P4)를 포함할 수 있다. 신호 결합기(200B)는 제1 포트(P1)를 통해 입력 신호(INPUT)를 수신할 수 있다. 신호 결합기(200B)는 제1 포트(P1)를 통해 수신된 입력 신호(INPUT)를 분리하여 제1 신호와 제2 신호를 생성할 수 있다. 신호 결합기(200B)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제1 신호를 제3 포트(P3)를 통해 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)로 전송할 수 있다. 신호 결합기(200B)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제2 신호를 제4 포트(P4)를 통해 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)로 전송할 수 있다.The signal combiner 200B may include a first port P1, a second port P2, a third port P3, and a fourth port P4. The signal combiner 200B may receive the input signal INPUT through the first port P1. The signal combiner 200B may generate the first signal and the second signal by separating the input signal INPUT received through the first port P1. The signal combiner 200B may transmit the first signal separated from the input signal INPUT to the first negative differential resistive element 300-1 through the third port P3. The signal combiner 200B may transmit a second signal separated from the input signal INPUT to the second sub-differential resistive element 300-2 through the fourth port P4.

신호 결합기(200B)는 복수의 전압 입력 포트들(VP3~VP6)과 수동 소자들(211~218)을 더 포함할 수 있다. 수동 소자들(211~218)은 가변 수동 소자들(211~214)을 포함할 수 있다.The signal combiner 200B may further include a plurality of voltage input ports VP3 to VP6 and passive elements 211 to 218. [ The passive elements 211-218 may include variable passive elements 211-214.

가변 수동 소자들(211~214) 각각은 복수의 전압 입력 포트들(VP3~VP6) 각각에 접속될 수 있다. 가변 수동 소자들(211~214) 각각의 값(예를 들어, 커패시턴스 및/또는 인덕턴스 등)은 복수의 전압 입력 포트들(VP3~VP6) 각각으로부터 입력되는 전압에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 가변 수동 소자들(211~214)은 버랙터(varactor) 또는 복수의 인덕터와 적어도 하나의 버랙터의 직렬 연결 형태로 구현될 수 있다. 또는, 가변 수동 소자들(211~214)은 Distributed inductor, Distributed capacitor, lumped inductor, 및lumped capacitor와 같은 수동 소자들로 구현될 수 있다.Each of the variable passive elements 211 to 214 may be connected to each of the plurality of voltage input ports VP3 to VP6. The values (e.g., capacitance and / or inductance) of each of the variable passive elements 211 to 214 can be adjusted according to the voltage input from each of the plurality of voltage input ports VP3 to VP6. For example, the variable passive elements 211 to 214 may be implemented as a varactor or a series connection of a plurality of inductors and at least one varactor. Alternatively, the variable passive elements 211 to 214 may be implemented as passive elements such as Distributed inductor, Distributed capacitor, lumped inductor, and lumped capacitor.

가변 수동 소자들(211~214) 각각에 접속되는 복수의 전압 입력 포트들(VP3~VP6) 각각으로 입력되는 전압을 조절하여 신호 결합기(200B)의 주파수가 조절되기 때문에, 이에 따라, 반사형 증폭기 회로(100B)의 주파수도 조절될 수 있다.Since the frequency of the signal combiner 200B is adjusted by adjusting the voltage input to each of the plurality of voltage input ports VP3 to VP6 connected to the variable passive elements 211 to 214, The frequency of the circuit 100B can also be adjusted.

제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 동작 전압이 인가되는 전압 입력 포트(P10)를 포함할 수 있다. 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 제3 포트(P3)에 접속될 수 있다. 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제1 신호를 반사하여 신호 결합기(200B)의 제2 포트(P2)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 도 2에 도시된 콜렉터 전극(C)과 이미터 전극(E)을 포함하는 공명 터널링 다이오드(RTD)와 같은 부성 미분 저항 다이오드로 구현될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 도 3에 도시된 콜렉터 전극(C), 이미터 전극(E)과 가변 전극(VE)을 포함하는 공명 터널링 트랜지스터(RTT)와 같은 부성 미분 저항 트랜지스터로 구현될 수 있다. The first sub-differential resistance element 300-1 may include a voltage input port P10 to which an operating voltage is applied. And the first sub-voltage differential resistance element 300-1 may be connected to the third port P3. The first negative differential resistive element 300-1 may reflect the first signal separated from the input signal INPUT and transmit the first signal to the second port P2 of the signal combiner 200B. According to one embodiment, the first negative differential resistive element 300-1 includes a negative differential resistance diode 300-1, such as a resonant tunneling diode (RTD) comprising a collector electrode C and an emitter electrode E, . &Lt; / RTI &gt; According to another embodiment, the first negative differential resistive element 300-1 includes a collector electrode C shown in Fig. 3, a resonant tunneling transistor RTT including an emitter electrode E and a variable electrode VE, And the like.

제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 동작 전압이 인가되는 전압 입력 포트(P20)를 포함할 수 있다. 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 제4 포트(P4)에 접속될 수 있다. 제2 부성 미분 저항 소자(300-1)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제2 신호를 반사하여 신호 결합기(200B)의 제2 포트(P2)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 도 2에 도시된 공명 터널링 다이오드(RTD)와 같은 부성 미분 저항 다이오드로 구현될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 도 3에 도시된 공명 터널링 트랜지스터(RTT)와 같은 부성 미분 저항 트랜지스터로 구현될 수 있다.The second sub-differential resistance element 300-2 may include a voltage input port P20 to which an operating voltage is applied. And the second sub-differential resistance element 300-2 may be connected to the fourth port P4. The second sub-differential resistance element 300-1 may reflect the second signal separated from the input signal INPUT and transmit the second signal to the second port P2 of the signal combiner 200B. According to one embodiment, the second sub-differential resistance element 300-2 may be implemented with a negative differential resistance diode, such as the resonant tunneling diode (RTD) shown in FIG. According to another embodiment, the second negative differential resistive element 300-2 may be implemented with a negative differential resistive transistor, such as the resonant tunneling transistor (RTT) shown in FIG.

또한, 반사형 증폭기 회로(100B)의 전력 이득(G)은 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)를 통해서 조절될 수 있다.
Further, the power gain G of the reflection type amplifier circuit 100B can be adjusted through each of the negative differential resistance elements 300-1 and 300-2.

도 6은 도 5에 도시된 가변 수동 소자들로 입력되는 전압에 따라 반사형 증폭기 회로의 주파수가 변화되는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.6 is a graph for explaining the operation of changing the frequency of the reflection type amplifier circuit according to the voltage input to the variable passive elements shown in FIG.

도 6에서는 반사형 증폭기 회로(100B)의 가변 수동 소자들(230)이 버랙터(varactor)로 구현된 때, 반사형 증폭기 회로(100B)의 주파수의 변화를 나타낸다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해 상기 버랙터로 입력되는 전압을 0V에서 1V로 변화시킨다.6 shows a change in the frequency of the reflective amplifier circuit 100B when the variable passive elements 230 of the reflective amplifier circuit 100B are implemented as a varactor. 5, the voltage input to the varactor is changed from 0 V to 1 V for convenience of explanation.

도 5 및 도 6을 참조하면, 반사형 증폭기 회로(100B)의 가변 수동 소자들(230)의 각 전압을 0V에서 1V로 변화시킴에 따라, 반사형 증폭기 회로(100B)의 최대 전력 이득을 가지는 중심 주파수는 5.2 GHZ에서 6.3GHZ까지 조절될 수 있다.
Referring to Figures 5 and 6, as the voltage of each of the variable passive elements 230 of the reflective amplifier circuit 100B is changed from 0 V to 1 V, the maximum power gain of the reflective amplifier circuit 100B The center frequency can be adjusted from 5.2 GHz to 6.3 GHz.

도 7은 또 다른 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로의 개략적인 블락도이다.7 is a schematic block diagram of a reflective amplifier circuit according to another embodiment.

도 7을 참조하면, 반사형 증폭기 회로(100C)는 신호 결합기(200C)와 부성 미분 저항 소자들(300-1 및 300-2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사형 증폭기 회로(100C)는 가변 반사형 증폭기 회로일 수 있다.Referring to FIG. 7, the reflective amplifier circuit 100C may include a signal combiner 200C and negative differential resistance elements 300-1 and 300-2. For example, the reflective amplifier circuit 100C may be a variable reflective amplifier circuit.

신호 결합기(200C)는 입력 신호(INPUT)를 수신하고, 입력 신호(INPUT)를 분리하여 각 분리된 신호를 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)로 전송할 수 있다. 또한, 신호 결합기(200C)는 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)에 의해 반사된 신호를 결합하여 출력 신호(OUT)를 출력할 수 있다.The signal combiner 200C receives the input signal INPUT and can separate the input signal INPUT and transmit the separated signals to the respective negative differential resistive elements 300-1 and 300-2. Further, the signal combiner 200C can combine the signals reflected by the sub-differential resistance elements 300-1 and 300-2 and output the output signal OUT.

도 7에서는 입력 신호(INPUT)가 제1 포트(P1)로 입력되고, 출력 신호(OUT)가 제2 포트(P2)로 출력되는 것으로 도시되어 있지만, 실시예에 따라 입력 신호(INPUT)는 제2 포트(P2)로 입력되고, 출력 신호(OUT)는 제1 포트(P1)로 출력될 수 있다.Although the input signal INPUT is shown as being input to the first port P1 and the output signal OUT as being output to the second port P2 in Figure 7, 2 port P2, and the output signal OUT may be output to the first port P1.

신호 결합기(200C)는 제1 포트(P1), 제2 포트(P2), 제3 포트(P3), 및 제4 포트(P4)를 포함할 수 있다. 신호 결합기(200C)는 제1 포트(P1)를 통해 입력 신호(INPUT)를 수신할 수 있다. 신호 결합기(200C)는 제1 포트(P1)를 통해 수신된 입력 신호(INPUT)를 분리하여 제1 신호와 제2 신호를 생성할 수 있다. 신호 결합기(200C)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제1 신호를 제3 포트(P3)를 통해 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)로 전송할 수 있다. 신호 결합기(200C)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제2 신호를 제4 포트(P4)를 통해 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)로 전송할 수 있다.The signal combiner 200C may include a first port P1, a second port P2, a third port P3, and a fourth port P4. The signal combiner 200C can receive the input signal INPUT through the first port P1. The signal combiner 200C may separate the input signal INPUT received through the first port P1 to generate the first signal and the second signal. The signal combiner 200C can transmit the first signal separated from the input signal INPUT to the first negative differential resistive element 300-1 through the third port P3. The signal combiner 200C may transmit the second signal separated from the input signal INPUT to the second negative differential resistive element 300-2 through the fourth port P4.

신호 결합기(200C)는 복수의 전압 입력 포트들(VP3~VP6)과 가변 수동 소자들(221~228)을 더 포함할 수 있다.The signal combiner 200C may further include a plurality of voltage input ports VP3 to VP6 and variable passive elements 221 to 228.

가변 수동 소자들(221~228) 각각은 복수의 전압 입력 포트들(VP3~VP6) 각각에 접속될 수 있다. 가변 수동 소자들(221~228) 각각의 값(예를 들어, 커패시턴스 및/또는 인덕턴스 등)은 복수의 전압 입력 포트들(VP3~VP6) 각각으로부터 입력되는 전압에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 부성 미분 저항 소자(300-1 및/또는 300-2)에서 바라본 신호 결합기(200C)의 특성 저항(ZO)의 값은 변화될 수 있다.Each of the variable passive elements 221 to 228 may be connected to each of the plurality of voltage input ports VP3 to VP6. The values (e.g., capacitance and / or inductance) of each of the variable passive elements 221 to 228 can be adjusted according to the voltages input from the plurality of voltage input ports VP3 to VP6. Therefore, the value of the characteristic resistance (Z O ) of the signal combiner 200C viewed from the sub-differential resistance elements 300-1 and / or 300-2 can be changed.

예를 들어, 가변 수동 소자들(230)은 버랙터(varactor) 또는 복수의 인덕터와 적어도 하나의 버랙터의 직렬 연결 형태로 구현될 수 있다. 또는, 가변 수동 소자들(221~228)은 Distributed inductor, Distributed capacitor, lumped inductor, 및lumped capacitor와 같은 수동 소자들로 구현될 수 있다.For example, the variable passive elements 230 may be implemented in the form of a varactor or a series connection of a plurality of inductors and at least one varactor. Alternatively, the variable passive elements 221 to 228 may be implemented as passive elements such as Distributed inductor, Distributed capacitor, lumped inductor, and lumped capacitor.

신호 결합기(200C)의 가변 수동 소자들(230) 각각에 접속되는 복수의 전압 입력 포트들(VP3~VP6) 각각으로 입력되는 전압을 조절함으로써, 반사형 증폭기 회로(100C)의 전력 이득은 변화될 수 있다.The power gain of the reflective amplifier circuit 100C is changed by adjusting the voltage input to each of the plurality of voltage input ports VP3 to VP6 connected to each of the variable passive elements 230 of the signal coupler 200C .

제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 동작 전압이 인가되는 전압 입력 포트(P10)를 포함할 수 있다. 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 제3 포트(P3)에 접속될 수 있다. 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제1 신호를 반사하여 신호 결합기(200C)의 제2 포트(P2)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 도 2에 도시된 콜렉터 전극(C)과 이미터 전극(E)을 포함하는 공명 터널링 다이오드(RTD)와 같은 부성 미분 저항 다이오드로 구현될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 도 3에 도시된 콜렉터 전극(C), 이미터 전극(E)과 가변 전극(VE)을 포함하는 공명 터널링 트랜지스터(RTT)와 같은 부성 미분 저항 트랜지스터로 구현될 수 있다. The first sub-differential resistance element 300-1 may include a voltage input port P10 to which an operating voltage is applied. And the first sub-voltage differential resistance element 300-1 may be connected to the third port P3. The first sub-differential resistance element 300-1 may reflect the first signal separated from the input signal INPUT and transmit the first signal to the second port P2 of the signal combiner 200C. According to one embodiment, the first negative differential resistive element 300-1 includes a negative differential resistance diode 300-1, such as a resonant tunneling diode (RTD) comprising a collector electrode C and an emitter electrode E, . &Lt; / RTI &gt; According to another embodiment, the first negative differential resistive element 300-1 includes a collector electrode C shown in Fig. 3, a resonant tunneling transistor RTT including an emitter electrode E and a variable electrode VE, And the like.

제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 동작 전압이 인가되는 전압 입력 포트(P20)를 포함할 수 있다. 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 제4 포트(P4)에 접속될 수 있다. 제2 부성 미분 저항 소자(300-1)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제2 신호를 반사하여 신호 결합기(200C)의 제2 포트(P2)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 도 2에 도시된 공명 터널링 다이오드(RTD)와 같은 부성 미분 저항 다이오드로 구현될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 도 3에 도시된 공명 터널링 트랜지스터(RTT)와 같은 부성 미분 저항 트랜지스터로 구현될 수 있다.The second sub-differential resistance element 300-2 may include a voltage input port P20 to which an operating voltage is applied. And the second sub-differential resistance element 300-2 may be connected to the fourth port P4. The second negative differential resistive element 300-1 may reflect the second signal separated from the input signal INPUT and transmit the reflected second signal to the second port P2 of the signal combiner 200C. According to one embodiment, the second sub-differential resistance element 300-2 may be implemented with a negative differential resistance diode, such as the resonant tunneling diode (RTD) shown in FIG. According to another embodiment, the second negative differential resistive element 300-2 may be implemented with a negative differential resistive transistor, such as the resonant tunneling transistor (RTT) shown in FIG.

또한, 반사형 증폭기 회로(100C)의 전력 이득(G)은 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)를 통해서도 조절될 수 있다.
Also, the power gain G of the reflection type amplifier circuit 100C can be adjusted through each of the negative differential resistance elements 300-1 and 300-2.

도 8은 또 다른 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로의 개략적인 블락도이다.8 is a schematic block diagram of a reflective amplifier circuit according to yet another embodiment.

도 8을 참조하면, 반사형 증폭기 회로(100D)는 신호 결합기(200D)와 부성 미분 저항 소자들(300-1 및 300-2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사형 증폭기 회로(100D)는 가변 반사형 증폭기 회로일 수 있다.Referring to FIG. 8, the reflective amplifier circuit 100D may include a signal combiner 200D and negative differential resistance elements 300-1 and 300-2. For example, the reflective amplifier circuit 100D may be a variable reflective amplifier circuit.

신호 결합기(200D)는 입력 신호(INPUT)를 수신하고, 입력 신호(INPUT)를 분리하여 각 분리된 신호를 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)로 전송할 수 있다. 또한, 신호 결합기(200D)는 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)에 의해 반사된 신호를 결합하여 출력 신호(OUT)를 출력할 수 있다.The signal combiner 200D receives the input signal INPUT and can separate the input signal INPUT and transmit the separated signals to the respective negative differential resistive elements 300-1 and 300-2. Further, the signal combiner 200D can combine the signals reflected by the sub-differential resistance elements 300-1 and 300-2 to output the output signal OUT.

도 8에서는 입력 신호(INPUT)가 제1 포트(P1)로 입력되고, 출력 신호(OUT)가 제2 포트(P2)로 출력되는 것으로 도시되어 있지만, 실시예에 따라 입력 신호(INPUT)는 제2 포트(P2)로 입력되고, 출력 신호(OUT)는 제1 포트(P1)로 출력될 수 있다.Although the input signal INPUT is shown as being input to the first port P1 and the output signal OUT as being output to the second port P2 in Figure 8, 2 port P2, and the output signal OUT may be output to the first port P1.

신호 결합기(200D)는 제1 포트(P1), 제2 포트(P2), 제3 포트(P3), 및 제4 포트(P4)를 포함할 수 있다. 신호 결합기(200D)는 제1 포트(P1)를 통해 입력 신호(INPUT)를 수신할 수 있다. 신호 결합기(200D)는 제1 포트(P1)를 통해 수신된 입력 신호(INPUT)를 분리하여 제1 신호와 제2 신호를 생성할 수 있다. 신호 결합기(200D)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제1 신호를 제3 포트(P3)를 통해 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)로 전송할 수 있다. 신호 결합기(200C)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제2 신호를 제4 포트(P4)를 통해 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)로 전송할 수 있다.The signal combiner 200D may include a first port P1, a second port P2, a third port P3, and a fourth port P4. The signal combiner 200D may receive the input signal INPUT through the first port P1. The signal combiner 200D may separate the input signal INPUT received through the first port P1 to generate the first signal and the second signal. The signal combiner 200D may transmit the first signal separated from the input signal INPUT to the first negative differential resistive element 300-1 through the third port P3. The signal combiner 200C may transmit the second signal separated from the input signal INPUT to the second negative differential resistive element 300-2 through the fourth port P4.

신호 결합기(200D)는 복수의 전압 입력 포트들(VP3~VP8)과 수동 소자들(231~243)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호 결합기(200D)는 3-브랜치 결합치(3-branch coupler)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 수동 소자들(231~243)은 3-브랜치(3-branch) 형태로 구현될 수 있다.The signal combiner 200D may further include a plurality of voltage input ports VP3 to VP8 and passive elements 231 to 243. For example, the signal combiner 200D may be implemented as a 3-branch coupler. For example, the passive elements 231 to 243 may be implemented in a 3-branch form.

신호 결합기(200D)가 3-브랜치 결합치(3-branch coupler)로 구현됨으로써, 반사형 증폭기 회로(100D)는 보다 넓은 대역폭을 가질 수 있다.Since the signal combiner 200D is implemented as a 3-branch coupler, the reflection amplifier circuit 100D can have a wider bandwidth.

제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 동작 전압이 인가되는 전압 입력 포트(P10)를 포함할 수 있다. 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 제3 포트(P3)에 접속될 수 있다. 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제1 신호를 반사하여 신호 결합기(200D)의 제2 포트(P2)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 도 2에 도시된 콜렉터 전극(C)과 이미터 전극(E)을 포함하는 공명 터널링 다이오드(RTD)와 같은 부성 미분 저항 트랜지스터로 구현될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 제1 부성 미분 저항 소자(300-1)는 도 3에 도시된 콜렉터 전극(C), 이미터 전극(E)과 가변 전극(VE)을 포함하는 공명 터널링 트랜지스터(RTT)와 같은 부성 미분 저항 트랜지스터로 구현될 수 있다. The first sub-differential resistance element 300-1 may include a voltage input port P10 to which an operating voltage is applied. And the first sub-voltage differential resistance element 300-1 may be connected to the third port P3. The first sub-differential resistance element 300-1 may reflect the first signal separated from the input signal INPUT and transmit the first signal to the second port P2 of the signal combiner 200D. According to one embodiment, the first negative differential resistive element 300-1 includes a negative differential resistance transistor 300-1, such as a resonant tunneling diode (RTD) comprising a collector electrode C and an emitter electrode E, . &Lt; / RTI &gt; According to another embodiment, the first negative differential resistive element 300-1 includes a collector electrode C shown in Fig. 3, a resonant tunneling transistor RTT including an emitter electrode E and a variable electrode VE, And the like.

제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 동작 전압이 인가되는 전압 입력 포트(P20)를 포함할 수 있다. 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 제4 포트(P4)에 접속될 수 있다. 제2 부성 미분 저항 소자(300-1)는 입력 신호(INPUT)로부터 분리된 제2 신호를 반사하여 신호 결합기(200D)의 제2 포트(P2)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 도 2에 도시된 공명 터널링 다이오드(RTD)와 같은 부성 미분 저항 트랜지스터로 구현될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 제2 부성 미분 저항 소자(300-2)는 도 3에 도시된 공명 터널링 트랜지스터(RTT)와 같은 부성 미분 저항 트랜지스터로 구현될 수 있다.The second sub-differential resistance element 300-2 may include a voltage input port P20 to which an operating voltage is applied. And the second sub-differential resistance element 300-2 may be connected to the fourth port P4. The second sub-differential resistance element 300-1 may reflect the second signal separated from the input signal INPUT and transmit the second signal to the second port P2 of the signal combiner 200D. According to one embodiment, the second negative differential resistive element 300-2 may be implemented with a negative differential resistance transistor, such as the resonant tunneling diode (RTD) shown in FIG. According to another embodiment, the second negative differential resistive element 300-2 may be implemented with a negative differential resistive transistor, such as the resonant tunneling transistor (RTT) shown in FIG.

또한, 반사형 증폭기 회로(100D)의 전력 이득(G)은 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)를 통해서 조절될 수 있다.
Further, the power gain G of the reflection type amplifier circuit 100D can be adjusted through each of the negative differential resistance elements 300-1 and 300-2.

도 9는 도 8에 도시된 반사형 증폭기 회로의 대역폭을 설명하기 위한 그래프이다.9 is a graph for explaining the bandwidth of the reflective amplifier circuit shown in FIG.

도 9에 도시된 바와 같이, 반사형 증폭기 회로(100D)는 5.4GHZ~6.2GHZ의 주파수 대역에서 10dB 이상의 전력 이득 특성을 가질 수 있다. 신호 결합기(200D)가 3-브랜치 결합치(3-branch coupler)로 구현됨으로써, 반사형 증폭기 회로(100D)는 보다 넓은 주파수 대역에서 상당한 전력 이득 특성을 가질 수 있다.
As shown in Fig. 9, the reflection type amplifier circuit 100D can have a power gain characteristic of 10 dB or more in the frequency band of 5.4 GHZ to 6.2 GHZ. Since the signal combiner 200D is implemented as a 3-branch coupler, the reflection amplifier circuit 100D can have significant power gain characteristics in a wider frequency band.

도 10은 또 다른 실시예에 따른 반사형 증폭기 회로의 개략적인 블락도이다.Figure 10 is a schematic block diagram of a reflective amplifier circuit according to yet another embodiment.

도 10을 참조하면, 반사형 증폭기 회로(100E)는 신호 격리기(signal isolator; 200E)와 부성 미분 저항 소자들(300-1 및 300-2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사형 증폭기 회로(100E)는 가변 반사형 증폭기 회로일 수 있다.Referring to FIG. 10, the reflective amplifier circuit 100E may include a signal isolator 200E and sub-differential resistance elements 300-1 and 300-2. For example, the reflective amplifier circuit 100E may be a variable reflective amplifier circuit.

신호 격리기(200E)는 입력 신호(INPUT)를 수신하고, 입력 신호(INPUT)를 부성 미분 저항 소자(300-3)로 전송할 수 있다. 또한, 신호 격리기(200E)는 부성 미분 저항 소자(300-3)에 의해 반사된 신호를 출력 신호(OUT)로 출력할 수 있다.The signal isolator 200E may receive the input signal INPUT and may transmit the input signal INPUT to the negative differential resistance element 300-3. Further, the signal isolator 200E can output the signal reflected by the negative differential resistance element 300-3 to the output signal OUT.

신호 격리기(200E)는 제5 포트(P5), 제6 포트(P6), 및 제7 포트(P7)를 포함할 수 있다. 신호 격리기(200E)는 제5 포트(P5)를 통해 입력 신호(INPUT)를 수신할 수 있다. 신호 격리기(200E)는 입력 신호(INPUT)를 제7 포트(P7)를 통해 부성 미분 저항 소자(300-3)로 전송할 수 있다.The signal isolator 200E may include a fifth port P5, a sixth port P6, and a seventh port P7. The signal isolator 200E may receive the input signal INPUT via the fifth port P5. The signal isolator 200E may transmit the input signal INPUT to the negative differential resistance element 300-3 via the seventh port P7.

부성 미분 저항 소자(300-3)는 동작 전압이 인가되는 전압 입력 포트(P30)를 포함할 수 있다. 부성 미분 저항 소자(300-3)는 제7 포트(P7)에 접속될 수 있다. 부성 미분 저항 소자(300-3)는 제7 포트(P7)를 통해 전송된 입력 신호(INPUT)를 반사하여 신호 격리기(200E)의 제6 포트(P6)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따라, 부성 미분 저항 소자(300-3)는 도 3에 도시된 콜렉터 전극(C), 이미터 전극(E)과 가변 전극(VE)을 포함하는 공명 터널링 트랜지스터(RTT)와 같은 부성 미분 저항 트랜지스터로 구현될 수 있다.The sub-differential resistance element 300-3 may include a voltage input port P30 to which an operating voltage is applied. And the sub-differential resistance element 300-3 may be connected to the seventh port P7. The negative differential resistance element 300-3 may reflect the input signal INPUT transmitted through the seventh port P7 and transmit it to the sixth port P6 of the signal isolator 200E. According to one embodiment, the sub-differential resistance element 300-3 includes a collector electrode C shown in Fig. 3, a resonant tunneling transistor (RTT) including the emitter electrode E and the variable electrode VE A negative differential resistance transistor.

반사형 증폭기 회로(100E)의 전력 이득(G)은 각 부성 미분 저항 소자(300-1 및 300-2)를 통해서 조절될 수 있다.
The power gain G of the reflective amplifier circuit 100E can be adjusted through each of the negative differential resistance elements 300-1 and 300-2.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI &gt; or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (7)

입력 신호를 수신하는 제1 포트, 제2 포트, 제3 포트, 및 제4 포트를 포함하는 신호 결합기;
상기 제3 포트에 접속되고, 상기 입력 신호로부터 분리된 제1 신호를 반사하여 상기 제2 포트로 전송하는 제1 부성 미분 저항 소자; 및
상기 제4 포트에 접속되고, 상기 입력 신호로부터 분리된 제2 신호를 반사하여 상기 제2 포트로 전송하는 제2 부성 미분 저항 소자를 포함하는 반사형 증폭기 회로.
A signal combiner including a first port, a second port, a third port, and a fourth port for receiving an input signal;
A first negative differential resistive element connected to the third port, for reflecting the first signal separated from the input signal and transmitting the reflected first signal to the second port; And
And a second negative differential resistive element connected to the fourth port, for reflecting the second signal separated from the input signal and transmitting the second signal to the second port.
제1항에 있어서,
상기 제1 부성 미분 저항 소자와 상기 제2 부성 미분 저항 소자 각각은 부성 미분 저항 다이오드인 반사형 증폭기 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second sub-differential resistance elements are sub-differential resistance diodes, respectively.
제1항에 있어서,
상기 제1 부성 미분 저항 소자와 상기 제2 부성 미분 저항 소자 각각은 부성 미분 저항 트랜지스터인 반사형 증폭기 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the first negative differential resistance element and the second negative differential resistance element are each a negative differential resistance transistor.
제1항에 있어서,
상기 신호 결합기는,
복수의 전압 입력 포트들; 및
각각이 상기 복수의 전압 입력 포트들 각각에 접속되는 가변 수동 소자들
을 더 포함하는 반사형 증폭기 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the signal combiner comprises:
A plurality of voltage input ports; And
Variable passive elements each of which is connected to each of the plurality of voltage input ports
Further comprising:
제1항에 있어서,
상기 신호 결합기는 3-브랜치 결합기(3-branch coupler)로 구현되는 반사형 증폭기 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the signal combiner is implemented as a 3-branch coupler.
제1 포트, 제2 포트, 및 제3 포트를 포함하는 신호 격리기; 및
상기 제3 포트에 접속되고, 상기 제1 포트로부터 입력되는 입력 신호를 반사하여 상기 제2 포트로 전송하는 부성 미분 저항 소자를 포함하는 반사형 증폭기 회로.
A signal isolator comprising a first port, a second port, and a third port; And
And a negative differential resistance element connected to the third port and reflecting an input signal input from the first port to transmit to the second port.
제6항에 있어서,
상기 부성 미분 저항 소자는 부성 미분 저항 트랜지스터인 반사형 증폭기 회로.The method according to claim 6,
Wherein the negative differential resistance element is a negative differential resistance transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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