KR101547997B1 - 변압기 및 전기 회로 - Google Patents

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Abstract

변압기가 제공된다. 변압기는 적어도 하나의 제 1 일차 턴, 적어도 하나의 제 2 일차 턴 및 제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴을 포함한다. 제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴은 적어도 하나의 제 1 일차 턴과 적어도 하나의 제 2 일차 턴 사이에 측방향으로 배열된다. 제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴은 하나가 다른 하나 위에 배열된다.

Description

변압기 및 전기 회로{TRANSFORMER AND ELECTRICAL CIRCUIT}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2013년 2월 22일 출원되고 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 독일 특허 출원 제 10 2013 101 768.1호를 우선권 주장한다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 변압기 및 전기 회로에 관한 것이다.
칩 상에 변압기 출력 정합 네트워크를 갖는 전력 증폭기를 포함하는 모바일 무선 송수신기를 완전히 통합하기 위해, 예를 들어 공통 모드(common mode) 신호가 양호하게 억제되게 하기 위해 전력 증폭기의 변압기 출력 정합 네트워크가 고도로 균형화되는 것이 바람직하다. 더욱이, 가능하게는 칩 상에 또는 동일한 칩 패키지 내에 배열된 추가의 구성요소가 가능한 한 적게 영향을 받게 되는 것이 바람직하다.
변압기가 제공된다. 변압기는 적어도 하나의 제 1 일차 턴(turn), 적어도 하나의 제 2 일차 턴 및 제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴을 포함한다. 제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴은 적어도 하나의 제 1 일차 턴과 적어도 하나의 제 2 일차 턴 사이에 측방향으로 배열된다. 제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴은 하나가 다른 하나 위에 배열된다.
더욱이, 전기 회로가 제공된다. 전기 회로는 제 1 공급 전위가 공급되는 공급 노드에 결합되는 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 제 1 차동 분기와(differential branch), 공급 노드에 결합되는 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 제 2 차동 분기와, 변압기의 일차 턴을 포함할 수 있다. 일차 턴은 제 1 차동 분기의 제 2 단부와 제 2 차동 분기의 제 2 단부 사이에 접속된다. 일차 턴은 제 2 공급 전위가 공급되는 중앙 접속부와, 중앙 접속부를 캐패시턴스에 의해 공급 노드에 결합하고 일차 턴의 내부에 적어도 부분적으로 연장하는 피드백 경로를 갖는다.
도면은 실제 크기 관계를 재현하는 것은 아니고, 오히려 다양한 예시적인 실시예의 원리를 도시하는 역할을 하도록 의도된다. 다양한 예는 이하의 도면을 참조하여 이하에 설명된다.
도 1은 (집적) 전력 증폭기 회로를 도시하는 도면이다.
도 2는 증폭기 회로를 도시하는 도면이다.
도 3은 변압기를 도시하는 도면이다.
도 4는 전기 회로를 도시하는 도면이다.
도 5는 일차 권선(winding)과 이차 권선 사이의 수직 결합을 갖는 변압기를 도시하는 도면이다.
도 6은 서로 맞물린 방식(interdigitated manner)으로 배열된 일차 권선과 이차 권선 사이의 측방향 결합을 갖는 변압기를 도시하는 도면이다.
도 7은 일차 권선과 이차 권선 사이의 측방향 결합 및 이차 권선들 사이의 측방향 결합을 갖는 변압기를 도시하는 도면.
도 8은 일차 권선과 이차 권선 사이의 측방향 결합 및 이차 권선들 사이의 수직 결합을 갖는 변압기를 도시하는 도면이다.
도 9는 변압기를 도시하는 도면이다.
도 10은 변압기의 턴의 배열을 도시하는 도면이다.
이하의 상세한 설명은 상세 및 다양한 구현예를 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 구현예는 당 기술 분야의 숙련자가 본 발명을 구현하는 것을 가능하게 하기 위해 충분한 상세로 설명된다. 다른 구현예가 또한 가능하고, 구현예는 구현예의 요지로부터 벗어나지 않고, 구조적, 논리적 및 전기적 관점으로부터 수정될 수 있다. 다양한 구현예는 반드시 서로 배타적인 것은 아니고, 오히려 상이한 구현예들은 서로 조합될 수 있어, 이에 의해 새로운 구현예를 발생한다.
시스템-온-칩 해결책(SoC)에서 전력 증폭기(PA)를 포함하는 모바일 무선 송수신기를 완전히 통합하기 위해, 통상적으로 고품질 정합 네트워크를 구현하는 것이 필요하다. 특히, 전력 증폭기의 출력 정합 네트워크는, 높은 전력 증폭기 효율을 성취하고 따라서 전류 소비를 최소화하기 위해 삽입 손실에 대한 매우 낮은 값이 성취되어야 하기 때문에 여기서 특히 매우 중요하다. 게다가, 전력 증폭기 출력 스테이지의 차동 신호는 통상적으로 접지에 대해 불균형 RF(무선 주파수) 출력 신호로 변환되도록 의도된다. 용량성 동조된 변압기가 통상적으로 이 목적으로 사용되는데, 여기서 일차 턴은 공급 전압을 공급하기 위해 동시에 사용된다. 이는 도 1에 도시되어 있다.
도 1은 (집적) 전력 증폭기 회로(100)를 도시한다.
(집적) 전력 증폭기 회로(100)는 차동 전력 증폭기(101) 및 출력 정합 네트워크/발룬(balun)(102)을 포함한다.
전력 증폭기(101)의 차동 출력(103, 104)은 출력 정합 네트워크/발룬(102)의 변압기의 일차 권선(105)에 결합된다. 공급 전압(VDD)은 공급 전압 노드(111)로부터 일차 권선(105)(즉, 변압기의 일차측의)의 중앙 탭(106)을 경유하여 공급된다. 이차 권선(107)의 일 접속부는 출력 정합 네트워크/발룬(102)의 출력(108)을 형성한다. 이차 권선(107)의 다른 접속부는 접지 접속부(109)에 접속된다. 캐패시턴스(110)는 부가적으로 일차 권선 및 이차 권선과 병렬로 접속된다.
최저 가능한 손실 이외에, 높은 균형화가 첫째로 공통 모드 신호(통상적으로 짝수 고조파)의 매우 양호한 억제를 얻기 위해 둘째로 차동 출력 스테이지(101)의 양 부분에 동일한 부하 임피던스를 제공하기 위해 요구된다. 이 마지막 요구는 첫째로 출력 스테이지(101)의 실제로 차동/균형화된 동작을 보장하고 따라서 가능한 한 많이 공통 모드 신호를 억제하고, 최대 효율로 전력 증폭기(101)를 동작하고 전류 및 전압의 견지에서 전력 증폭기의 부분 스테이지를 균일하게 로딩하기 위해, 그리고 높은 신뢰성을 성취하기 위해 특히 중요하다. 더욱이, 매우 높은 균형화는 공급 전압 노드(111)에서의 임피던스가 단지 전력 증폭기(101)의 성능에 매우 적은 영향을 미치는 것을 보장한다.
높은 균형화 이외에, 연계된 접지 네트워크[예를 들어, 전력 증폭기(101) 및/또는 출력 정합 네트워크/발룬(102)을 구현하는 집적 회로 내에, 송수신기 회로(100)가 통합되는 회로 보드 및 칩 패키지 내에 각각] 및 공급 전압의 공급의 결과로서 다른 구성요소에 영향을 미치는 간섭이 낮은 것이 바람직하다. 통상적으로, 변압기의 중앙 탭은 최저 가능한 저항 및 인덕턴스를 갖는 공급 전압(VDD)을 위한 대응 패드 구조체에 접속된다. 동일한 것이 전력 증폭기(101)의 접지 링크에 적용된다.
그러나, 전력 증폭기는 통상적으로 다른 민감성 회로부와의 칩 패키지 내의 또는 회로 기판 상의 공통 접지 임피던스를 갖는다. 이는 도 2에 도시된다.
도 2는 증폭기 회로(200)를 도시한다.
증폭기 회로(200)는 하나 또는 복수의 제 1 전계 효과 트랜지스터(203)를 갖는 제 1 차동 분기(201) 및 하나 또는 복수의 전계 효과 트랜지스터(204)를 갖는 제 2 차동 분기(202)를 포함한다. 제 1 차동 분기(201)는 증폭기(200)의 포지티브 출력을 형성하는 제 1 접속부(205)와, 증폭기(202)의 네거티브 출력을 형성하는 제 2 접속부(206)를 갖는다.
차동 분기(201, 202)는 제 1 저항기(207)를 경유하여 그리고 제 2 저항기(208)를 경유하여 접지 접속부(209)에 결합된 노드 A에서 일 단부에서 다른 단부에 결합된다. 변압기의 일차 권선(210)은 전력 증폭기(101)의 출력(103, 104)에 유사하게, 차동 분기(201, 202)에 의해 형성된 증폭기의 출력으로서 간주될 수 있는 차동 분기(201, 202)의 다른 단부들 사이에 결합된다. 제 1 캐패시턴스(211)가 일차 권선(210)과 병렬로 배열된다. 이차 권선(212)의 접속부는 예를 들어 증폭기 회로의 출력(213, 214)을 형성하고, 출력(213, 214) 중 하나는 예를 들어 도 1과 유사하게 접지에 접속된다. 제 2 캐패시턴스(215)는 출력(213, 214) 사이에 접속된다.
일차 권선(210)은 노드 B로서 지시된 중앙 접속부(216)를 갖고, 이에 의해 공급 전압(VDD)이 전압 소스(218)로부터 제 3 저항기(217)를 경유하여 공급된다. 전압 소스(218)는 그 부분이 접지 접속부(209)에 결합된다.
본 예에서, 다른 회로 블록(219)이 마찬가지로 제 4 저항기(220) 및 제 2 저항기(208)를 경유하여 접지 접속부(209)에 결합된다. 저항기(207, 208, 217, 220)는 일반적으로 임피던스(예를 들어, 특정 인덕턴스를 갖는)일 수 있다. 회로 블록(219)은 예를 들어 증폭기와 동일한 칩 패키지의 부분이거나 또는 동일한 회로 기판 상에 배열된다.
공통 접지 접속에 기인하여, RF 전류의 공통 모드 성분(도 2에 점선에 의해 도시됨)은 증폭기를 통해 회로 블록(219)으로의 누화를 경험할 수 있다.
차동 모드 성분의 흐름이 도 2에 분류를 위해 일점쇄선에 의해 도시되어 있다.
후술되는 바와 같이, 예로서, 전력 증폭기의 RF 코어 내의 공통 모드 전류의 직접 피드백을 갖는 저손실의 고도록 균형화된 변압기가 제공되고, 이에 의해 누화가 상당히 감소될 수 있다.
도 3은 변압기(300)를 도시한다.
변압기는 적어도 하나의 제 1 일차 턴(301) 및 적어도 하나의 제 2 일차 턴(302)을 포함한다.
변압기는 더욱이 제 1 이차 턴(303) 및 제 2 이차 턴(304)을 포함한다. 제 1 이차 턴(303) 및 제 2 이차 턴(304)은 적어도 하나의 제 1 일차 턴(301)과 적어도 하나의 제 2 일차 턴(302) 사이에 측방향으로 배열되고, 제 1 이차 턴(303) 및 제 2 이차 턴(304)은 하나가 다른 하나 위에 배열된다.
달리 말하면, 변압기에서, 일차측 및 이차측의 턴은 상이한 측에 속하는 턴들을 측방향으로 결합하고 동일한 측에 속하는 턴들을 수직으로 결합하는 이러한 방식으로 배열된다. 이는 측방향 결합의 결과로서 예를 들어 일차측과 이차측 사이의 결합 캐패시턴스를 최소화하는 결과를 갖고, 그 결과 균형화가 증가된다. 이차측을 일차 권선의 2개의 병렬 접속된 부분들 사이에 위치설정하는 것은 균형화에 대해 단지 적은 영향만을 갖고 일차측과 이차측 사이의 측방향 결합을 증가시킨다. 효율을 증가시키기 위해, 이차 권선의 N개의 개별 턴(가능하게는 또한 일차측의 경우에 일차 권선의 경우에, 여기서 N>1)은 수직 결합으로 실시된다. 이는 개별 턴 부분들 사이의 결합을 증가시키는 결과를 갖고, 그 결과 품질 인자가 이어서 증가된다.
제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴은 예를 들어 직렬로 접속된다.
변압기는 예를 들어 제 1 일차 턴과 적어도 하나의 제 2 일차 턴 사이에 측방향으로 배열되는 적어도 하나의 다른 이차 턴을 포함한다.
예로서, 다른 이차 턴은 제 1 일차 턴의 적어도 하나의 부분 또는 제 2 이차 턴의 적어도 하나의 부분 위에 적어도 부분적으로 배열된다.
다른 이차 턴, 제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴은 예를 들어 직렬로 접속된다.
예를 들어, 제 1 이차 턴은 제 1 평면 내에 배열되고, 제 2 이차 턴 및 다른 이차 턴은 제 1 평면 위의 제 2 평면 내에 배열된다.
제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴은 상이한 폭을 가질 수 있다.
제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴은 상이한 금속화 평면 내에 배열될 수 있다.
예로서, 제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴은 상이한 금속화 평면에 의해 형성된다.
제 1 일차 턴 및 제 2 일차 턴은 예를 들어 병렬로 접속된다.
적어도 하나의 제 1 일차 턴은 예를 들어 복수의 제 1 일차 턴이다.
복수의 제 1 일차 턴의 일차 턴은 예를 들어 병렬로 접속된다.
적어도 하나의 제 2 일차 턴은 예를 들어 복수의 제 2 일차 턴이다.
복수의 제 2 일차 턴의 일차 턴은 예를 들어 병렬로 접속된다.
적어도 하나의 제 1 일차 턴은 예를 들어 제 1 이차 턴의 레벨에서 제 1 부분 및 제 2 이차 턴의 레벨에서 제 2 부분을 갖는다.
적어도 하나의 제 2 일차 턴은 예를 들어 제 1 이차 턴의 레벨에서 제 1 부분 및 제 2 이차 턴의 레벨에서 제 2 부분을 갖는다.
일차 턴 및 이차 턴은 예를 들어 다이 또는 칩 상에 배열된다.
예를 들어, 일차 턴 및 이차 턴은 스트립라인(stripline)에 의해 형성된다.
도 4는 전기 회로(400)를 도시한다.
전기 회로(400)는 제 1 공급 전위가 공급된 공급 노드(403)에 결합된 제 1 단부(402) 및 제 2 단부(404)를 갖는 제 1 차동 분기(401)를 포함한다.
더욱이, 전기 회로(400)는 공급 노드(403)에 결합된 제 1 단부(406) 및 제 2 단부(407)를 갖는 제 2 차동 분기(405)를 포함한다.
전기 회로(400)는 더욱이 변압기의 일차 턴(408)을 포함한다. 일차 턴은 제 1 차동 분기(401)의 제 2 단부(404)와 제 2 차동 분기(405)의 제 2 단부(407) 사이에 접속되고, 일차 턴(408)은 제 2 공급 전위가 공급되는 중앙 접속부(409)를 갖는다.
전기 회로(400)는 더욱이 캐패시턴스(411)에 의해 공급 노드(403)에 중앙 접속부(409)를 (용량성) 결합하고 일차 턴(408)의 내부에 적어도 부분적으로 연장하는 피드백 경로(410)를 포함한다.
달리 말하면, 하나 또는 복수의 일차 턴의 공급 접속부로부터 공급 전위(예를 들어, 접지)로의 피드백(또는 복귀 결합)이 일차 턴의 내부(및 따라서 통상적으로 최단 경로 상에)에 배열된다. 일차 턴의 내부는 예를 들어 일차 턴에 의해 포위된 영역이다.
결합은 용량성 또는 유동성 결합되거나 전기 도전성 접속되는(예를 들어, 갈바닉 접속됨) 것이 이해될 수 있다(환경에 따라).
예로서, 하나 또는 복수의 차단 캐패시턴스 및 공통 모드 신호 피드백이 변압기 내에(일차 권선의 내부 내에) 통합된다. 예시적으로, RF 공통 모드 전류는 따라서 국부적으로 단락될 수 있다.
차동 분기(differential branches)는 예를 들어 증폭기 분기이다.
각각의 차동 분기는 예를 들어 각각의 경우에 적어도 하나의 트랜지스터를 갖는다.
예를 들어, (각각의) 트랜지스터는 차동 분기의 입력을 형성하는 제어 입력을 갖는다.
차동 분기(differential branches)의 입력은 예를 들어 차동 증폭기 입력이다.
예를 들어, 일차 턴은 금속화 평면(metallization plane) 내에 배열되고, 피드백 경로는 금속화 평면 내에 적어도 부분적으로 배열된다.
일차 턴은 제 1 차동 분기(the first differential branch)의 제 2 단부에 결합된 제 1 접속부를 가질 수 있고, 제 1 차동 분기의 제 2 단부에 결합된 제 2 접속부를 가질 수도 있고, 피드백 경로는 예를 들어 제 1 접속부와 제 2 접속부 사이에서 일차 턴의 내부로부터 유도된다.
전기 회로는 예를 들어 변압기의 복수의 일차 턴을 갖는 일차 권선을 포함하고, 상기 일차 권선은 제 1 차동 분기의 제 2 단부와 제 2 차동 분기의 제 2 단부 사이에 접속되고, 피드백 경로는 예를 들어 일차 권선의 내부에 적어도 부분적으로 연장한다.
피드백 경로는 예를 들어 일차 턴의 2개의 대칭 분기 사이에 연장한다.
예를 들어, 피드백 경로는 중앙 접속부를 통해 연장하는 일차 턴의 대칭축을 따라 연장한다.
피드백 경로는 차동 분기 사이에 적어도 부분적으로 연장될 수 있다.
제 1 공급 전위는 예를 들어 낮은 공급 전위(예를 들어, VSS)이고, 제 2 공급 전위는 예를 들어 높은 공급 전위(예를 들어, VDD)이다.
캐패시턴스는 예를 들어 일차 턴의 내부에 배열된다.
캐패시턴스는 또한 일차 턴의 외부에 배열될 수 있다.
변압기(300)는 전기 회로(400)를 위해 사용될 수도 있는데, 즉 회로(400)의 일차 턴이 변압기(300)의 일차 턴인 것이 고려되어야 한다. 이에 따라, 변압기(300)와 관련하여 설명된 예 및 특징은 전기 회로(400)를 위해 유사하게 유효하다.
변압기(300) 및 전기 회로(400)의 예가 더 상세히 후술된다.
집적 회로에 사용을 위한 변압기는 2개의 수직 결합된 인덕턴스("적층형 변압기") 또는 2개의 측방향으로 결합된 인덕턴스("상호 맞물림형 권선 변압기")를 포함할 수 있다.
도 5는 일차 권선과 이차 권선 사이에 수직 결합을 갖는 변압기(500)를 도시한다.
변압기는 3개의 병렬 접속된 일차 턴을 갖는 일차 권선(501) 및 2개의 직렬 접속된 이차 턴을 갖는 이차 권선(502)을 포함한다.
변압기의 2개의 권선(501, 502)은 2개의 상이한 금속층 내에 하나가 다른 하나의 바로 위에 배열된다. 이 방식으로, 매우 높은 결합 인자 및 따라서 높은 효율 또는 낮은 삽입 손실을 성취하는 것이 가능하다. 그러나, 직렬 저항을 최소화하기 위해, 턴은 특정 도전체 폭을 가져야 한다. 이는 발룬의 경우에서와 같이, 일차측(501)과 이차측(502) 사이에 높은 결합 캐패시턴스(503)를, 따라서 이차측(502)이 일 단부에서 접지되면 불균형 거동을 자동으로 유도한다.
도 6은 일차 권선과 이차 권선 사이의 수직 결합을 갖는 변압기(600)를 도시한다.
변압기는 3개의 병렬 접속된 일차 턴을 갖는 일차 권선(601) 및 2개의 직렬 접속된 이차 턴을 갖는 이차 권선(602)을 포함한다.
본 예에서, 변압기(600)의 2개의 권선(601, 602)은 하나의 평면 내의 동일한 금속층(또는 동일한 금속층들) 내에 배열된다. 결합 캐패시턴스(603)는, 금속화의 높이가 통상적으로 턴의 도전체 폭보다 상당히 작기 때문에, 변압기(500)와 비교하여 상당히 감소된다. 그러나, 일차측(601)과 이차측(602) 사이의 유도성 결합은 이러한 배열의 경우에 비교적 낮다.
일차 권선(601)과 이차 턴(602)의 상호 맞물림의 결과로서(도 6에 도시된 바와 같이), 이 단점은 재차, 그러나 일차 턴과 이차 턴 사이의 부가의 요구된 크로스오버의 결과로서 증가된 직렬 저항을 희생하여 부분적으로 보상될 수도 있다.
도 7은 일차 권선과 이차 권선 사이의 측방향 결합 및 이차 권선들 사이의 측방향 결합을 갖는 변압기(700)를 도시한다.
변압기(700)는 2개의 병렬 접속된 일차 턴(708, 709)을 갖는 일차 권선(701) 및 2개의 직렬 접속된 이차 턴을 갖는 이차 권선(702)을 포함한다.
일차측(701) 및 이차측(702)은 측방향으로 결합되고, 여기서 이차측(702)의 2개의 턴은 또한 하나의 평면 내에 놓이고 따라서 측방향으로 결합된다. 변압기(600)에 대조적으로, 여기서 양 이차 턴은 일차 턴 사이에 배열되고, 이는 변압기(600)와 비교하여 용량성 결합을 더 감소시킨다.
변압기(700)의 경우에, 캐패시턴스(703)는 더욱이 예를 들어 변압기가 사용되는 증폭기의 공급 전압을 위해, 일차 턴(701) 내에 배열된다. 일차 권선(701)의 내부 일차 턴(704)은 이 목적으로 캐패시턴스(703)가 결합되는 중앙 접속부(705)를 갖는다. 캐패시턴스(703) 및 또한 캐패시턴스(703)를 중앙 접속부(705)에 결합하는 접속부(706)는 피드백 경로(701)의 부분이고, 이 피드백 경로는 일차 턴(701)의 접속부들(707) 사이의 일차 턴(701)의 내부의 외부로 유도되고 예를 들어 접지 접속 노드에 결합된다. 예로서, 중앙 접속부(705)는 증폭기 회로(200)의 노드 B에 대응하고, 접지 접속 모드는 증폭기 회로(200)의 노드 A에 대응한다. 일차 권선의 접속부(707)는 예를 들어 일차 권선(210)으로의 차동 분기(201, 202)의 접속부에 대응한다. 본 예에서, 공급 전압은 외부 일차 턴(709) 상에 배열되는 VDD 접속부(708)에서 일차 권선(701)에 공급된다.
피드백 경로(710)는 공통 모드 전류의 피드백을 가능하게 한다. 칩 영역의 절약 이외에, 이러한 짧은(또는 심지어 최단) 경로[일차 턴(701)의 내부를 통한] 상에서 공통 모드 전류의 피드백은 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이 공통 접지 임피던스를 경유하는 누화의 감소를 가능하게 한다. 더욱이, 공통 모드 간섭을 위한 유도성 결합 경로는 대응 도전체 루프의 최소화에 의해 상당히 억제될 수 있다.
피드백 경로(710)는 전기 회로(400)의 피드백 경로의 예로서 간주될 수 있다.
도 8은 일차 권선과 이차 권선 사이의 측방향 결합 및 이차 턴들 사이의 수직 결합을 갖는 변압기(800)를 도시한다.
변압기(800)는 2개의 병렬 접속된 일차 턴을 갖는 일차 권선(801) 및 2개의 직렬 접속된 이차 턴을 갖는 이차 권선(702)을 포함한다.
본 예에서, 이차 인덕턴스(702)의 개별 턴은 이들 사이의 결합 인자가 가능한 한 높도록 설계된다. 도시된 예에서, 이차 측(702)은 수직 결합 방식으로 2개의 금속층 내에서 하나가 다른 하나의 상부에 배열된 2개의 턴을 갖는다. 이 구조체의 콤팩트한 단면은 높은 결합 인자 및 따라서 낮은 삽입 손실을 유도한다. 2개의 이차 턴들 사이의 더 높은 캐패시턴스는, 이들이 회로의 균형화에 영향을 미치지 않기 때문에 통상적으로 허용 가능할 수 있다.
변압기(800)는 변압기(300)의 예로서 간주될 수 있다.
변압기(800)는 더욱이 변압기(700)와 유사하게 피드백 경로(803) 및 통합(차단) 캐패시턴스(804)를 포함한다.
이하의 표는 시뮬레이션 결과에 기초하여 도 5, 도 6 및 도 8의 예에 대응하는 최적화된 PA 출력 변압기의 성능 데이터의 비교를 도시한다. 댐핑과 관련하는 최소 손실로, 측방향으로 결합된 변압기의 높은 균형화가 도 8에 따른 구조로 성취될 수 있다.
Figure 112014016482718-pat00001
도시된 변압기 구조는 또한 비-정수의 턴으로 실현될 수 있다.
통합 피드백 경로를 갖는 고도로 균형화된 변압기의 구현예의 추가의 예가 도 9에 도시된다.
도 9는 변압기(901, 902)를 도시한다.
제 1 변압기(901)는 2개의 병렬 접속된 일차 턴을 갖는 일차 권선(903) 및 2개의 직렬 접속된 이차 턴을 갖는 이차 권선(904)을 포함한다.
제 2 변압기(902)는 제 1 쌍(905)의 병렬 접속된 일차 턴 및 이차 쌍(906)의 병렬 접속된 일차 턴을 포함하고, 여기서 쌍들(905, 906)은 직렬로 접속되고, 이차 권선(907)은 3개의 직렬 접속된 이차 턴을 갖는다.
양 예에서, 이차측 출력은 90°만큼 회전된 방식으로 위치되어 있지만, 서로에 대한 코일의 배향은 중요하지 않다. 더욱이, 차단 캐패시턴스(908)는 전술된 바와 같이, 각각의 경우에 변압기(901, 902) 내에 배열된다. 추가의 가능성은 변압기 내의 공급(VDD) 및 접지(VSS)를 위한 라인만을 유도하고 변압기 외부에 차단 캐패시턴스 자체를 배열하는 것이다.
일차/이차 턴의 배열을 위한 혼성 배열이 또한 가능한데, 즉 이차측의 부분 턴은 일차측에 수직으로 결합한다. 이러한 것의 일 예가 도 10에 도시되어 있다.
도 10은 변압기의 턴의 배열을 도시한다.
변압기는 2개의 병렬 접속된 일차 턴을 갖는 일차 권선(1001) 및 3개의 직렬 접속된 이차 턴(1002, 1003)을 갖는 이차 권선(904)을 포함하고, 이차 턴(1003) 중 하나는 2개의 병렬 접속된 이차 턴으로 이루어진다.
이 예에서, 2개의 병렬 접속된 이차 턴(1003)은 일차측(1001)에 수직으로 결합한다.
균형화를 위해, 예를 들어 2개의 병렬 접속된 이차 턴으로 이루어지는 이차 턴(1003)이 예를 들어 발룬을 구현하기 위해 접지된다.
본 발명이 주로 특정 실시예를 참조하여 도시되고 설명되어 있지만, 수많은 수정이 이하의 청구범위에 의해 규정된 바와 같이 본 발명의 본질 및 범주로부터 벗어나지 않고 구성 및 상세와 관련하여 그에 이루어질 수 있다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위에 의해 결정되고, 의도는 청구범위의 문자적 의미 또는 등가물의 범위 하에 오게 되는 모든 수정을 위한 것이다.
100: 전력 증폭기 회로 101: 차동 전력 증폭기
102: 출력 정합 네트워크/발룬 103: 차동 출력
104: 차동 출력 105: 일차 권선
106: 중앙 탭 107: 이차 권선
108: 출력 109: 접지 접속부
110: 캐패시턴스 111: 공급 전압 노드
200: 증폭기 회로 201: 제 1 차동 분기
202: 제 2 차동 분기 203: 제 1 전계 효과 트랜지스터
205: 제 1 접속부 207: 제 1 저항기
210: 일차 권선 212: 이차 권선

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 제 1 일차 턴(primary turn)과,
    적어도 하나의 제 2 일차 턴과,
    제 1 이차 턴(secondary turn) 및 제 2 이차 턴을 포함하되,
    상기 제 1 이차 턴 및 상기 제 2 이차 턴은 상기 적어도 하나의 제 1 일차 턴과 적어도 하나의 제 2 일차 턴 사이에 측방향으로 배열되고,
    상기 제 1 이차 턴 및 상기 제 2 이차 턴은 하나가 다른 하나의 위에 배열되며
    상기 제 1 이차 턴 및 상기 제 2 이차 턴은 상이한 금속화 평면 내에 배열되는
    변압기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이차 턴 및 제 2 이차 턴은 직렬로 접속되는
    변압기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 일차 턴과 상기 적어도 하나의 제 2 일차 턴 사이에 측방향으로 배열된 적어도 하나의 이차 턴을 더 포함하는
    변압기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이차 턴 및 상기 제 2 이차 턴은 상이한 폭을 갖는
    변압기.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 일차 턴은 상기 제 1 이차 턴의 레벨에서 제 1 부분 및 상기 제 2 이차 턴의 레벨에서 제 2 부분을 갖는
    변압기.

  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 2 일차 턴은 상기 제 1 이차 턴의 레벨에서 제 1 부분 및 상기 제 2 이차 턴의 레벨에서 제 2 부분을 갖는
    변압기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 일차 턴 및 상기 이차 턴은 다이 또는 칩 상에 배열되는
    변압기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 일차 턴 및 상기 이차 턴은 스트립라인(stripline)에 의해 형성되는
    변압기.
  10. 제 1 공급 전위가 공급되는 공급 노드에 결합되는 제 1 단부, 및 제 2 단부를 갖는 제 1 차동 분기(differential branch)와,
    상기 공급 노드에 결합되는 제 1 단부, 및 제 2 단부를 갖는 제 2 차동 분기와,
    변압기의 일차 턴 - 상기 일차 턴은 상기 제 1 차동 분기의 상기 제 2 단부와 상기 제 2 차동 분기의 상기 제 2 단부 사이에 접속되고, 상기 일차 턴은 제 2 공급 전위가 공급되는 중앙 접속부를 가짐 - 과,
    상기 중앙 접속부를 캐패시턴스에 의해 상기 공급 노드에 결합하고 상기 일차 턴의 내부에 적어도 부분적으로 연장되는 피드백 경로를 포함하는
    전기 회로.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 차동 분기 및 상기 제 2 차동 분기는 증폭기 분기인
    전기 회로.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 차동 분기 및 상기 제 2 차동 분기의 각각은 각각의 경우에 적어도 하나의 트랜지스터를 갖는
    전기 회로.

  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 일차 턴은 금속화 평면 내에 배열되고, 상기 피드백 경로는 상기 금속화 평면 내에 적어도 부분적으로 배열되는
    전기 회로.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 일차 턴은 상기 제 1 차동 분기의 상기 제 2 단부에 결합된 제 1 접속부를 갖고, 상기 제 1 차동 분기의 상기 제 2 단부에 결합된 제 2 접속부를 갖고, 상기 피드백 경로는 상기 제 1 접속부와 상기 제 2 접속부 사이에서 상기 일차 턴의 내부로부터 유도되는
    전기 회로.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 변압기의 복수의 일차 턴을 갖는 일차 권선을 더 포함하되,
    상기 일차 권선은 상기 제 1 차동 분기의 제 2 단부와 상기 제 2 차동 분기의 제 2 단부 사이에 접속되고, 상기 피드백 경로는 상기 일차 권선의 내부에 적어도 부분적으로 연장되는
    전기 회로.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 피드백 경로는 일차 턴의 2개의 대칭 분기 사이로 연장되는
    전기 회로.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 피드백 경로는 중앙 접속부를 통해 연장되는 일차 턴의 대칭축을 따라 연장되는
    전기 회로.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 피드백 경로는 상기 제 1 차동 분기와 상기 제 2 차동 분기 사이에 적어도 부분적으로 연장되는
    전기 회로.

  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 캐패시턴스는 상기 일차 턴의 내부에 배열되는
    전기 회로.
  20. 제 10 항에 있어서,
    상기 캐패시턴스는 상기 일차 턴의 외부에 배열되는
    전기 회로.
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