KR102662272B1

KR102662272B1 - 증폭기에 공급되는 전력을 감지하는 감지 회로를 이용하여 증폭기의 출력을 조정하는 방법 및 그 전자 장치

Info

Publication number: KR102662272B1
Application number: KR1020180159170A
Authority: KR
Inventors: 최현석; 양동일; 김영주; 김주승; 심상훈; 이영민
Original assignee: 삼성전자주식회사
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2024-05-02

Abstract

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 전자 장치에 있어서, 안테나와, 상기 안테나를 통해 외부 전자 장치로 송신될 신호를 증폭하도록 설정된 증폭 회로와, 상기 증폭 회로에 공급되는 전원의 전압 값에 대응하는 제 1 정보를 감지하도록 설정된 제 1 감지 회로와, 상기 전원의 전류 값에 대응하는 제 2 정보를 감지하도록 설정된 제 2 감지 회로와, 보호 회로를 포함하고, 상기 보호 회로는, 상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보를 하나의 파라미터로 합산하고 상기 하나의 파라미터에 대응하여 한 합산한 값이 상기 증폭 회로의 특성에 의해 결정된 동작 영역을 벗어나는지 여부를 결정하고, 상기 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어나는 경우, 상기 상기 증폭 회로의 출력을 조정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예가 가능하다.

Description

증폭기에 공급되는 전력을 감지하는 감지 회로를 이용하여 증폭기의 출력을 조정하는 방법 및 그 전자 장치{A POWER AMPLIFIER AND AN ELELCTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 전력 증폭기 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것으로, 예를 들어, 전력 증폭기 및 전력 증폭기의 소손을 보호하는 전자 장치에 관한 것이다.

모바일 전자 장치는 RF(radio frequency) 신호를 증폭하는 전력 증폭기(PA; power amplifier)가 필수적으로 사용되고 있다. 전력 증폭기의 송신 성능을 향상시키기 위해 전력 증폭기에 높은 바이어스를 인가해야 하며, RF 전력 증폭기에 사용되는 반도체 소자의 사양 또는 특성에 따라 최대 출력이 정의될 수 있다. 최근 전력 증폭기의 증폭 회로로서, 선형성과 파워 핸들링 능력으로 인해 HBT(hetero-junction bipolar transistor) 기반의 전력 증폭기가 널리 사용되고 있다.

전력 증폭기의 출력 신호의 전압이 비정상적으로 증가할 경우 전력 증폭기의 성능이 저하되거나 손상될 수 있다. 전력 증폭기는 전력 증폭기에 포함된 소자(예: 트랜지스터)가 손상 없이 동작할 수 있는 안전 동작 영역(SOA: safe operating area) 내에서 동작하도록 설계되고, 소자의 과구동 또는 과부하 상태를 검출하고 보호하는 보호 회로를 포함하고 있다.

일반적으로 전력 증폭기의 보호 회로는 최대 전류(Imax)를 기준으로 또는 전력 증폭 회로(210)의 최소 전압(Vmin) 또는 최대 전압(Vmax)을 기준으로 과부하 신호를 판단하도록 동작하고 있으며 전압 또는 출력 전류 중 하나가 일정 레벨을 초과하는 경우 바이어스값을 줄이거나 전력 증폭기를 셧다운(shut down) 하도록 제어하고 있다.

그러나, 전압 또는 전류를 모니터링함에도 불구하고 전력 증폭기가 안전 동작 영역(SOA: safe operating area)을 벗어나는 범위에서 구동을 보호할 수 없고, 이로 인해 전력 증폭기의 손실이 발생하고 있으며, 전력 증폭기에 포함된 소자들의 기생 성분에 의해 소자의 선형성이 변경되거나, 임피던스 변화에 의해 전력 증폭기를 보호할 수 있는 전압 또는 전류 내에서 동작시키지 못하는 문제점이 존재하고 있다.

최근 동작 주파수가 마이크로파 대역을 이용하는 5세대(5G network)의 경우 더 높은 전력이 요구되면서 전력 증폭기의 동작 주파수 대역이 높은 주파수 대역으로 확장될 수 있다. 이로 인해, 전력 증폭기가 손상을 최소화하면서 동작할 수 있는 동작 영역이 안전 동작 영역보다 축소된 범위(예: fast operating area)를 가질 수 있으며, 안전 동작 영역뿐만 아니라 축소된 동작 영역 모두를 만족시키면서 전력 증폭기의 손실을 억제할 수 있는 방안이 요구되는 실정이다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 안테나와, 상기 안테나를 통해 외부 전자 장치로 송신될 신호를 증폭하도록 설정된 증폭 회로와, 상기 증폭 회로에 공급되는 전원의 전압 값에 대응하는 제 1 정보를 감지하도록 설정된 제 1 감지 회로와, 상기 전원의 전류 값에 대응하는 제 2 정보를 감지하도록 설정된 제 2 감지 회로와, 보호 회로를 포함하고, 상기 보호 회로는, 상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보를 하나의 파라미터로 합산하고, 상기 하나의 파라미터에 대응하여 합산한 값이 상기 증폭 회로의 특성에 의해 결정된 동작 영역을 벗어나는지 여부를 결정하고, 상기 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어나는 경우, 상기 증폭 회로의 출력을 조정하도록 설정된 전자 장치.

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 안테나, 전원 공급 모듈과, 상기 전원 공급 모듈과 연결된 전력 증폭 모듈을 포함하고, 상기 전력 증폭 모듈은, 상기 안테나로 출력되는 신호를 증폭 회로를 기반으로 증폭하고 상기 신호의 증폭 시 공급되는 전원의 전압 값에 대응하는 제1 정보를 감지하고, 상기 전원의 전류 값에 대응하는 제2 정보를 감지하고, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보 를 하나의 파라미터로 합산하고, 상기 하나의 파라미터에 대응하여 합산한 값이 상기 증폭 회로의 소자 특성에 의해 결정된 동작 영역을 벗어나는지 여부를 결정하고, 상기 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어나는 경우, 상기 전원 공급 모듈로 과부화 신호를 전달하도록 설정되며 상기 전원 공급 모듈은, 상기 전원 공급 모듈로부터 과부화 신호 수신 시 상기 증폭 회로 모듈로 인가되는 전압을 조절하거나 전원 공급을 차단하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 전력 증폭기의 전력 및 전류를 감지하고, 전력 및 전류를 기반으로 전력 증폭기가 안전하게 동작할 수 있는 동작 영역 내에서 동작할 수 있도록 구현할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 전력 증폭기에 포함된 소자들의 기생 성분에 의해 소자의 선형성이 변경되거나, 임피던스 변화되는 양상을 반영하여 전력 증폭기의 과구동 또는 과부하가 발생됐음을 검출하고 전력 증폭기를 보호할 수 있는 전압 또는 전류 내에서 동작시킬 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치는 안전 동작 영역뿐만 아니라, 마이크로파 대역을 이용하는 5G를 고려한 축소된 범위(예: fast operating area)를 만족하는 범위 내에서 전력 증폭기가 동작하도록 구현함으로써, 전력 증폭기의 손실을 억제 효과를 증가시킬 수 있다.

도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 HBT(heterojunction bipolar transistor) 전력 증폭 회로의 예시를 도시하며, 도 2b는 일 실시예에 따른 HBT 소자의 특성에 따른 전압-전류 곡선 그래프를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭 모듈의 구조를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 HBT 소자의 특성에 따른 SOA영역 또는 FOA 영역과 로드 라인(load line)의 상관 관계를 도시한다
도 5는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭 모듈의 구조를 나타낸다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 HBT 전력 증폭 모듈에 대응하는 회로도를 나타낸다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭 모듈의 구조를 나타내낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 증폭 회로의 트랜지스터의 안전 동작 보호를 위한 설정 범위의 바운더리의 변화를 나타낸다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전력 증폭 모듈을 포함하는 전자 장치의 구조를 도시한다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 전력 증폭 모듈을 포함하는 전자 장치의 구조를 나타낸다.
도 11은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭 모듈의 구조를 나타내낸다.
도 12는 다양한 실시예에 따른 전력 증폭 모듈을 포함하는 전자 장치의 구조를 나타낸다.
도 13은 다양한 실시예에 따른 전력 증폭 모듈을 포함하는 전자 장치의 구조를 나타낸다.
도 14는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭기의 출력을 조정하는 방법을 도시한다.
도 15는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭기의 출력을 조정하는 방법을 도시한다.

본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(101)는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치(wearable device), 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 이 구성 요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드(embedded)된 채 구현될 수 있다.

프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성 요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성 요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성 요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(volatile memory)(132)에 로드(load)하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(non-volatile memory)(134)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치(CPU, central processing unit) 또는 어플리케이션 프로세서(AP, application processor)), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치(GPU, graphic processing unit), 이미지 시그널 프로세서(ISP, image signal processor), 센서 허브 프로세서(sensor hub processor), 또는 커뮤니케이션 프로세서(CP, communication processor))를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(inactive)(예: 슬립(sleep)) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(active)(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성 요소들 중 적어도 하나의 구성 요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))과 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.

메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.

프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(OS, operating system)(142), 미들 웨어(middleware)(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.

입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성 요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜) 등을 포함할 수 있다.

음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커(speaker) 또는 리시버(receiver)를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서(pressure sensor))를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서(gesture sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 기압 센서(barometer sensor), 마그네틱 센서(magnetic sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 그립 센서(grip sensor), 근접 센서(proximity sensor), 컬러 센서(color sensor)(예: RGB(red, green, blue) 센서), IR(infrared) 센서, 생체 센서(biometric sensor), 온도 센서(temperature sensor), 습도 센서(humidity sensor), 또는 조도 센서(illuminance sensor) 등을 포함할 수 있다.

인터페이스(177)는 전자 장치(101)의 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜(protocol)들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD(secure digital) 카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스 등을 포함할 수 있다.

연결 단자(connection terminal)(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터) 등을 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터(motor), 압전 소자(piezoelectric element), 또는 전기 자극 장치(electrical stimulation device) 등을 포함할 수 있다.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지(fuel cell)를 포함할 수 있다.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, Wi-Fi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN(wide area network))와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다.

무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI, international mobile subscriber identity))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)가 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.

상기 구성 요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고, 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호 간에 교환할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104 또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들(102, 104)에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들(102, 104)은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅(cloud computing), 분산 컴퓨팅(distributed computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅(client-server computing) 기술이 이용될 수 있다.

도 2a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 HBT(heterojunction bipolar transistor) 전력 증폭 회로의 예시를 도시하며, 도 2b는 일 실시예에 따른 HBT 소자의 특성에 따른 전압-전류 곡선 그래프를 나타낸다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 전력 증폭 회로(210)는 도 1의 통신 모듈(190)에 포함될 수 있다.

일 실시예에 따르면 전력 증폭 회로(210)는, 송신 시에 RFIC로부터 신호를 획득하여 후처리하여 안테나로 전달하고, 및 수신 시에 안테나로부터 획득한 신호를 전처리하여 RFIC에 전달하도록 설정된 RF front end(RFFE)에 포함될 수 있다.

전력 증폭 회로(210)는 RF 처리 모듈(예: 도1 의 무선 통신 모듈(192) 내의 RFIC) 로부터 전달된 입력단 신호(RFin)를 바이어스 전압을 이용해 증폭시키고, 증폭된 신호를 안테나로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면 전력 증폭 회로(210)는 HBT(heterojunction bipolar transistor) 소자(221), 입력단(RFin)과 HBT 소자(221) 사이에 RF 신호의 손실을 보상하기 위한 입력 매칭부(222)와, HBT 소자(221) 사이와 출력단(RF out) 사이의 임피던스를 매칭하기 위한 출력 매칭부(223)와 바이어스 회로를 통해 HBT 소자(221)로 인가되는 바이어스의 크기를 가변하는 바이어스 회로(224)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 증폭 회로(210)는 HBT 소자(221)에서 출력 매칭부(223)로 연결된 단자의 로드저항값(Rload)을 조정하여 원하는RF 신호가 생성되도록 설정될 수 있다. 로드저항값(Rload)은 전력 증폭 회로(210)에서 요구되는 피크 전력(peak power)과 전원 전압(V_DC)에 의해 결정될 수 있다.

일 예를 들어, 전력 증폭 회로(210)는 소자의 특성을 반영하여 신호를 최대 전력으로 증폭시키기 위해 전압-전류 커브 곡선이 반영된 로드 라인(load line)을 따라 로드저항값(Rload)의 크기가 조정되도록 설정될 수 있다. 전력 증폭 회로(210)는, 출력 임피던스 매칭으로 인한 손실, 주파수 특성, 제한된 Q와 같은 매개 변수를 고려하여 로드저항값(Rload)의 크기가 가변될 수 있다.

또한, 전력 증폭 회로(210)는 소자 특성으로 인한 최소 전압(Vmin)과 최대 전압(Vmax) 사이에서 전압이 변화되고, 최대 전류(Imax)를 초과하지 않는 범위 예를 들어, 전력 증폭 회로(210)의 소자들이 손상 없이 동작할 수 있도록 설정된 동작 영역 안에서 로드 라인(load line)이 포함되도록 설정될 수 있다.

일 실시예에 따른 전자 장치(101)은 전력 증폭 회로(210)가 설정된 동작 영역의 내에서 동작할 수 있도록 HBT 소자(221)에 인가되는 전류 및 전압을 감지할 수 있다. 전자 장치(101)은 전류 및 전압을 하나의 파라미터로 변환하여 외부 요인으로 인한 로드 라인(load line)의 차이가 발생됨에도 불구하고 소자의 손실 없이, 설정된 동작 영역의 범위 내에서 동작할 수 있도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 2b에서 나타낸 바와 같이, 도 2b의 a는 소자의 특성에 따른 전압(V)-전류(I-) 커브가 반영된 설계 시의 이상적인 로드 라인을 나타내며, b 는 기생 캐패시터 등의 기생 성분에 의한 전력 증폭 회로(210)의 출력단에서 실제 측정된 로드 라인을 나타낸다.

일반적으로, 전력 증폭 회로 구현 시, 로드 저항값의 크기를 조정하기 위한 로드 라인(load line)은 전력 증폭 회로의 소자들이 손상 없이 동작할 수 있도록 설정된 동작 영역 안에 위치하도록 설정하였으나, 전력 증폭 회로 동작 시b와 같이 기생 캐패시터에 의해 전력 증폭 회로의 로드 라인(load line)에 차이가 발생되어 타원형의 형태로 변경된 것을 확인할 수 있다. 또는, HBT 전력 증폭 회로의 컬렉터 전압이 증가하거나, 로드가 변경되는 경우, b와 같이 로드 라인의 궤적이 달라질 수 있다. 이와 같이, 전력 증폭 회로는 전원 전압의 증가, 안테나 로드, 및/또는 기생 캐패시터에 기인한 임피던스에 의해 로드 라인(load line)이 변경될 수 있고, 이로 인해 설정된 안정 동작 영역(SOA), 고주파 안전 동작 영역(FOA) 영역을 초과하여 동작함으로써, 전력 증폭 회로의 손실이 발생될 수 있다.

일 실시예에 따른 전자 장치(101)은 HBT 소자(221)의 감지된 전류 및 전압에 가중치를 부여하여 합산된 값을 기준으로 실제 측정되는 로드 라인의 양상이 반영된 동작 영역 내에서 전력 증폭 회로(210)가 동작되는지 여부를 판단하고, 전력 증폭 회로(210)가 설정된 동작 영역을 벗어나는 경우 HBT 소자(221) 의 출력을 조정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 증폭 회로가 설정된 동작 영역의 범위 내에서 동작하도록 HBT소자(221)의 출력이 낮아지도록 설정하거나 전력 증폭 회로(210)의 전원 공급을 차단하도록 설정할 수 있다.

일 실시예에 따른 전자 장치(101)는 안전 동작 영역뿐만 아니라, 마이크로파 대역을 이용하는 5G를 고려한 축소된 범위(예: 고주파 안전 동작 영역(FOA: fast operating area))를 만족하는 범위 내에서 전력 증폭 회로(210)가 동작하도록 설정될 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭 모듈의 구조를 도시한다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 전력 증폭 모듈(301)은 증폭 회로(310)(예: 도 2a의 전력 증폭 회로), 전류 감지 회로(320), 전압 감지 회로(325) 및 보호 회로(330)을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(330)는 바이어스 회로(335)를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않으며, 바이어스 회로(335)는 보호 회로(330)와 별도의 구성으로 구현될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(330)은, 전류 감지 회로(320). 전압 감지 회로(325), 합산 회로(333) 비교 회로(334) 및/또는 바이어스 회로(335) 중 적어도 일부를 포함하여 구현될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 증폭 회로(310)는 RF 처리 모듈(예: RFIC)로부터 전달된 입력단 신호(RFin)를 바이어스 전압을 이용해 증폭시키고, 증폭된 신호를 안테나(305)로 전달할 수 있다. 증폭된 RF 신호는 출력단(RF out) 을 통해 안테나(305)로 출력될 수 있다. 예를 들어, 증폭 회로(310)는 도 2의 전력 증폭 회로(210)의 구조로 구성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

일 실시예에 따르면, 증폭 회로(310)는 입력단을 통해 입력되는 신호의 이득을 조절하는 드라이브 증폭기(DA: driver amplifier) 및 이득 조절된 RF 신호를 증폭하는 전력 증폭기(PA: power amplifier) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

DA는 전원 공급 모듈로부터 입력되는 DC-DC 전압 또는 배터리 전압(V-batt)을 전원으로 인가 받아 DA로 입력된 신호를 증폭하여 드라이버 신호로 출력할 수 있다. DA는 전력 증폭기(PA)와의 스테이지간 정합(inter stage matching)을 통해 선형 성능 열화 및 전력 손실을 최소화하여 전력 증폭(PA)에 신호를 전달할 수 있다.

PA는 DA의 출력단에 연결되고, 전원 공급 모듈로부터 입력되는 DC-DC 전압 또는 배터리 전압(V-batt)를 전원으로 인가받아 PA에 입력된 드라이버 신호를 증폭한 전력 신호를 출력단(RF out) 으로 출력할 수 있다.

어떤 실시예에 따르면, PA는 출력 전력 별로 전력 효율을 높이기 위해 다중 모드를 사용할 수도 있다. 예를 들어, PA는 적어도 하나 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 최대 출력 전력(power)에 대응하여 트랜지스터가 온(on)되는 개수를 제어할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 전류 감지 회로(320)는, 증폭 회로(310)에 포함된 트랜지스터의 컬렉터단과 연결될 수 있으며, 증폭 회로(310)로 인가되는 전원 전압(예: vcc)을 통해 트랜지스터로 흐르는 전류를 감지할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전압 감지 회로(320)는 증폭 회로(310)의 전원(Vcc) 공급 라인과 연결될 수 있으며, 증폭 회로(310)로 인가되는 전압을 감지할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(330)는 증폭 회로(310)에 바이어스 전류가 인가되어 신호를 증폭하는 동안, 증폭 회로(310)에 설정된 이상의 전류 또는 전압이 흐르는지를 확인(예: 감지)하여 증폭 회로(310)가 안전하게 동작할 수 있도록 설정된 동작 영역 범위 내에서 구동되는지를 판단하고, 설정된 동작 영역을 벗어난 경우, 증폭 회로(310)의 출력을 조정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(330)는 증폭 회로(310)가 신호를 증폭하는 동한 설정된 동작 영역의 범위를 벗어나 구동되는 경우, 증폭 회로(310)로 인가되는 출력이 낮아지도록 제어하거나, 증폭 회로(310)로의 전원 공급을 차단할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(330)는 합산 회로(333), 비교 회로(334) 및 바이어스 회로(335)(예: 도 2a의 바이어스 회로(224)) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

어떤 실시예에 따르면, 보호 회로(330)는 전류 또는 전압을 하나의 파라미터로 변경하기 위한 변환 회로(미도시)를 포함할 수도 있다.

어떤 실시예에 따르면, 합산 회로(333)는 비교 회로(334)를 포함하여 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 합산 회로(333)는 전류 감지 회로(320)를 통해 감지된 전류 및 전압 감지 회로(325)를 통해 감지된 전압을 하나의 파라미터로 변경하여 합산하고, 전류 및 전압의 합산값을 비교 회로(334)로 전달할 수 있다. 전류 및 전압의 합산값은 전압 합산(Vtotal)값으로 나타낼 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

예를 들어, 합산 회로(333)는 전류 감지 회로(320)를 통해 감지된 증폭 회로(310)의 트랜지스터(TR)로 흐르는 전류를 전압(예: 제1 전압)으로 바꾸고, 전압 감지 회로(325)를 통해 감지된 전압(예: 제2 전압)을 기준으로 제1 전압과 제2 전압을 합산(예: Vtotal)하도록 설정될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 합산 회로(333)는 전류 감지 회로를 통해 감지된 전류(예: 제1 전류)와, 전압 감지 회로(325)를 통해 감지된 전압을 전류(예: 제2 전류)로 바꾸고, 전류를 기준으로 제1 전류와 제2 전류를 합산(예: Itotal)하도록 설정될 수 있다. 합산 회로(333)는 전류의 합산(예: Itotal)을 저항을 이용해 전압의 합산(예: Vtotal)으로 변환할 수 있으며, 전압의 한삽값으로 비교 회로(333)로 전달할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 합산 회로(333)는 증폭 회로(310)에 포함된 트랜지스터 소자의 특성에 따라 전류 또는 전력 별로 가중치를 부여하여 합산값이 확인되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 합산 회로(333)는 전압 감지 회로(325)를 통해 감지된 전압에 가중치 A를 곱하고, 전류 감지 회로(320)를 통해 감지된 전류에 가중치 B를 곱한 후 합산값이 확인되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 합산값은 (A*x) + (B*y)의 일차식 방정식을 이용할 수 있으나, 경우에 따라 이차식 또는 그 이상의 방정식을 이용될 수도 있다. x, y는 전류감지를 통해 감지된 회로의 전류 또는 전압 감지를 통해 감지된 전압을 하나의 파라미터로 변경된 값일 수 있다. 예를 들어, 전류를 기준으로 할 경우, x, y는 제1 전류 및 제2 전류를 의미하고, 전압을 기준으로 할 경우, x, y는 제1 전압 및 제2 전압으로 이해될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 비교 회로(334)는 합산 회로(333)로부터 전달된 합산값이 증폭 회로(310)가 안전하게 동작할 수 있도록 설정된 동작 영역을 벗어나는 지 여부를 판단할 수 있다. 비교 회로(334)는 합산값이 설정된 동작 영역을 벗어나는 경우 증폭 회로(310)가 설정된 동작 영역을 벗어 났음을 알리는 과부하 신호를 바이어스 회로(335)로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 바이어스 회로(335)는 증폭 회로(310)와 연결될 수 있으며, 증폭 회로(310)에 바이어스 전류를 공급할 수 있다. 바이어스 회로(335)는 증폭 회로(310)를 통해 원하는 신호로 증폭되어 출력되도록 바이어스 전류를 가변할 수 있다. 바이어스 회로(335)는 PA 바이어스 전류를 조정함으로써 전압- 전류 커브 곡선 상의 로드라인(load line)의 모양이 조정되도록 제어할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 바이어스 회로(335)는 비교 회로(334)부터 전달된 증폭 회로(310)의 과부하 신호에 의해 증폭 회로(310)의 출력이 조정되도록 바이어스 전류의 크기를 조절하거나, 증폭 회로(310)로 공급되는 전원을 차단하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 바이어스 회로(335)는 과부하 신호가 수신되는 경우, 증폭 회로(310)의 바이어스 전류가 낮아지도록 조정할 수 있다.

일 실시예에 따른 바이어스 회로(335)는 예를 들어, 5세대 이동 통신에 대응하여 소자가 손상없이 동작할 수 있는 동작 영역(예, 제1 동작 영역 및 제2 동작 영역) 내에서 로드 라인이 설정될 수 있다. 예를 들어, 증폭 회로(310)가 안전하게 동작할 수 있도록 설정된 동작 영역은 증폭 회로를 구성하는 회로 소자(예: 트랜지스터, 저항 등)의 특성에 대응하여 결정된 제1 동작 영역 및 마이크로파 기반의 동작 주파수 특성을 고려한 제2 동작 영역 중 적어도 일부가 중첩된 영역일 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 동작 영역은 증폭 회로의 소자(예: HBT 소자)특성으로 인해 결정된 안전 동작 영역(SOA: safe operation area)일 수 있다. 일 실시예에 따른 제2 동작 영역은 동작 주파수 증가에 따라 안전 동작 영역보다 축소된 동작 영역(예; 고주파 안정 동작 영역(FOA:fast operating area))일 수 있다. 제2 동작 영역(예: FOA)은 소자가 지원하는 Ft(cut off frequency), Fmax(maximum oscillation frequency)에 가까워 질 시 제1 동작 영역과 비교하여 축소된 동작 영역이다. 제2 동작 영역의 경우 밀리미터파의 주파수 대역 신호가 증가되면 영역은 더 축소될 수 있다. 일 예에서, SOA 및 FOA는 증폭 회로를 구성하는 회로 소자(예: 트랜지스터, 저항 등)의 특성 및 소자의 사이즈에 의해 결정될 수 있다.

예를 들어, 도 4는 일 실시예에 따른 HBT 소자의 특성에 따른 SOA영역 또는 FOA 영역과 로드 라인(load line)의 상관 관계를 도시한다. 도 4에서 SOA와 FOA는 HBT소자가 손상 없이 동작할 수 있는 전압과 전류의 범위를 나타낸다. 여기서, Vmax는 소자가 브레이크다운(breakdown) 전압 이하에서 동작하기 위해 설정된 값이며, Imax는 소자가 최대 전류 이하에서 동작하기 위해 설정된 값일 수 있다. 이때, Imax 는 단위당 허용되는 최대 전류 밀도(max current density) 와 소자의 사이즈에 따라 결정될 수 있다.

도 4에 도시된 411은 SOA 내에 설정되는 로드 라인이고, 412는 SOA 보다 축소된 FOA 내에 설정되는 로드 라인을 나타낸다. 413는 SOA 및 FOA를 모두 고려하여 설정된 로드 라인을 나타낸다. 도 4의 411,412 및 413 이상적인 로드라인을 나타낼 수 있으며, 실제 측정시의 로드 라인은 도 2b에 도시된 바와 같이, 외부 요인으로 인해 로드라인의 형태가 다를 수 있다. 이로 인해, 증폭 회로(310)의 동작이 SOA 및 FOA의 벗어나서 동작하는 경우가 발생될 수 있다.

일 실시예에 따른 바이어스 회로(335)는 도 4의 413과 같이, SOA및FOA 모두를 만족시키는 범위 내에서 로드 라인이 설정될 수 있다.

일 실시예에 따른 전력 증폭 모듈(301)은 보호 회로(330)가 전류 및 전압에 가중치를 부여하여 합산함으로써, 실제 측정시의 로드 라인을 고려하여 증폭 회로(310)가 동작 범위를 벗어나는지를 판단하고, 동작 범위를 벗어나는 경우 증폭 회로(310)의 바이어스를 조정할 수 있다.

도 5는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭 모듈의 구조를 나타내며, 도 6은 다양한 실시예에 따른 HBT 전력 증폭 모듈에 대응하는 회로도를 나타낸다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(310)의 전력 증폭 모듈(501)(예: 도3의 전력 증폭 모듈(301))은 증폭 회로(510)(예: 도 3의 증폭 회로(310)), 보호 회로(530))를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(530)는 증폭 회로(510)에 바이어스 전류를 인가하여 신호를 증폭하도록 제어하고, 전류 파라미터를 기반으로 증폭 회로(510)에서 감지된 전류와 전압을 합산한 값을 기준으로 증폭 회로(510)를 보호하도록 동작할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(530)는 전류 감지 회로(I sensing circuit)(531), 전압 감지 및 변환 회로(V sensing circuit & V to I conversion) (532), 비교 회로(comparator)(535), 및 바이어스 회로(540)를 포함할 수 있다. 비교 회로(535)는 전류-전압 컨버터를 더 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(530)는 바이어스 회로(540)를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않으며, 바이어스 회로(540)는 보호 회로(530)와 별도의 구성으로 구현될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 증폭 회로(510)는 입력단을 통해 입력되는 신호의 이득을 조절하는 드라이브 증폭기(DA: driver amplifier)(511)및 이득 조절된 RF 신호를 증폭하는 전력 증폭기(PA: power amplifier) (512) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 증폭 회로(510)는 드라이브 증폭기(512)가 생략될 수도 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다. 증폭 회로(510)는 입력되는 DC-DC 전압 또는 배터리 전압(V-batt)을 전원(예: Vcc1, Vcc2)으로 인가 받아 입력된 신호를 증폭하여 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 바이어스 회로(Bias circuit)(540)는 증폭 회로(510)와 연결될 수 있으며, 증폭 회로(510)에 바이어스 전류를 공급할 수 있다.. 바이어스 회로(540)는 배터리 전압(V-batt)를 전원으로 인가 받아 증폭 회로에 바이어스 전류를 공급할 수 있다.

바이어스 회로(540)는 비교 회로(comparator)(535)로부터 증폭 회로(510)가 설정된 동작 영역 내에서 동작하는지에 대한 신호를 수신할 수 있다. 바이어스 회로(540)는 비교 회로(535)로부터 증폭 회로(510)가 설정된 동작 영역을 초과하여 동작하는 과부하 신호를 수신할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 바이어스 회로(540)는 증폭 회로(510)가 설정된 동작 영역을 초과하여 동작하는 경우, 증폭 회로(510)가 다시 설정된 동작 범위 내에서 동작하도록 증폭 회로(510)의 바이어스 전류가 낮아지도록 제어할 수 있다.

어떤 실시예에 따르면, 바이어스 회로(540)는 증폭 회로(510)가 설정된 동작 영역을 초과하여 동작하는 경우, 전력 증폭 모듈(501)에 공급되는 전원을 차단하도록 제어할 수 있다.

어떤 실시예에 따르면, 바이어스 회로(540)는 증폭 회로(510)가 설정된 동작 영역을 초과하여 동작하는 경우, 외부 제어 회로(예를 들면, 전원 공급 모듈 또는 DC -DC 컨버터)에 증폭 회로(510)가 설정된 동작 영역을 초과했음을 알리는 과부하 신호를 전달할 수도 있다. 외부 제어 회로는 바이어스 회로(540)로부터 전달된 과부하 신호를 기반으로 전력 증폭 모듈(501)를 조정할 수 있다. 예를 들어, 바이어스 회로(540)는 증폭 회로(310)로 인가되는 출력이 낮아지도록 제어하거나, 증폭 회로(310)로의 전원 공급을 차단할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 바이어스 회로(540)는 비교 회로(535)로부터 전달된 신호에 의해 증폭 회로(510)가 설정된 동작 영역 내에서 동작하는 경우 바이어스 회로(540)의 출력값(예; 증폭 회로로 인가되는 전류)을 조정하지 않고, 설정된 동작 영역을 초과하여 동작하는 경우에만 바이어스 회로(540)의 출력값이 낮아지도록 조정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전류 감지 회로(531)는 증폭 회로(510)에 포함된 트랜지스터의 컬렉터단에 흐르는 전류를 감지하고, 감지된 전류를 기준으로 미러링된 전류(예: 제1 전류)를 생성하여 비교 회로(535)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전류 감지 회로(531)는 제1 전류에 소정의 증폭율(B)을 곱한 값을 비교 회로(535)로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전압 감지 및 변환 회로(532)는 증폭 회로(510)로 인가되는 전원 전압(예: Vcc) 라인과 연결될 수 있으며, 증폭 회로(510)에 인가되는 전압을 감지하고, 감지된 전압을 전류로 변환하고, 변환된 전류를 기준으로 미러링된 전류(예: 제2 전류)를 생성하여 비교 회로(535)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 감지 및 변환 회로(532)는 제2 전류에 소정의 증폭율(A)를 곱한 값을 비교 회로(535)로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1 전류에 곱하는 증폭율(B)와, 제2 전류에 곱하는 증폭율(A)는 HBT 소자의 특성에 따라 상이하게 변경될 수 있으며, 설정된 동작 영역(예: SOA 및 FOA 범위)의 바운더리 모양에 대응되도록 결정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 비교 회로(535)는 전달된 제1 전류 및 제2 전류를 합산하고, 제1 전류와 제2 전류의 합산값이 설정된 임계값을 초과하는 경우 과부하 신호를 바이어스 회로(540)로 전달할 수 있다. 비교 회로(535)에서 설정된 임계값은 소자들이 안전하게 동작할 수 있는 동작 영역(예를 들어, SOA 및 POA 범위)를 초과하지 않도록 설정된 값일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전류의 합산(Itotal)값을 증폭 회로(510)의 과부하 모니터링을 위한 전압(Vtotal)값으로 변경할 수 있다. 비교 회로(535)는 모니터링을 위한 전압값(Vtotal)을 기준으로 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(530)는 제1 전류에 곱하는 증폭율(B)와, 제2 전류에 곱하는 증폭율(A)에 가중치를 두어 합산함으로써, 증폭 회로의 동작이 설정된 동작 영역(예: SOA 및 FOA 범위) 내에서 동작하는지 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 증폭 회로(DA)를 포함하는 비교 회로(535)회로도를 기반으로 설명하면, 도 6은 전력 증폭 모듈은 증폭 회로(610)와 보호 회로(630)로 영역을 정의하였으나, 영역의 정의는 설명의 편의를 위하여 구분하였을 뿐, 이에 한정하는 것은 아니다. TRb1, TRb2는 바이어스 회로의 HBT 소자이고, TRpa는 증폭 회로(610)의 HBT 소자이다. RFin은 RF(고주파)신호의 입력단자, RFout는 RF 신호의 출력단자, Vcc는 전원전압, V bias_ref 는 인가 전압(Vcc1)를 기반으로 하는 바이어스 설정용 전압이다. 또한, I11-I13은 바이어스 회로 내부에 흐르는 전류이고, Ic는 TRpa의 컬렉터(collector) 전류 이다. 바이어스 회로의 Trb1의 베이스 전극과 Trb2의 컬렉터 전극은 V bias_ref가 인가되는 바이어스 설정 단자와 접속(연결)되고, Trb2의 베이스 전극이 Trb1의 에미터 전극으로 연결되어 있다.

바이어스 회로에서 바이어스 설정용 전압 V bias_ref가 TR(Tr1)의 베이스 전극에 인가되고, V bias_ref의 전압 크기에 따라 전류 I11이 Tr1의 에미터 전류로서 증폭되어 출력(I12) 될 수 있다. 전류 I12는 증폭 회로 TRpa의 바이어스 전류로서 공급될 수 있다.

증폭 회로(610)에서, 단자 RFin에서 RF 신호가 입력되면, TRpa의 베이스 전극으로 입력되고, RF 신호의 크기에 따라 TRpa의 콜렉터 전류 Ic 및 콜렉터 에미터간 전압이 증폭될 수 있다. 이후 신호 증폭된 전력이 출력 매칭(output matching) 회로를 통해 단자 RFout에서 출력될 수 있다.

보호 회로(630)는, TRpa의 콜렉터 단에서 흐르는 전류를 감지하는 전류 검출단(node A)과 연결될 수 있으며, TRA의 콜렉터 단의 전압 검출단(node B)을 통해 증폭 회로(610)와 연결될 수 있다.

보호 회로(630)는 TRpa의 콜렉터 단으로 흐르는 Ic 를 기반으로 흐르는 기준 전류(I 21) 기준 전류를 증폭(I22시키고, 전류 검출단(node A)을 통해 증폭된 전류를 생성하고, 미러링된 전류(I23)(예: I23= N *I22)를 감지할 수 있다. 보호 회로(630)트랜지스터의 베이스로 입력되는 전류에 일정값의 증폭율을 곱한 값으로 전류를 감지할 수 있다.

보호 회로(630)는 TRpa의 콜렉터으로 인가된 전압을 전압검출단(node B)으로 감지하고, 저항을 이용하여 감지된 전압에 기반한 전류(I31)를 생성하고, 미러링(I33)된 전류를 감지할 수 있다.

보호 회로(630)는 전류 감지에 기반한 I23 과 전압에 기반한 I33가 합해져 비교 회로(635)로 전달될 수 있다. 보호 회로 에서 I23 및 I33가 합해진 전류(I total)값은 저항을 이용하여 전압의 합산(V total)값으로 변경되고, 전압의 합산값은 비교 회로(365)를 통해 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 보호 회로(630)는 전압의 합산값은 비교 회로(365)를 통해 설정된 임계값을 초과하는 경우, 과부하 신호가 발생됐음을 인지하고 바이어스 회로의 출력을 조정하도록 조절할 수 있다.

도 7은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭 모듈의 구조를 나타내낸다.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(310)의 전력 증폭 모듈(701)(예: 도3의 전력 증폭 모듈(301))은 증폭 회로(710) 및 보호 회로(730)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(730)는 증폭 회로(710)에 바이어스 전류를 인가하여 신호를 증폭하도록 제어하고, 전압 파라미터를 기반으로 증폭 회로(710)에서 감지된 전류와 전압을 합산한 값을 기준으로 증폭 회로(710)를 보호하도록 동작할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(730)는 전류 감지 및 변환 회로(I sensing circuit & I to V conversion)(731), 전압 감지 회로(V sensing circuit) (732), 합산 회로(Voltage summation)(733), 비교 회로(comparator) (734) 및 바이어스 회로(740)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(730)가 바이어스 회로(740)를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않으며, 바이어스 회로(740)는 보호 회로(730)와 별도의 구성으로 구현될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 드라이브 증폭기(DA: driver amplifier)(711)및 이득 조절된 RF 신호를 증폭하는 전력 증폭기(PA: power amplifier) (712) 중 적어도 하나를 포함할 증폭 회로(710) 및 바이어스 회로(740)는 도 5의 증폭 회로(510) 및 바이어스 회로(540)의 동작과 동일하므로, 구체적인 내용은 생략하기로 한다.

일 실시예에 따르면, 전류 감지 및 변환 회로(731)는 증폭 회로(710)에 포함된 트랜지스터의 컬렉터단에 흐르는 전류를 감지하고, 감지된 전류를 전압으로 변경(예; 제1 전압)하고, 제1 전압을 합산 회로로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전류 감지 및 변환 회로(731)는 제1 전압에 소정의 증폭율(B)을 곱한 값을 합산 회로(733)로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전압 감지 회로(732)는 증폭 회로(710)로 인가되는 전원 전압(예: Vcc) 라인과 연결될 수 있으며, 증폭 회로(710)에 인가되는 전압을 감지 (예; 제2전압)을 합산 회로(733)에 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 감지 회로(732)는 제2 전압에 소정의 증폭율(A)를 곱한 값을 비교 회로(734)로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 합산 회로(733)는 제1 전압과 제2 전압을 합산하여 합산한 합산(Vtotal)값을 비교 회로(734)에 전달할 수 있다. 합산 회로(733)는 제1 전압에 B를 곱한 값과, 제2 전압에 A를 곱한값을 합산하여 비교 회로(734)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 비교 회로(734)는 합산값(Vtotal)이 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하고, 판단 결과, 합산값(Vtotal)이 설정된 임계값을 초과하는 경우 과부하 신호를 바이어스 회로(740)로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 바이어스 회로(734)는 비교 회로(734)로부터 과부하 신호를 수신하는 경우 바이어스 회로(740)의 출력값이 낮아지도록 조정할 수 있다. 또는 바이어스 회로(740)는 비교 회로(734)로부터 과부하 신호를 수신하는 경우 전력 증폭 모듈(710)로의 전원 인가를 차단하도록 제어할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 증폭 회로의 트랜지스터의 안전 동작 보호를 위한 설정 범위의 바운더리의 변화를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101)의 전력 증폭 모듈(예: 도3의 전력 증폭 모듈(301))은 증폭 회로에서 감지된 전류 및 전압에 가중치를 부여하여 합산한 합산값을 기준으로 구동되는 증폭 회로(510)는소자의 특성뿐만 아니라 외부 요인으로 인한 변경되는 로드 라인이 설정된 동작 영역(예: SOA(safe operation area) 및 FOA(fast operating area) 바운더리 안에서 동작하도록 구현할 수 있다. 예를 들어, 증폭 회로의 로드라인은 도 2b에 도시된 바와 같이, 이상적인 로드라인과 실제 측정된 로드 라인이 상이할 수 있다. 도 8의 811은 제1 전류에 A= 1로 곱하고, 제2 전류에 B=1로 곱할 경우의 SOA및FOA 보호를 위한 바운더리를 의미하고, 811은 단순 직선 바운더리 로 이해될 수 있다. 812는 제1 전류에 A= 1로 곱하고, 제2 전류에 B=1.1로 곱할 경우의 SOA 및 FOA 보호를 위한 바운더리 변화를 나타내며, 813은 제1 전류에 A= 0.65로 곱하고, 제2 전류에 B=1.1로 곱할 경우의 SOA 및 FOA 보호를 위한 바운더리의 변화를 나타내다.

일 실시예를 들어, 증폭 회로의 소자 특성 및 외부 요인으로 인해 813과 같은 SOA 또는 FOA 보호를 위한 바운더리 형태로 나타날 경우, 전력 증폭 모듈은 813과 같은 SOA 또는 FOA 보호를 위한 바운더리의 라인을 따라 증폭 회로가 동작하도록 설정될 수 있다.

다른 실시예를 들어, 증폭 회로의 소자 특성 및 외부 요인으로 인해 813과 같은 바운더리 형태로 나타날 경우, 전력 증폭 모듈은 전압이 변환된 제1전류에 가중치 0.65를 곱하여 합산하도록 설정하고, 전류에 대응하는 제2 전류에 가중치 1.1을 곱하여 합산하도록 설정될 수 있다. 전력 증폭 모듈은 증폭 회로가 설정된 동작 범위를 초과하는지를 판단하는데 있어서 전류 및 전압에 가중치를 부여한 합산값이 반영된 바운더리를 기준으로 동작 범위를 판단함으로써, 전력 증폭 모듈에서 발생할 수 있는 손실의 억제 효과를 증가시킬 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))에 있어서, 안테나(예: 도 3의 안테나(305))와, 상기 안테나를 통해 외부 전자 장치로 송신될 신호를 증폭하도록 설정된 증폭 회로(예: 도 3의 증폭 회로(310))와, 상기 증폭 회로에 공급되는 전원의 전압 값에 대응하는 제 1 정보를 감지하도록 설정된 제 1 감지 회로(예: 도 3의 전류 감지 회로(320))와, 상기 전원의 전류 값에 대응하는 제 2 정보를 감지하도록 설정된 제 2 감지 회로(예: 도 3의 전압 감지 회로(325))와, 보호 회로(예: 도 3의 보호 회로(330))를 포함하고, 상기 보호 회로는, 상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보를 하나의 파리미터(parameter)로 합산하고, 상기 하나의 파라미터에 대응하여 합산한 값이 상기 증폭 회로의 특성에 의해 결정된 동작 영역을 벗어나는지 여부를 결정하고, 상기 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어나는 경우, 상기 증폭 회로의 출력을 조정하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 증폭 회로에 바이어스 전류를 공급하는 바이어스 회로를 더 포함하고, 상기 보호 회로는 상기 바이어스 회로를 통해 상기 증폭 회로의 출력을 조정하는 신호를 전달하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 보호 회로는, 상기 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어나는 경우 상기 증폭 회로로의 전원 공급을 삼가도록(refrain from supplying) 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 보호 회로는, 상기 제1 정보에 가중치 A를 곱하고, 제2 정보에 가중치 B를 곱한 후 하나의 파라미터로 변환하여 합산한 값이 상기 지정된 동작 영역을 벗어났는지 여부를 결정 하도록 설정될 수 있다. |

상기 가중치 A 및 가중치 B는 상기 증폭 회로의 소자 특성에 의해 결정되는 동작 영역의 바운더리 내에 동작하도록 조정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는, 상기 제1 정보 또는 제2 정보를 지정된 파라미터로 변환하도록 설정된 변환 회로를 더 포함하고, 상기 보호 회로는, 상기 변환 회로를 통해 변환된 상기 제1 정보, 또는 상기 제2 정보에 적어도 기반하여 상기 하나의 파라미터에 대응하여 합산한 값을 측정하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 보호 회로는, 상기 증폭 회로의 과부하 모니터링을 위해 상기 합산한 값을 합산 전압값 또는 합산 전류값으로 변환하고, 상기 변환된 합산 전압값 또는 합산 전류값이 상기 동작 영역을 초과하지 않도록 설정된 임계값에 기반하여 상기 동작 영역을 벗어났는지 여부를 결정할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 동작 영역은 HBT(heterojunction bipolar transistor) 소자의 특성에 대응하여 결정되는 제1 동작 영역 및 마이크로파 기반의 동작 주파수 특성을 고려하여 상기 제1 동작 영역보다 축소된 제2 동작 영역 중 적어도 일부가 중첩된 영역을 포함하고, 상기 보호 회로는, 상기 증폭 회로에 인가 되는 전압 또는 전류가 상기 동작 영역 내에서 가변 되도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 임계값은 상기 제1 동작 영역 및 동작 주파수에 따른 제2 영역의 적어도 일부가 중첩되는 영역을 초과하지 않도록 설정되며, 상기 보호 회로는, 상기 합산 전압값 또는 합산 전류값이 상기 임계값을 초과하는 경우, 상기 증폭 회로에 인가되는 바이어스 전류를 조절하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 기판에 형성된 신호 처리 모듈 및 전원 공급 제어 모듈을 더 포함하고, 상기 증폭 회로, 및 상기 보호 회로는 HBT(heterojunction bipolar transistor) 기반에 형성되며, 상기 CMOS 기판과 상기 HBT 기판은 전기적으로 연결되고, 상기 제1 감지 회로 및 제2 감지 회로는 상기 CMOS 기판 및 상기 HBT 기판 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 보호 회로는, 상기 증폭 회로에 바이어스를 인가하는 바이어스 회로와, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 하나의 파라미터로 합산하는 합산 회로와, 상기 합산 회로에서 합산한 값을 기반으로 상기 증폭 회로에 인가되는 전압을 비교하는 비교 회로를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 보호 회로는, 상기 합산한 값이 상기 증폭 회로의 특성에 의해 결정된 동작 영역을 벗어난 경우 상기 증폭 회로의 출력이 낮아지도록 상기 바이어스 회로를 제어하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 보호 회로는, 상기 합산한 값이 상기 동작 영역 이내에 포함되는 경우, 상기 증폭 회로의 출력 값을 조정하지 않고 상기 신호의 출력이 유지 되도록 설정될 수 있다.

도 9는 다양한 실시예에 따른 전력 증폭 모듈을 포함하는 전자 장치의 구조를 도시한다.

도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))은 전력 증폭 모듈(901) 및 전원 공급 모듈(960)을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 전력 증폭 모듈(901)은 증폭 회로(910)(예: 도 2a의 전력 증폭 회로(210), 도 3의 증폭 회로(310)) 및 보호 회로(930)(예: 보호 회로(330))을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보호 회로(930)는 전류 감지 회로(931)(예: 도 3의 전류 감지 회로(331)) 및 전압 감지 회로(932)(예: 도 3의 전압 감지 회로(931)), 합산 회로(933)(예: 도 3의 합산 회로 (333)) 및/또는 비교 회로(934)(예: 도 3의 합산 회로 (334)) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일 예를 들어, 전류 감지 회로(931) 및 전압 감지 회로(932) 및/또는 합산 회로(933) 중 적어도 일부는 전류 또는 전압을 하나의 파라미터로 변경하기 위한 변환 회로(미도시)를 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 증폭 회로(910)는 RF 처리 모듈(예: RFIC)로부터 전달된 입력단 신호(RFin)를 바이어스 전압을 이용해 증폭시키고, 증폭된 신호를 안테나로 전달할 수 있다. 증폭된 RF 신호는 출력단(RF out) 을 통해 안테나로 출력될 수 있다. 예를 들어, 증폭 회로(910)는 도 2의 전력 증폭 회로(210)의 구조로 구성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

일 실시예에 따르면, 증폭 회로(910)는 입력단을 통해 입력되는 신호의 이득을 조절하는 드라이브 증폭기(DA: driver amplifier) 및 이득 조절된 RF 신호를 증폭하는 전력 증폭기(PA: power amplifier) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

증폭 회로(910)는 전원 공급 모듈(960)로부터 입력되는 DC-DC 전압 또는 배터리 전압(V-batt)을 전원으로 인가 받아 입력된 신호를 증폭하여 증폭한 신호를 출력단(RF out) 으로 출력할 수 있다. 이하, 증폭 회로(910)은 도 3의 증폭 회로(310)과 동일하므로 구체적인 내용은 생략하기로 한다.

일 실시예에 따른 전력 공급 모듈(960)은 DC-DC 컨버터(converter), PMIC(power management integrated circuit) 또는 배터리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 공급 모듈(960)은 전자 장치의 프로세서로부터 전력 증폭 모듈(901)의 PA 바이어스값이 전달되면, 배터리로부터 공급되는 전력을 이용해 바이어스 전류를 공급할 수 있다.

일 실시예에 따른 전력 공급 모듈(960)은 보호 회로(930)부터 전달된 증폭 회로(910)의 과부하 신호에 의해 증폭 회로(910)의 출력이 조정되도록 바이어스 전류의 크기를 제어하거나, 전력 증폭 모듈(901)로 공급되는 전원을 차단하도록 제어할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(930)는 증폭 회로(910)에 바이어스 전류가 인가되어 신호를 증폭하는 동안, 증폭 회로(910)에 설정된 이상의 전류 또는 전압이 흐르는지를 확인(예: 감지)하여 증폭 회로(910)가 안전하게 동작할 수 있도록 설정된 동작 영역에서 구동되는지를 판단하고, 설정된 동작 영역을 벗어난 경우, 과부하 신호를 전력 공급 모듈(960)로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전류 감지 회로(931)는, 증폭 회로(910)에 포함된 트랜지스터의 컬렉터단과 연결될 수 있으며, 증폭 회로(910)로 인가되는 전원 전압(예: vcc)을 통해 트랜지스터로 흐르는 전류를 감지할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전류 전압 감지 회로(931)는 증폭 회로(910)의 전원(Vcc) 공급 라인과 연결될 수 있으며, 증폭 회로(910)로 인가되는 전압을 감지할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 합산 회로(933)는 전류 감지 회로(931)를 통해 감지된 전류 및 전압 감지 회로(932)를 통해 감지된 전압을 하나의 파라미터로 변경하여 합산하고, 전류 및 전압의 합산값을 비교 회로(934)로 전달할 수 있다. 전류 및 전압의 합산값은 전압 합산(Vtotal)값으로 나타낼 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

일 실시예에 따르면, 합산 회로(933)는 증폭 회로(310)에 포함된 트랜지스터 소자의 특성에 따라 전류 또는 전력 별로 가중치를 부여하여 합산값이 확인되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 합산 회로(933)는 전압 감지 회로(932)를 통해 감지된 전압에 가중치 A를 곱하고, 전류 감지 회로(931)를 통해 감지된 전류에 가중치 B를 곱한 후 합산값이 확인되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 합산값은 (A*x) + (B*y)의 일차식 방정식을 이용할 수 있으나, 경우에 따라 이차식 또는 그 이상의 방정식을 이용될 수도 있다. x, y는 전류감지를 통해 감지된 회로의 전류 또는 전압 감지를 통해 감지된 전압을 하나의 파라미터로 변경된 값일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 비교 회로(934)는 합산 회로(933)로부터 전달된 합산값이 증폭 회로(910)가 안전하게 동작할 수 있도록 설정된 동작 영역을 벗어나는 지 여부를 판단할 수 있다. 비교 회로(934)는 합산값이 설정된 동작 영역을 벗어나는 경우 증폭 회로(910)가 설정된 동작 영역을 벗어 났음을 알리는 과부하 신호를 전력 공급 모듈(960)로 전달할 수 있다.

일 예를 들어, 전력 공급 모듈(960)은, 비교 회로(934)부터 증폭 회로(910)의 과부하 신호가 수신되는 경우, 증폭 회로(910) 인가되는 바이어스 전류가 낮아지도록제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 전력 공급 모듈(960)은, 과부하 신호 수신 시 전력 증폭 모듈(901)로 공급되는 전원이 차단되도록 제어할 수 있다.

도 10은 다양한 실시예에 따른 전력 증폭 모듈을 포함하는 전자 장치의 구조를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(310))의 전력 증폭 모듈(1001)(예: 도9의 전력 증폭 모듈(901))은 RF처리 모듈(예: RFIC)(1070)과 전원 공급원(예: DC-DC converter 또는 supply modulator)(1060)과 연결될 수 있다. 전력 증폭 모듈(1001)은 증폭 회로(1010) 및 보호 회로(1030)를 포함함수 있다. 보호 회로(530)는 증폭 회로(510)에 바이어스 전류를 인가하여 신호를 증폭하도록 제어하고, 전류 파라미터를 기반으로 증폭 회로(1010)에서 감지된 전류와 전압을 합산한 값을 기준으로 증폭 회로(1010)를 보호하도록 동작할 수 있다.

일 실시예에 따르면, RF처리 모듈(예; RFIC)(1070)는 안테나로 출력될 RF 신호를 처리하고 전력 증폭 모듈(1001)의 입력단을 통해 RF신호를 전달할 수 있다. RF 처리 모듈)(1070)은, 송수신 모듈(예, 트랜시버) 또는 송신 모듈(예, 트랜스미터) 및 수신 모듈(예, 리시버), RF 신호 처리를 위한 저잡음 증폭기(low noise amplifier), 혼합기(mixer) 및 변환기 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전원 공급원(1060)은 전력 증폭 모듈(1001)의 보호 회로(1030)로부터 증폭 회로(1010)의 과부하 신호가 수신되는 경우, 전력 증폭 모듈(1001)로 공급되는 전원을 차단하도록 제어할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전원 공급원(1060)는 전자 장치의 프로세서(미도시) 제어 하에, 증폭 회로(1010)에 바이어스 전류를 공급할 수 있다. .

일 실시예에 따르면, 증폭 회로(1010)는 입력단을 통해 입력되는 신호의 이득을 조절하는 드라이브 증폭기(DA: driver amplifier)(1011)및 이득 조절된 RF 신호를 증폭하는 전력 증폭기(PA: power amplifier) (1012) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 증폭 회로(1010)는 드라이브 증폭기(1012)가 생략될 수도 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다. 증폭 회로(1010)는 입력되는 DC-DC 전압 또는 배터리 전압(V-batt)을 전원(예: Vcc1, Vcc2)으로 인가 받아 입력된 신호를 증폭하여 출력할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(1030)는 전류 감지 회로(I sensing circuit)(1031), 전압 감지 및 변환 회로(V sensing circuit & V to I conversion) (1032) 및 비교 회로(comparator)(1035)를 포함할 수 있다. 비교 회로(1035)는 전류-전압 컨버터를 더 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 전류 감지 회로(1031)는 증폭 회로(1010)에 포함된 트랜지스터의 컬렉터단에 흐르는 전류를 감지하고, 감지된 전류를 기준으로 미러링된 전류(예: 제1 전류)를 생성하여 비교 회로(1035)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전류 감지 회로(1031)는 제1 전류에 소정의 증폭율(B)을 곱한 값을 비교 회로(1035)로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전압 감지 및 변환 회로(1032)는 증폭 회로(1010)로 인가되는 전원 전압(예: Vcc) 라인과 연결될 수 있으며, 증폭 회로(1010)에 인가되는 전압을 감지하고, 감지된 전압을 전류로 변환하고, 변환된 전류를 기준으로 미러링된 전류(예: 제2 전류)를 생성하여 비교 회로(1035)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 감지 및 변환 회로(1032)는 제2 전류에 소정의 증폭율(A)를 곱한 값을 비교 회로(1035)로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 비교 회로(1035)는 전달된 제1 전류 및 제2 전류를 합산하고, 제1 전류와 제2 전류의 합산값이 설정된 임계값을 초과하는 경우 과부하 신호를 바이어스 회로로 전달할 수 있다. 비교 회로(1035)에서 설정된 임계값은 소자들이 안전하게 동작할 수 있는 동작 영역(예를 들어, SOA 및 POA 범위)를 초과하지 않도록 설정된 값일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전류의 합산(Itotal)값을 증폭 회로(1010)의 과부하 모니터링을 위한 전압(Vtotal)값으로 변경할 수 있다. 비교 회로(1035)는 모니터링을 위한 전압값(Vtotal)을 기준으로 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 비교 회로(1035)는 제1 전류에 곱하는 증폭율(B)와, 제2 전류에 곱하는 증폭율(A)에 가중치를 두어 합산하고, 합산한 합산값이 증폭 회로의 동작이 설정된 동작 영역(예: SOA 및 FOA 범위) 내에서 동작하는지 여부를 판단할 수 있다. 비교 회로(1035)는 가중치에 의해 합산한 합산값을 기준으로 설정된 동작영역에 대응하는 임계값을 초과하는 경우, 전원 공급원(1060)으로 증폭 회로(1010)의 과부하 신호를 전달할 수 있다. 전원 공급원(1060)은 증폭 회로(1010)의 과부하 신호가 수신되는 경우, 전력 증폭 모듈(1001)로 공급되는 전원을 차단하도록 제어할 수 있다.

도 11은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭 모듈의 구조를 나타내낸다.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(310))의 전력 증폭 모듈(1101)(예: 도9의 전력 증폭 모듈(901))은 RF처리 모듈(예; RFIC)(1170)과 전원 공급원(예: DC-DC converter 또는 supply modulator)(1160)과 연결될 수 있다. 전력 증폭 모듈(1101)은 증폭 회로(1110), 보호 회로(1130)를 포함하며, 전압 파라미터를 기반으로 증폭 회로(1110)에서 감지된 전류와 전압을 합산한 값을 기준으로 증폭 회로(1110)를 보호하도록 동작할 수 있다.

일 실시예에 따르면, RF처리 모듈(예; RFIC)(1170), 전원 공급원(1160) 및 증폭 회로(1110)는 도 10의 RF처리 모듈(예; RFIC)(1070)), 전원 공급원(1060) 및 증폭 회로(1010)의 동작과 동일하므로, 구체적인 내용은 생략하기로 한다. 증폭 회로(1110)는 드라이브 증폭기(DA: driver amplifier)(1111)및 이득 조절된 RF 신호를 증폭하는 전력 증폭기(PA: power amplifier) (1112) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

일 실시예에 따르면, 보호 회로(1130)는 전류 감지 및 변환 회로(I sensing circuit & I to V conversion)(1131), 전압 감지 회로(V sensing circuit) (1132), 합산 회로(Voltage summation)(1133) 및 비교 회로(comparator) (1134)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전류 감지 및 변환 회로(1131)는 증폭 회로(110)에 포함된 트랜지스터의 컬렉터단에 흐르는 전류를 감지하고, 감지된 전류를 전압으로 변경(예; 제1 전압)하고, 제1 전압을 합산 회로로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전류 감지 및 변환 회로(1131)는 제1 전압에 소정의 증폭율(B)을 곱한 값을 합산 회로(1133)로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전압 감지 회로(1132)는 증폭 회로(1110)로 인가되는 전원 전압(예: Vcc) 라인과 연결될 수 있으며, 증폭 회로(1110)에 인가되는 전압을 감지 (예; 제 2전압)을 합산 회로(1133)에 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 감지 회로(1132)는 제2 전압에 소정의 증폭율(A)를 곱한 값을 비교 회로(1134)로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 합산 회로(1133)는 제1 전압과 제2 전압을 합산하여 합산한 합산(Vtotal)값을 비교 회로(1134)에 전달할 수 있다. 합산 회로(1133)는 제1 전압에 B를 곱한 값과, 제2 전압에 A를 곱한값을 합산하여 비교 회로(1134)에 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 비교 회로(1134)는 합산값(Vtotal)이 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하고, 판단 결과, 합산값(Vtotal)이 설정된 임계값을 초과하는 경우 과부하 신호를 전원 공급원(1160)으로 전달할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전원 공급원(1160)은 비교 회로(1134)로부터 과부하 신호를 수신하는 경우 증폭 모듈(1110)로 공급되는 바이어스 전압의 출력이 낮아지도록 제어할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전원 공급원(1160)은 전력 증폭 모듈(1101)의 보호 회로(1130)로부터 증폭 회로(1010)의 과부하 신호가 수신되는 경우, 전력 증폭 모듈(1101)로 공급되는 전원을 차단하도록 제어할 수 있다.

도 12는 다양한 실시예에 따른 전력 증폭 모듈을 포함하는 전자 장치의 구조를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(310))의 전력 증폭 모듈(1201)(예: 도9의 전력 증폭 모듈(901))은 RF처리 모듈(예; RFIC)(1270)과 전원 공급원(예: DC-DC converter 또는 supply modulator)(1160)과 연결될 수 있다. 전력 증폭 모듈(1201)은 드라이브 증폭기(1212) 및 전력 증폭기(1211), 증폭 회로(1210) 및 보호 회로(1230)를 포함할 수 있다. 전력 증폭 모듈(1201)은 전류 파라미터를 기반으로 증폭 회로(1210)에서 감지된 전류와 전압을 합산한 값을 기준으로 증폭 회로(1210)를 보호하도록 동작할 수 있다. RF처리 모듈(1270), 전원 공급원(1260) 및 증폭 회로(1210)는 도 10의 RF처리 모듈(예; RFIC)(1070)), 전원 공급원(1060) 및 증폭 회로(1010)의 동작과 동일하므로, 구체적인 내용은 생략하기로 한다.

일 실시예에 따른 전력 증폭 모듈(1201)은 도 5의 전력 증폭 모듈(501)의 구조와 동일할 수 있다. 전력 증폭 모듈(1201)은 바이어스 회로(1220), 전류 감지 회로(I sensing circuit)(1231), 전압 감지 및 변환 회로(V sensing circuit & V to I conversion) (1232), 합산 회로(Voltage summation)(1233) 및 비교 회로(comparator)(1235)를 포함할 수 있다. 비교 회로(1235)는 전류-전압 컨버터를 더 포함할 수도 있다. 도 5와 비교하여 도 12의 비교 회로(1234)는 전원 공급원(1260)으로 증폭 회로(1210)가 설정된 동작 영역을 벗어 났음을 알리는 과부하 신호를 전달할 수 있다. 전원 공급원(1260)은 증폭 회로(1210)의 과부하 신호가 수신되는 경우, 전력 증폭 모듈(1201)로 공급되는 전원을 차단하도록 제어할 수 있다.

도 13은 다양한 실시예에 따른 전력 증폭 모듈을 포함하는 전자 장치의 구조를 나타낸다.

도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(310))의 전력 증폭 모듈(1301)(예: 도9의 전력 증폭 모듈(901))은 RF처리 모듈(예; RFIC)(1370)과 전원 공급원(예: DC-DC converter 또는 supply modulator)(1360)과 연결될 수 있다. 전력 증폭 모듈(1301)은 드라이브 증폭기(1312) 및 전력 증폭기(1311) 및 적어도 하나를 포함하는 증폭 회로(1310), 보호 회로(1330)를 포함할 수 있다. 전력 증폭 모듈(1301)은 전류 파라미터를 기반으로 증폭 회로(1310)에서 감지된 전류와 전압을 합산한 값을 기준으로 증폭 회로(1310)를 보호하도록 동작할 수 있다. RF처리 모듈(1370), 전원 공급원(1360) 및 증폭 회로(1310)는 도 11의 RF처리 모듈(예; RFIC)(1170)), 전원 공급원(1160) 및 증폭 회로(1110)의 동작과 동일하므로, 구체적인 내용은 생략하기로 한다.

일 실시예에 따른 전력 증폭 모듈(1301)은 도 7의 전력 증폭 모듈(701)의 구조와 동일할 수 있다. 전력 증폭 모듈(1301)은, 바이어스 회로(1320), 전류 감지 및 변환 회로(I sensing circuit & I to V conversion)(1331), 전압 감지 회로(V sensing circuit) (1332), 합산 회로(Voltage summation)(1333) 및 비교 회로(comparator) (1334)를 포함하는 보호 회로(1330)를 포함할 수 있다.

도 7과 비교하여 도 13의 비교 회로(1334)는 전원 공급원(1360)으로 증폭 회로(1310)가 설정된 동작 영역을 벗어 났음을 알리는 과부하 신호를 전달할 수 있다. 전원 공급원(1360)은 증폭 회로(1310)의 과부하 신호가 수신되는 경우, 전력 증폭 모듈(1301)로 공급되는 전원을 차단하도록 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))에 있어서, 안테나(예: 도 9의 안테나(905))와, 전원 공급 모듈(예: 도 9의 전원 공급 모듈(960))과, 상기 전원 공급 모듈과 연결된 전력 증폭 모듈(예: 도 9의 전력 증폭 모듈(901))을 포함하고, 상기 전력 증폭 모듈은, 상기 안테나로 출력되는 신호를 증폭 회로를 기반으로 증폭하고, 상기 신호의 증폭 시 공급되는 전원의 전압 값에 대응하는 제1 정보를 감지하고, 상기 전원의 전류 값에 대응하는 제2 정보를 감지하고, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 하나의 파라미터로 합산하고, 상기 하나의 파라미터에 대응하여 합산한 값이 상기 증폭 회로의 소자 특성에 의해 결정된 동작 영역을 벗어나는지 여부를 결정하고, 상기 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어나는 경우, 상기 전원 공급 모듈로 과부화 신호를 전달하도록 설정되며, 상기 전원 공급 모듈은, 상기 전력 증폭 모듈로부터 과부화 신호 수신 시 상기 증폭 회로 모듈로 인가되는 전압을 조절 하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 증폭 모듈은, 상기 제1 정보에 가중치 A를 곱하고, 제2 정보에 가중치 B를 곱한 후 하나의 파라미터로 변환하여 합산한 값이 상기 지정된 동작 영역을 벗어났는지 여부를 결정하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 가중치 A 및 가중치 B는 상기 증폭 회로의 소자 특성에 의해 결정되는 동작 영역의 바운더리 내에 동작하도록 조정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 증폭 모듈은, 상기 제1 정보 또는 상기 제2 정보를 지정된 파라미터로 변환하고, 상기 변환된 제1 정보 또는 제2 정보에 기반하여 상기 하나의 파라미터에 대응하여 합산한 값을 측정하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 증폭 모듈은, HBT(heterojunction bipolar transistor) 소자의 특성에 대응하여 결정되는 제1 동작 영역 및 마이크로파 기반의 동작 주파수 특성을 고려하여 상기 제1 동작 영역보다 축소된 제2 동작 영역 중 적어도 일부가 중첩된 영역 내에 설정된 로드 라인을 따라 신호 증폭을 위한 전압 및 전류가 가변되도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 증폭 모듈은, 상기 증폭 회로의 과부하 모니터링을 위해 합산한 값을 합산 전압값 또는 합산 전류값으로 변환하고, 상기 합산 전압값 또는 합산 전류값이 상기 동작 영역을 초과하지 않도록 설정된 임계값에 기반하여 상기 동작 영역을 벗어났는지 여부를 결정하도록 설정될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 증폭 모듈은, 상기 합산 전압값 또는 합산 전류값이 설정된 임계값을 초과하는 범위인 경우 상기 전원 공급 모듈로 과부화 신호를 전달하도록 설정될 수 있다.

도 14는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭기의 출력을 조정하는 방법을 도시한다.

도 14를 참조하면, 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101)의 전력 증폭 모듈(예: 도 3의 전력 증폭 모듈(301))은 1410 동작에서, 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))의 제어 하에, 안테나(예: 도 3의 안테나(305))로 출력될 신호를 증폭하도록 증폭 회로(예: 도 3의 증폭 회로(310))를 구동할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 증폭 모듈은, DC-DC 전압 또는 배터리 전압(V-batt)를 전원으로 인가받아 증폭 회로에 입력된 신호를 증폭한 전력 신호를 출력단(RF out)으로 출력할 수 있다.

1420 동작에서, 전력 증폭 모듈은, 증폭 회로를 구동하는 동안, 증폭 회로가 공급되는 전류를 감지할 수 있다. 1430 동작에서, 증폭 회로를 구동하는 동안 증폭 회로에 인가되는 전압을 감지할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 증폭 모듈은, 증폭 회로로 인가되는 전원 전압(예: vcc)을 통해 트랜지스터로 흐르는 전류를 감지하고, 증폭 회로의 전원(Vcc) 공급 라인에 인가되는 전압을 감지할 수 있다.

1440 동작에서, 전력 증폭 모듈은, 감지된 전류 및 전압에 대응하는 값이 증폭 회로의 특성에 의해 결정된 동작 영역을 벗어나는지 여부를 결정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 증폭 회로의 특성에 의해 결정된 동작 영역은, HBT소자의 특성에 대응하여 결정되는 제1 동작 영역 및 마이크로파 기반의 동작 주파수 특성을 고려하여 상기 제1 동작 영역보다 축소된 제2 동작 영역 중 적어도 일부가 중첩된 영역일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

일 실시예에 따르면, 전력 증폭 모듈은, 감지된 전류 또는 전류를 하나의 파리미터로 변경하여 합산하고, 전류 및 전압의 합산값을 기준으로 동작 영역을 초과하지 않도록 설정된 임계값에 비교하여 동작 영역을 벗어나는지 여부를 결정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 증폭 모듈은, 증폭 회로에 포함된 트랜지스터 소자의 특성에 따라 전류 또는 전력 별로 가중치를 부여하여 측정된 합산값이 기반으로 임계값과 비교할 수 있다. 예를 들어, 전력 증폭 모듈은, 전압값에 가중치 A를 곱하고, 전류 값에 가중치 B를 곱한 후 합산값이 확인할 수 있다.

1450 동작에서, 전력 증폭 모듈은, 감지된 전류 및 전압에 대응하는 값이 결정된 동작 영역을 벗어나는 경우 증폭 회로의 출력을 조정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 증폭 모듈은, 인가 되는 전압 또는 전류가 상기 동작 영역 내에서 동작할 수 있도록 증폭 회로의 출력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전력 증폭 모듈은, 상기 증폭 회로의 출력이 낮아지도록 제어할 수 있다.

1460 동작에서, 전력 증폭 모듈은, 감지된 전류 및 전압에 대응하는 값이 결정된 동작 영역 이내에 포함되는 경우, 증폭 회로의 출력 값을 조정하지 않고 신호의 출력이 유지하도록 제어할 수 있다.

도 15는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전력 증폭기의 출력을 조정하는 방법을 도시한다.

도 15를 참조하면, 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101)의 전력 증폭 모듈(예: 도 9의 전력 증폭 모듈(901))은 1510 동작에서, 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))의 제어 하에, 안테나(예: 도 9의 안테나(905))로 출력될 신호를 증폭하도록 증폭 회로(예: 도 9의 증폭 회로(910))를 구동할 수 있다.

1520 동작에서, 전력 증폭 모듈은, 증폭 회로를 구동하는 동안, 증폭 회로가 공급되는 전류를 감지할 수 있다. 1530 동작에서, 증폭 회로를 구동하는 동안 증폭 회로에 인가되는 전압을 감지할 수 있다.

1540 동작에서, 전력 증폭 모듈은, 감지된 전류 및 전압에 대응하는 값이 증폭 회로의 특성에 의해 결정된 동작 영역을 벗어나는지 여부를 결정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 증폭 모듈은, 감지된 전류 또는 전류를 하나의 파리미터로 변경하여 합산하고, 전류 및 전압의 합산값을 기준으로 동작 영역을 초과하지 않도록 설정된 임계값에 비교하여 동작 영역을 벗어나는지 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 동작 영역은, HBT소자의 특성에 대응하여 결정되는 제1 동작 영역 및 마이크로파 기반의 동작 주파수 특성을 고려하여 상기 제1 동작 영역보다 축소된 제2 동작 영역 중 적어도 일부가 중첩된 영역일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

일 실시예에 따르면, 전력 증폭 모듈은, 증폭 회로에 포함된 트랜지스터 소자의 특성에 따라 전류 또는 전력 별로 가중치를 부여하여 측정된 합산값이 기반으로 임계값과 비교할 수 있다 . 예를 들어, 전력 증폭 모듈은, 전압값에 가중치 A를 곱하고, 전류 값에 가중치 B를 곱한 후 합산값이 확인할 수 있다.

1550 동작에서, 전력 증폭 모듈은, 감지된 전류 및 전압에 대응하는 값이 결정된 동작 영역을 벗어나는 경우 증폭 회로의 공급되는 전압을 차단할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 증폭 모듈은, 증폭 회로로 인가되는 전원 공급을 차단할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 증폭 모듈은, 전력 증폭 모듈로 전원을 인가하는 전력 공급 모듈로, 증폭 회로의 과부하 신호를 전달할 수 잇다. 전력 증폭 모듈은 증폭 회로의 과부하 신호에 응답하여 전력 증폭 모듈로 인가되는 전력 공급을 차단할 수 잇다.

1560동작에서, 전력 증폭 모듈은, 감지된 전류 및 전압에 대응하는 값이 결정된 동작 영역 이내에 포함되는 경우, 증폭 회로의 출력 값을 조정하지 않고 신호의 출력이 유지하도록 제어할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware)로 구현된 유닛(unit)을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직(logic), 논리 블록(logic block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성 요소들의 각각의 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성 요소들 중 하나 이상의 구성 요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성 요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성 요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성 요소는 상기 복수의 구성 요소들 각각의 구성 요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성 요소들 중 해당 구성 요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱(heuristic)하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

101: 전자 장치
120: 프로세서
190: 통신 모듈
301, 901: 전력 증폭 모듈
310, 910: 증폭 회로
330,930: 보호 회로
335: 바이어스 회로
690: 전원 공급 모듈

Claims

전자 장치에 있어서,
안테나;
상기 안테나를 통해 외부 전자 장치로 송신될 신호를 증폭하도록 설정된 증폭 회로;
상기 증폭 회로에 공급되는 전원의 전압 값에 대응하는 제 1 정보를 감지하도록 설정된 제 1 감지 회로;
상기 증폭 회로에 공급되는 전력의 전원의 전류 값에 대응하는 제 2 정보를 감지하도록 설정된 제 2 감지 회로; 및
보호 회로를 포함하고,
상기 보호 회로는, 상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보를 하나의 파리미터(parameter)로 합산하고, 상기 하나의 파라미터에 대응하여 합산한 값이 상기 증폭 회로의 특성에 의해 결정된 동작 영역을 벗어나는지 여부를 결정하고, 상기 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어나는 경우, 상기 증폭 회로의 출력을 조정하도록 설정되고,
상기 동작 영역은 HBT(heterojunction bipolar transistor) 소자의 특성에 대응하여 결정되는 제1 동작 영역 및 HBT소자의 마이크로파 기반의 동작 주파수 특성을 고려하여 상기 제1 동작 영역보다 축소된 제2 동작 영역 중 적어도 일부가 중첩된 영역을 포함하는 된 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 증폭 회로에 바이어스 전류를 공급하는 바이어스 회로를 더 포함하고, 상기 보호 회로는 상기 바이어스 회로를 통해 상기 증폭 회로의 출력을 조정하는 신호를 전달하도록 설정된 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 보호 회로는,
상기 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어나는 경우 상기 증폭 회로로의 전원 공급을 삼가도록(refrain from supplying) 설정된 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 보호 회로는,
상기 제1 정보에 가중치 A를 곱하고, 제2 정보에 가중치 B를 곱한 후 하나의 파라미터로 변환하여 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어났는지 여부를 결정하도록 설정되는 전자 장치.
제4항에 있어서,
상기 가중치 A 및 가중치 B는 상기 증폭 회로의 소자 특성에 의해 결정되는 동작 영역의 바운더리 내에 동작하도록 조정되는 전자 장치.
◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제1항에 있어서,
상기 전자 장치는,
상기 제1 정보 또는 제2 정보를 지정된 파라미터로 변환하도록 설정된 변환 회로를 더 포함하고,
상기 보호 회로는, 상기 변환 회로를 통해 변환된 상기 제1 정보, 또는 상기 제2 정보에 적어도 기반하여 상기 하나의 파라미터에 대응하여 합산한 값을 측정하도록 설정된 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 보호 회로는,
상기 증폭 회로의 과부하 모니터링을 위해 상기 합산한 값을 합산 전압값 또는 합산 전류값으로 변환하고, 상기 변환된 합산 전압값 또는 합산 전류값이 상기 동작 영역을 초과하지 않도록 설정된 임계값에 기반하여 상기 동작 영역을 벗어났는지 여부를 결정하는 전자 장치.
◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제7항에 있어서,
상기 보호 회로는,
상기 증폭 회로에 인가 되는 전압 또는 전류가 상기 동작 영역 내에서 가변 되도록 설정된 전자 장치.
제7항에 있어서,
상기 보호 회로는,
상기 합산 전압값 또는 합산 전류값이 상기 임계값을 초과하는 경우, 상기 증폭 회로에 인가되는 바이어스 전류를 조절하도록 설정된 전자 장치.
◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제1항에 있어서,
CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 기판에 형성된 신호 처리 모듈 및 전원 공급 제어 모듈을 더 포함하고,
상기 증폭 회로, 및 상기 보호 회로는 HBT(heterojunction bipolar transistor) 기반에 형성되며, 상기 CMOS 기판과 상기 HBT 기판은 전기적으로 연결되고,
상기 제1 감지 회로 및 제2 감지 회로는 상기 CMOS 기판 및 상기 HBT 기판 중 적어도 하나에 형성되는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 보호 회로는,
상기 증폭 회로에 바이어스를 인가하는 바이어스 회로;
상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 하나의 파라미터로 합산하는 합산 회로; 및
상기 합산 회로에서 합산한 값을 기반으로 상기 증폭 회로에 인가되는 전압을 비교하는 비교 회로를 더 포함하는 전자 장치.
제11항에 있어서,
상기 보호 회로는,
상기 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어난 경우 상기 증폭 회로의 출력이 낮아지도록 상기 바이어스 회로를 제어하도록 설정된 전자 장치.
제11항에 있어서,
상기 보호 회로는,
상기 합산한 값이 상기 동작 영역 이내에 포함되는 경우, 상기 증폭 회로의 출력 값을 조정하지 않고 상기 신호의 출력이 유지 되도록 설정된 전자 장치.
◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

전자 장치에 있어서,
안테나;
전원 공급 모듈; 및
상기 전원 공급 모듈과 연결된 전력 증폭 모듈을 포함하고,
상기 전력 증폭 모듈은,
상기 안테나로 출력되는 신호를 증폭 회로를 기반으로 증폭하고, 상기 신호의 증폭 시 공급되는 전원의 전압 값에 대응하는 제1 정보를 감지하고, 상기 전원의 전류 값에 대응하는 제2 정보를 감지하고, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보를 하나의 파라미터로 합산하고, 상기 하나의 파라미터에 대응하여 합산한 값이 상기 증폭 회로의 소자 특성에 의해 결정된 동작 영역을 벗어나는지 여부를 결정하고, 상기 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어나는 경우, 상기 전원 공급 모듈로 과부화 신호를 전달하도록 설정되며,
상기 전원 공급 모듈은,
상기 전력 증폭 모듈로부터 과부화 신호 수신 시 상기 증폭 회로 모듈로 인가되는 전압을 조절하도록 설정되고,
상기 동작 영역은 HBT(heterojunction bipolar transistor) 소자의 특성에 대응하여 결정되는 제1 동작 영역 및 HBT소자의 마이크로파 기반의 동작 주파수 특성을 고려하여 상기 제1 동작 영역보다 축소된 제2 동작 영역 중 적어도 일부가 중첩된 영역을 포함하는 전자 장치.
◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제14항에 있어서,
상기 전력 증폭 모듈은,
상기 제1 정보에 가중치 A를 곱하고, 제2 정보에 가중치 B를 곱한 후 하나의 파라미터로 변환하여 합산한 값이 상기 동작 영역을 벗어났는지 여부를 결정하도록 설정되는 전자 장치.
◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제15항에 있어서,
상기 가중치 A 및 가중치 B는 상기 동작 영역의 바운더리 내에 동작하도록 조정되는 전자 장치.
◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제14항에 있어서,
상기 전력 증폭 모듈은,
상기 제1 정보 또는 상기 제2 정보를 지정된 파라미터로 변환하고,
상기 변환된 제1 정보 또는 제2 정보에 기반하여 상기 하나의 파라미터에 대응하여 합산한 값을 측정하도록 설정된 전자 장치.
◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제14항에 있어서,
상기 전력 증폭 모듈은,
상기 동작 영역 내에 설정된 로드 라인을 따라 신호 증폭을 위한 전압 및 전류가 가변되도록 설정된 전자 장치.
◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제14항에 있어서,
상기 전력 증폭 모듈은, 상기 증폭 회로의 과부하 모니터링을 위해 합산한 값을 합산 전압값 또는 합산 전류값으로 변환하고, 상기 합산 전압값 또는 합산 전류값이 상기 동작 영역을 초과하지 않도록 설정된 임계값에 기반하여 상기 동작 영역을 벗어났는지 여부를 결정하도록 설정된 전자 장치.
◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제19항에 있어서,
상기 전력 증폭 모듈은,
상기 합산 전압값 또는 합산 전류값이 설정된 임계값을 초과하는 범위인 경우 상기 전원 공급 모듈로 과부화 신호를 전달하도록 설정된 전자 장치.