KR19990000512A

KR19990000512A - GaAs 전계효과트랜지스터의 구동장치

Info

Publication number: KR19990000512A
Application number: KR1019970023446A
Authority: KR
Inventors: 김보종
Original assignee: 송재인; 엘지정보통신 주식회사
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1999-01-15

Abstract

본 발명은 -5 볼트로 동작하는 GaAs 전계효과트랜지스터를 TTL로직으로 제어하는 비교적 간단한 방법에 의해 구동시킬 수 있는 구동장치에 관한 것으로, 접지에 접속된 다수의 접지단자와, 고주파신호출력단자와, 고주파신호입력단자와, 복수의 제어단자를 갖는 GaAs 전계효과트랜지스터에 있어서, 제어신호를 -5볼트의 부전압과 0볼트로 스위칭하기 위한 아날로그 스위치, 및 -5볼트로 플로팅되어 -5볼트와 0볼트에서 반전동작하는 인버터를 구비하여 상기 아날로그 스위치의 출력단이 상기 인버터에 입력단에 접속되고, 인버터의 출력단과 상기 아날로그 스위치의 출력단이 상기 복수의 제어단자에 각각 접속되어 이루어진 것으로, 전계효과트랜지스터의 접지단을 접지에 직접 연결함으로써 전방위 주파수성분에 대하여 전계효과트랜지스터의 접지를 제약없이 처리할 수 있으며, 아날로그스위치를 사용함으로써 주변회로가 간단하여 회로를 구현하기 위한 비용이 감소되는 잇점이 있다.

Description

GaAs 전계효과트랜지스터의 구동장치

본 발명은 GaAs 전계효과트랜지스터의 구동장치에 관한 것으로, -5 볼트로 동작하는 GaAs 전계효과트랜지스터를 TTL로직으로 제어하는 비교적 간단한 방법에 의해 구동시킬 수 있는 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 전계효과트랜지스터 소자들은 N-채널 공핍모드를 사용하며, 이 소자들은 바이어스가 없을때 소오스와 드레인 사이의 저항이 낮은 임피던스를 가지며, 부(-)전압의 바이어스가 인가되었을때 높은 임피던스의 특성을 나타내게 된다. 이러한 특성을 이용한 GaAs 전계효과트랜지스터 소자들을 이용하기 위해서는 부가적인 TTL 구동장치를 구현하여야 한다.

많은 전계효과트랜지스터의 제조회사들이 이 구동장치를 주문자생산방식으로 집적회로화하여 하나의 부품내에서 기능의 작동을 구현하는 추세이지만, 생산단가의 상승과 집적회로구현의 어려움으로 인해 많은 이용가능한 부품이 TTL 구동부가 없는 상태이며, 직접 부(-)전압을 적용하여 부품을 제어해야만 한다. 이에 따라 주변부품을 사용하기 위한 별도의 주변회로 구현이 필요하게 되므로, 생산단가의 상승을 초래하게 된다.

GaAs 전계효과트랜지스터의 구성을 M/A COM사의 KSWHA-1-20을 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 이 부품은 SPST(Single Pole Single Trough) 고주파스위치로서 GaAs를 사용한 전형적인 전계효과트랜지스터 소자이다. 이 소자에는 첨부도면의 전계효과트랜지스터 소자(11,21,31)에서 보인 바와 같이, 다수의 접지단자(GND1,GND2,GND3,GND4)와, 고주파신호출력단자(RF OUT)와, 고주파신호입력단자(RF IN), 및 복수의 제어단자(CTL1, CTL2)가 구비되어 있다. 상기 제어단자의 상태에 따라 전계효과트랜지스터가 스위칭되며, 상기 제어단자 CTL1이 -5볼트이고, CTL2가 0볼트이면 온상태이고, 상기 제어단자 CTL1이 0볼트이고, CTL2가 -5볼트이면 오프상태가 된다.

종래방식에 따른 GaAs 전계효과트랜지스터 구동장치의 일 실시예를 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 접지단자를 바이어스하기 위한 콘덴서(C11)과 저항(R11)을 통해 +5볼트로 플로팅되는 다수의 접지단자(GND1,GND2,GND3,GND4), 콘덴서(C12)를 거쳐 고주파신호를 출력하기 위한 고주파신호출력단자(RF OUT), 콘덴서(C13)을 거쳐 고주파신호를 입력하기 위한 고주파신호입력단자(RF IN), 제어신호에 따라 전계효과트랜지스터를 온/오프시키기 위한 복수의 제어단자(CTL1,CTL2)를 갖는 GaAs 전계효과트랜지스터(11)와, +5볼트로 플로팅되어 제어신호에 따라 +5볼트와 0볼트에서 반전동작하는 인버터(12)로 구성되어 있다.

상기 도면에서와 같이 전계효과트랜지스터(11)의 접지레벨을 강제로 +5볼트에 플로팅시킴으로써 전계효과트랜지스터는 외부의 TTL제어신호를 0볼트와 -5볼트로 인식하게 함으로써 GaAs 전계효과트랜지스터 소자의 제어를 가능하게 한다. 이때, +5볼트 바이어스를 인가하기 위한 콘덴서(C11)는 높은 Q콘덴서를 사용하여 고주파분리특성을 좋게 하여야 한다.

상기한 바의 종래방식의 일 실시예에 있어서, 고주파에서의 접지역할은 대단히 중요한 것으로, 고주파에서는 접지를 하나의 신호라인으로 간주하여야 하며, 신호를 전계효과트랜지스터의 접지레벨에서 얼마나 흡수해 주느냐에 따라 전계효과트랜지스터의 성능판단기준인 분리도에 영향을 미치게 된다.

그러나, 상기한 일 실시예에서는 전계효과트랜지스터의 접지레벨을 높은 Q콘덴서를 통하여 +5볼트로 플로팅시킴으로써 접지레벨에서 흡수해야 할 신호성분을 콘덴서를 통하여 흡수함으로써 전계효과트랜지스터 소자의 특성이 콘덴서의 성능에 제한되며, 부품의 순수한 성능을 구현하기가 어렵게 된다. 또한, 주파수가 높아질수록 바이어스 콘덴서(C11)의 주파수에 대한 응답특성이 나빠지므로, 고주파 입력과 출력 사이의 분리도특성이 나빠지게 되어, 부품의 전기적특성을 제대로 구현하기가 어려워지는 문제가 있다.

종래방식에 따른 다른 실시예의 GaAs 전계효과트랜지스터 구동장치를 도 2를 참조하여 살펴보면, 다수의 접지단자(GND1,GND2,GND3,GND4), 고주파신호를 출력하기 위한 고주파신호출력단자(RF OUT), 고주파신호를 입력하기 위한 고주파신호입력단자(RF IN), 제어신호에 따라 전계효과트랜지스터를 온/오프시키기 위한 복수의 제어단자(CTL1,CTL2)를 갖는 GaAs 전계효과트랜지스터(21)와, 제어신호를 반전작동하는 인버터(22)와, 상기 인버터(22)의 출력과 제어신호의 레벨을 변환하여 상기 복수의 제어단자(CTL1,CTL2)로 출력하는 레벨 트랜스포머(23)로 구성되어 있음을 알 수 있다.

상기 도면에서와 같이 전계효과트랜지스터의 접지단을 접지에 직접 연결함으로써 전방위적으로 주파수성분에 대한 부품의 특성을 최대한 살릴 수 있는 구조이다. 전계효과트랜지스터의 접지를 제약없이 처리함으로써 부품 본래의 특성을 구현하는데 있어서 유리한 구조이다.

그러나, 도면에 도시된 바와 같이 릴레이와 같은 레벨 트랜스포머를 사용함으로써 주변회로가 복잡해지며, 따라서 부품의 특성을 최대한 살릴 수 있는 장점에 비하여 회로를 구현하는데 비용이 증가되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, -5 볼트로 동작하는 GaAs 전계효과트랜지스터를 TTL로직으로 제어하는 비교적 간단한 방법에 의해 구동시킬 수 있는 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 GaAs 전계효과트랜지스터의 구동장치는 접지에 접속된 다수의 접지단자와, 고주파신호출력단자와, 고주파신호입력단자와, 복수의 제어단자를 갖는 GaAs 전계효과트랜지스터에 있어서, 제어신호를 -5볼트의 부전압과 0볼트로 스위칭하기 위한 아날로그 스위치, 및 -5볼트로 플로팅되어 -5볼트와 0볼트에서 반전동작되는 인버터를 구비하여 상기 아날로그 스위치의 출력단이 상기 인버터에 입력단에 접속되고, 인버터의 출력단과 상기 아날로그 스위치의 출력단이 상기 복수의 제어단자에 각각 접속되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래방식에 따른 일 실시예의 GaAs 전계효과트랜지스터 구동장치의 블럭회로도,

도 2는 종래방식에 따른 다른 실시예의 GaAs 전계효과트랜지스터 구동장치의 블럭회로도,

도 3은 본 발명에 따른 GaAs 전계효과트랜지스터 구동장치의 블럭회로도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

11,21,31 : GaAs 전계효과트랜지스터 12,22,32 : 인버터

23 : 레벨 트랜스포머 33 : 아날로그스위치

R11,R31 : 저항 C11,C12,C13,C14 : 콘덴서

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 GaAs 전계효과트랜지스터 구동장치의 블럭회로도이며, 상기 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구동장치를 상세히 살펴보면, 다수의 접지단자(GND1,GND2,GND3,GND4), 고주파신호를 출력하기 위한 고주파신호출력단자(RF OUT), 고주파신호를 입력하기 위한 고주파신호입력단자(RF IN), 제어신호에 따라 전계효과트랜지스터를 온/오프시키기 위한 복수의 제어단자(CTL1,CTL2)를 갖는 GaAs 전계효과트랜지스터(31)와, 저항(R31)을 통해 -5볼트에 접속되어 제어신호를 -5볼트의 부전압과 0볼트로 스위칭하기 위한 아날로그스위치(33)와, -5볼트에 플로팅되어 상기 아날로그스위치를 거친 제어신호를 -5볼트와 0볼트 사이에서 반전작동하는 인버터(32)로 구성되며, 전계효과트랜지스터(31)의 제어단자(CTL1)에는 상기 인버터(32)를 거쳐 반전된 반전신호가 입력되고, 제어단자(CTL2)에는 상기 아날로그스위치(33)를 거쳐 스위칭된 신호가 입력되는 구성으로 된다.

본 발명의 회로구성은 상술한 바의 도 2의 특성을 간략화한 회로를 사용하여 생산비용을 저렴하게 구현하고 있으며, 도 3에서 보듯이 기존의 레벨 트랜스포머를 저가의 아날로그 스위치(33)와 하나의 인버터만(32)을 사용하여 구현하고 있다.

본 발명의 회로구성에서 인버터(32)는 종래의 일 실시예에서와 같은 방식에 따라 -5볼트로 플로팅시켰으며, 따라서 인버터는 -5볼트와 0볼트에서 동작하는 회로로써 사용가능하며, TTL 제어신호를 -5볼트 로직으로 동작시키기 위하여 저가의 아날로그 스위치를 사용하여 종래의 실시예들과 동일한 GaAs 전계효과트랜지스터의 구동장치를 구현하였다.

상술한 바의 본 발명에 따른 GaAs 전계효과트랜지스터의 구동장치에 의하면, 전계효과트랜지스터의 접지단을 접지에 직접 연결함으로써 전방위 주파수성분에 대하여 전계효과트랜지스터의 접지를 제약없이 처리할 수 있으며, 아날로그스위치를 사용함으로써 주변회로가 간단하여 회로를 구현하기 위한 비용이 감소되는 잇점이 있다.

Claims

접지에 접속된 다수의 접지단자와, 고주파신호출력단자와, 고주파신호입력단자와, 복수의 제어단자를 갖는 GaAs 전계효과트랜지스터에 있어서, 제어신호를 -5볼트의 부전압과 0볼트로 스위칭하기 위한 아날로그 스위치, 및 -5볼트에 플로팅되어 -5볼트와 0볼트 사이에서 반전동작하는 인버터를 구비하여 상기 아날로그스위치의 출력단이 상기 인버터에 입력단에 접속되고, 인버터의 출력단과 상기 아날로그스위치의 출력단이 상기 복수의 제어단자에 각각 접속되어 이루어진 것을 특징으로 하는 GaAs 전계효과트랜지스터의 구동장치.