KR19990005681A

KR19990005681A - 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기

Info

Publication number: KR19990005681A
Application number: KR1019970029896A
Authority: KR
Inventors: 차성호
Original assignee: 이형도; 삼성전기 주식회사
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-25

Abstract

본 발명은 전압제어발진기에 관한 것으로, 특히 버랙터 다이오드를 전압제어발진기에 내장하고, 콜렉터 전류를 변화시키고, 트랜지스터를 병렬연결하여 이미터 사이즈를 크게 함으로써, 버랙터 다이오드의 커패시턴스의 값을 조정하여 안정된 버랙터 다이오드의 선형 특성을 얻을 수 있는 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기에 관한 것이다. 본 발명에 의한 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기는 전압제어 단자의 튜닝전압의 변화에 의하여 흐르는 트랜지스터의 콜렉터 전류를 다른 트랜지스터의 콜렉터 전류와 같게 하는 전류미러(current mirror)회로와, 상기 전류미러(current mirror)회로의 콜렉터 전류의 변화에 의하여 저항의 양단에 걸리는 전류가 변하여 트랜지스터의 각각의 커패시턴스를 변화시키고, 전압제어발진기에 내장되고, 상기 트랜지스터를 병렬로 다수 연결하여 이미터(Emitter) 사이즈를 크게하여 커패시턴스를 크게하는 버랙터다이오드회로와, Vcc 및 바이어스 전압에 의하여 트랜지스터에서 주파수를 발진시키는 발진회로를 구비하여, 안정된 버랙터 다이오드의 선형 특성을 얻을 수 있다.

Description

버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기

본 발명은 전압제어발진기에 관한 것으로, 특히 버랙터 다이오드를 전압제어발진기에 내장하고, 콜렉터 전류를 변화시키고, 트랜지스터를 병렬연결하여 이미터 사이즈를 크게 함으로써, 버랙터 다이오드의 커패시턴스의 값을 조정하여 안정된 버랙터 다이오드의 선형 특성을 얻을 수 있는 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기에 관한 것이다.

일반적으로, 튜너의 주파수 변환회로 또는 고주파 변조회로 등에 사용되는 전압제어 발진기는 입력되는 튜닝전압에 동조된 발진주파수를 출력하는 장치로써, 상기 튜닝 전압의 조정에 의하여 발진주파수를 조정할 수 있다.

일반적인 기술에 관련되는 종래의 기술에 대한 구성은 도1에 도시되어 있으며, 도1은 종래의 전압제어발진기의 회로도이다.

도1를 참조하면, 종래의 전압제어발진기는 버랙터다이오드(D11)와 LC공진필터(L11,C12)를 구비하여 입력되는 튜닝전압(V+)에 의하여 동조하는 탱크부(B1)와, 발진트랜지스터(Q11)를 구비하여 상기 탱크부(B1)의 동조 주파수로 발진하는 발진부(B2)와, 상기 발진 트랜지스터(Q11)의 에미터단과 커패시터(C15)를 통한 발진신호를 출력필터(L12, C17)를 구비하여 잡음을 제거하고 해당 발진신호만 커패시터(C16)를 통하여 출력하는 출력부(B3)를 포함한다.

이하, 첨부된 도1을 참고하여 종래의 전압제어 발진기의 동작을 설명한다. 도1은 종래의 전압제어발진기의 회로도이다.

탱크부(B1)에서 버랙터다이오드(D11)와 LC공진 필터(L11,C12)를 이용하여 인가된 튜닝전압(V+)에 의한 주파수로 동조하고 상기 탱크부(B1)에서 동조된 주파수로 발진부(B2)의 발진트랜지스터(Q11)는 발진한다. 상기 발진부(B2)의 커패시터(C14)는 바이패스 커패시터로 발진부의 출력신호 중 직류분을 접지시킨다. 상기 발진부(B2)로 부터 발진되는 발진신호는 커패시터(C15)와 저항(R14)을 통해 출력부(B3)의 출력필터(L12, C17)를 통과하면서 잡음이 제거되고 해당 발진신호만 캐시터(C16)를 통해 출력된다. 여기서 설명하지않는 B+는 전원전압으로서 발진트랜지스터(Q11)에 바이어스 전압을 인가하고 전체회로를 구동하기 위한 전압이다.

종래의 광역 전압제어발진기는 외부에 버랙터다이오드를 연결하여 튜닝전압을 가변하여 버랙터 다이오의 용량을 변경하여 발진 주파수를 조정하였다.

이와 같은 종래기술에서는 전압발진기 외부에 버랙터다이오드를 사용함에 따라 공간차지 및 가격상승이라는 문제가 있고, 버랙터다이오드 마다 선형(linear) 특성이 일정하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고 개선점을 달성하기 위해 안출한 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 안정된 버랙터 다이오드의 선형 특성을 얻을 수 있는 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 버랙터 다이오드의 공간 차지 및 가격상승 문제를 해결할 수 있는 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 전압제어발진기의 회로도이다.

도2는 본 발명에 의한 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기의 회로도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 전류미러회로 22 : 버랙터다이오드회로

23 : 발진회로 24 : LC공진회로

Q1, Q2 : 트랜지스터 R20 : 저항

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명에 의한 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기는 전압 제어 단자의 튜닝전압의 변화에 의하여 흐르는 트랜지스터의 콜렉터 전류를 다른 트랜지스터의 콜렉터 전류와 같게 하는 전류미러(curent mirror)회로와, 상기 전류미러(current mirror)회로의 콜렉터 전류의 변화에 의하여 저항의 양단에 걸리는 전류가 변하여 트랜지스터의 각각의 커패시턴스를 변화시키고, 전압제어발진기에 내장되고, 상기 트랜지스터를 병렬로 다수 연결하여 이미터(Emitter) 사이즈를 크게하여 커패시턴스를 크게하는 버랙터다이오드회로와, Vcc 및 바이어스 전압에 의하여 트랜지스터에서 주파수를 발진시키는 발진회로를 구비하여, 안정된 버랙터 다이오드의 선형 특성을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기를 수행하기 위한 장치의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 의한 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기는 전압 제어 단자의 튜닝 전압(V_T)의 변화에 의하여 흐르는 트랜지스터(Q28)의 콜렉터 전류(I_CQ28)를 트랜지스터(Q27)의 콜렉터 전류(I_CQ27)와 같게 하는 전류미러(current mirror)회로(21)와, 상기 전류미러(current mirror)회로(21)의 콜렉터 전류(I_CQ27)의 변화에 의하여 저항(R20)의 양단에 걸리는 전류가 변하여 트랜지스터(Q1,Q2)의 각각의 커패시턴스(C_π)를 변화시키고, 전압제어발진기에 내장되고, 상기 트랜지스터(Q1,Q2)를 병렬로 다수 연결하여 이미터(Emitter) 사이즈를 크게하여 커패시턴스를 크게하는 버랙터다이오드회로(22)와, Vcc 및 바이어스 전압에 의하여 트랜지스터(Q4,Q5)에서 주파수를 발진시키는 발진회로(23)를 구비하여 구성된다.

여기서, 도면중 미설명부호인 L171은 인덕터이고, 24는 LC공진회로이고, Q3,Q4,Q5,Q26,Q27,Q28,Q29는 트랜지스터이고, R1,R2,R21,R77는 저항이고, I1,I2,I3는 커런트 소스이다.

이와같이 구성된 본 발명에 의한 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기에 따른 동작을 첨부도면 도2에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

전압 제어 단자의 튜닝전압(V_T)의 변화에 의하여 흐르는 트랜지스터(Q28)의 콜렉터 전류(I_CQ28)는 (V_T-2V_BE)/R21이고 전류미러(current mirror)회로(21)에 의해서 트랜지스터(Q27)의 콜렉터 전류(I_CQ27)와 같게 된다. 상기 전류미러(current mirror)회로(21)의 콜렉터 전류(I_CQ27)의 변화에 의하여 저항(R77)의 양단에 흐르는 전류(I_R22)는 변한다. 상기 전류(I_R77)의 변화에 의하여 V_B단자의 전압이 변하고, 저항(R20)의 양단에 걸리는 전류(I_R20= (V_B-VD-V_BEQ1)/ R20가 변하여 트랜지스터(Q1,Q2)의 콜렉터 전류에 변화를 줌으로써, 트랜지스터(Q1,Q2) 각각의 커패시턴스(C_π)를 변화시킨다. 바이폴라 트랜지스터에서 커패시턴스(C_π)의 변화는 하기 수학식 1과 같이 유추할 수 있다.

[수학식 1]

C_π=Cb+Cje

=τ_F×g_m+C_je

=W_B ²/2D_n×I_c/V_Th+C_je,

C_π:버랙터다이오드의 커패시턴스, C_b:베이스-차징(base-charging) 커패시턴스,

C_je:이미터-베이스 공핍층 커패시턴스, τ_F:베이스 트랜지트 시간, g_m: 트랜스컨덕턴스

W_B:베이스 폭, D_n:도핑농도, Ic:콜렉터전류, V_Th:임계전압(threshold voltage)

따라서 전류(I_R20)(상기 수학식 1에서는 I_c)의 변화에 따른 전압제어발진기에 내장된 트랜지스터(Q1,Q2)의 커패시턴스(C_π)의 변화값과 외부의 인덕터와 LC공진회로(24)를 만들 수 있다. 또한 발진 주파수 및 발진 레인지(Range)는 상기 트랜지스터(Q1,Q2)를 병렬로 다수 연결하여 이미터(Emitter) 사이즈를 크게하여 즉, 상기 수학식 1의 C_je(이미터-베이스 공핍층 커패시턴스)를 크게하여 커패시턴스(C_π)를 크게 한다. 그러므로 전류(I_R20)와 트랜지스터(Q1,Q2)를 병렬로 다수 연결하여 커패시턴스(C_π)를 조정하면 원하는 주파수와 레인지(Range)를 얻을 수 있다.

상술한 바와같은 본 발명에 따르면, 버랙터 다이오드를 전압제어발진기에 내장하고, 콜렉터 전류를 변화시키고, 트랜지스터를 병렬연결하여 이미터 사이즈를 크게함으로써, 버랙터 다이오드의 커패시턴스의 값을 조정하여 안정된 버랙터 다이오드의 선형 특정을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 다른 효과는 버랙터 다이오드를 IC내에 내장함으로써, 시스템의 어플리케이션(application)을 줄일 수 있고, 전압발진기 내부에 버랙터다이오드를 사용함에 따라 공간 차지 및 가격상승이라는 문제를 해결할 수 있다.

이상의 설명은 단지 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성과 기술적 사상의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims

전압제어발진기에 있어서, 전압 제어 단자의 튜닝전압(V_T)의 변화에 의하여 흐르는 트랜지스터(Q28)의 콜렉터 전류(I_CQ28)를 트랜지스터(Q27)의 콜렉터 전류(I_CQ27)와 같게 하는 전류미러(current mirror)회로(21)와, 상기 전류미러(current mirror)회로(21)의 콜렉터 전류(I_CQ27)의 변화에 의하여 저항(R20)의 양단에 걸리는 전류가 변하여 트랜지스터(Q1,Q2)의 각각의 커패시턴스(C_π)를 변화시키는 버랙터다이오드회로(22)와, Vcc 및 바이어스 전압에 의하여 트랜지스터(Q4,Q5)에서 주파수를 발진시키는 발진회로(23)를 구비하는 것을 특징으로 하는 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기.
제1항에 있어서, 상기 버랙터다이오드회로(22)는 전압제어발진기에 내장됨을 특징으로 하는 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 버랙터다이오드회로(22)는 트랜지스터(Q1,Q2)를 병렬로 다수 연결하여 이미터(Emitter) 사이즈를 크게하여 커패시턴스를 크게하는 것을 특징으로 하는 버랙터다이오드를 내장한 전압제어발진기.