KR19990061179A

KR19990061179A - 고출력증폭기의 온도보상 바이어스회로

Info

Publication number: KR19990061179A
Application number: KR1019970081435A
Authority: KR
Inventors: 김대현
Original assignee: 유기범; 대우통신 주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 1999-07-26

Abstract

본 발명은 외부 온도변화에 따른 증폭도의 변화를 온도보상 바이어스회로를 통해 안정된 증폭도를 유지할 수 있도록 된 고출력증폭기의 온도보상 바이어스회로에 관한 것으로, 전원전압이 제1트랜지스터의 에미터에 접속되고, 상기 제1트랜지스터의 베이스와 컬렉터가 접속되며, 상기 제1트랜지스터의 베이스와 컬렉터가 접속된 접속노드와 접지사이에 제3저항과 제4저항이 직렬로 접속된 구성과, 상기 제3, 제4저항이 접속된 접속노드와 접지사이에 제2바이패스콘덴서가 접속되며, 상기 제3, 제4저항이 접속된 접속노드와 상기 제2바이패스콘덴서의 접속노드에 제2트랜지스터의 베이스가 접속되고, 상기 제2트랜지스터의 컬렉터와 접속된 제5저항을 통해 정전류출력단이 결합된 구성 및, 상기 전원전압이 제1저항, 제2저항 및 정전압출력단과 직렬로 접속되며, 상기 제1, 제2저항의 접속노드와 접지사이에 제1바이패스콘덴서가 접속되고, 상기 제1, 제2저항의 접속노드와 상기 제1바이패스콘덴서의 접속노드에 제2트랜지스터의 에미터가 접속된 것을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

고출력증폭기의 온도보상 바이어스회로

본 발명은 고출력증폭기에 관한 것으로, 특히 외부 온도변화에 따른 증폭도의 변화를 온도보상 바이어스회로를 통해 안정된 증폭도를 유지할 수 있도록 된 고출력증폭기의 온도보상 바이어스회로에 관한 것이다.

현재, 고주파 대역의 무선신호를 송수신하는 통신기기에서는 일반적으로 전력이득이 높고 잡음지수가 낮은 특성을 가진 전계효과 트랜지스터(FET : field effect transistor)를 사용하여 증폭회로를 구성하게 된다.

또한, 상기한 증폭회로에서는 외부 온도변화에 대해서 항상 일정한 이득을 유지할 수 있도록 하는 온도보상회로가 첨가되며, 이 온도보상회로는 저항을 사용하는 선형 안정화법 즉, 고정 바이어스나 자기 바이어스법과 더미스터(thermistor)나 바리스터(varistor)를 사용하는 비선형 안정화법으로 구분되게 된다.

한편, 위성통신용 고출력증폭기 등은 이득이 높은 증폭회로로서 구현되기 때문에 온도변화 등의 외부조건에 대하여 민감한 특성변화를 나타내게 되는데, 일반적으로 온도가 올라가면 이득이 떨어지고 반대로 온도가 내려가면 이득이 올라가는 특성변화를 나타내게 된다.

따라서, 상기한 문제점을 보완하기 위하여 종래에 증폭기의 온도보상 바이어스회로에 써미스터(thermistor)를 첨가하거나 핀 다이오드(pin diode)와 써미스터를 이용하여 온도보상회로를 구성함으로써 온도변화에 따른 이득 특성변화를 보정하였는데, 상기한 방식에 있어서는 써미스터 마다 그 온도계수가 각기 다르고 온도변화에 따른 변화폭이 크게 나타나게 됨으로 정밀한 온도변화의 감지 및 보상이 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로 외부 온도변화에 대해서 항상 일정한 이득을 유지할 수 있도록 된 고출력증폭기의 온도보상 바이어스회로를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 본 발명의 1 실시예에 따른 온도보상 바이어스회로의 내부구성을 나타낸 회로도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

11 : 온도보상 바이어스회로, 12 : 고출력증폭회로,

Q1 : 제1 트랜지스터, Q2 : 제2 트랜지스터,

Q3 : 제3 트랜지스터, R1 ∼ R6 : 저항,

C1, C2 : 바이패스콘덴서, C3, C4 : 커플링콘덴서,

Vcc : 전원전압.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고출력증폭기의 온도보상 바이어스회로는 전원전압이 제1트랜지스터의 에미터에 접속되고, 상기 제1트랜지스터의 베이스와 컬렉터가 접속되며, 상기 제1트랜지스터의 베이스와 컬렉터가 접속된 접속노드와 접지사이에 제3저항과 제4저항이 직렬로 접속된 구성과, 상기 제3, 제4저항이 접속된 접속노드와 접지사이에 제2바이패스콘덴서가 접속되며, 상기 제3, 제4저항이 접속된 접속노드와 상기 제2바이패스콘덴서의 접속노드에 제2트랜지스터의 베이스가 접속되고, 상기 제2트랜지스터의 컬렉터와 접속된 제5저항을 통해 정전류출력단이 결합된 구성 및, 상기 전원전압이 제1저항, 제2저항 및 정전압출력단과 직렬로 접속되며, 상기 제1, 제2저항의 접속노드와 접지사이에 제1바이패스콘덴서가 접속되고, 상기 제1, 제2저항의 접속노드와 상기 제1바이패스콘덴서의 접속노드에 제2트랜지스터의 에미터가 접속된 것을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

즉, 상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 외부 온도변화에 따라 발생되는 전류의 증가 및 감소되는 것을 온도보상 바이어스회로를 통해 보상함으로써 고출력증폭회로를 통해 안정된 증폭도를 유지할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도1은 본 발명의 1 실시예에 따른 온도보상 바이어스회로의 내부구성을 나타낸 회로도이다.

도면에서, 참조번호 11은 이후에 설명할 고출력증폭회로(12)에 결합되어 정전류 및 정전압을 공급하는 온도보상 바이어스회로로서, 이는 전원전압(Vcc)이 저항(R1)과 제1 트랜지스터(Q1)의 에미터에 접속되며, 저항(R1)의 다른단은 저항(R2)과 직력로 접속되고, 이 접속노드와 접지사이에 바이패스콘덴서(C1)가 결합됨과 더불어 제2 트랜지스터(Q2)의 에미터가 접속된다.

또한, 상기 제1 트랜지스터(Q1)는 베이스와 컬렉터가 직렬접속되며, 이 접속노드와 접지사이에 저항(R3)과 저항(R4)이 직렬로 접속되고, 이 저항(R3, R4)의 접속노드와 접지사이에 제2 바이패스콘덴서(C2)가 접속되며, 또 이 접속노드에 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스가 접속된다.

그리고, 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 컬렉터와 저항(R5)이 접속되며, 이 저항(R5)의 다른단은 이후에 설명할 고출력증폭회로(12)의 소정회로에 결합되어 정전류를 공급하게 된다.

또한, 상기 저항(R2)의 다른단은 이후에 설명할 고출력증폭회로(12)의 소정회로에 결합되어 정전압을 공급하게 된다.

한편, 도면에서 참조번호 12는 입력되는 소정신호를 고출력증폭하는 고출력증폭회로로서, 이는 신호입력단(in)과 커플링콘덴서(C3)가 접속되며, 이 커플링콘덴서(C3)의 다른단은 고출력증폭용 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스에 접속되고, 이 접속노드에 상기 온도보상 바이어스회로(11)의 정전류 공급단이 결합된다.

또한, 상기 고출력증폭용 제3 트랜지스터(Q3)의 컬렉터와 접시사이에 저항(R6)이 접속되며, 고출력증폭용 제3 트랜지스터(Q3)의 에미터와 신호출력단(out) 사이에 커플링콘덴서(C4)가 접속되고, 이 접속노드에 상기 온도보상 바이어스회로(11)의 정전압 공급단이 결합되어 구성된다.

이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 설명한다.

우선, 소정전원전압(Vcc)이 상기 온도보상 바이어스회로(11)에 입력되면 제1 트랜지스터(Q1)와 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스는 저항(R3)을 통해 결합됨으로써 동일한 베이스전류가 흐르게 된다.

이때, 외부 온도변화가 발생하게 되면, 상기 베이스전류가 변화되는데 온도변화에 따른 트랜지스터의 동작상태를 살펴보면, 베이스측으로 인가되는 베이스전류를 I_B라 하고, 전류증폭율을, 컬렉터-에미터간의 전류를 I_C라 할 때,

Ic=I_B

로 표시되는데, 일반적인 트랜지스터는 온도가 증가하게 되면 온도에 비례하여 그 전류증폭율()이 증가하게 된다.

또한, 상기 식에서 알 수 있는 바와 같이 온도가 증가하게 되면 컬렉터전류(I_C)가 증가하게 됨으로써 베이스전류(I_B) 및 출력전압(V_OUT)이 변동되게 된다.

한편, 외부 온도변화가 발생된 상태에서, 상기 제1, 제2 트랜지스터(Q1, Q2)는 외부 온도변화에 따라 베이스 전류가 동일한 비율로 변화되며, 제1 트랜지스터(Q1)의 온도가 상승하여 에미터와 베이스간의 전압이 감소되면, 제2 트랜지스터(Q2)의 에미터와 베이스간의 전압도 감소되어, 제2 트랜지스터(Q2)의 출력전류는 제1 트랜지스터(Q1)와 거의 동일한 전류를 출력하게 된다.

따라서, 상기 온도보상 바이어스회로(11)에서 제1 및 제2 트랜지스터(Q1, Q2)는 온도변화에 따른 전류의 증가 또는 감소되는 것을 상호간에 보상함으로써 제2 트랜지스터(Q2)의 컬렉터와 접속된 저항(R5)을 통해 온도변화에 민감하지 않은 정전류를 상기 고출력증폭회로(12)의 정전류 입력단으로 공급하게 된다.

또한, 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 에미터와 접속된 저항(R2)을 통해서 정전압을 상기 고출력증폭회로(12)의 정전압 입력단으로 공급하게 된다.

한편, 상기 고출력증폭회로(12)는 신호입력단(in)으로 소정신호가 입력되면, 이 입력신호의 DC성분을 제거하는 커플링콘덴서(C3)를 통해서 고출력증폭용 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스로 인가하게 된다.

이때, 상기 온도보상 바이어스회로(11)의 저항(R5)을 통해 정전류 즉, 온도변화에 따라 증가 또는 감소된 전류가 상기 온도보상 바이어스회로(11)를 통해 보상된 정전류로 공급되며, 또 저항(R2)을 통해 정전압이 공급되어 고출력증폭용 제3 트랜지스터(Q3)의 동작 조건이 형성함으로써 안정된 증폭도를 유지하게 된다.

즉, 상기한 실시예에 의하면 외부 온도변화에 따라 발생되는 전류의 증가 및 감소되는 것을 상기 온도보상 바이어스회로(11)를 통해 보상하게 되며, 상기 고출력증폭용 제3 트랜지스터(Q3)로 공급하여 동작 조건을 형성함으로써 고출력증폭용 제3 트랜지스터(Q3)의 안정된 증폭도를 유지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 외부 온도변화에 따라 발생되는 전류의 증가 및 감소되는 것을 온도보상 바이어스회로를 통해 보상함으로써 고출력증폭회로의 안정된 증폭도를 유지할 수 있도록 된 고출력증폭기의 온도보상 바이어스회로를 실현 할 수 있게 된다.

Claims

전원전압이 제1트랜지스터의 에미터에 접속되고, 상기 제1트랜지스터의 베이스와 컬렉터가 접속되며, 상기 제1트랜지스터의 베이스와 컬렉터가 접속된 접속노드와 접지사이에 제3저항과 제4저항이 직렬로 접속된 구성과,

상기 제3, 제4저항이 접속된 접속노드와 접지사이에 제2바이패스콘덴서가 접속되며, 상기 제3, 제4저항이 접속된 접속노드와 상기 제2바이패스콘덴서의 접속노드에 제2트랜지스터의 베이스가 접속되고, 상기 제2트랜지스터의 컬렉터와 접속된 제5저항을 통해 정전류출력단이 결합된 구성 및,

상기 전원전압이 제1저항, 제2저항 및 정전압출력단과 직렬로 접속되며, 상기 제1, 제2저항의 접속노드와 접지사이에 제1바이패스콘덴서가 접속되고, 상기 제1, 제2저항의 접속노드와 상기 제1바이패스콘덴서의 접속노드에 제2트랜지스터의 에미터가 접속된 것을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고출력증폭기의 온도보상 바이어스회로.