KR20000022271A - 전력 증폭기 및 이를 이용한 rf 입력 신호 증폭 방법 - Google Patents

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Abstract

전력 증폭기(105, 107 또는 205, 207)를 사용하여 RF 입력 신호를 증폭하는 방법은 RF 입력 신호를 동상 신호 및 직각상 신호로 분할하는 단계를 포함한다. 반송파 증폭기 바이어스 입력(111, 211) 신호는 RF 입력 신호의 크기에 대해 변한다. 피킹 증폭기 바이어스 입력(113, 213) 신호는 RF 입력 신호의 크기에 대해 변한다. 동상 신호는 반송파 증폭기(105, 205)에 의해서 증폭되어 제 1 증폭된 신호로서 발생된다. 직각상 신호는 피킹 증폭기(107, 207)에 의해서 증폭되어 제 2 증폭된 신호로서 발생된다. 제 1 증폭된 신호 및 제 2 증폭된 신호는 그들의 위상이 조합되어(115, 215) 출력 신호로서 발생된다.

Description

전력 증폭기 및 이를 이용한 ＲＦ 입력 신호 증폭 방법
바람직하게는, 무선 주파수(RF) 전력 증폭기가 RF 신호를 아주 효율적인 방식으로 선형 증폭해야 하는데, 그럼에도 불구하고, 효율을 최대로 하면 선형성이 나빠지고 반대로 선형성을 좋게 하면 효율이 나빠지는 문제가 있다. 효율은 일반적으로 입력 구동 레벨에 비례하며, 고 효율은 증폭기의 출력 전력이 최대에 이를 때까지는 통상 얻어지지 않는데, 이는 선형 동작과 일치하지 않는 것이다. 도허티-타입 증폭기는 부분적으로 피크 전력 아래에서는 표준 AB급 증폭기 및 B급 증폭기보다 효율이 좋은데, 이는 RF 입력 레벨의 변화시 그들의 반송파 증폭기의 부하선이 순간적으로 변형되기 때문이다. 달리 말해서, 도허티-타입 증폭기는 보다 밀접한 입력 구동 레벨과 효율 간의 관계를 나타내는데, 이는 증폭기 부하선이 입력 구동 레벨의 변화시 고 효율이 유지되도록 연속적으로 변형되기 때문이다. 또한, 도허티-타입 증폭기의 바이어스 전력은 표준 AB급 증폭기 및 B급 증폭기보다 상당히 감소된다.
도허티-증폭기의 바이어싱 방법은 버나드 이. 시몬(BERNARD E. SIGMON) 등이 1995년 12월 4일자로 출원하여 본 출원의 출인인에게 양도한 미국 특허 출원 제08/566,811호(발명의 명칭: 고 효율을 위해 능동 바이어스를 사용하는 선형 증폭기 및 방법(LINEAR POWER AMPLIFIER USING ACTIVE BIAS FOR HIGH EFFICIENCY AND METHOD THEREOF))에 개시되고 있다. 이 특허 출원은 본 출원에 참고로 인용된다. 이 특허 출원에 개시된 회로는 반송파 증폭기의 게이트 또는 베이스 바이어스 전류 변동에 의거하여 그 증폭기 디바이스의 RF 입력 전력을 측정한다. 그러나, 이러한 메카니즘은 MOSFET(금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터) 증폭기 디바이스에 대해서는 효율적이지 못한데, 이는 그러한 디바이스는 어떤 RF 구동 레벨에서는 바이어스 전류를 인출하지 못하기 때문이다.
따라서, MOSFET 또는 다른 제로(zero) 바이어스 전류 증폭기에 대해 양호한 바이어싱을 제공하면서도 동적 RF 입력 구동 범위에서 효율적인 도허티-타입 증폭기용의 바이어스 회로가 필요하다.
본 발명은 도허티-타입(Doherty-type) 증폭기의 바이어싱(이것에 국한되지는 않음)을 포함한 선형 전력 증폭기에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 바이어스 제어 기능을 갖춘 도허티-타입 증폭기의 블럭도이고,
도 2는 본 발명에 따라 바이어스 제어 기능을 갖춘 다른 도허티-타입 증폭기의 블럭도이고,
도 3은 본 발명에 따른 반송파 증폭기의 바이어스 제어 회로에 대한 블럭도이고,
도 4는 본 발명에 따른 피킹 증폭기의 바이어스 제어 회로에 대한 블럭도이고,
도 5A 및 5B는 본 발명에 따른 바이어스 제어 신호의 그래프이고,
도 6은 본 발명에 따른 피킹 증폭기의 반송파 증폭기에 대한 블럭도이다.
양호한 실시예의 상세 설명
이제 도허티-타입 전력 증폭기의 바이어스 제어를 위한 장치 및 방법에 대해 설명한다. 도허티 전력 증폭기는 반송파 증폭기 및 피킹 증폭기로 구성된다. 반송파 증폭기 및 피킹 증폭기에는 서로 다른 바이어스 신호가 제공되어, 일정한 전력 이득을 제공하는 한편 중간변조 왜곡을 제한한다. 일 실시예에서, 반송파 증폭기 바이어스 신호는 피킹 증폭기 바이어스 신호의 증가시에 감소한다.
본 발명에 따른 전력 증폭기에 구비된 전력 분할기는 RF 입력 신호를 수신하여 그 RF 입력 신호로부터 동상 신호 및 직각상 신호를 발생한다. 반송파 증폭기는 전력 분할기로부터 동상 신호를 증폭하는 것으로서, 반송파 증폭기 바이어스 입력을 가진다. 피킹 증폭기는 전력 분할기로부터 직각상 신호를 증폭하는 것으로서, 피킹 증폭기 바이어스 입력을 가진다. 조합기는 반송파 증폭기의 출력 및 피킹 증폭기의 출력에 결합된다. 조합기는 반송파 증폭기의 출력 및 피킹 증폭기의 출력을 위상 가산 방식으로 조합한다. 제 1 바이어스 회로는 반송파 증폭기에 결합되며, 반송파 증폭기의 바이어스 입력은 제 1 바이어스 회로에 의해서 제공되며 전력 증폭기의 RF 입력 신호의 크기를 나타내는 제 1 신호에 의해서 제어된다. 제 2 바이어스 회로는 피킹 증폭기에 결합되며, 피킹 증폭기의 바이어스 입력은 제 2 바이어스 회로에 의해서 제공되며 전력 증폭기의 RF 입력 신호의 크기를 나타내는 제 2 신호에 의해서 제어된다. 선택적으로, 제 1 신호 및 제 2 신호는 동일 신호일 수도 있다. 또한, 제 1 신호 및/또는 제 2 신호는 RF 입력 신호에 결합된 포락선 검출기의 출력으로부터 도출될 수도 있다. 또한, 제 1 신호 및/또는 제 2 신호는 반송파 증폭기에 의해서 인출된 전류에 비례할 수도 있다. 또한, 반송파 증폭기 바이어스 레벨은 피킹 증폭기 바이어스 레벨의 증가시에 감소될 수도 있다.
전력 증폭기를 사용하여 RF 입력 신호를 증폭하는 방법은 그 RF 입력 신호를 동상 및 직각상 신호로 분할하는 단계를 포함한다. 반송파 증폭기 바이어스 입력 신호는 RF 입력 신호의 크기에 대해 변한다. 피킹 증폭기 바이어스 입력 신호는 RF 입력 신호의 크기에 대해 변한다. 동상 신호는 반송파 증폭기에 의해서 증폭되어 제 1 증폭된 신호로서 발생된다. 직각상 신호는 피킹 증폭기에 의해서 증폭되어 제 2 증폭된 신호로서 발생된다. 제 1 증폭된 신호 및 제 2 증폭된 신호는 그들의 위상이 조합되어 출력 신호로서 발생된다. 또한, 반송파 증폭기 바이어스 입력 신호를 변화시키는 단계 및 피킹 증폭기 바이어스 입력 신호를 변화시키는 단계는 반송파 증폭기 바이어스 입력 신호가 피킹 증폭기 바이어스 입력 신호의 증가시에 감소되도록 수행될 수도 있다. RF 입력 신호의 포락선 검출은 그 RF 입력 신호의 크기를 도출하도록 수행될 수도 있다. RF 입력 신호의 크기는 반송파 증폭기에 의해서 인출된 전류로부터 결정될 수도 있다.
도 1에는 바이어스 제어 기능을 갖춘 도허티-타입 전력 증폭기의 블럭도가 도시된다. RF 입력 신호는 방향성 결합기(101)에 공급되며, 이 방향성 결합기는 입력 신호의 작은 샘플을 그의 결합된 출력에 제공하는 한편 입력 신호 전력의 대부분을 주 출력에 전달하는 기능을 수행한다. 방향성 결합기(101)의 주 출력은 직각 스플리터(quadrature splitter)(103)에 입력된다. 이 스플리터의 분할 작용으로, 동상 신호 및 직각상 신호는 RF 입력 신호보다 크기가 3㏈ 작다. 직각 스플리터(103)의 동상(0°) 출력은 반송파 증폭기(105)에 입력된다. 직각 스플리터(103)의 직각상(-90°) 출력은 피킹 증폭기(107)에 입력된다. 방향성 결합기(101)의 결합된 출력은 검출기(109)에 입력된다. 이 검출기는 허버트 엘. 크라우스(Herbert L. Krauss) 등의 저서인 Solid State Radio Engineering(John Wiley & Sons, New York, 1980)의 9장에 개시되고 있는 바와 같은 다이오드 포락선 검출기일 수도 있다.
검출기(109)의 출력은 RF 입력 신호의 RF 입력 전력 레벨 및 RF 신호의 크기의 표시이다. 검출기(109)는 피크 또는 평균 전력을 나타내도록 세팅될 수도 있다. 검출기의 출력은 반송파 증폭기 바이어스 제어 회로(111) 및 피킹 증폭기 바이어스 제어 회로(113)에 입력된다. 반송파 증폭기 바이어스 제어 회로(111)의 출력은 CA 바이어스 제어 신호로서, 이 신호는 반송파 증폭기(105)의 바이어스 제어 입력에 입력된다. 양호한 실시예에서, 반송파 증폭기는 검출기(109) 출력이 낮은 입력 신호 레벨을 나타낼 때에 컷오프보다 약간 높게 바이어스된다. 이 프로세스는 반송파 증폭기가 낮은 입력 신호 레벨에서 선형 증폭을 행할 수 있게 한다. 피킹 증폭기 바이어스 제어 회로(113)의 출력은 PA 바이어스 제어 신호로서, 이 신호는 피킹 증폭기(107)의 바이어스 제어 입력에 입력된다. 양호한 실시예에서, 피킹 증폭기는 검출기(109)가 낮은 입력 신호 레벨을 나타낼 때에 컷오프 보다 낮게 바이어스된다. 이 프로세스는 RF 입력 신호가 그의 최대 허용된 진폭의 약 절반에 이를 때까지 피킹 증폭기가 전류를 인출하지 못하도록 하는 것에 의해 낮은 입력 신호 레벨에서의 효율을 향상시킨다.
반송파 증폭기(105)의 출력 및 피킹 증폭기(107)의 출력은 조합기(115)에 입력된다. 양호한 실시예에서, 조합기는 쿼터 파장(1/4) 50Ω 전송선(117)으로 구성되는데, 이 전송선의 출력은 RF 포트(119)에서 피킹 증폭기 출력에 접속된다. 낮은 입력 신호 레벨들에서, 피킹 증폭기는 비활성 상태에 있으며 RF 출력 포트(119)에서 조합기(115)에 대해 고임피던스를 나타낸다. 양호한 실시예에서, RF 출력 포트의 임피던스는 공칭적으로 25Ω이며, (1/4) 50Ω 전송선(117)은 그 임피던스를 반송파 증폭기의 출력에서 100Ω으로 변환한다. 반송파 증폭기는 공칭 50Ω 부하로 동작하도록 구성되기 때문에, 100Ω의 부하는 RF 입력 신호가 그의 최대 허용된 진폭의 절반에 이를 때에 반송파 증폭기가 그의 공칭 최대 출력 전력 레벨의 1/2에서 포화되도록 한다. 이 점에서, RF 입력 신호의 진폭은 피킹 증폭기가 전력을 RF 출력 포트(119)로 전달하기 시작하도록 한다. 이들 조건에서, (1/4) 50Ω 전송선(117)은 또한 반송파 및 피킹 증폭기의 출력들이 그들의 위상이 RF 출력 포트(119)에서 가산되어 최대 이용가능한 출력 전력 및 효율을 제공하도록 한다. 필터는 또한 검출기(109)와 바이어스 제어 회로(111, 113) 사이에 삽입되어, 중간변조 왜곡을 발생할 수도 있는 AC 성분 또는 단락 포락선 변동이 검출기(119)로부터 제거되도록 할 수도 있다.
반송파 증폭기(1050 및 피킹 증폭기(107)가 상술한 바와 같이 이상적으로 동작하는 경우, 바이어스 레벨들은 제로 검출기 출력에 설정된 레벨들로 일정하게 유지될 수도 있다. 즉, 어떠한 바이어스 제어 회로도 필요하지 않을 것이다. 그러나, 이같은 상황은 실제에 있어서는 좀처럼 가능하지 않다. 예를 들어, 피킹 증폭기(107)는 RF 입력 신호가 그의 최대 허용된 진폭의 절반에 이를 때까지는 비활성 상태를 유지하도록 바이어스되는 경우에 부적당한 이득을 가질 수도 있다. 이 경우, RF 입력 신호가 그의 최대 허용된 진폭의 절반을 초과할 때 피킹 증폭기(107)에 대한 바이어스를 증가시키는 것이 바람직하다. 또한, 어떤 다른 RF 입력 신호 레벨에서는 반송파 증폭기(105)에 대한 바이어스를 감소시켜 도허티-타입 증폭기의 이득이 넓은 범위의 입력 신호 레벨들에 걸쳐서 일정하게 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 이 프로세스는 도허티-타입 전력 증폭기의 선형성을 향상시켜 RF 출력 포트(119)에서 중간 왜곡의 레벨이 감소되게 한다.
검출기(109)는 회로의 어느 다른 곳에 결합되어 다른 동작 조건 예를 들어 반송파 증폭기(105) 및/또는 피킹 증폭기(107) RF 출력 또는 DC 입력 전류를 감시할 수도 있다. 검출기(109)의 위치 및 기능에 대한 최종 선택은 도허티 증폭기의 전반적인 특성(예를 들어, 효율, 이득, 이득 평탄도, 중간변조 왜곡 등)을 최적화하도록 이루어진다.
바이어스 제어 기능을 갖춘 도허티-타입 전력 증폭기의 다른 실시예가 도 2에 도시된다. RF 신호는 직각 스플리터(203)에 입력된다. 직각 스플리터(203)의 동상(0°) 출력은 반송파 증폭기(205)에 입력된다. 직각 스플리터(203)의 직각상(-90°) 출력은 피킹 증폭기(207)에 입력된다. 차동 증폭기(209)는 반송파 증폭기(205)에 대한 DC 전력 입력과 직렬의 저항(RS) 양단간에 배치된다. 이 저항 양단간의 전압은 반송파 증폭기(205)에 의해 인출된 DC 전류에 비례하며, 이 전류는 다시 RF 신호의 RF 입력 전력 레벨에 비례한다. 차동 증폭기(209)의 출력은 저항(RS) 양단간의 전압이 증폭된 것이다. 반송파 증폭기 바이어스 제어 회로(211)의 출력은 반송파 증폭기(205)의 바이어스 제어 입력에 입력된다. 피킹 증폭기 바이어스 제어 회로(213)의 출력은 피킹 증폭기(207)의 바이어스 제어 입력에 입력된다. 반송파 증폭기(205)의 출력 및 피킹 증폭기(207)의 출력은 조합기(215)에 입력된다. 조합기(215)는 쿼터 파장(1/4) 50Ω 전송선(217)을 포함하는데, 이 전송선은 노드(219)에 출력을 발생한다. 조합기(215)의 기능은 도 1을 참조하여 설명한 조합기(115)의 기능과 유사하다.
반송파 증폭기의 바이어스 제어 회로의 블럭을 도 3에 도시했다. 반송파 증폭기 바이어스 제어 회로(111 또는 211)는 반송파 증폭기(105 또는 205)에 입력되는 CA 바이어스 제어 신호를 출력한다. 연산 증폭기(301)는 그의 전원 입력이 Vcc에 결합된 것으로서 그의 정(+) 입력은 기준 전압 Vos에 결합된다. Vos는 오프셋 기준 전압이다. 연산 증폭기(301)의 부(-) 입력은 바이어스 제어 회로에 대한 입력과 직렬의 저항(R1)을 가진다. 도 1의 경우, 바이어스 제어 회로 입력 신호는 검출기(109)의 출력 신호이다. 도 2의 경우, 바이어스 제어 회로 입력 신호는 차동 증폭기(209)의 출력이다. 저항(R2)은 연산 증폭기(301)의 입력과 연산 증폭기(301)의 출력 간에 직렬로 결합된다.
도 4에는 피킹 증폭기의 바이어스 제어 회로의 블럭도가 도시된다. 피킹 증폭기 바이어스 제어 회로(113 또는 213)는 피킹 증폭기(107 또는 207)에 입력되는 PA 바이어스 제어 신호를 출력한다. 연산 증폭기(401)는 그의 전원 입력이 Vcc에 결합된 것으로서 그의 정(+) 입력은 바이어스 제어 회로(113 또는 213)에 대한 입력 신호에 결합된다. 도 1의 경우, 바이어스 제어 회로 입력 신호는 검출기(109)의 출력 신호이다. 도 2의 경우, 바이어스 제어 회로 입력 신호는 차동 증폭기(209)의 출력이다. 직렬 저항(R3)은 기준 전압(Vos)과 차동 증폭기의 부(-) 입력 사이에 배치된다. 다른 직렬 저항(R4)은 연산 증폭기(401)의 부(-) 입력과 연산 증폭기(401)의 출력 간에 직렬로 결합된다.
도시된 바와 같은 바이어스 제어 회로(111, 113, 211 및 213)는 정(+)의 전압을 그들의 입력 신호로서 취급하도록 구성된다. 당업자에 의해, 바이어스 제어 회로(111, 113, 211 및 213)는 부(-) 입력 신호를 취급하도록 변형될 수도 있다.
도 5A에는 검출기 출력에 대한 CA 바이어스 제어 신호의 그래프가 도시된다. CA 바이어스 제어 신호는 검출기(109 또는 209)가 출력을 발생할 때 반대 방향의 트랙킹을 행한다. CA 바이어스 제어 신호는 검출기(109 또는 209)의 출력(Vdet)이 대체적으로 Vos + (Vos-Vcc)R1/R2의 레벨에 이를 때까지 거의 Vcc를 유지한다. CA 바이어스 제어 신호는 그 다음 거의 제로 레벨에 이를 때까지 -R2/R1의 비에 의해서 결정되는 기울기로 떨어진다.
예를 들어, 검출기(109 또는 209)의 출력이 4V로부터 5V로 변할 때 CA 바이어스 제어 신호가 5V로부터 4V로 변할 필요가 있다고 가정한다. 우선, Vcc=5V로 세팅하여 CA 바이어스 제어 신호가 원하는 범위로 변하게 한다. 다음, -R2/R1=5로 세팅하여 예를 들어 R1=1000Ω으로 하고 R2=5000Ω으로 하여 원하는 기울기를 얻는다. 마지막으로, 상기의 식을 Vdet=4V 및 Vcc=5V로 하여 풀면, Vos의 필요한 값인 대략 4.17V가 얻어진다.
주목할 것은 도 3의 반송파 증폭기 바이어스 제어 회로는 또한 차동 증폭기(209)에 대해 사용될 수도 있다는 것이다. 이 경우, 기준 전압 Vos는 전원 DC에 가장 가까운 저항 Rs의 단부에 접속되며, INPUT로서 표시된 터미널은 Rs의 타단부에 접속된다. 전체적인 전류/전압 전달 함수는 R2/R1이다.
도 5B에는 검출기 출력에 대한 PA 바이어스 제어 신호의 그래프가 도시된다. PA 바이어스 제어 신호는 검출기(109 또는 209)가 출력을 발생할 때 동일 방향의 트랙킹을 행한다. PA 바이어스 제어 신호는 검출기(109 또는 209)의 출력(Vdet)이 대체적으로 (Vos)R4/(R3+R4) 레벨에 이를 때까지 거의 제로를 유지한다. PA 바이어스 제어 신호는 그 다음 거의 Vcc 레벨에 이를 때까지 (R3+R4)/R3의 비에 의해서 결정되는 기울기로 떨어진다.
예를 들어, 검출기(109 또는 209)의 출력이 2.5V로부터 5V로 변할 때 PA 바이어스 제어 신호가 0V로부터 5V로 변할 필요가 있다고 가정한다. 우선, Vcc=5V로 세팅하여 PA 바이어스 제어 신호가 원하는 범위로 변하게 한다. 다음, (R3+R4)/R3=2로 세팅하여 예를 들어 R3=1000Ω으로 하고 R4=1000Ω으로 하여 원하는 기울기를 얻는다. 마지막으로, 상기의 식을 Vdet=2.5V 및 Vcc=5V로 하여 풀면, Vos의 필요한 값인 대략 5V가 얻어진다.
도 6에는 반송파 증폭기(105 또는 205) 또는 피킹 증폭기(107 또는 207)의 블럭도가 도시된다. 도 6의 증폭기에 대한 입력은 입력 정합 회로(601)에 접속된다. 입력 정합 회로의 출력은 RF 전력 증폭 디바이스(603)의 게이트에 접속된다. RF 전력 증폭 디바이스(603)는 MOSFET 전력 증폭 디바이스 예를 들어 VMOS 또는 LDMOS일 수도 있다. 입력 정합 회로(601)의 기능은 MOSFET 디바이스(603)의 게이트의 RF 임피던스인 약 1Ω을 RF 입력 공급원의 최적 기능에 필요한 레벨인 전형적인 50Ω으로 변환하기 위한 것이다. 입력 정합 회로는 허버트 엘. 크라우스(Herbert L. Krauss) 등의 저서인 Solid State Radio Engineering(John Wiley & Sons, New York, 1980)에 개시되고 있는 바와 같은 리액티브 성분, 변환기 및 전송선의 각종 조합에 의해서 구성될 수도 있다. 트랜지스터(603)의 게이트는 또한 저항 R6을 통해 접지에 접속된다. 트랜지스터(603)의 소스는 접지에 접속된다. 트랜지스터(603)의 드레인은 RF 쵸크(605)를 쵸크를 통해 전원 Vdd에 접속된다. 바이어스 제어 입력은 저항 Rgc를 통해 트랜지스터(603)의 게이트에 접속된다. 검출기 출력이 최대로부터 최소로 되는 때 게이트 바이어스 전압 Vg에 원하는 변화를 부여하도록 Rgc를 선택한다. 이 Vg의 변화는 R5=R6=2000Ω으로 가정한 경우 대체적으로 Vcc*1000/(1000+Rgc)이다. 그 다음, 적절한 바이어스 제어 회로(111, 113, 211 또는 213)를 접속한 상태에서 Vgg를 세팅하여 최소의 검출기(109 또는 209) 출력에서 Vg를 부여하도록 한다. 트랜지스터(603)의 드레인은 출력 정합 회로(607)에 접속되며, 이 회로는 MOSFET 디바이스(603)의 드레인의 임피던스인 전형적으로 1Ω을 RF 출력 포트(119)의 임피던스인 전형적으로 50Ω으로 변환한다. 출력 정합 회로는
허버트 엘. 크라우스(Herbert L. Krauss) 등의 저서인 Solid State Radio Engineering(John Wiley & Sons, New York, 1980)에 개시되고 있는 바와 같은 리액티브 성분, 변환기 및 전송선의 각종 조합에 의해서 구성될 수도 있다. 출력 정합 회로는 증폭기의 RF 출력을 출력한다.
본 발명에 의하면, 제로 바이어스 전류를 가진 도허티 전력 증폭기의 바이어스 제어가 제공된다. 상술한 바이어싱 방안에 의하면, 반송파 증폭기가 그의 포화점에 이를 때까지 피킹 증폭기를 엄격히 컷오프 상태로 유지시킴으로써, MOSFET 디바이스를 사용하는 종래 도허티 증폭기와 비교하여 효율이 향상된다. 본 발명의 바이어싱 방안에 의하면, 또한 피킹 증폭기에 대한 바이어스가 증가될 때 반송파 증폭기에 대한 바이어스가 감소되기 때문에 도허티 전력 증폭기에서 전력 이득이 전력 레벨의 함수로서 더욱 일정하게 유지될 수 있다. 이같은 이득 변화의 감소 덕분에 도허티 전력 증폭기에서 중간변조 왜곡이 감소된다(선형성이 향상된다.)

Claims (10)

  1. 전력 증폭기에 있어서,
    RF 입력 신호를 수신하여 그 RF 입력 신호로부터 동상 신호 및 직각상 신호를 발생하는 전력 분할기와;
    상기 전력 분할기로부터의 상기 동상 신호를 증폭하는 반송파 증폭기 ― 이 반송파 증폭기는 반송파 증폭기 바이어스 입력을 가짐 ― 와;
    상기 전력 분할기로부터의 상기 직각상 신호를 증폭하는 피킹 증폭기(peaking amplifier) ― 이 피킹 증폭기는 피킹 증폭기 바이어스 입력을 가짐 ― 와;
    상기 반송파 증폭기의 출력 및 상기 피킹 증폭기의 출력에 결합되어, 상기 반송파 증폭기의 출력 및 상기 피킹 증폭기의 출력을 위상 가산 방식으로 조합하는 조합기와;
    상기 반송파 증폭기에 결합된 제 1 바이어스 회로 ― 상기 반송파 증폭기 바이어스 입력은 상기 제 1 바이어스 회로에 의해서 제공되며 상기 전력 증폭기의 상기 RF 입력 신호의 크기를 나타내는 제 1 신호에 의해서 제어됨 ― 와;
    상기 피킹 증폭기에 결합된 제 2 바이어스 회로 ― 상기 피킹 증폭기 바이어스 입력은 상기 제 2 바이어스 회로에 의해서 제공되며 상기 전력 증폭기의 상기 RF 입력 신호의 크기를 나타내는 제 2 신호에 의해서 제어됨 ―
    를 구비하는 전력 증폭기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호는 동일 신호인 전력 증폭기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호는 상기 RF 입력 신호에 결합된 포락선 검출기의 출력으로부터 도출되는 전력 증폭기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 신호는 상기 RF 입력 신호에 결합된 포락선 검출기의 출력으로부터 도출되는 전력 증폭기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송파 증폭기는 전류를 인출하며, 상기 제 1 신호는 그 전류에 비례하는 전력 증폭기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송파 증폭기는 전류를 인출하며, 상기 제 2 신호는 그 전류에 비례하는 전력 증폭기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송파 증폭기 바이어스 레벨은 상기 피킹 증폭기 바이어스 레벨의 증가시에 감소되는 전력 증폭기.
  8. 전력 증폭기를 사용하여 RF 입력 신호를 증폭하는 방법에 있어서,
    상기 RF 입력 신호를 동상 신호 및 직각상 신호로 분할하는 단계와;
    상기 RF 입력 신호의 크기에 대해 반송파 증폭기 바이어스 입력 신호를 변화시키는 단계와;
    상기 RF 입력 신호의 크기에 대해 피킹 증폭기 바이어스 입력 신호를 변화시키는 단계와;
    상기 동상 신호를 반송파 증폭기에 의해서 증폭하여 제 1 증폭된 신호를 생성하는 단계와;
    상기 직각상 신호를 피킹 증폭기에 의해서 증폭하여 제 2 증폭된 신호를 생성하는 단계와;
    상기 제 1 증폭된 신호와 상기 제 2 증폭된 신호를 위상 조합하여 출력 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 전력 증폭기를 이용한 RF 입력 신호 증폭 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반송파 증폭기 바이어스 입력 신호를 변화시키는 단계와 상기 피킹 증폭기 바이어스 입력 신호를 변화시키는 단계는 상기 반송파 증폭기 바이어스 입력 신호가 상기 피킹 증폭기 바이어스 입력 신호의 증가시에 감소되도록 수행되는 전력 증폭기를 이용한 RF 입력 신호 증폭 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    RF 입력 신호를 포락선 검출하여 상기 RF 입력 신호의 크기를 도출하는 단계와; 상기 RF 입력 신호의 크기를 상기 반송파 증폭기에 의해서 인출된 전류로부터 결정하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 더 포함하는 전력 증폭기를 이용한 RF 입력 신호 증폭 방법.
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