KR20000043008A - 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용한 전력증폭 모듈의동작 범위 조절 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용한 전력증폭 모듈의 동작 범위 조절 방법에 관한 것으로, 전원에 의하여 낮은 전압값을 제공받은 트랜지스터(70)는 베이스 단자에 소전류 량이 걸린후, 트랜지스터(70)가 도통되어 콜렉터 단자를 통하여 소전류량이 핀 다이오드(30)로 전송된다. 핀 다이오드(30)는 소전류량에 의하여 자체 저항 성분량이 많아지므로, 드라이브 증폭기(10)에서 증폭된 캐리어 신호의 값을 낮은값으로 만든 캐리어 신호를 전력증폭 모듈(50)의 입력 포트단으로 전송한다. 전력증폭 모듈(50)은 상기 전송된 캐리어 신호가 증폭 동작에 필요한 동작 범위내이면, 상기 전송된 캐리어 신호를 충분히 증폭시킨후, 상기 증폭된 캐리어 신호를 출력 포트단을 통하여 안테나(110)로 전송한다. 따라서, 전력증폭 모듈(50)의 동작 범위를 확보하고, 전력증폭 모듈(50)을 올바르게 동작시켜며, 이로인한 전력증폭 모듈(50)의 오동작으로 인한 고주파를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Description

핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용한 전력증폭 모듈의 동작 범위 조절 방법
본 발명은 전력증폭 모듈의 동작 범위를 조절하는 방법에 관한 것으로, 특히 핀 다이오드(pin diode) 및 스위칭용 트랜지스터를 이용하여 전력증폭 모듈(Power Amplifier Module : 이하, PAM이라 약칭함)의 동작 범위를 조절할 수 있도록 한 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용한 전력증폭 모듈의 동작 범위 조절 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 전력증폭 모듈은 최종단에서 스피커 또는 기록계기 등을 구동시켜야 하므로, 이에 필요한 큰 전력공급을 위하여 효율이 좋고 일그러짐이 최소가 되도록 부하임피던스를 비교적 낮게하여 출력 전류를 크게 결정하는 것이 중요한다. 또한, 전력증폭 모듈은 일정한 동작 범위내에서 동작해야 올바르게 증폭하는 특성을 갖고 있다.
상술한 바와 같이, 전력증폭 모듈의 일정한 동작 범위를 가져야 올바르게 증폭해야 하는 특성을 최대한 살려주기 위하여 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용하여 전력증폭 모듈 회로를 구성하는 것이 본 발명의 과제이다.
따라서, 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용하여 전력증폭 모듈 회로를 구성하여 동작 범위를 조절할 수 있도록 한 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용한 전력증폭 모듈의 동작 범위 조절 방법을 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용한 전력증폭 모듈의 동작 범위 조절 방법은 전원에 의하여 낮은 전압값을 제공받은 트랜지스터는 베이스 단자에 소전류 량이 걸린후, 트랜지스터가 도통되어 콜렉터 단자를 통하여 소전류량을 전송하는 단계와; 트랜지스터로부터 소전류량을 전송받은 핀 다이오드는 소전류량에 의하여 자체 저항 성분량이 많아지므로, 드라이브 증폭기에서 증폭된 캐리어 신호의 값을 낮은값으로 만든 캐리어 신호를 전력증폭 모듈의 입력 포트단으로 전송하는 단계와; 핀 다이오드로부터 캐리어 신호를 수신한 전력증폭 모듈은 상기 전송된 캐리어 신호가 증폭 동작에 필요한 동작 범위내이면, 상기 전송된 캐리어 신호를 충분히 증폭시킨후, 상기 증폭된 캐리어 신호를 출력 포트단을 통하여 안테나로 전송하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용한 전력증폭 모듈의 동작 범위 조절 방법이 적용되는 회로도이고,
도 2는 도 1에 도시된 핀 다이오드에 흐르는 전류와 저항 간의 비례식에 대한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용한 전력증폭 모듈의 동작 범위 조절 방법에 대한 상세 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10:드라이브 증폭기 20,90:인덕턴스
30:핀 다이오드 40,100:커패시턴스
50:전력증폭 모듈 60,80:저항
70:트랜지스터 110:안테나
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용한 전력증폭 모듈의 동작 범위 조절 방법이 적용되는 회로도로서, 드라이브 증폭기(drive amplifier)(10)와, 인덕턴스(inductance)(L1,L2)(20,90)와, 핀 다이오드(pin diode)(D1)(30)와, 커패시턴스(capacitance)(C1,C2)(40,100)와, 전력증폭 모듈(power amplifier module)(50)과, 저항(resistor)(R1,R2)(60,80)과, 트랜지스터(transistor)(70)와, 안테나(antenna)(110)를 포함한다.
드라이브 증폭기(10)는 전원(VTX)단으로부터 일정한 전압을 제공받아 동작하며, 캐리어단으로부터 변조된 고주파 전류 또는 전압을 갖는 캐리어 신호를 전송받아 전력증폭 모듈(50)의 입력단에서 인식할 수 있을 정도의 세기로 일정하게 증폭한 캐리어 신호를 핀 다이오드(30)로 전송한다. 이때, 인덕턴스(L1)(20)는 고주파 성분을 차단하는 초크 코일로서, 드라이브 증폭기(10)에서 핀 다이오드(30)로 제공되는 캐리어 신호중 고주파 성분의 유입을 차단시킨다.
핀 다이오드(D1)(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전류의 량에 따라 자체 저항 성분량이 반비례되는 다이오드로서, 인덕턴스(L2)(90)로부터 전송되는 전류의 량이 작으면, 자체 저항 성분량이 많아지므로, 드라이브 증폭기(10)에서 증폭된 캐리어 신호의 값을 낮은값으로 만들어 커패시턴스(C1)(40)를 통하여 전력증폭 모듈(50)의 입력 포트단으로 전송된다. 이때, 커패시턴스(C1)(40)는 핀 다이오드(30)에서 전력증폭 모듈(50)로 유입되는 직류성분을 차단한다.
전력증폭 모듈(50)은 전원(VBAT)단으로부터 전압을 제공받아 동작되며, 입력 포트(IN)로부터 전송된 입력값과 출력 포트(OUT)로 전송되는 출력값의 차이에 의하여 증폭 동작에 필요한 동작 범위를 갖는 증폭기로서, 커패시턴스(C1)(40)를 통하여 전송된 캐리어 신호가 상기 증폭 동작에 필요한 동작 범위내이면, 상기 전송된 캐리어 신호를 충분히 증폭시킨후, 증폭된 캐리어 신호를 출력 포트단(OUT)을 통하여 안테나(110)로 전송한다.
트랜지스터(70)는 전원(VTUNE)단으로부터 저항(R1)(60)을 통하여 낮은 전압값을 제공받은후, 이로 인하여 베이스 단자에 소전류가 걸려 트랜지스터(70)가 도통상태가 되면, 트랜지스터(70) 콜렉터 방향을 통하여 소전류가 인덕턴스(90)로 전송된다. 이때, 저항(R1)(60)은 바이어스(bias)용 저항으로서, 전원(VTUNE)단으로부터 낮은 전압값을 전송받아 트랜지스터(70)로 전송한다. 또한 저항(R2)(80)은 트랜지스터(70)의 에미터단에 걸려 바이어스 용으로 사용된다.
인덕턴스(90)는 고주파 유입을 차단하는 초크코일로서, 트랜지스터(70)로부터 발생되는 고주파 성분을 차단하며, 트랜지스터(70)로부터 전송된 소전류량을 핀 다이오드(D1)(30)로 전송한다. 이때, 커패시턴스(100)는 측로용으로 사용되는 콘덴서로서, 트랜지스터(70)에서 발생되는 고주파 성분만을 통과하도록 설계되어 있다.
도 3의 플로우챠트를 참조하여, 상술한 구성을 갖는 본 발명에서 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용한 전력증폭 모듈의 이득을 적게할 경우, 즉 증폭률이 낮을 때의 동작 범위 조절 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 전원(VTX)단에 의하여 드라이브 증폭기(10)가 동작되고, 전원(VBAT)단에 의하여 전력증폭 모듈(50)이 동작되며, 전원(VTUNE)단에 의하여 트랜지스터(70)가 동작된다(단계 300).
전원(VTX)단의 일정한 전압에 의하여 동작된 드라이브 증폭기(10)는 캐리어 신호를 전송받은후, 전력증폭 모듈(50)의 입력단에서 인식할 수 있을 정도의 세기로 일정하게 증폭한 캐리어 신호를 핀 다이오드(D1)(30)로 전송한다(단계 301). 이때, 인덕턴스(L1)(20)는 고주파 성분을 차단하는 초크 코일로서, 드라이브 증폭기(10)에서 핀 다이오드(30)로 제공되는 캐리어 신호중 고주파 성분의 유입을 차단시킨다(단계 302).
한편, 전원(VTUNE)단으로부터 저항(R1)(60)을 통하여 낮은 전압값을 제공받은 트랜지스터(70)는 베이스 단자에 소전류가 걸린후, 트랜지스터(70)가 도통상태가 되면, 트랜지스터(70) 콜렉터 방향을 통하여 소전류량이 인덕턴스(90)로 전송된다(단계 303). 이때, 저항(R2)(80)은 트랜지스터(70)의 에미터단에 걸려 바이어스 용으로 사용된다(단계 304).
트랜지스터(70)로부터 발생되는 고주파 성분을 차단하는 인덕턴스(L2)(90)는 소전류량을 핀 다이오드(D1)(30)로 전송한다(단계 305).
도 2에 도시된 바와 같이, 전류의 량에 따라 자체 저항 성분량이 반비례되는 핀 다이오드(D1)(30)는 트랜지스터(70)로부터 인덕턴스(L2)(90)를 통하여 전송된 소전류량에 의하여 자체 저항 성분량이 많아지므로, 드라이브 증폭기(10)에서 증폭된 캐리어 신호의 값을 낮은값으로 만든 캐리어 신호를 커패시턴스(C1)(40)를 통하여 전력증폭 모듈(50)의 입력 포트단으로 전송된다(단계 306). 이때, 커패시턴스(C1)(40)는 핀 다이오드(30)에서 전력증폭 모듈(50)로 유입되는 직류성분을 차단하고(단계 307), 커패시턴스(100)는 측로용으로 사용되는 콘덴서로서, 트랜지스터(70)에서 발생되는 고주파 성분만을 통과하도록 설계되어 있다(단계 308).
따라서, 전원(VBAT)단으로부터 전압을 제공받은 전력증폭 모듈(50)은 입력 포트(IN)로부터 전송된 입력값과 출력 포트(OUT)로 전송되는 출력값의 차이에 의하여 증폭 동작에 필요한 동작 범위를 갖는 증폭기로서, 커패시턴스(C1)(40)를 통하여 전송된 캐리어 신호가 상기 증폭 동작에 필요한 동작 범위내인가를 판단한다(단계 309).
상기 판단 단계(309)에서 증폭 동작에 필요한 동작 범위가 아니면, 상기 전송된 캐리어 신호를 충분하게 증폭시키지 못한다(단계 310). 상기 판단 단계(309)에서 증폭 동작에 필요한 동작 범위이면, 상기 전송된 캐리어 신호를 충분히 증폭시킨후, 증폭된 캐리어 신호를 출력 포트단(OUT)을 통하여 안테나(110)로 전송한다(단계 311).
상기와 같이 설명한 본 발명은 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용하여 전력증폭 모듈 회로를 구성한후, 상기 구성된 모듈 회로로서 전력증폭 모듈의 동작 범위를 조절함으로써, 전력증폭 모듈의 동작 범위를 확보하고, 전력증폭 모듈을 올바르게 동작시켜며, 이로인한 전력증폭 모듈의 오동작으로 인한 고주파를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 전원에 의하여 동작된 드라이브 증폭기는 캐리어 신호를 전송받아 전력증폭 모듈의 입력단에서 인식할 수 있을 정도의 세기로 일정하게 증폭한후, 상기 증폭된 캐리어 신호를 전력증폭 모듈의 입력단으로 전송하여 동작 범위를 조절하는 방법에 있어서,
    전원에 의하여 낮은 전압값을 제공받은 트랜지스터는 베이스 단자에 소전류 량이 걸린후, 상기 트랜지스터가 도통되어 콜렉터 단자를 통하여 소전류량을 전송하는 단계;
    상기 트랜지스터로부터 소전류량을 전송받은 핀 다이오드는 상기 소전류량에 의하여 자체 저항 성분량이 많아지므로, 상기 드라이브 증폭기에서 증폭된 캐리어 신호의 값을 낮은값으로 만든 캐리어 신호를 상기 전력증폭 모듈의 입력 포트단으로 전송하는 단계;
    상기 핀 다이오드로부터 캐리어 신호를 수신한 전력증폭 모듈은 상기 전송된 캐리어 신호가 증폭 동작에 필요한 동작 범위내이면, 상기 전송된 캐리어 신호를 충분히 증폭시킨후, 상기 증폭된 캐리어 신호를 출력 포트단을 통하여 안테나로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핀 다이오드 및 스위칭 트랜지스터를 이용한 전력증폭 모듈의 동작 범위 조절 방법.
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