KR20020038374A - 이동통신 단말기용 전력증폭장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 이동통신용 전력증폭장치는 외부의 직류전원을 RFC(RF choke)를 통해서 전류를 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부의 전원 인가에 따라 입력단을 통해 공급되는 신호가 증폭 및 정합되어 외부로 출력되는 전력증폭부와, 상기 전력증폭부의 바이어스가 유지되도록 동작하는 동시에 바이어스 전류를 생성 출력하는 바이어스부와, 상기 바이어스부와 연결되어 온도 상승 및 하강에 따라 상기 전력증폭부의 전류를 일정한 수준으로 유지되도록 하는 온도보상부로 구성되어 온도의 변화에 따라 변동되는 전력증폭장치의 전류가 온도가 상승하여 증폭기의 컬렉터-에미터 전류가 증가하면 온도보상부을 통해 전류를 감소시키고, 온도가 하강하여 증폭기의 컬렉터-에미터 전류가 감소하면 온도보상부를 통해 전류를 증가시켜 일정한 전류를 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

이동통신 단말기용 전력증폭장치{A power amplifier for wireless terminal}

본 발명은 이동통신 단말기용 전력증폭장치에 관한 것으로서, 특히 온도의 변화에 따라 변동되는 전력증폭장치의 전류가 일정한 수준으로 유지되도록 제어되는 이동통신 단말기용 전력증폭장치에 관한 것이다.

통신시장의 확대에 따라, 이동통신 단말기나 통신기기의 수요는 상당량에 이르고 있으며, 성능이 뛰어나고 소형 경량화 통신기기를 필요로 하고 있다. 이에 통신기기의 제한된 면적 내에서 성능을 개선시키기 위한 기술적 노력이 계속되고 있다.

도 1은 종래의 이동통신 단말기용 전력증폭장치를 도시한 회로도로서 이를 참고하면, 외부에서 공급되는 직류전원(Vc1)을 전원공급부(1)와, 상기 전원공급부(1)에 전원(Vc1)이 인가되면 입력단(I1)을 통해 공급되는 RF(radio frequency) 신호가 증폭 및 정합(M1)되어 외부(O1)로 출력되는 전력증폭부(2)와, 상기 전력증폭부(2)의 바이어스로 동작하는 동시에 바이어스 전류를 생성 출력하는 바이어스부(3)로 구성된다.

상기 바이어스부(3)는 전원이 인가되면 상기 전력증폭기(2)의 바이어스를 위해 턴-온 전압을 유지하는 제 1 트랜지스터(Q14)와, 상기 제 1 트랜지스터(Q14)의 베이스에 연결되어 바이어스를 유지하는 바이어스 고정부(4)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래 이동통신 단말기용 전력증폭장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

직류전원(Vc1)이 상기 전원공급부(1)의 인덕턴스 소자(L1)를 통해 직류전류가 전력증폭기(Q11)의 컬렉터 전류로 인가되고, 상기 전력증폭기(Q11)의 베이스에 연결된 제 1 트랜지스터(Q14)는 베이스 전류 전원(Vt1)에 의해 상기 전력증폭기(Q11)에 베이스 전류를 인가한다.

이때, 상기 바이어스 고정부(4)의 저항(R1)과 직렬로 구성된 2개의 트랜지스터(Q12, Q13)는 바이어스 전원(Vr1)을 공급받아 다이오드 바이어스 회로로 동작함으로써 상기 제 1 트랜지스터(Q14)의 베이스 전압을 일정하게 고정시킨다.

그러나, 종래의 이동통신 단말기용 전력증폭장치는 온도가 상승함에 따라 전력증폭기의 전류가 증가하고, 온도 하강 시에는 전류가 감소하여 온도의 변화에 따라 전력증폭기의 전류가 변동함으로써 일정한 전류를 유지할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 온도의 변화에 따라 변동되는 전력증폭장치의 전류가 일정한 수준으로 유지되도록 제어되는 이동통신 단말기용 전력증폭장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 이동통신 단말기용 전력증폭장치를 도시한 회로도,

도 2는 본 발명에 대한 이동통신 단말기용 전력증폭장치를 도시한 회로도

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

11 : 전원공급부12 : 전력증폭부

13 : 바이어스부14 : 온도보상부

15 : 보상회로

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 이동통신 단말기용 전력증폭장치의 특징에 따르면, 외부의 직류전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부의 전원 인가에 따라 입력단을 통해 공급되는 신호가 증폭 및 정합되어 외부로 출력되는 전력증폭부와, 상기 전력증폭부의 바이어스가 유지되도록 동작하는 동시에 바이어스 전류를 생성 출력하는 바이어스부와, 상기 바이어스부와 연결되어 온도 상승 및 하강에 따라 상기 전력증폭부의 전류를 일정한 수준으로 유지되도록 하는 온도보상부로 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 이동통신 단말기용 전력증폭장치를 도시한 회로도로서 외부에서 공급되는 직류전원(Vc2)을 공급하는 전원공급부(11)와, 상기 전원공급부(11)에 전원(Vc2)이 인가되면 시스템에 입력되는 신호가 증폭 및 정합되어 외부로 출력되는 전력증폭부(12)와, 상기 전력증폭부(12)의 바이어스로 동작하는 동시에 바이어스 전류를 생성 출력하는 바이어스부(13)와, 상기 바이어스부(13)와 연결되어 온도 상승 및 하강에 따라 상기 전력증폭부의 전류를 일정한 수준으로 유지되도록 하는 온도보상부(14)로 구성된다.

상기 전원공급부(11)는 공급되는 전원(Vc2)과 접지단 사이에서 교류만을 통과시키는 바이패스 커패시터(C2)와, 상기 바이패스 커패시터(C2)와 병렬로 연결되어 고주파 전류를 제어하고 특정한 주파수의 교류전류의 통과를 막아주는 주파수 초크(coke : L2)로 구성된다.

상기 전력증폭부(12)에는 RF 신호를 시스템으로 입력하는 입력단(I2)과, 상기 입력단(I2)을 통해 입력된 신호를 상기 전원공급부(11)로부터 인가되는 전류에 따라 여진 및 증폭하여 출력하는 증폭기(Q21)와, 상기 증폭기(Q21)로부터 출력된 신호가 최대 출력이 될 수 있도록 정합하는 출력정합부(M2)와, 상기 출력정합부(M2)에서 정합 출력된 신호를 외부로 줄력하는 출력단(O2)으로 구성된다.

상기 바이어스부(13)는 바이어스 전류를 조절하기 위해 온/오프로 동작하는 바이어스 전원(Vt2)과, 바이어스 전압을 유지하고 바이어스 전류를 생성 출력하기위해 상기 전력증폭부(12)의 증폭기(Q21) 베이스에 연결되어 전원(Vr2)이 인가되면 상기 전력증폭부(12)의 증폭기(Q21) 베이스-에미터에 턴-온 전압을 유지하는 제 1 트랜지스터(Q25)와, 상기 제 1 트랜지스터(Q25)에 연결되어 동작됨으로써 제 1 트랜지스터(Q25)의 전압강하를 보상하기 위한 보상회로(15)로 구성된다.

상기 보상회로(15)는 다이오드로 동작시킴으로써 상기 제 1 트랜지스터(Q25)의 베이스-에미터 전압에 의한 전압강하를 보상하는 제 2 및 제 3 트랜지스터(Q23 및 Q24)와, 상기 제 2 트랜지스터(Q23)의 컬렉터에 연결되어 상기 바이어스부(13)에 인가되는 전원을 공급하는 동시에 다이오드 바이어스를 위한 저항(R2)으로 구성된다.

상기 온도보상부(14)는 회로를 구동시키는 전원(Vb2)과, 상기 제 2 트랜지스터에 연결된 제 4 트랜지스터(Q22)와, 상기 제 4 트랜지스터(22)과 제 3 트랜지스터(Q24)에 연결된 온도보상용 저항(R3)으로 구성된다.

상기 온도보상부(14)는 상기 바이어스부(13)의 제 2 및 제 3 트랜지스터(Q23 및 Q24)와 연결되어 증폭기의 온도 상승에 따라 증가하는 전류를 감소하도록 제어하고 온도 하강에 따라 감소되는 전류를 증가하도록 제어함으로써 상기 전력증폭부의 전류를 일정한 수준으로 유지되도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 이동통신 단말기용 전력증폭장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

온도가 상승하게 되면 증폭기(Q21)의 컬렉터-에미터 전류가 증가하고, 그에 따라 다이오드 바이어스된 제 3 트랜지스터(Q24)의 컬렉터-에미터 전류가 증가하며이는 제 4 트랜지스터(Q22)의 컬렉터-에미터 전류를 증가시킨다.

상기 제 4 트랜지스터(Q22)의 컬렉터-에미터 전류의 증가는 베이스 전류의 증가를 의미하는 것으로, 결국 제 1 트랜지스터(Q25)의 베이스 전류가 작아져 컬렉터-에미터 전류를 감소시킨다.

결국, 상기 증폭기(Q21)의 베이스 전류가 감소하므로 상기 증폭기(Q21)의 컬렉터-에미터 전류는 감소하게 된다.

반면에, 온도가 하강하게 되면 증폭기(Q21)의 컬렉터-에미터 전류가 감소하고, 그에 따라 다이오드 바이어스된 제 3 트랜지스터(Q24)의 컬렉터-에미터 전류가 감소하며 이는 제 4 트랜지스터(Q22)의 컬렉터-에미터 전류를 감소시킨다.

상기 제 4 트랜지스터(Q22)의 컬렉터-에미터 전류의 감소는 베이스 전류의 감소를 의미하는 것으로, 결국 제 1 트랜지스터(Q25)의 베이스 전류가 커져서 컬렉터-에미터 전류를 증가시킨다.

결국, 상기 증폭기(Q21)의 베이스 전류가 증가하므로 상기 증폭기(Q21)의 컬렉터-에미터 전류는 증가하게 된다.

본 발명에 따른 전력증폭기는 온도가 상승하여 증폭기의 컬렉터-에미터 전류가 증가하면 온도보상부을 통해 전류를 감소시키고, 온도가 하강하여 증폭기의 컬렉터-에미터 전류가 감소하면 온도보상부를 통해 전류를 증가시켜 일정한 전류를 유지하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 이동통신 단말기용 전력증폭장치는 온도의 변화에 따라 변동되는 전력증폭장치의 전류가 온도가 상승하여 증폭기의 컬렉터-에미터 전류가 증가하면 온도보상부을 통해 전류를 감소시키고, 온도가 하강하여 증폭기의 컬렉터-에미터 전류가 감소하면 온도보상부를 통해 전류를 증가시켜 일정한 전류를 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 이동통신 단말기용 전력증폭장치는 온도보상부가 첨가됨으로써 고출력에서도 효과적인 온도보상이 가능하다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 외부에서 공급되는 직류전원을 특정한 주파수의 교류전류로 변환하는 전원공급부와, 상기 전원공급부의 전원 인가에 따라 입력단을 통해 공급되는 신호가 증폭 및 정합되어 외부로 출력되는 전력증폭부와, 상기 전력증폭부의 바이어스가 유지되도록 동작하는 동시에 바이어스 전류를 생성 출력하는 바이어스부와, 상기 바이어스부와 연결되어 온도 상승 및 하강에 따라 상기 전력증폭부의 전류를 일정한 수준으로 유지되도록 하는 온도보상부로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 전력증폭장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도보상부는 온도가 상승하여 전력증폭부의 전류가 증가하면 그 전류가 감소되게 제어하고, 온도가 하강하여 상기 전력증폭부의 전류가 감소하면 그 전류가 증가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 전력증폭장치.
3. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 온도보상부는 회로를 구동시키는 전원과, 상기 바이어스부와 연결되는 트랜지스터와, 상기 바이어스부와 연결되어 온도보상을 수행하는 온도보상용 저항으로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 전력증폭장치.