KR20020056741A - A Power Amplifier for Wireless Terminal - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An amplifier is provided to improve a stability, a gain, and a power characteristic by separating ballast resistances connected to an amplifying part into first resistances of a circuit protecting part and second resistance of an amplification controlling part. CONSTITUTION: An amplifier comprises a cut-off part(21) removing an unnecessary component among a current and a signal supplied from the outer, a circuit protecting part(22) controlling and supplying the current and signal supplied from the cut-off part(21), an amplification controlling part(23) supplying a source power to the circuit protecting part(22) and simultaneously operating to the circuit protecting part(22) so as to control the current and signal controlling degree, and an amplifying part(24) amplifying and transmitting the current and signal of the circuit protecting part(22). At this point, the operation of the amplifier depends on the separated resistances into the circuit protecting part(22) and the amplification controlling part(23).

Description

이동통신 단말기용 증폭장치{A Power Amplifier for Wireless Terminal}Amplifier for mobile communication terminal {A Power Amplifier for Wireless Terminal}

본 발명은 이동통신용 RF부품에 관한 것으로서, 특히 신호를 송수신함에 있어서 안정성(Stability)과 함께 이득(Gain) 및 전력특성을 조절하여 전류 및 신호를 증폭할 수 있도록 고안된 이동통신 단말기용 증폭장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an RF component for mobile communication, and more particularly, to an amplifier for a mobile communication terminal designed to amplify a current and a signal by controlling gain and power characteristics together with stability in transmitting and receiving signals. will be.

요즘 들어 무선 단말기에서 신호를 전송하는데 쓰이는 이동통신 단말기용 증폭장치 중 하나인 파워 증폭기(Power Amplifier)에는 HBT(Heterojunction Bipolar Transistor)가 많이 사용된다. 특히, HBT는 선형 특성을 가지는 동시에 높은 출력을 가져야 하는 디지털 통신 시스템에 적합하도록 선형 특성이 요구되는 어필리케이션(Application)에서 적은 신호의 왜곡 특성을 가진다. 따라서, HBT로 이루어진 HBT 파워 증폭기는 무선 기기에서 단말기의 신호를 전송하는데 중요한 역할을 한다.Nowadays, a Heterojunction Bipolar Transistor (HBT) is widely used in a power amplifier, which is one of the amplification devices for a mobile terminal used to transmit a signal in a wireless terminal. In particular, HBT has a small signal distortion characteristic in an application where linear characteristics are required to be suitable for a digital communication system having a high output while having a linear characteristic. Therefore, the HBT power amplifier made of HBT plays an important role in transmitting the signal of the terminal in the wireless device.

또한, HBT가 사용되는 파워 증폭기는 일반적으로 밸러스트(Ballast) 저항을 가지는데, 여기서 밸러스트 저항은 HBT로 이루어져 배열된 단위 셀(Cell)들간의 열적 평형을 유지시키는 역할을 한다.In addition, power amplifiers in which HBTs are used generally have ballast resistances, where the ballast resistors are made of HBTs and serve to maintain thermal equilibrium between the unit cells arranged.

종래의 파워 증폭기는 도 1에 도시된 바와 마찬가지로, 외부로부터 수신한 신호를 감쇠시켜 시스템을 향하여 전달하는 회로보호부(4)와, 상기 회로보호부(4)를 통과한 신호를 증폭시켜 시스템으로 인가하는 증폭부(5)로 구성된다.In the conventional power amplifier, as shown in FIG. 1, the circuit protection unit 4 attenuates and transmits the signal received from the outside to the system, and amplifies the signal passing through the circuit protection unit 4 to the system. It consists of the amplifier 5 to apply.

여기서, 상기 회로보호부(4)는 저항(R1~Rn)으로 이루어져 밸러스트 저항으로 동작하게 된다. 즉, HBT(Q1~Qn)로 이루어진 단위 셀들의 배열인 증폭부(5)의 각 베이스단에 연결된 상기 저항(R1~Rn)은 증폭부(5)로 인가되는 신호를 감쇠시켜 증폭부(5)를 보호하는 역할을 수행하고 파워 증폭기의 안정성을 개선시킨다. 또한, 온도나 그 외의 기타 주변요건으로 인하여 갑자기 증폭부(5)의 특정 HBT로 전류가 인가될 경우에도 이를 막아 회로를 보호한다.Here, the circuit protection unit 4 is made of a resistor (R1 ~ Rn) to operate as a ballast resistor. That is, the resistors R1 to Rn connected to each base end of the amplifier 5, which is an array of unit cells consisting of HBTs Q1 to Qn, attenuate the signal applied to the amplifier 5 to amplify the amplifier 5. Protect the power amplifier and improve the stability of the power amplifier. In addition, even when a current is suddenly applied to a specific HBT of the amplifier 5 due to temperature or other peripheral requirements, it is prevented to protect the circuit.

상기와 같이 구성된 종래 파워 증폭기의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the conventional power amplifier configured as described above are as follows.

먼저, 신호입력단(1)으로 입력된 신호는 회로보호부(4)의 각 저항(R1~Rn)으로 인가된다. 상기 회로보호부(4)는 바이어스입력단(2)으로부터 전원을 입력받아 상기 인가된 입력 신호 및 전원을 감쇠시켜 증폭부(5)로 전달한다. 상기 증폭부(5)는 인가된 전원에 의해 수신된 신호를 증폭시켜 회로정합단(3)을 통해 시스템으로 출력한다.First, the signal input to the signal input terminal 1 is applied to each of the resistors R1 to Rn of the circuit protection unit 4. The circuit protection unit 4 receives power from the bias input terminal 2 and attenuates the applied input signal and power and transfers the power to the amplifier 5. The amplifier 5 amplifies the signal received by the applied power and outputs it to the system through the circuit matching stage (3).

그러나, 종래 파워 증폭기의 회로보호부(4)는 수신 신호 및 전원을 감쇠시킴으로써, 파워 증폭기의 안정성을 개선시키기도 하지만 신호를 감쇠시킴으로 해서 신호의 이득(Gain)과 전력면에서 적지 않은 손실을 발생시키는 문제점이 있다.However, the circuit protection unit 4 of the conventional power amplifier attenuates the received signal and the power supply, thereby improving the stability of the power amplifier. There is a problem.

또한, 신호입력단(1)과 바이어스입력단(2)으로부터 입력된 신호 및 전원을 동시에 회로보호부(4)를 통해 증폭부(5)로 인가함으로써 열적 평형을 손상시키는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that thermal equilibrium is impaired by simultaneously applying the signals and power input from the signal input terminal 1 and the bias input terminal 2 to the amplifier 5 through the circuit protection unit 4.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 증폭부에 연결된 밸러스트 저항을 분리하여 열적 평형을 추구하고, 회로 전반에 걸친 안정성(Stability)과 이득 및 전력특성을 조절할 수 있는 이동통신 단말기용 증폭장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of which is to separate the ballast resistor connected to the amplifier to seek thermal equilibrium, and to adjust the stability (stability) and gain and power characteristics across the circuit It is to provide an amplification device for a mobile communication terminal.

도 1은 종래 이동통신 단말기용 증폭장치의 내부 블록이 도시된 블록도,1 is a block diagram showing the internal block of the conventional amplification device for a mobile communication terminal,

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기용 증폭장치의 내부 블록이 도시된 블록도.2 is a block diagram showing an internal block of the amplifying apparatus for a mobile communication terminal according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

11 : 신호입력단 12 : 바이어스입력단11: signal input terminal 12: bias input terminal

13 : 회로정합단21 : 차단부13: circuit matching stage 21: breaker

22 : 회로보호부23 : 증폭조정부22: circuit protection unit 23: amplification control unit

24 : 증폭부24: amplification unit

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 이동통신 단말기용 증폭장치의 특징에 따르면, 신호입력단을 통해 입력되어 전송되는 전류 및 신호에 불필요한 성분의 유입이 방지되도록 하는 차단부와, 상기 차단부를 통한 입력 전류 및 신호를 조정하여 회로가 보호되도록 하는 회로보호부와, 상기 회로보호부로 바이어스입력단을 통한 전원을 인가함과 동시에 입력 전류 및 신호가 적절히 조정되도록 상기 회로보호부에 작용하는 증폭조정부와, 상기 회로보호부를 통한 전류 및 신호를 증폭시켜 외부로 회로정합단을 통해 전달하는 증폭부로 구성된다.According to a feature of the amplification device for a mobile communication terminal according to the present invention for solving the above problems, the blocking unit to prevent the inflow of unnecessary components to the current and signal input and transmitted through the signal input terminal, and through the blocking unit A circuit protection unit for protecting a circuit by adjusting an input current and a signal, an amplification adjustment unit acting on the circuit protection unit so that input current and a signal are properly adjusted while applying power through a bias input terminal to the circuit protection unit; It consists of an amplifying unit for amplifying the current and the signal through the circuit protection unit to pass through the circuit matching stage to the outside.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 이동통신 단말기용 증폭장치는 외부로부터 입력되어 전송되는 전류 및 신호 중 불필요한 성분을 제거하는 차단부(21)와, 상기 차단부(21)를 통해 입력된 전류 및 신호를 조정하여 출력하는 회로보호부(22)와, 상기 회로보호부(22)로 전원을 인가함과 동시에 상기 회로보호부(22)에 작용하여 전류 및 신호 조정 정도를 조절하는 증폭조정부(23)와, 상기 회로보호부(22)의 전류 및 신호를 증폭시켜 외부로 전달하는 증폭부(24)로 구성된다.The amplification apparatus for a mobile communication terminal according to the present invention outputs by adjusting a current and a signal input through the blocking unit 21 and the blocking unit 21 to remove unnecessary components of the current and signals input and transmitted from the outside. A circuit protection section 22, an amplification adjustment section 23 for applying power to the circuit protection section 22 and acting on the circuit protection section 22 to adjust current and signal adjustment degree, and the circuit It consists of an amplifier 24 to amplify the current and the signal of the protection unit 22 to transmit to the outside.

여기서 상기 차단부(21)는 신호입력단(11)을 통해 입력되어 전송되는 전류 및 신호 중 직류 성분의 유입이 방지되도록 형성된 복수개의 커패시터(C1~Cn)로 이루어진다.Here, the blocking unit 21 is composed of a plurality of capacitors (C1 ~ Cn) formed to prevent the inflow of the DC component of the current and signal input and transmitted through the signal input terminal (11).

또한, 상기 회로보호부(22)는 상기 차단부(21)를 통해 전달된 전류 및 신호와 상기 증폭조정부(23)를 통해 전달된 전원이 감쇠되어 증폭부(24)로 전달되도록 상기 복수개의 커패시터(C1~Cn)에 각각 직렬 연결된 복수개의 저항(R1'~Rn')으로 이루어져 상기 증폭부(24)를 보호한다.In addition, the circuit protection unit 22 includes the plurality of capacitors such that the current and the signal transmitted through the blocking unit 21 and the power transmitted through the amplification adjusting unit 23 are attenuated and transferred to the amplifying unit 24. A plurality of resistors R1 'to Rn' connected in series to C1 to Cn respectively protect the amplifying unit 24.

그리고, 상기 증폭조정부(23)는 바이어스입력단(12)을 통해 입력된 전원이 분배되어 상기 회로보호부(22)로 인가되도록 회로보호부(22)의 저항(R1'~Rn')에 각각 병렬 연결된 복수개의 저항(Ra~Rx)으로 이루어진다.The amplification controller 23 is parallel to the resistors R1 'to Rn' of the circuit protection unit 22 so that the power input through the bias input terminal 12 is distributed and applied to the circuit protection unit 22. It consists of a plurality of connected resistors Ra to Rx.

특히, 상기 증폭조정부(23)의 복수개의 저항(Ra~Rx)은 회로보호부(22)의 각 저항(R1'~Rn')에 병렬 연결됨으로써, 이동통신 단말기용 증폭장치로 입력된 전류 및 신호와 전원의 이득감소와 전력손실을 방지할 수 있다. 여기서 증폭조정부(23)의 복수개의 저항(Ra~Rx)과 회로보호부(22)의 각 저항(R1'~Rn')은 회로의 안정성을 확보할 수 있는 범위 내에서 그 크기가 결정된다.In particular, the plurality of resistors Ra to Rx of the amplification adjusting unit 23 are connected in parallel to the respective resistors R1 'to Rn' of the circuit protection unit 22, thereby providing a current input to the amplifying apparatus for the mobile communication terminal. The gain and power loss of the signal and power supply can be prevented. Here, the plurality of resistors Ra to Rx of the amplification adjusting unit 23 and each of the resistors R1 'to Rn' of the circuit protection unit 22 are determined within a range capable of securing the stability of the circuit.

그 외에, 상기 증폭부(24)는 셀 단위로 배열된 복수개의 HBT(Q1'~Qn')으로 이루어지며, 상기 HBT(Q1'~Qn')의 각 베이스단은 밸러스트 저항으로 작용하는 회로보호부(22)의 저항(R1'~Rn')과 대응하여 직렬 연결된다. 또한, HBT(Q1'~Qn')는 드라이버/파워 증폭기용 단위 HBT가 사용된다.In addition, the amplifier 24 includes a plurality of HBTs Q1 'to Qn' arranged in cell units, and each base end of the HBTs Q1 'to Qn' serves as a ballast resistor. The resistors R1 'to Rn' of the unit 22 are connected in series. As the HBTs Q1 'to Qn', a unit HBT for a driver / power amplifier is used.

여기서 상기 증폭부(24)는 바이어스 전원을 바이어스입력단(12)과 연결된 증폭조정부(23)를 통해 입력받으며, 증폭하고자 하는 전류 및 신호는 신호입력단(11)과 연결된 회로보호부(22)를 통해 입력받는다. 즉, 증폭부(24) HBT(Q1'~Qn')의 베이스단으로 인가되는 전류 및 신호와 전원은 적당히 분리되어 입력된다.Here, the amplifier 24 receives the bias power through the amplification adjusting unit 23 connected to the bias input terminal 12, the current and the signal to be amplified through the circuit protection unit 22 connected to the signal input terminal 11 Receive input. That is, the current, the signal, and the power applied to the base end of the amplifier 24 HBTs Q1 'to Qn' are appropriately separated and input.

특히, 전원은 증폭조정부(23)의 저항(Ra~Rx)을 통해 분배된 후 회로보호부(22)의 각 저항(R1'~Rn')을 거쳐 증폭부(24)로 인가되므로 열적 평형이 개선되며, 상기 HBT(Q1'~Qn')는 입력받은 전류 및 신호를 증폭시켜 회로정합단(13)을 통해 외부로 전달한다.In particular, since the power is distributed through the resistors Ra to Rx of the amplification adjusting unit 23 and then applied to the amplifier 24 through the respective resistors R1 'to Rn' of the circuit protection unit 22, thermal equilibrium is maintained. The HBTs Q1 'to Qn' are amplified and transmitted to the outside through the circuit matching stage 13.

그 외에 상기 회로정합단(13)은 HBT(Q1'~Qn')의 콜렉터단으로 임피던스 매칭을 통한 전원을 인가하여 상기 증폭부(24)가 최대 출력을 낼 수 있도록 한다.In addition, the circuit matching stage 13 applies power through impedance matching to the collector terminals of the HBTs Q1 'to Qn' so that the amplifier 24 can output the maximum output.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 신호입력단(11)을 통하여 외부로부터 전류 및 신호가 입력된다. 상기 입력된 전류 및 신호는 차단부(21)의 커패시터(C1~Cn)를 통하여 불필요한 직류성분이 제거된 후 회로보호부(22)로 인가된다.First, a current and a signal are input from the outside through the signal input terminal 11. The input current and the signal are applied to the circuit protection unit 22 after unnecessary DC components are removed through the capacitors C1 to Cn of the blocking unit 21.

또한, 바이어스입력단(12)을 통하여 인가된 전원은 증폭조정부(23)의 저항(Ra~Rx)을 통하여 분배되고, 회로보호부(22)의 저항(R1'~Rn')으로 인가된다.In addition, the power applied through the bias input terminal 12 is distributed through the resistors Ra to Rx of the amplification adjusting unit 23 and is applied to the resistors R1 'to Rn' of the circuit protection unit 22.

여기서, 상기 회로보호부(22)의 저항(R1'~Rn')과 증폭조정부(23)의 저항(Ra~Rx)은 병렬 연결되며, 회로의 열적 평형과 안정성을 유지하는 범위 내에서 그 크기가 결정된다.Here, the resistors R1 'to Rn' of the circuit protection unit 22 and the resistors Ra to Rx of the amplification control unit 23 are connected in parallel, and their sizes within a range maintaining thermal balance and stability of the circuit. Is determined.

그 후, 증폭조정부(23)의 작용을 받은 상기 회로보호부(22)는 차단부(21)와 증폭조정부(23)로부터 인가된 전류 및 신호와 전원을 증폭부(24)의 이득손실과 전력손실이 개선되도록 감쇠 조정하여 증폭부(24) HBT(Q1'~Qn')의 베이스단으로 전달한다. 또한, 상기 증폭부(24)의 HBT(Q1'~Qn') 콜렉터단에는 회로정합단(13)으로부터 전원이 인가된다.Subsequently, the circuit protection unit 22, which is operated by the amplification adjusting unit 23, supplies the current, the signal, and the power applied from the blocking unit 21 and the amplifying adjusting unit 23 to the gain loss and the power of the amplifying unit 24. The attenuation is adjusted so that the loss is improved, and the amplifier 24 is transferred to the base end of the HBTs Q1 'to Qn'. In addition, power is supplied from the circuit matching stage 13 to the HBT (Q1 'to Qn') collector stages of the amplifier 24.

상기 인가된 전원에 따라 증폭부(24)는 HBT(Q1'~Qn')의 베이스단으로 입력된 전류 및 신호를 증폭시켜 회로정합단(13)을 통해 외부로 전달한다.According to the applied power, the amplifier 24 amplifies the current and the signal input to the base end of the HBT (Q1 '~ Qn') and transfers it to the outside through the circuit matching stage (13).

상기와 같이 구성되는 본 발명의 이동통신 단말기용 증폭장치는 회로의 열적 평형과 안정성을 위하여 형성된 밸러스트 저항을 2개로 분리함으로써, 전류 및 신호와 바이어스 전원을 각각 입력받을 수 있으며 종래의 밸러스트 저항으로 인해 발생한 증폭부의 이득손실과 전력손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.The amplification device for a mobile communication terminal of the present invention configured as described above is capable of receiving a current, a signal, and a bias power supply by separating two ballast resistors formed for thermal balance and stability of a circuit into two, and due to the conventional ballast resistors. There is an effect to prevent the gain loss and the power loss generated amplification unit.

Claims (3)

신호입력단을 통해 입력되어 전송되는 전류 및 신호에 불필요한 성분의 유입이 방지되도록 하는 차단부와; 상기 차단부를 통한 입력 전류 및 신호를 조정하여 회로가 보호되도록 하는 회로보호부와; 상기 회로보호부로 바이어스입력단을 통한 전원을 인가함과 동시에 입력 전류 및 신호가 적절히 조정되도록 상기 회로보호부에 작용하는 증폭조정부와; 상기 회로보호부를 통한 전류 및 신호를 증폭시켜 외부로 회로정합단을 통해 전달하는 증폭부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 증폭장치.A blocking unit which prevents the inflow of unnecessary components to the current and signal input and transmitted through the signal input terminal; A circuit protection unit for controlling a circuit by adjusting an input current and a signal through the blocking unit; An amplification adjustment unit acting on the circuit protection unit so as to apply power through a bias input terminal to the circuit protection unit and simultaneously adjust an input current and a signal; And amplifying unit configured to amplify the current and the signal through the circuit protection unit and transmit the circuit through the circuit matching stage to the outside. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 차단부는 상기 전류 및 신호 중 직류성분의 유입이 방지되도록 상기 신호입력단과 한 단이 직렬 연결된 복수개의 커패시터로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 증폭장치.The blocking unit amplification device for a mobile communication terminal, characterized in that consisting of a plurality of capacitors connected in series with the signal input terminal and one end to prevent the inflow of the DC component of the current and signal. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 and 2, 상기 증폭조정부는 상기 회로보호부의 전류 및 신호 감쇠에 따른 상기 증폭부의 이득손실과 전력손실이 개선되도록 상기 회로보호부에 병렬 연결된 저항으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 증폭장치.And the amplification controller comprises a resistor connected in parallel to the circuit protection unit so that the gain loss and the power loss of the amplification unit according to the current and signal attenuation of the circuit protection unit are improved.
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