KR20020056742A - A Power Amplifier for Wireless Terminal - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An amplifier is provided to improve a stability, and a gain 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 an amplifying part(1';1'-1 - 1'-n) amplifying a supplied signal from the outer, a circuit protection part(2';2'-1 - 2'-n) controlling a current and a signal supplied from the amplifying part(1';1'-1 - 1'-n), an amplification controlling part(3';3'-1 - 3'-n) connected with the circuit protection part(2';2'-1 - 2'-n) assisting the control of the current and signal of the circuit protection part(2';2'-1 - 2'-n) so as to improve a power loss and a gain loss, a resistance part(4'4-1 - 4-n) respectively connected with the resistances(R1' - Rn') of the circuit protection part(2';2'- 1 - 2'-n) in series, and a resonance part(5;5-1 - 5-n) made of capacitors(C1 - Cn) connected parallel with the resistance part(4'4-1 - 4-n).

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.

도 1을 참고로 ,종래의 파워 증폭기는 상기의 HBT(Q1~Qn)로 이루어진 단위 셀(Cell)들의 배열로 이루어져 입력단(P1)으로부터 전원을 인가 받아 수신한 신호를 증폭시켜 회로정합단(P2)으로 출력하는 증폭부(1;1-1~1-n)와, 상기 증폭부(1)의 출력 전류 및 신호를 감쇠시켜 회로를 보호하고 밸러스트 저항으로 동작하는 회로보호부(2;2-1~2-n)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a conventional power amplifier is formed of an array of unit cells consisting of the HBTs Q1 to Qn, amplifies a received signal by receiving power from an input terminal P1, and a circuit matching stage P2. Amplifying section (1; 1-1 ~ 1- n ) output to the a) and a circuit protection section (2; 2 -2) to protect the circuit by attenuating the output current and signal of the amplifying section (1) 1 to 2- n ).

특히, 상기의 회로보호부(2)는 증폭부(1) HBT(Q1~Qn)의 각 에미터(emitter)단에 직렬 연결되어 출력 전류 및 신호를 감쇠시킬 수 있도록 형성된 저항(R1~Rn)으로 이루어진다.In particular, the circuit protection unit 2 is a resistor (R1 ~ Rn) formed in order to attenuate the output current and the signal is connected in series to each emitter terminal of the amplifier (1) HBT (Q1 ~ Qn) Is done.

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, 입력단(P1)을 통해 전원과 신호가 수신된다. 상기 증폭부(1)의 각 HBT(Q1~Qn)는 상기 수신된 전원으로 동작하며 수신 신호 및 전류를 증폭시켜 회로정합단(P3)을 통해 외부로 출력한다.First, power and a signal are received through the input terminal P1. Each of the HBTs Q1 to Qn of the amplifier 1 operates with the received power and amplifies a received signal and a current to output to the outside through the circuit matching terminal P3.

그 후, 상기 회로보호부(2)는 출력된 신호 및 전류를 각 저항(R1~Rn)을 통해 감소시켜 증폭부(1)를 보호하는 동시에 회로의 열적 평형을 유지시킨다.After that, the circuit protection unit 2 reduces the output signal and current through each of the resistors R1 to Rn to protect the amplifier 1 and maintain thermal equilibrium of the circuit.

그러나, 상기와 같이 구성된 파워 증폭기의 회로보호부(2)는 저항(R1~Rn)만으로 증폭부(1) HBT(Q1~Qn)의 열적 평형을 유지시켜야 하기 때문에 그로 인하여 증폭부(1)의 이득손실과 전력손실을 발생시키는 문제점이 있다.However, since the circuit protection unit 2 of the power amplifier configured as described above must maintain the thermal equilibrium of the amplifying unit 1 HBTs Q1 to Qn only by the resistors R1 to Rn. There is a problem of generating gain loss and power loss.

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 이득을 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 remove the ballast resistor connected to the amplifier to seek thermal equilibrium, and to move the stability and gain throughout the circuit can be adjusted An amplifier for a communication terminal is provided.

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>

1'-1~1'-n: 증폭부2'-1~2'-n: 회로보호부1'- 1 ~ 1'- n : Amplification part 2'- 1 ~ 2'- n : Circuit protection part

3-1~3-n: 증폭조정부4-1~4-n: 저항부3- 1 to 3- n : Amplification adjustment section 4- 1 to 4- n : Resistance section

5-1~5-n: 공진부Q1'~Qn' : HBT5- 1 to 5- n : Resonator Q1 'to Qn': HBT

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 이동통신 단말기용 증폭장치의특징에 따르면, 입력단을 통해 외부로부터 전원을 인가 받아 입력신호를 증폭 출력하는 증폭부와, 상기 증폭부의 출력 전류 및 신호를 조정하여 회로가 보호되도록 하는 회로보호부와, 상기 회로보호부와 연결되어 상기 전류 및 신호가 적절히 조정되도록 작용하는 증폭조정부로 구성된다.According to a feature of the amplification device for a mobile communication terminal according to the present invention for solving the above problems, an amplification unit for amplifying and outputting an input signal by receiving power from the outside through an input terminal, and adjusts the output current and the signal of the amplification unit And a circuit protection unit for protecting the circuit, and an amplification adjustment unit connected to the circuit protection unit and functioning to properly adjust the current and the signal.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

본 발명에 의한 이동통신 단말기용 증폭장치는 외부신호를 수신하여 증폭 출력시키는 증폭부(1';1'-1~1'-n)와, 상기 증폭부(1')의 출력 전류 및 신호를 조정하는 회로보호부(2';2'-1~2'-n)와, 상기 회로보호부(2')와 연결되어 증폭부의 전력손실과 이득손실이 개선되도록 회로보호부(2')의 전류 및 신호의 조정을 보조하는 증폭조정부(3;3-1~3-n)로 구성된다.The amplification apparatus for a mobile communication terminal according to the present invention receives an external signal and amplifies and outputs an amplification unit 1 ';1'- 1 to 1'- n , and output current and signal of the amplification unit 1'. The circuit protection part 2 ';2'- 1 to 2'- n to be adjusted, and the circuit protection part 2' is connected to the circuit protection part 2 'to improve the power loss and the gain loss of the amplification part. And an amplification adjustment section 3; 3- 1 to 3- n to assist the adjustment of the current and the signal.

특히, 상기의 증폭부(1')는 입력단(P1')을 통해 전원을 인가 받아 수신한 신호를 증폭시키는 단위 HBT(Q1'~Qn')가 배열되어 이루어지며, 상기 HBT(Q1'~Qn')는 증폭된 전류 및 신호를 회로정합단(P2')을 통해 외부로 출력한다.Particularly, the amplifying unit 1 'is formed by arranging units HBTs Q1' to Qn 'for amplifying a received signal by receiving power through an input terminal P1', and the HBTs Q1 'to Qn. ') Outputs the amplified current and signal to the outside through the circuit matching stage (P2').

여기서, 상기 회로정합단(P2')은 HBT(Q1'~Qn')의 콜렉터단으로 임피던스 매칭을 통한 전원을 인가하여 상기 증폭부(1')가 최대 출력을 낼 수 있도록 한다. 그리고 HBT(Q1'~Qn')는 드라이버/파워 증폭기용 단위 HBT가 사용된다.Here, the circuit matching stage P2 'applies the power through impedance matching to the collector terminals of the HBTs Q1' to Qn 'so that the amplifier 1' can output the maximum output. As the HBT (Q1 'to Qn'), a unit HBT for a driver / power amplifier is used.

또한, 상기 회로보호부(2')는 상기 증폭부(1') HBT(Q1'~Qn')의 에미터단에 각각 연결된 저항(R1'~Rn')으로 이루어지며, 상기 저항(R1'~Rn')은 밸러스트 저항으로 동작하여 증폭부(1') HBT(Q1'~Qn')의 에미터단을 통해 출력되는 전류 및 신호를 조정한다. 따라서, 상기 회로보호부(2')는 증폭부(1') HBT(Q1'~Qn')의 열적 평형을 유지시키는 동시에 회로의 안정성(Stability)을 증가시킨다.In addition, the circuit protection unit 2 'is composed of resistors R1' to Rn 'connected to emitter terminals of the amplifiers 1' HBTs Q1 'to Qn', respectively. Rn ') acts as a ballast resistor to adjust the current and signal output through the emitter stages of the amplifier 1' HBTs Q1 'to Qn'. Therefore, the circuit protection unit 2 'maintains thermal equilibrium of the amplifier 1' HBTs Q1 'to Qn' and increases the stability of the circuit.

그 외에, 상기 증폭조정부(3)는 회로보호부(2')의 전류 및 신호 조정을 보조하도록 상기 회로보호부(2') 저항(R1'~Rn')에 각각 직렬 연결되어 형성된 저항(Ra~Rx)으로 이루어진 저항부(4;4-1~4-n)와, 상기 저항(4)과 병렬 연결된 커패시터(C1~Cn)로 이루어진 공진부(5;5-1~5-n)로 구성된다.In addition, the amplification control unit 3 is a resistor Ra formed in series connection with the circuit protection unit 2 'resistors R1' to Rn ', respectively, to assist the current and signal adjustment of the circuit protection unit 2'. Resistor portions 4; 4- 1 to 4- n consisting of ˜Rx and resonators 5; 5- 1 to 5- n consisting of capacitors C1 to Cn connected in parallel with the resistor 4; It is composed.

여기서, 상기 증폭조정부(3)의 임피던스는 공진부(5) 커패시터(C1~Cn)의 커패시턴스에 따라 조절되며, 상기 공진부(5) 커패시터(C1~Cn)의 커패시턴스는 회로보호부(2')의 전류 및 신호 조정으로 인한 증폭부(1')의 이득손실과 전력손실이 개선되도록 그 값이 조절된다.Here, the impedance of the amplification control unit 3 is adjusted according to the capacitance of the resonator unit 5 capacitors C1 to Cn, and the capacitance of the resonator unit 5 capacitors C1 to Cn is a circuit protection unit 2 '. The value is adjusted so that the gain loss and power loss of the amplifier 1 'due to the current and signal adjustment of the?

즉, 커패시터(C1~Cn)와 저항(Ra~Rx)이 병렬 연결되어 이루어진 증폭조정부(3)의 임피던스는 상기 커패시터(C1~Cn)의 커패시턴스에 따라 변경되며, 만일 상기 커패시터(C1~Cn)의 커패시턴스가 무한히 증가하게 되면 증폭조정부(3)의 임피던스는 '0'으로 수렴하게 된다.That is, the impedance of the amplification control unit 3 formed by connecting the capacitors C1 to Cn and the resistors Ra to Rx in parallel is changed according to the capacitances of the capacitors C1 to Cn. When the capacitance of Δ increases infinitely, the impedance of the amplification controller 3 converges to '0'.

따라서, 상기 회로보호부(2')의 저항(R1'~Rn')은 회로의 열적 평형과 안정성을 유지시킬 수 있는 범위 내에서 크기가 결정되며, 상기 열적 평형을 위해 더 필요한 저항은 증폭조정부(3)의 저항(Ra~Rx)을 통해 공급된다. 또한, 증폭조정부(3) 커패시터(C1~Cn)의 커패시턴스 조절을 통하여 상기 증폭조정부(3)의 저항(Ra~Rx)을RF적으로 바이패스(Bypass)단화 할 수 있으므로 증폭부(1')의 이득손실을 방지할 수 있다.Therefore, the resistances R1 'to Rn' of the circuit protection unit 2 'are determined in size within a range capable of maintaining thermal equilibrium and stability of the circuit, and the resistance necessary for the thermal equilibrium is further increased by the amplification controller. It is supplied through the resistors Ra to Rx of (3). In addition, the amplification section 1 ′ can be bypassed by RF of the resistors Ra to Rx of the amplification adjusting section 3 through the capacitance adjustment of the capacitors C1 to Cn. Gain loss can be prevented.

상기와 같이 구성된 본 발명의 이동통신 단말기용 증폭장치 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the amplifying device for a mobile communication terminal of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 입력단(P1')을 통하여 증폭부(1')로 전원과 신호가 인가되면, 상기 증폭부(1') HBT(Q1'~Qn')는 베이스단으로 입력된 신호를 증폭시켜 출력한다.First, when a power and a signal are applied to the amplifier 1 'through the input terminal P1', the amplifier 1 'HBTs Q1' to Qn 'amplify and output the signal input to the base terminal. .

여기서, 상기 증폭부(1') HBT(Q1'~Qn')의 콜렉터단으로 회로정합단(P2')을 통해 직류 전원이 공급되며, 상기 증폭부(1') HBT(Q1'~Qn')는 상기 공급 전원이 따라 그 출력을 최대로 할 수 있다.Here, DC power is supplied to the collector terminals of the amplifiers 1 'HBTs Q1' to Qn 'through a circuit matching stage P2', and the amplifiers 1 'HBTs Q1' to Qn '. ) Can maximize its output according to the power supply.

상기 증폭부(1') HBT(Q1'~Qn')를 통해 증폭된 전류 및 신호를 그 후, HBT(Q1'~Qn')의 각 에미터단에 직렬 연결되어 밸러스트 저항으로 동작하는 회로보호부(2')의 저항(R1'~Rn')을 통하여 조정되며, 상기 회로보호부(2')의 전류 및 신호 조정을 통해 HBT(Q1'~Qn')를 포함한 회로의 열적 평형과 안정성이 유지된다.A circuit protection unit for connecting the current and the signal amplified through the amplifying unit (1 ') HBT (Q1' ~ Qn '), and then connected to each emitter stage of the HBT (Q1' ~ Qn ') to operate as a ballast resistor (2 ') through the resistance (R1' ~ Rn '), and adjust the current and signal of the circuit protection unit 2' through the thermal balance and stability of the circuit including HBT (Q1 '~ Qn') maintain.

또한, 증폭조정부(3)는 저항(Ra~Rx)과 커패시터(C1~Cn)의 병렬 연결로 인한 임피던스를 통해 회로보호부(2')에서 열적 평형을 위해 더 필요한 저항을 공급한다. 여기서, 상기 증폭조정부(3)의 임피던스는 증폭부(1')의 이득손실을 줄일 수 있는 정도의 값을 가지도록 공진부(5)의 커패시터(C1~Cn)를 통해 조절된다.In addition, the amplification control unit 3 supplies more resistance for thermal equilibrium in the circuit protection unit 2 'through impedance due to the parallel connection of the resistors Ra to Rx and the capacitors C1 to Cn. Here, the impedance of the amplification control unit 3 is adjusted through the capacitors C1 to Cn of the resonator unit 5 to have a value that can reduce the gain loss of the amplifier 1 '.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 이동통신 단말기용 증폭장치는 회로의 열적 평형과 안정성을 위하여 형성된 밸러스트 저항을 2개로 분리하고, 그 중 하나의 값을 적당히 조절할 수 있도록 함으로써, 종래의 밸러스트 저항으로 인해 발생한 증폭부의 이득손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.The amplification device for a mobile communication terminal of the present invention configured as described above separates two ballast resistors formed for thermal equilibrium and stability of a circuit, and allows one of them to be appropriately adjusted, and thus, due to the conventional ballast resistors. There is an effect that can prevent the gain loss generated amplification unit.

Claims (2)

입력단을 통해 외부로부터 전원을 인가 받아 입력신호를 증폭 출력하는 증폭부와; 상기 증폭부의 출력 전류 및 신호를 조정하여 회로가 보호되도록 하는 회로보호부와; 상기 회로보호부와 연결되어 상기 전류 및 신호가 조정되도록 작용하는 증폭조정부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 증폭장치.An amplifier for amplifying and outputting an input signal by receiving power from an external device through an input terminal; A circuit protection unit for controlling a circuit by adjusting an output current and a signal of the amplifier; And an amplification adjusting unit connected to the circuit protection unit and adapted to adjust the current and the signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 증폭조정부는 상기 회로보호부와 직렬 연결된 저항부와; 상기 저항부와 병렬 연결된 공진부로 이루어져, 상기 증폭부의 이득손실과 전력손실이 개선되도록 상기 회로보호부의 전류 및 신호 조정을 보조하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 증폭장치.The amplification adjusting unit includes a resistor unit connected in series with the circuit protection unit; Comprising a resonator connected in parallel with the resistor, amplifying device for a mobile communication terminal, characterized in that to assist the current and signal adjustment of the circuit protection unit to improve the gain loss and power loss of the amplifier.
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