KR20040054952A - 전력 증폭기 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력 증폭기 모듈에 관한 것으로서, 외부로부터 입력되는 RF 신호를 증폭하여 출력하는 전력 트랜지스터가 포함된 증폭부와, 상기 전력 트랜지스터의 베이스 및 컬렉터로 바이어스가 인가되도록 하는 제 1 바이어스부 및 스위치부를 포함하여 구성되고, 상기 증폭부를 통해 신호의 증폭이 이루어지지 않는 경우 상기 전력 트랜지스터의 베이스 및 컬렉터로 모두 바이어스가 인가되지 않도록 하여 상기 증폭부로 입력되는 RF 신호의 크기가 큰 경우 상기 전력 트랜지스터에 컬렉터 전류가 발생되는 것이 방지되어 그에 따른 전력 소모가 감소되는 효과가 있다.

Description

전력 증폭기 모듈{ Power amplifier module }

본 발명은 전력 증폭기 모듈에 관한 것으로서, 특히 외부로부터 입력되는 RF 신호의 증폭이 이루어지지 않는 경우 상기 RF 신호를 증폭하여 출력하는 전력 트랜지스터에 바이어스가 전류가 발생되는 것을 방지하여 전력 소모를 감소시키는 전력 증폭기 모듈에 관한 것이다.

최근 통신 시장의 확대에 따른 단말기 및 통신 기기에 대한 수요가 늘어남과 동시에 소형 및 경량화되고 소모 전력이 적으면서도 장시간 사용 가능한 통신 기기가 요구되고 있고 이를 위해 제한된 통신 기기의 크기에서 소모 전력을 줄이고 성능을 향상시키는 기술이 요구되고 있다.

이러한 유선 또는 무선 전화기나 휴대폰등의 통신 기기에는 그 송신 출력단에 전력을 증폭시키는 전력 증폭기 모듈이 내장되어 있다.

특히, 휴대폰등의 이동 단말기에 내장된 전력 증폭기 모듈은 이동 단말기에서 출력되는 고주파 신호를 증폭하여 기지국까지 송출하는 기능을 하는 부품으로 이동 단말기의 통화 시간 및 통화 품질을 좌우하는 핵심 부품이다.

종래의 기술에 따른 전력 증폭기 모듈은 도 1 에 도시된 바와 같이, 외부로부터 입력되는 RF 신호를 증폭하여 출력하는 전력 트랜지스터(Q1)가 포함된 증폭부(10)와, 상기 전력 트랜지스터(Q1)의 베이스(Base)로 바이어스가 인가되도록 하는 바이어스부(20)와, 상기 증폭부(10)에서 증폭된 신호의 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합부(30)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 임피던스 정합부(30)는 상기 전력 트랜지스터(Q1)의 컬렉터와 상기 컬렉터로 바이어스가 인가되도록 하는 바이어스 전원(V_cc) 사이에 연결되는 인덕터(L1) 및 상기 인덕터(L1)에 병렬 연결되는 캐패시터(C1)으로 구성된다.

또한, 상기 증폭부(10)는 상기 바이어스부(20) 및 바이어스 전원(V_cc)에서 동시에 바이어스가 인가되는 경우에 외부 입력 신호가 증폭되어 출력되며, 상기 바이어스부(20)에서 상기 전력 트랜지스터(Q1)의 베이스로 바이어스가 인가되지 않을 경우 상기 바이어스 전원(V_cc)에 의한 컬렉터 전류도 발생되지 않기 때문에 상기 증폭부(10)에서는 신호의 증폭이 이루어지지 않게 된다.

따라서, 상기 바이어스부(20)는 상기 베이스로 바이어스 인가여부를 결정하는 모드 전원(V_mode)과 연결되어 상기 모드 전원(V_mode)으로부터 전원이 인가되는 경우에 바이어스가 인가되도록 하여 신호의 증폭이 이루어지도록 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술에 따른 전력 증폭기 모듈은 상기 증폭부(10)로 입력되는 RF 신호의 크기가 증가하게 되는 경우 상기 바이어스부(20)에서 상기 전력 트랜지스터(Q1)의 베이스로 바이어스가 인가되지 않는 경우에도 상기 바이어스 전원(V_cc)에 따른 컬렉터 전류가 발생되어 그에 따른 전력 소모가 증가한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 신호의 증폭이 이루어지지 않는 경우 증폭부로 입력되는 외부 RF 신호의 크기가 증가하여 상기 증폭부에 포함된 전력 트랜지스터에 컬렉터 전류가 발생되는 것을 방지하여 전력 소모가 감소될 수 있는 전력 증폭기 모듈을 제공하는데 있다.

도1 은 종래 기술에 따른 전력 증폭기 모듈이 도시된 도면,

도2 는 본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈이 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50: 증폭부 60: 제 1 바이어스부

70: 스위치부 80: 임피던스 정합부

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈은 외부로부터 입력되는 RF 신호가 증폭 후 출력되도록 하는 전력 트랜지스터를 포함하여 이루어지는 증폭부와, 상기 트랜지스터의 베이스로 바이어스가 인가되도록 하는 제 1 바이어스부와, 상기 제 1 바이어스부와 동시에 동작하며 상기 트랜지스터의 컬렉터로 바이어스가 인가되도록 하는 스위치부와, 상기 증폭부에서 출력되는 신호의 출력 임피던스를 정합시키는 출력 정합부를 포함하여 구성된다.

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

본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈은 도 2 에 도시된 바와 같이, 외부로부터 입력되는 RF 신호를 증폭하여 출력하는 전력 트랜지스터(Q2)를 포함하여 이루어지는 증폭부(50)와, 상기 증폭부(50)에서 신호가 증폭되어 출력될 수 있도록 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스 및 컬렉터에 바이어스가 인가되도록 하는 제 1 바이어스부(60) 및 스위치부(70)와, 상기 증폭부(50)에서 증폭된 신호의 출력 임피던스를 정합시키는 출력 정합부(80)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 증폭부(50)는 상기 전력 트랜지스터(Q2)의 베이스 및 컬렉터로 모두 바이어스가 인가되는 경우 외부로부터 입력되는 RF 신호를 증폭하여 출력하게 되고, 상기 제 1 바이어스부(60)와 스위치부(70)는 공통 전원인 모드 전원(V_mode)과 연결되는데, 상기 모드 전원(V_mode)를 통해 전원이 인가되는 경우 상기 제 1 바이어스부(60) 및 스위치부(70)에서 상기 전력 트랜지스터(Q2)의 베이스 및 컬렉터로 바이어스가 인가된다.

이때, 상기 스위치부(70)는 상기 모드 전원(V_mode)과 연결되는 제 2 바이어스부(71)와, 상기 제 2 바이어스부(71)와 베이스가 연결되어 상기 제 2 바이어스부(71)에서 발생되는 바이어스에 의해 온/오프되는 트랜지스터(Q3)와, 상기 트랜지스터(Q3)의 에미터(Emitter)에 연결되는 캐패시터(C2)로 구성되며, 상기 트랜지스터(Q3)의 컬렉터에는 상기 전력 트랜지스터(Q2)의 컬렉터로 인가되는 바이어스 전원(V_cc)와 연결되고, 상기 트랜지스터(Q3)가 온되는 경우 상기 바이어스 전원(V_cc)이 상기 전력 트랜지스터(Q2)의 컬렉터로 인가되는 것이다.

그 이외에, 상기 출력 정합부(80)는 상기 전력 트랜지스터(Q2)의 컬렉터와 상기 트랜지스터(Q3)의 에미터 사이에 연결되는 인덕터(L2)와, 상기 전력 트랜지스터(Q2)의 컬렉터에 연결되며 상기 증폭부(50)에서 증폭된 RF 신호가 통과되도록 하는 캐패시터(C3)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈의 동작은 먼저, 상기 증폭부(50)를 통해 RF 신호를 증폭하여 출력할 경우 상기 모드 전원(V_mode)으로부터 상기 제 1 바이어스부(60) 및 스위치부(70)로 전원이 인가된다.

상기 제 1 바이어스부(60)로 인가된 전원에 의해 상기 증폭부(50)의 전력 트랜지스터(Q2)의 베이스로 바이어스가 인가되고, 상기 스위치부(70)로 인가된 전원에 의해 상기 전력 트랜지스터(Q2)의 컬렉터로 바이어스가 인가되어 상기증폭부(50)가 신호의 증폭이 가능하도록 한다.

이때, 상기 스위치부(70)로 인가된 전원은 상기 제 2 바이어스부(71)로 입력되어 상기 제 2 바이어스부(71)에서 바이어스가 발생되고, 상기 발생된 바이어스는 상기 스위치부(70)의 트랜지스터(Q3)의 베이스로 인가된다.

상기 베이스로 인가된 바이어스에 의해 상기 트랜지스터(Q3)는 온되고, 그에 따라 상기 트랜지스터(Q3)의 컬렉터에 연결되는 바이어스 전원(V_cc)에 의해 상기 전력 트랜지스터(Q2)의 컬렉터로 바이어스가 인가된다.

상기 전력 트랜지스터(Q2)의 베이스 및 컬렉터로 바이어스가 인가된 후 상기 증폭부(50)로 외부 RF 신호가 입력되면, 상기 증폭부(50)를 통해 증폭되어 출력되며, 상기 출력되는 신호는 상기 출력 정합부(80)에서 임피던스가 정합되어 출력된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈은 외부로부터 입력되는 RF 신호를 증폭하여 출력하는 전력 트랜지스터가 포함된 증폭부와, 상기 전력 트랜지스터의 베이스 및 컬렉터로 바이어스가 인가되도록 하는 제 1 바이어스부 및 스위치부를 포함하여 구성되고, 상기 증폭부를 통해 신호의 증폭이 이루어지지 않는 경우 상기 전력 트랜지스터의 베이스 및 컬렉터로 모두 바이어스가 인가되지 않도록 하여 상기 증폭부로 입력되는 RF 신호의 크기가 큰 경우 상기 전력 트랜지스터에 컬렉터 전류가 발생되는 것이 방지되어 그에 따른 전력 소모가 감소되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 외부로부터 입력되는 RF 신호가 증폭 후 출력되도록 하는 전력 트랜지스터를 포함하여 이루어지는 증폭부와,

   상기 트랜지스터의 베이스(Base)로 바이어스가 인가되도록 하는 제 1 바이어스부와,

   상기 제 1 바이어스부와 동시에 동작하며 상기 트랜지스터의 컬렉터(Collector)로 바이어스가 인가되도록 하는 스위치부와,

   상기 증폭부에서 출력되는 신호의 출력 임피던스를 정합시키는 출력 정합부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 바이어스부와 스위치부는 공통으로 연결되는 외부 전원에 의해 동작하며,

   상기 외부 전원이 인가되는 경우 상기 전력 트랜지스터의 베이스 및 컬렉터로 바이어스가 인가되는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 모듈.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스위치부는 상기 외부 전원과 연결되는 제 2 바이어스부와,

   상기 제 2 바이어스부와 베이스가 연결되어 상기 제 2 바이어스부에서 발생되는 바이어스에 의해 온/오프되는 트랜지스터와,

   상기 트랜지스터의 에미터(Emitter)에 연결되는 캐패시터로 구성되고,

   상기 트랜지스터의 컬렉터에는 상기 전력 트랜지스터의 컬렉터로 인가되는 바이어스 전원이 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 모듈.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 출력 정합부는 상기 트랜지스터의 에미터와 전력 트랜지스터의 컬렉터 사이에 연결되는 인덕터 및 상기 인덕터에 병렬 연결되는 캐패시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 모듈.