KR20060077680A - 저 잡음 증폭장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저 잡음 증폭장치에 관한 것으로서, 복수개의 본딩 패드와 복수개의 접지전압 패드를 연결하는 본딩 와이어의 인덕턴스를 활용하여 임피던스 매칭용 인덕터의 값을 다양화함으로써, 원하는 동작 특성을 갖는 칩을 효율적으로 빨리 확보할 수 있는 기술을 개시한다. 이를 위해, 본 발명은 전원전압을 인가받는 전원전압패드와, 상기 전원전압을 이용하여 입력전압신호를 증폭하여 출력전류신호를 출력하는 증폭부와, 상기 입력전압신호와 출력전류신호를 분리하는 분리부와, 상기 입력전압신호의 임피던스를 매치하는 입력 임피던스 매치부를 포함하되, 상기 입력 임피던스 매치부는, 입력 임피던스 매치용 인덕터와, 복수개의 접지전압 패드와 대응되는 복수개의 본딩 패드와, 소정의 제어신호에 의해 제어되어 상기 복수개의 본딩 패드를 선택적으로 연결하는 복수개의 스위치를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

저 잡음 증폭장치{Low noise amplifier device}

도 1은 종래의 기술에 따른 파워 증폭장치의 회로도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파워 증폭장치의 회로도.

본 발명은 저 잡음 증폭장치에 관한 것으로서, 복수개의 본딩 패드와 복수개의 접지전압 패드를 연결하는 본딩 와이어의 인덕턴스를 활용하여 임피던스 매칭용 인덕터의 값을 다양화함으로써, 원하는 동작 특성을 갖는 칩을 효율적으로 빨리 확보할 수 있는 기술이다.

일반적으로, 저 잡음 증폭장치는 반도체 메모리 장치에 제공되는 파워를 증폭시켜 출력하는 장치이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 저 잡음 증폭장치의 회로도이다.

도 1은 실리콘 상에 집적되는 칩(10), 칩(10)을 패키지하는 패키지(20), 패키지(20)를 PCB(printed circuit board)에 장착하여 실제 동작하는 보드(board)나 제품이 되는 PCB(30)로 구분하여 도시한다.

종래의 저 잡음 증폭장치는 전원전압패드(21)에 연결되는 본딩패드(11)와 접 지전압패드(23)에 연결되는 본딩패드(13) 사이에 인덕터 L1, 엔모스 트랜지스터 NM2, NM1, 및 인덕터 Ls1를 직렬로 구비하고, 바이어스 전압신호 Vb에 의해 제어되어 입력신호 IN를 증폭하여 출력전류 OUT를 출력한다. 이때, 전원전압패드(21), 입력패드(22), 접지전압패드(23)는 패키지 시에 형성되고, 본딩 와이어 Lwire를 이용하여 본딩패드(11~ 23)와 연결된다.

엔모스 트랜지스터 NM1는 입력전압신호 IN에 의해 제어되어 입력전압신호 IN를 증폭한다. 엔모스 트랜지스터 NM2는 바이어스 전압신호 Vb에 의해 제어되어 입력전압신호 IN와 출력전류신호 OUT를 분리하는 기능을 한다.

인덕터 Ls1는 엔모스 트랜지스터 NM1의 소스 디제너러레이션(degeneration)과 전력소모를 감소시키기 위한 입력 임피던스 매치를 위해 사용되고, 인덕터 L1는 증폭기의 부하(load)로 사용된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 저 잡음 증폭장치는 칩(10) 내의 엔모스 트랜지스터 NM1, 인덕터 L1, Ls1의 특성을 미리 측정하여 모델링 함으로써 고주파 동작 시 특성 미스매치에 따른 오류를 방지할 수 있다. 그에 따라, 칩 단계에서 테스트 패턴을 제작하여 여러번의 테스트를 통해 원하는 특성을 모델링한다. 그러나, 칩 상태에서 소자들의 특성이 모델링 되더라도 패키지 상태에서 다시 테스트를 하여 원하는 특성을 모델링해야 한다.

수학식 1은 신호 소스의 저항 Rs와 임피던스 매치용 인덕턴스 Ls1와 관계를 나타낸다. 여기서, gm은 엔모스 트랜지스터 NM1의 트랜스 컨덕턴스값이고, Cgs는 엔모스 트랜지스터 NM1의 게이트와 소스간의 캐패시턴스값을 의미한다.

이와같이, 인덕터 Ls1는 저항 Rs와 밀접한 관계가 있으며 임피던스 매치를 위한 특성 모델링이 중요하다.

그러나, 종래에는 인덕터 Ls1의 값과 임피던스 매치용 인덕터 Ls1에 연결된 본딩패드(13)와 접지전압패드(23)를 연결하는 본딩 와이어에 의한 인덕턴스에 의해서만 입력 임피던스를 매치할 수 있었다.

그에 따라, 임피던스 매치를 위한 인덕턴스가 고정되어 있어 원하는 동작특성을 갖는 칩을 효율적으로 확보하기가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 보다 상세하게는 본딩 와이어의 인덕턴스를 활용하여 임피던스 매치용 인덕터의 값을 다양하게 설정할 수 있도록 하여 원하는 동작특성을 가진 칩을 효율적으로 확보하는데 그 목적이 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 저 잡음 증폭장치는, 전원전압을 인가받는 전원전압패드와, 상기 전원전압을 이용하여 입력전압신호를 증폭하여 출력전류신호를 출력하는 증폭부와, 상기 입력전압신호와 출력전류신호를 분리하는 분리부와, 상기 입력전압신호의 임피던스를 매치하는 입력 임피던스 매치부를 포함하되, 상기 입력 임피던스 매치부는, 입력 임피던스 매치용 인덕터와, 복수개의 접지전압 패드와 대응되는 복수개의 본딩 패드와, 소정의 제어신호에 의해 제어되어 상기 복수개의 본딩 패드를 선택적으로 연결하는 복수개의 스위치를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저 잡음 증폭장치의 회로도이다.

도 2는 저 잡음 증폭장치를 실리콘 상에 집적되는 칩(100), 칩(100)을 패키지(package)하는 패키지(200), 패키지(200)를 PCB(printed circuit board)에 장착하여 실제 동작하는 보드나 제품이 되는 PCB(300)로 구분하여 도시한다.

본 발명의 저 잡음 증폭장치는 바이어스 전압신호 Vb에 따라 입력전압신호 IN를 증폭하여 출력전류 OUT를 출력하기 위한 것으로서, 전원전압패드(201)에 연결되는 본딩패드(101)와 복수개의 접지전압패드(203)에 연결되는 복수개의 본딩패드(103) 사이에 부하부(400), 분리부(500), 증폭부(600), 및 입력임피던스 매치부 (700)를 구비한다.

전원전압패드(201), 입력패드 (202) 및 접지전압패드(203)은 패키지시에 형성되고, 각 본딩패드(101~ 103)와 본딩 와이어를 이용하여 연결된다.

부하부(400)는 인덕터 L2를 구비하여 증폭장치의 부하(load)로 사용된다.

분리부(500)는 부하부(400)와 증폭부(600)에 드레인과 소스가 각각 연결되고 바이어스 전압신호 Vb에 의해 제어되는 엔모스 트랜지스터 NM4를 구비하고, 입력전압신호 IN와 출력전류신호 OUT를 분리하는 기능을 한다.

증폭부(600)는 분리부(500)와 입력 임피던스 매치부(700)에 드레인과 소스가 각각 연결되고 입력전압신호 IN에 의해 제어되는 엔모스 트랜지스터 NM3를 구비하여, 입력전압신호 IN를 증폭한다.

입력 임피던스 매치부(700)는 입력 임피던스 매치용 인덕터 Ls2, 복수개의 본딩 패드(105), 및 복수개의 접지전압 패드(203)를 구비한다.

입력 임피던스 매치용 인덕터 Ls2는 엔모스 트랜지스터 NM3의 소스 디저너러레이션(degeneration)과 전력소모를 감소시키기 위한 입력 임피던스 매치를 위해 사용된다.

복수개의 본딩패드(103)와 복수개의 접지전압패드(203)는 본딩 와이어 LW1 ~ LW3를 이용하여 연결되고, 복수개의 본딩패드(103)와 접지전압패드(203)는 각각 병렬로 구비되며, 복수개의 본딩 와이어 LW1, LW2, LW3는 입력 임피던스 매치용 인덕턴스로서 사용된다. 이때, 병렬로 연결되는 본딩와이어 LW1 ~ LW3에 의해 작은 인덕턴스를 얻을 수 있어 그라운드 특성을 개선할 수 있다.

복수개의 스위치(104, 105)는 트리밍신호 trim<0>, trim<1>에 따라 본딩 와이어 LW1 ~ LW3를 선택적으로 연결한다. 이때, 복수개의 스위치(104, 105)는 내부회로의 동작주파수에 따라 주파수가 설정되어 입력되는 노이즈를 필터링함으로써 신호특성을 개선한다.

이와같이, 임피던스 매치용 인덕터 Ls2의 인덕턴스는 고정된 값이더라도 임피던스 매치용 인덕터 Ls2에 연결되는 본딩 와이어 LW1~ LW3의 연결에 따라 임피던스 매치를 위한 총 인덕턴스를 조절할 수 있도록 한다.

이와같이, 본 발명의 임피던스 매치용 인덕턴스를 다양하게 조절할 수 있도록 하여 수많은 테스트 패턴의 제작없이 원하는 특성의 검증이 용이하다.

이하, 본 발명의 저 잡음 증폭장치의 동작을 설명하기로 한다.

입력전압신호 IN이 입력패드(202)에 인가되면 사용자가 원하는 출력전류를 제공하기 위해 일정레벨의 바이어스전압 Vb를 인가한다. 바이어스전압 Vb에 의해 엔모스 트랜지스터 NM4가 구동되고 엔모스 트랜지스터 NM3에 의해 입력전압신호 IN가 증폭되어 출력전류 OUT를 출력한다.

이때, 트리밍신호 trim<0>, trim<1>에 의해 스위치(104, 105)를 각각 제어하여 본딩와이어의 연결을 선택적으로 제어함으로써, 입력 임피던스 매치를 위한 총 인덕턴스를 제어할 수 있으며, 그에 따라 원하는 특성을 얻을 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 복수개의 본딩 와이어의 인덕턴스를 선택적으로 이용하여 임피던스 매치용 인덕턴스를 다양하게 설정할 수 있도록 하여 원하는 동작특성을 가진 칩을 효율적으로 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 복수개의 본딩와이어가 병렬로 연결되어 작은 인덕턴스를 얻을 수 있어 그라운드 특성이 개선되는 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (7)

1. 전원전압을 인가받는 전원전압패드;

   상기 전원전압을 이용하여 입력전압신호를 증폭하여 출력전류신호를 출력하는 증폭부;

   상기 입력전압신호와 출력전류신호를 분리하는 분리부; 및

   상기 입력전압신호의 임피던스를 매치하는 입력 임피던스 매치부를 포함하되,

   상기 입력 임피던스 매치부는,

   입력 임피던스 매치용 인덕터;

   복수개의 접지전압 패드와 대응되는 복수개의 본딩 패드; 및

   소정의 제어신호에 의해 제어되어 상기 복수개의 본딩 패드를 선택적으로 연결하는 복수개의 스위치

   를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 저 잡음 증폭장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전원전압을 로딩하는 부하부를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 저 잡음 증폭장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 증폭부는 상기 입력전압신호에 의해 제어되는 스위칭 소자를 구비함을 특징으로 하는 저 잡음 증폭장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 스위칭소자는 엔모스 트랜지스터임을 특징으로 하는 저 잡음 증폭장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 분리부는 소정 전압제어신호에 의해 제어되는 스위칭소자를 구비함을 특징으로 하는 저 잡음 증폭장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 스위칭소자는 엔모스 트랜지스터임을 특징으로 하는 저 잡음 증폭장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 복수개의 스위치는 상기 저 잡음 증폭장치의 동작주파수에 따라 주파수를 설정하여 입력전압의 노이즈를 필터링하는 것을 특징으로 하는 저 잡음 증폭장치.

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