KR20080025480A - Front end module - Google Patents

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KR20080025480A
KR20080025480A KR1020060089997A KR20060089997A KR20080025480A KR 20080025480 A KR20080025480 A KR 20080025480A KR 1020060089997 A KR1020060089997 A KR 1020060089997A KR 20060089997 A KR20060089997 A KR 20060089997A KR 20080025480 A KR20080025480 A KR 20080025480A
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남형기
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엘지이노텍 주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/44Transmit/receive switching
    • H04B1/48Transmit/receive switching in circuits for connecting transmitter and receiver to a common transmission path, e.g. by energy of transmitter

Abstract

A front end module is provided to realize high-efficiency amplification operation in case of both high-power and low-power modes by controlling load impedance of a PAM(Power Amplification Module), thereby reducing an amount of power consumption as extending battery use time. A transceiving separator(360) separates RF(Radio Frequency) transceiving signals to deliver the separated signals. A PAM(330) amplifies the RF transmission signal to deliver the amplified RF transmission signal to the transceiving separator. An impedance control circuit(340) controls load impedance by being connected between the transceiving separator and the PAM. The impedance control circuit consists of more than one element of a resistor, a capacitor, and a diode, and changes output impedance in low power.

Description

프론트 엔드 모듈{Front End Module}Front End Module

도 1은 일반적인 CDMA 프론트 엔드 모듈이 고전력 모드 및 저전력 모드로 동작되는 경우 전력증폭모듈의 출력 변화를 도시한 그래프.1 is a graph showing the output change of the power amplifier module when the general CDMA front-end module is operated in a high power mode and a low power mode.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈이 적용된 RF통신 시스템의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.2 is a block diagram schematically illustrating the components of an RF communication system to which a front end module according to an embodiment of the present invention is applied;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.3 is a block diagram schematically illustrating components of a front end module according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 조정회로에 구비되는 핀다이오드의 등가회로를 예시적으로 도시한 회로도.4 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit of a pin diode provided in an impedance adjusting circuit according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈에 구비되는 전력증폭모듈의 출력이 로드 임피던스의 변화에 따라 조정되는 형태를 도시한 그래프.5 is a graph showing a form in which the output of the power amplifier module provided in the front end module according to an embodiment of the present invention is adjusted in accordance with the change of the load impedance.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈에 구비되는 전력증폭모듈이 고전력 모드 및 저전력 모드로 동작되는 경우의 로드 임피던스를 도시한 그래프.6 is a graph illustrating a load impedance when the power amplifier module provided in the front end module according to the embodiment of the present invention is operated in a high power mode and a low power mode.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

200: 다이플렉서 300: 프론트 엔드 모듈200: diplexer 300: front end module

310: 송수신처리부 320: Tx BPF310: transmit and receive processing unit 320: Tx BPF

330: 전력증폭모듈 331: 바이어스 회로330: power amplifier module 331: bias circuit

332: 입력매칭회로 333: 구동증폭기(DA)332: input matching circuit 333: drive amplifier (DA)

334: 중간매칭회로 335: 전력증폭기(PA)334: intermediate matching circuit 335: power amplifier (PA)

340: 임피던스 조정회로 350: 출력매칭회로340: impedance adjustment circuit 350: output matching circuit

360: 송수신분리부(듀플렉서) 370: Rx BPF360: transmission and reception separation unit (duplexer) 370: Rx BPF

400: 기저대역처리부 500: GPS BPF400: baseband processor 500: GPS BPF

본 발명은 프론트 엔드 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a front end module.

프론트 엔드 모듈(FEM; Front End Module)이란 이동통신단말기 상에 사용되는 전파 신호를 제어하는 송수신 장치로서, 여러 가지 전자 부품이 하나의 기판 상에 일련적으로 구현되어 그 집적 공간이 최소화된 복합 부품을 의미한다.A front end module (FEM) is a transmitting / receiving device that controls radio signals used on a mobile communication terminal, and is a complex component in which various electronic components are serially implemented on one substrate to minimize integration space. Means.

가령, 일반적인 CDMA 프론트 엔드 모듈은 안테나로부터 수신된 GPS신호 및 CDMA신호를 분리하여 전달하는 스위칭회로, 송수신신호를 분리하여 전달하는 듀플렉서, 중간주파수신호와 디지털 신호를 변복조처리하고 AD/DA 컨버팅처리하는 송수신처리모듈, 송신신호를 필터링하는 송신대역통과필터, 수신신호를 필터링하는 수신대역통과필터, 송신신호를 증폭시키는 전력증폭모듈, 수신신호를 증폭시키는 저잡음증폭모듈, 디지털신호를 해석하여 멀티미디어 데이터를 생성하고 전력증폭모듈을 이득제어하는 기저대역처리부 및 GPS신호를 필터링하여 해당 대역 주파수 신호 만을 추출하는 GPS필터 등을 포함하여 이루어진다.For example, a general CDMA front end module is a switching circuit that separates and transmits a GPS signal and a CDMA signal received from an antenna, a duplexer that separates and transmits a transmission / reception signal, and modulates and demodulates an intermediate frequency signal and a digital signal and performs AD / DA conversion. Transmission and reception processing module, transmission bandpass filter for filtering transmission signal, reception bandpass filter for filtering reception signal, power amplification module for amplifying transmission signal, low noise amplification module for amplifying reception signal, multimedia data by analyzing digital signal And a baseband processor for generating and gain controlling the power amplification module and a GPS filter for extracting only the band frequency signal by filtering the GPS signal.

송수신처리모듈에서 모듈레이션된 CDMA신호는 기지국까지 도달될 수 있도록 전력증폭모듈에서 증폭되는데, 신호가 왜곡되지 않고 선형적으로 증폭되는 것이 중요하다.The modulated CDMA signal in the transmit / receive processing module is amplified in the power amplification module to reach the base station. It is important that the signal is linearly amplified without distortion.

이때, 전력증폭모듈의 소모 전류가 프론트 엔드 모듈의 효율에 큰 영향을 주게 되는데, 이러한 영향을 감소시키기 위하여 종래의 전력증폭모듈은 사용되는 전류를 2가지로 구분하고, 저전력모드(LPM; Low Power Mode)와 고전력모드(HPM; High Power Mode)로 동작한다.At this time, the current consumption of the power amplifier module has a large influence on the efficiency of the front end module, in order to reduce the effect, the conventional power amplifier module divides the current used into two, low power mode (LPM; Low Power) Mode) and High Power Mode (HPM).

도 1은 일반적인 CDMA 프론트 엔드 모듈이 고전력 모드 및 저전력 모드로 동작되는 경우 전력증폭모듈의 출력 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 1 is a graph illustrating a change in output of a power amplification module when a general CDMA front end module is operated in a high power mode and a low power mode.

도 1에 도시된 그래프의 x축은 전력을 수치화한 것이고, y축은 전류를 수치화한 것인데, 기준선 "A"의 왼쪽에 도시된 표시선은 저전력모드로 동작되는 경우에 해당되고, 오른쪽에 도시된 표시선은 고전력모드로 동작되는 경우에 해당된다.The x-axis of the graph shown in FIG. 1 is a numerical value of the power, and the y-axis is a numerical value of the current. The display line shown to the left of the reference line "A" corresponds to the case of operating in the low power mode, and the display line shown to the right of the graph This is the case when operating in the high power mode.

상기 기준선 "A"는 x축의 16 dBm 상에 위치되며, 도 1에 도시된 것처럼 종래의 전력증폭모듈은 전력 대비 소모전류가 높으므로 효율이 5% 내지 6% 정도로 매우 낮다.The reference line "A" is located on 16 dBm of the x-axis, and as shown in Figure 1, the conventional power amplifier module has a high current consumption compared to the power, the efficiency is very low, such as 5% to 6%.

이동통신단말기의 사용 대역인 5 dBm 내지 15 dBm의 구간에서 전류를 상당량 감소시키지 않으면 전체 시스템의 효율이 취약해지며, 특히 저전력모드의 경우 증폭 효율이 상당히 떨어져 있음을 알 수 있다.If the current is not significantly reduced in the range of 5 dBm to 15 dBm, which is the use band of the mobile communication terminal, the efficiency of the entire system becomes weak, and in particular, in the low power mode, the amplification efficiency is considerably inferior.

그리고, 고전력 모드 및 저전력 모드 모두에서 출력 신호의 선형성이 나쁘게 측정되었음을 확인할 수 있다.In addition, it can be confirmed that the linearity of the output signal is poorly measured in both the high power mode and the low power mode.

이렇게 효율이 저하됨으로 인하여, 전력증폭모듈을 포함한 RF단의 전류가 상당히 많이 소모되고, 이동통신단말기의 소형화 추세에 따라 배터리 용량 역시 한정적이므로, 사용자는 배터리 충전을 빈번히 시행해야 하고, 통화 품질 역시 불안정해지는 등 통신 서비스를 이용하는데 많은 불편함을 겪게 되는 문제점이 있다.Due to such a decrease in efficiency, the current of the RF terminal including the power amplifier module is consumed considerably, and the battery capacity is limited according to the miniaturization trend of the mobile communication terminal, so the user has to frequently charge the battery and the call quality is also unstable. There is a problem that suffers a lot of inconvenience in using the communication service, such as termination.

본 발명은 전력증폭모듈의 증폭 효율을 증대시킴으로써 저전력 모드 및 고전력 모드의 경우, 보다 낮은 전력을 소모하면서도 증폭 동작은 향상되는 프론트 엔드 모듈을 제공한다.The present invention provides a front end module in which the amplification operation is improved while consuming lower power in the low power mode and the high power mode by increasing the amplification efficiency of the power amplification module.

본 발명에 의한 프론트 엔드 모듈은 RF송수신신호를 분리하여 전달하는 송수신분리부; RF송신신호를 증폭하여 상기 송수신분리부로 전달하는 전력증폭모듈; 및 상기 송수신분리부 및 상기 전력증폭모듈 사이에 연결되어 로드(Load) 임피던스를 조정하는 임피던스 조정회로를 포함한다.The front end module according to the present invention includes a transmission and reception separation unit for separating and transmitting the RF transmission and reception signals; A power amplifying module for amplifying an RF transmission signal and transmitting the amplified RF signal to the transceiver; And an impedance adjustment circuit connected between the transmission and reception separation unit and the power amplifier module to adjust load impedance.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a front end module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈(300)이 적용된 RF통신 시스템(1000)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.2 is a block diagram schematically illustrating the components of the RF communication system 1000 to which the front end module 300 is applied according to an embodiment of the present invention.

도 2에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 RF통신 시스템(1000)은 안테나(100), 다이플렉서(200), 프론트 엔드 모듈(300), 기저대역처리부(400) 및 GPS BPF(Global Positioning System Band Pass Filter)(500)를 포함하여 이루어지며, 상기 프론트 엔드 모듈(300)은 송수신처리부(310), Tx BPF(Transmitter Band Pass Filter)(320), 전력증폭모듈(PAM; Power Amplifier Module)(330), 임피던스 조정회로(340), 출력매칭회로(Discrete output matching circuit)(350), 송수신분리부(360; 이하, "듀플렉서"라 한다), Rx BPF(Receiver Band Pass Filter)(370)를 포함하여 이루어진다.2, the RF communication system 1000 according to the embodiment of the present invention includes an antenna 100, a diplexer 200, a front end module 300, a baseband processor 400, and a GPS global positioning (BPF). It comprises a System Band Pass Filter (500), the front end module 300 is a transmission and reception processor 310, Tx BPF (Transmitter Band Pass Filter) 320, a power amplifier module (PAM) 330, an impedance adjustment circuit 340, a discrete output matching circuit 350, a transmission / reception separation unit 360 (hereinafter referred to as a “duplexer”), and an Rx BPF (Receiver Band Pass Filter) 370. It is made, including.

상기 프론트 엔드 모듈(300)을 이루는 송수신처리부(310), Tx BPF(320), 전력증폭모듈(330), 임피던스 조정회로(340), 출력매칭회로(350) 및 듀플렉서(360)는 칩형태로서 기판 상에 실장되는데, 상기 기판은 다층 구조의 기판으로서 비아홀, 전송패턴, 라우팅 패턴, 본딩 패턴, 단자 패턴 등의 패턴이 형성되고 여러 층에 걸쳐 각종 집중 소자 및 분포 소자가 실장된다.The transmission and reception processor 310, the Tx BPF 320, the power amplification module 330, the impedance adjusting circuit 340, the output matching circuit 350 and the duplexer 360 constituting the front end module 300 are in chip form. The substrate is mounted on a substrate. The substrate is a multilayered substrate, in which patterns such as via holes, transmission patterns, routing patterns, bonding patterns, and terminal patterns are formed, and various concentrating elements and distribution elements are mounted over several layers.

이렇게 기판 상에 구현된 프론트 엔드 모듈(300)은 몰딩 공정을 거쳐 단일 패키지 소자로 구현된다.The front end module 300 implemented on the substrate is implemented as a single package device through a molding process.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 RF통신 시스템(1000)을 이루는 각 구성부의 연결 구성 및 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, the connection configuration and operation of each component of the RF communication system 1000 according to the embodiment of the present invention will be described.

상기 안테나(100)는 GPS신호와 CDMA신호를 수신하여 다이플렉서(200)로 전달하고, 다이플렉서(200)는 GPS신호와 CDMA신호를 분리하여 GPS신호는 GPS 필터(500)로 전달하며, CDMA신호는 듀플렉서(360)로 전달한다.The antenna 100 receives a GPS signal and a CDMA signal and transmits the same to the diplexer 200. The diplexer 200 separates the GPS signal and the CDMA signal and transmits the GPS signal to the GPS filter 500. The CDMA signal is transmitted to the duplexer 360.

상기 다이플렉서(200)는 고성능수동소자(IPD)로 구성된 HPF(High Pass Filter; 고대역필터)와 LPF(Low Pass Filter; 저대역필터)로 이루어질 수 있으며, HPF는 안테나(100)로부터 수신된 신호 중에서 상대적으로 고대역인 CDMA 신호를 통과시켜 듀플렉서(360)로 전달하고, LPF는 저대역인 GPS 신호를 필터링하여 GPS 필터(500)로 전달한다.The diplexer 200 may include a high pass filter (HPF) and a low pass filter (LPF) configured of a high performance passive device (IPD), and the HPF is received from the antenna 100. Among the received signals, the relatively high-band CDMA signal is passed to the duplexer 360, and the LPF filters the low-band GPS signal to the GPS filter 500.

또한, 상기 다이플렉서(200)는 SPDT(Single Pole Double Throw; 단극 쌍투 접점) 스위치로 구비될 수 있으며, SPDT 스위치는 일종의 IC(Integrated Circuit) 스위치로서, 두 가지의 정극성 제어 전압으로 DC에서 약 3GHz까지 작동하며 제어 전압은 매우 낮아서 2.4V로 개폐 조작이 가능한 특징을 갖는다.In addition, the diplexer 200 may be provided as a single pole double throw (SPDT) switch, and the SPDT switch is a kind of integrated circuit (IC) switch, and has two positive control voltages at DC. It operates up to about 3GHz and has a very low control voltage that allows it to open and close at 2.4V.

상기 듀플렉서(360)는 CDMA신호를 다시 송신신호와 수신신호로 분리하여 각각 다이플렉서(200) 또는 송수신처리부(310)에 구비된 수신처리부(RF Receiver)로 전달한다.The duplexer 360 separates the CDMA signal into a transmission signal and a reception signal and transfers the CDMA signal to a reception processor (RF Receiver) provided in the diplexer 200 or the transmission / reception processor 310, respectively.

상기 송수신처리부(310)는 GPS신호처리부(Asynchronous GPS), 송신처리부(RF Transmitter), 수신처리부(RF Receiver), 저잡음증폭기(LNA; Low Noise Amplifier) 등을 포함하는데(송수신처리부(310)의 구성부는 도시되지 않음), 참고로, 상기 Rx BPF(370)의 입력단은 저잡음증폭기와 연결되고 출력단은 수신처리부와 연결된다(도 2를 참조하면, 이러한 이유로 Rx BPF(370)의 입출력단이 모두 송수신처리부(310)와 연결된 형태로 도시되어 있음).The transmission and reception processing unit 310 includes a GPS signal processing unit (Asynchronous GPS), a transmission processing unit (RF Transmitter), a receiving processing unit (RF Receiver), a low noise amplifier (LNA; Low Noise Amplifier) and the like (configuration of the transmission and reception processing unit 310) The unit is not shown). For reference, the input terminal of the Rx BPF 370 is connected to the low noise amplifier and the output terminal is connected to the receiving processor (see FIG. 2 for this reason). Shown in connection with the processor 310).

상기 GPS필터(500)를 통과한 GPS신호는 상기 송수신처리부(310)의 GPS신호처리부에서 RF증폭, 중간주파변환, 중간주파증폭 등의 처리과정을 거쳐 기저대역처리부(400)로 전달된다.The GPS signal passing through the GPS filter 500 is transmitted from the GPS signal processing unit of the transmission / reception processing unit 310 to the baseband processing unit 400 through a process such as RF amplification, intermediate frequency conversion, intermediate frequency amplification, and the like.

한편, 상기 기저대역처리부(보통, "BBA(Base Band Analog)"로 지칭되기도 함)(400)는 D/A 컨버터, CPU, 디지털 변복조기, 채널 부호화기/복호화기 등을 구비하여 CDMA 신호 또는 GPS 신호를 코딩/필터링하고, 이를 디지털신호로 변환한다.On the other hand, the baseband processor (commonly referred to as "BBA (Base Band Analog)") 400 includes a D / A converter, a CPU, a digital modulator, a channel encoder / decoder, etc. Code / filter the signal and convert it to a digital signal.

또한, 상기 기저대역처리부(400)는 CDMA 신호 또는 GPS 신호를 코딩/디코딩하여 멀티미디어 데이터로서 신호처리하고, 디스플레이장치, 키패드 등의 입출력장치를 제어하여 사용자인터페이스를 제공한다.In addition, the baseband processor 400 encodes / decodes a CDMA signal or a GPS signal, processes the signal as multimedia data, and controls an input / output device such as a display device and a keypad to provide a user interface.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈(300)에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the front end module 300 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈(300)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.3 is a block diagram schematically illustrating the components of the front end module 300 according to an embodiment of the present invention.

상기 Tx BPF(320)는 송수신처리부(310)의 송신처리부 및 전력증폭모듈(330) 사이에 위치되며, 송신신호로의 변환/처리 과정에서 발생된 잡음성분 신호와 인접 대역 신호를 차단하여 CDMA 대역의 송신신호만을 필터링하고, 이를 전력증폭모듈(330)로 전달한다.The Tx BPF 320 is located between the transmission processing unit and the power amplification module 330 of the transmission and reception processing unit 310, and blocks the noise component signal and the adjacent band signal generated during the conversion / processing of the transmission signal to the CDMA band. Filter only the transmission signal of, and transmits it to the power amplification module 330.

상기 전력증폭모듈(330)은 필터링된 CDMA 송신신호를 증폭하여 출력매칭회로(350)로 전달하는데, 이때 임피던스 조정회로(340)에 의하여 로드 임피던스가 변화됨으로써 저전력 고효율의 증폭동작을 수행할 수 있다.The power amplification module 330 amplifies the filtered CDMA transmission signal and transfers it to the output matching circuit 350. In this case, the load impedance is changed by the impedance adjusting circuit 340 to perform a low power high efficiency amplification operation. .

도 3에 의하면, 상기 전력증폭모듈(330)은 바이어스회로(Bias circuit)(331), 입력매칭회로(Input matching circuit)(332), 구동증폭기(DA; Drive Amplifier)(333), 중간매칭회로(Inter stage matching circuit)(334) 및 전력증폭기(PA; Power Amplifier)(335)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the power amplifier module 330 includes a bias circuit 331, an input matching circuit 332, a drive amplifier 333, and an intermediate matching circuit. (Inter stage matching circuit) 334 and a power amplifier (PA) 335.

보통, RF 송신신호가 증폭되는 경우 이득 증폭과 전력 증폭이 모두 이루어져야 하는데, 하나의 증폭기가 두가지 증폭 측면을 만족하도록 설계하는 것은 어렵다.In general, when the RF transmission signal is amplified, both gain amplification and power amplification must be performed. It is difficult to design a single amplifier to satisfy two aspects of amplification.

따라서, 높은 이득 수치를 가지는 구동증폭기(333)가 전단에서 1차 증폭을 수행하고, 전력증폭기(335)가 이득 증폭된 신호의 전력을 2차 증폭시킨다.Accordingly, the driving amplifier 333 having a high gain value performs first order amplification at the front end, and the power amplifier 335 second amplifies the power of the gain amplified signal.

상기 입력매칭회로(332)는 필터링처리된 RF신호의 손상을 보상하여 정합시키고, 중간매칭회로(334)는 구동증폭기(333)와 전력증폭기(335) 사이의 임피던스를 매칭시키는 기능을 수행한다.The input matching circuit 332 compensates and matches the damage of the filtered RF signal, and the intermediate matching circuit 334 performs a function of matching impedance between the driving amplifier 333 and the power amplifier 335.

상기 바이어스 회로(331)는 바이어스 전압을 안정화하여 공급하는 회로로서, 상기 구동증폭기(333)와 전력증폭기(335)를 이루는 일련의 트랜지스터들에 동작점(Voltage point)을 제공한다.The bias circuit 331 is a circuit for stabilizing and supplying a bias voltage, and provides a voltage point to a series of transistors constituting the driving amplifier 333 and the power amplifier 335.

즉, 상기 바이어스 회로(331)는, 구동증폭기(333)와 전력증폭기(335)에 입력 전압이 가해지지 않는 상태에서 직류 전압을 제공하여 일정 전류가 흐르게 함으로써, 입력 신호의 기준점이 되게 하는데, 이는 트랜지스터의 반도체 접합점의 열화 경감을 보상하여 열폭주 현상(트랜지스터의 컬렉터 전류가 증가하면 반도체 접합점의 온도가 올라가고 이는 다시 전류의 증가를 초래하여 열폭주 현상을 일으키게 됨)을 억제한다.That is, the bias circuit 331 provides a DC voltage in a state where an input voltage is not applied to the driving amplifier 333 and the power amplifier 335 so that a constant current flows, thereby making it a reference point of the input signal. Compensation for deterioration of the semiconductor junction point of the transistor is suppressed to suppress thermal runaway (increasing the collector current of the transistor increases the temperature of the semiconductor junction point, which in turn causes an increase in the current, causing thermal runaway).

상기 바이어스 회로(331)는 4개의 입력단자를 가지는데, "VREF"단자는 바이어스 전압을 생성하기 위하여 기준전압을 입력받는 단자이고, "VCC1"단자 및 "VCC2"단자는 전원단과 연결된다.The bias circuit 331 has four input terminals. The "VREF" terminal is a terminal for receiving a reference voltage to generate a bias voltage, and the "VCC1" terminal and the "VCC2" terminal are connected to a power supply terminal.

그리고, "Vstep"단자는 기저대역처리부(400)로부터 제어신호를 인가받는 단자로서, 바이어스 회로(331)는 상기 제어신호에 의하여 안정화 동작을 수행한다.The "Vstep" terminal is a terminal to which a control signal is applied from the baseband processor 400, and the bias circuit 331 performs a stabilization operation by the control signal.

상기 출력매칭회로(350)는 전력증폭모듈(330) 외부에 위치되는 매칭회로소자로서, 전력증폭기(335)와 듀플렉서(360) 사이의 임피던스를 정합시키는 기능을 수행한다.The output matching circuit 350 is a matching circuit element located outside the power amplifier module 330 and performs a function of matching impedance between the power amplifier 335 and the duplexer 360.

상기 임피던스 조정회로(340)는 출력매칭회로(350) 및 전력증폭모듈(330) 사이에 병렬로 연결되며, 커패시터(C), 핀다이오드(D), 제1저항(R1), 제2저항(R2)을 포함하여 구성된다.The impedance adjusting circuit 340 is connected in parallel between the output matching circuit 350 and the power amplifier module 330, the capacitor (C), the pin diode (D), the first resistor (R1), the second resistor ( R2).

상기 임피던스 조정회로(340)을 구성하는 제1저항(R1) 및 커패시터(C)는 직렬 회로를 구성하며, 제1저항(R1)의 한측은 바이어스 회로(331)의 "Vstep"단자와 연결되고, 커패시터(C)의 한측은 전력증폭기(335)의 출력단과 연결된다.The first resistor R1 and the capacitor C constituting the impedance adjusting circuit 340 constitute a series circuit, and one side of the first resistor R1 is connected to the “Vstep” terminal of the bias circuit 331. One side of the capacitor C is connected to the output terminal of the power amplifier 335.

상기 제1저항(R1)과 커패시터(C)의 사이에는 제2저항(R2)과 핀다이오드(D)가 병렬로 연결되고, 상기 제2저항(R2)과 핀다이오드(D)의 한측은 각각 접지단과 연결된다.A second resistor R2 and a pin diode D are connected in parallel between the first resistor R1 and the capacitor C, and one side of the second resistor R2 and the pin diode D are respectively connected to each other. It is connected to the ground terminal.

상기 전력증폭모듈(330)이 저전력 모드로 동작되는 경우, 바이어스 회로(331)의 "Vstep"단자에 약 2.5V의 전압이 걸리고, 제1저항(R1)과 제2저항(R2) 사이의 전압이 약 0.7V 이상에 도달하게 되면 상기 임피던스 조정회로(340)의 핀다이오드(D)가 동작된다.When the power amplification module 330 is operated in a low power mode, a voltage of about 2.5 V is applied to the “Vstep” terminal of the bias circuit 331, and a voltage between the first resistor R1 and the second resistor R2 is applied. When this reaches about 0.7V or more, the pin diode D of the impedance adjusting circuit 340 is operated.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임피던스 조정회로(340)에 구비되는 핀다이오드(D)의 등가회로를 예시적으로 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit of the pin diode D provided in the impedance adjusting circuit 340 according to an embodiment of the present invention.

상기 핀다이오드(D)가 동작되는 경우, 도 4에 도시된 것과 같은 등가회로로 동작되는데, 등가회로는 커패시터(b)와 전류원(a)이 병렬로 연결되는 구성을 갖는다.When the pin diode D is operated, it is operated with an equivalent circuit as shown in FIG. 4, which has a configuration in which the capacitor b and the current source a are connected in parallel.

상기 핀다이오드(D)의 커패시터(b) 성분은 임피던스 조정회로(340)의 커패시터(C)와 병렬회로를 이루게 되며, 따라서 저전력 상태에서 출력(로드) 임피던스가 변화되고 저전력 고효율의 증폭동작이 이루어질 수 있다.The capacitor (b) component of the pin diode (D) forms a parallel circuit with the capacitor (C) of the impedance adjustment circuit 340, so that the output (load) impedance is changed in a low power state and a low power high efficiency amplification operation is performed. Can be.

따라서, 전력증폭모듈(330)의 내부 회로를 변경할 필요 없이 로드 임피던스가 조정됨으로써 전력증폭모듈(330)의 동작 특성을 개선시킬 수 있다.Therefore, the load impedance is adjusted without changing the internal circuit of the power amplifier module 330, thereby improving the operating characteristics of the power amplifier module 330.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈(300)에 구비되는 전력증폭모듈(330)의 출력이 로드 임피던스의 변화에 따라 조정되는 형태를 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈(300)에 구비되는 전력증폭모듈(330)이 고전력 모드 및 저전력 모드로 동작되는 경우의 로드 임피던스를 도시한 그래프이다.5 is a graph showing a form in which the output of the power amplifier module 330 provided in the front end module 300 according to an embodiment of the present invention is adjusted according to the change of the load impedance, and FIG. 6 is an embodiment of the present invention. The load impedance when the power amplification module 330 provided in the front end module 300 according to the example is operated in a high power mode and a low power mode.

도 5를 보면, 스미트 챠트 상에 고전력 모드의 임피던스 수치(l2)와 저전력 모드의 임피던스 수치(l1)가 표시된 것을 볼 수 있는데 선형적 특성을 가지고 고르게 분포되어 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the impedance value l2 of the high power mode and the impedance value l1 of the low power mode are displayed on the mitt chart, and are evenly distributed with linear characteristics.

도 6을 보면, 전력수치를 나타내는 x축 좌표의 16dBm 위치에 저전력 모드 및 고전력 모드의 기준선(E)이 형성되며, 기준선(E)의 좌우로 고전력 모드 및 저전력 모드의 측정 수치가 도시되어 있는데, 각각 2개의 라인이 도시되어 있다.Referring to FIG. 6, the reference line E of the low power mode and the high power mode is formed at a position of 16 dBm of the x-axis coordinate representing the power value, and the measured values of the high power mode and the low power mode are shown to the left and right of the reference line E. Two lines are shown each.

상기 2개의 라인 중 점선라인(l1, l2)은 본 발명에 의한 전력증폭모듈(330) 의 경우를 도시한 것이고, 다른 라인(m1, m2)은 종래의 전력증폭모듈의 경우를 도시한 것이다.The dotted lines l1 and l2 of the two lines show the case of the power amplification module 330 according to the present invention, and the other lines m1 and m2 show the case of the conventional power amplification module.

도 6에 의하면, 고전력모드(l1) 및 저전력모드(l2)의 경우 모두 증폭 효율이 개선되었음을 알 수 있으며, 특히 저전력모드 측으로 갈수록 효율이 크게 향상된다.According to FIG. 6, it can be seen that the amplification efficiency is improved in both the high power mode l1 and the low power mode l2. In particular, the efficiency is greatly improved toward the low power mode.

또한, 증폭 동작의 선형성 역시 개선되었음을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the linearity of the amplification operation is also improved.

이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, these are only examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may have an abnormality within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not illustrated. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

본 발명에 의한 프론트 엔드 모듈에 의하면, 전력증폭모듈의 로드 임피던스를 제어함으로써 고출력 모드 및 저출력 모드 모두의 경우에 고효율의 증폭동작을 구현할 수 있다.According to the front end module according to the present invention, by controlling the load impedance of the power amplifier module it is possible to implement a high efficiency amplification operation in both the high output mode and the low output mode.

또한, 고효율의 증폭동작이 구현됨에 따라, 전력 소모량이 감소될 수 있으며, 배터리 사용시간이 늘어나고 통신 시스템 전체의 효율이 증가되어 통화 품질이 향상되는 효과가 있다.In addition, as the high efficiency amplification operation is implemented, power consumption may be reduced, and battery life may be increased and efficiency of the entire communication system may be increased, thereby improving call quality.

Claims (5)

RF송수신신호를 분리하여 전달하는 송수신분리부;Transmission and reception separation unit for separating and transmitting the RF transmission and reception signal; RF송신신호를 증폭하여 상기 송수신분리부로 전달하는 전력증폭모듈; 및A power amplifying module for amplifying an RF transmission signal and transmitting the amplified RF signal to the transceiver; And 상기 송수신분리부 및 상기 전력증폭모듈 사이에 연결되어 로드(Load) 임피던스를 조정하는 임피던스 조정회로를 포함하는 프론트 엔드 모듈.And an impedance adjustment circuit connected between the transmission and reception separation unit and the power amplifier module to adjust load impedance. 제 1항에 있어서, 상기 임피던스 조정회로는The method of claim 1, wherein the impedance adjustment circuit 저항, 커패시터 및 다이오드 중 하나 이상의 소자를 포함하고 저전력에서 출력 임피던스를 변화시키는 것을 특징으로 하는 프론트 엔드 모듈.A front end module comprising at least one of resistors, capacitors and diodes and varying the output impedance at low power. 제 1항에 있어서, 상기 임피던스 조정회로는The method of claim 1, wherein the impedance adjustment circuit 상기 전력증폭모듈과 연결되는 커패시터;A capacitor connected to the power amplifier module; 상기 커패시터와 연결되는 다이오드; 및A diode connected with the capacitor; And 상기 커패시터 및 상기 다이오드 사이에 병렬 회로를 구성하는 하나 이상의 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 프론트 엔드 모듈.And at least one resistor constituting a parallel circuit between said capacitor and said diode. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전력증폭모듈은 전력증폭기, 바이어스 회로를 포함하여 이루어지고,The power amplifier module comprises a power amplifier, a bias circuit, 상기 임피던스 조정회로는 상기 전력증폭기의 출력단 및 상기 바이어스 회로 의 제어신호입력단과 연결되는 것을 특징으로 하는 프론트 엔드 모듈.The impedance adjusting circuit is connected to the output terminal of the power amplifier and the control signal input terminal of the bias circuit. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 송수신분리부 및 전력증폭모듈 사이에 연결되는 출력매칭회로를 포함하고,An output matching circuit is connected between the transmission and reception separation unit and the power amplifier module, 상기 임피던스 조정회로는 상기 전력증폭모듈 및 상기 출력매칭회로 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 프론트 엔드 모듈.And the impedance adjusting circuit is connected between the power amplifying module and the output matching circuit.
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