KR20080065917A - 복수의 1차 권선을 갖는 전압 부스팅 트랜스포머를포함하는 전력 증폭기 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

전력 증폭기 시스템 및 이를 제공하기 위한 방법이 개시된다. 상기 시스템 및 방법은 적어도 하나의 출력단을 각각 포함하는 복수의 전력 증폭기를 포함한다. 또한, 상기 시스템 및 방법은 제1 권선수를 갖는 복수의 1차 권선과, 상기 제1 권선수 보다 큰 제2 권선수를 가지며 상기 1차 권선과 유도 결합되는 2차 권선을 포함한다. 상기 각각의 1차 권선은 상기 복수의 전력 증폭기의 적어도 하나의 출력단에 연결될 수 있다.
권선, 트랜스포머, 전력 증폭기

Description

복수의 1차 권선을 갖는 전압 부스팅 트랜스포머를 포함하는 전력 증폭기 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR POWER AMPLIFIER WITH VOLTAGE BOOSTING MULTI-PRIMARY TRANSFORMERS}
본 발명은 전력 증폭기(power amplifier)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하에 적어도 하나의 전력 증폭기를 연결한 전압-부스팅(voltage-boosting) 트랜스포머 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이동 통신 산업의 급격한 성장과 함께, 이동 통신 애플리케이션에 관련된 각종 기능들(예를 들어, 저잡음 증폭기, 믹서, 전압제어 발진기 등)을 단일 반도체 기술(예를 들어, 하나의 칩)으로 집적하기 위한 연구들이 이루어져 왔다. 그러나, 완벽하게 단일 칩 영역으로 전력 증폭기를 집적하는데에는 많은 어려움들이 존재한다. 특히, 벌크 전력 매칭 구조(bulky power matching structures)는 넓은 칩 영역을 요구하며, 전체 칩 영역에 이 매칭 구조를 배치하는 경우, 전력 증폭기로부터 출력되는 높은 전력에 의해 다른 이동통신용 애플리케이션의 기능이 저하될 수 있다. 따라서, 일부 애플리케이션에서, 전력 증폭기의 매칭 구조조는 다른 이동통신 용 애플리케이션 기능으로부터 하나의 영역으로 격리되어야 하며, 전체 매칭 구조의 사이즈는 충분히 큰 출력 전력 레벨을 확보하면서 동시에 비용 효율적인 측면을 감안하여 현저히 작게 구현되어야 한다. 따라서, 당 기술분야에서는 완전하게 집적화된 고출력 전력 증폭기 시스템을 구현할 수 있는 개선된 전력 매칭 설계가 요구되고 있다.
본 발명은 소형화, 고효율화가 가능한 전력 증폭기 시스템 및 그 제공 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 일실시형태에 따르면 전력 증폭기 시스템이 제공된다. 상기 전력 증폭기 시스템은 복수의 전력 증폭기를 포함하며, 각각의 전력 증폭기는 적어도 하나의 출력단을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 증폭기 시스템은 제1 권선수(number of turns)를 갖는 복수의 1차 권선(primary winding) 및 상기 복수의 제1 권선에 유도 결합되며(inductively coupled) 상기 제1 권선수보다 큰 제2 권선수를 갖는 하나의 2차 권선(secondary winding)을 포함할 수 있다. 상기 각각의 1차 권선은 상기 복수의 전력 증폭기의 적어도 하나의 출력단에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 전력 증폭기 시스템 제공 방법이 제공된다. 상기 방법은, 복수의 전력 증폭기를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 각각의 전력 증폭기는 적어도 하나의 출력단을 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 각각의 전력 증폭기의 적어도 하나의 출력단을 복수의 1차 권선 중 하나에 연결하는 단계 및 상기 복수의 1차 권선을 2차 권선에 유도결합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 복수의 1차 권선 각각은 제1 권선수를 가질 수 있으며, 상기 2차 권선은 상기 제1 권선수보다 큰 제2 권선수를 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력 증폭기 시스템을 소형화 시키면서도 충분한 전력 효율을 얻을 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 기술할 것이다. 이하의 설명에서 본 발명의 모든 실시형태가 개시되는 것은 아니다. 본 발명은 매우 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에 개시되는 실시형태에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시형태들은 출원을 위한 법적 요구사항들을 충족시키기 위해 제공되는 것이다. 동일한 구성요소에는 전체적으로 동일한 참조부호가 사용된다.
본 발명의 일실시형태는, 적어도 하나의 증폭기, N1의 권선수를 갖는 복수의 1차 트랜스포머 권선 및 N2의 권선수를 갖는 2차 트랜스포머 권선을 포함할 수 있다. 상기 복수의 1차 권선 각각과 상기 2차 권선의 권선비는 N1:N2이며 N1<N2의 관계를 가질 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일실시형태는 실질적으로 N2/N1의 비율로 1차 권선 각각의 전압을 제2 권선으로 부스팅(boosting)할 수 있다. 본 발명의 일실 시형태에 따르면, 각각의 증폭기는 시스템 입력단에 공통으로 연결되는 차동 입력을 포함할 수 있으며, 각각의 1차 권선은 복수의 증폭기 중 하나의 차동 출력에 연결될 수 있다. 하나의 2차 트랜스포머 권선은 상기 1차 트랜스포머 권선에 유도결합될 수 있으며, 적어도 하나의 부하에 연결된 시스템 출력단에 제공될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시형태에 따른 전압-부스팅 트랜스포머의 회로도이다. 특히, 도 1a에 도시된 트랜스포머는 각각이 N1의 권선수를 갖는 복수의 1차 권선(113, 114) 및 N2의 권선수를 갖는 하나의 2차 권선(115)을 포함한다. 상기 1차 권선(113, 114)은 상기 하나의 2차 권선(115)과 유도결합될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 각각의 1차 권선(113, 114)으로부터 유도된 전류가 동일한 위상으로 2차 권선(115)에서 더하여 진다. N2의 권선수를 갖는 2차 권선(115)은 부하(117)(Rload)에 연결될 수 있는 시스템 출력단(116)(Vout)에 제공된다. 본 발명의 일실시형태에서, 부하(117)는 스위치, 멀티플렉서, 필터, 안테나 또는 다른 부하일 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 각각의 1차 권선(113, 114)으로부터 2차 권선(115)으로 실질적으로 N2/N1의 비로 전압을 부스팅하기 위해, 복수의 1차 권선(113, 114) 각각과 2차 권선(115)의 권선비는 N1:N2 일 수 있으며 N1<N2의 관계를 가질 수 있다. 본 발명의 일실시형태에서, N2가 2이고 N1이 1인 경우, 권선비는 1/2이며, 하나의 2차 권선(115)에서의 전압은 각각의 1차 권선(113, 114)에서의 전압에 비해 2 배 부스팅 될 수 있다.
계속 도 1a를 참조하면, 본 발명의 일실시형태에서, 1차 권선(113, 114)는 전력 증폭기(AMP1, AMP2)에 각각 연결될 수 있다. 전력 증폭기(AMP1)는 차동 입력(101(Vin 1+) 및 104((Vin 1-))와 같은 적어도 하나의 입력을 포함할 수 있으며, 입력(101)은 정신호 입력(positive signal input)이고 입력(104)는 부신호 입력(negative signal input)일 수 있다. 더하여, 증폭기(AMP1)는 출력(109, 110)과 같은 출력을 포함할 수 있다. 출력(109)는 정 출력(positive output)이고 출력(110)은 부 출력(negative output)이다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 출력(109, 110)은 트랜스포머의 1차 권선(113)에 연결될 수 있다.
유사하게, 전력 증폭기(AMP2)는 차동 입력(105(Vin 2+) 및 108((Vin 2-))와 같은 적어도 하나의 입력을 포함할 수 있으며, 입력(105)은 정신호 입력(positive signal input)이고 입력(108)는 부신호 입력(negative signal input)일 수 있다. 마찬가지로, 증폭기(AMP2)는 출력(111, 112)과 같은 출력을 포함할 수 있다. 출력(111)는 정 출력(positive output)이고 출력(112)은 부 출력(negative output)이다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 출력(111, 112)은 트랜스포머의 1차 권선(114)에 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 각각의 증폭기(AMP1, AMP2)로부터 2차 권선에 제공되는 전류는 실질적으로 i1=(N/M)×i2일 수 있다. 여기서, i2는 2차 권선이고, M은 1차 권선(113, 114)의 개수이고, N은 2차 권선(115)의 권선수에 대한 각각의 1차 권선(113, 114)의 권선수의 권선비이다. 유사하게, 각각의 증폭기(AMP1, AMP2)로부터 2차 권선(115)에 제공되는 전압은 실질적으로 v1=(1/N)×v2일 수 있다. 여기서 v2는 2차 권선의 전압이며, N은 2차 권선(115)의 권선수에 대한 각각의 1차 권선(113, 114)의 권선수의 권선비이다.
도 1a에서 각각의 1차 권선(113, 114)에 하나의 증폭기(예를 들어, AMP1 또는 AMP2)만 연결된 것으로 도시되나, 본 발명의 다른 실시형태는 각각의 1차 권선(113, 114)에 연결된 복수의 증폭기를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 하나의 2차 권선(115)에 유도결합된 복수의 1차 권선(113, 114)이 부하(117) 및 증폭기(AMP1, AMP2) 사이의 임피던스 매칭을 위해 제공될 수 있다.
도 1b는 본 발명의 일실시형태에 따른 차동 증폭기를 이용한 전압-부스팅 트랜스포머를 도시한다. 특히 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 증폭기는 트랜지스터(102, 103)을 포함할 수 있으며, 제2 증폭기는 트랜지스터(106, 107)을 포함할 수 있다. 상기 트랜지스터들은 상보형 금속 산화막 반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor: CMOS)를 포함하는 금속 박막 반도체 전계효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect-Transistor: MOSFET)를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 이 트랜지스터(102, 103)들은 양극형 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor: BJT) 또는 다른 형식의 트랜지스터를 포함할 수도 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 트랜지스터(102)의 소스는 트랜지스터(103)의 소스에 연결되고 접지될 수 있다. 트랜지스 터(102)의 게이트는 정신호 입력(101)을 제공받고, 트랜지스터(104)의 게이트는 부신호 입력(103)을 제공받을 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 트랜지스터(102)의 드레인은 정 출력(109)를 제공하고, 트랜지스터(103)의 드레인은 부 출력(110)을 제공한다. 유사하게, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 트랜지스터(106)의 소스는 트랜지스터(107)의 소수에 연결되고 접지될 수 있다. 트랜지스터(106)의 게이트는 정신호 입력(105)를 제공받고, 트랜지스터(107)의 게이트는 부 신호 입력(108)을 제공받을 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 트랜지스터(106)의 드레인은 정 출력(111)을 제공하고, 트랜지스터(108)의 드레인은 부 출력(112)를 제공할 수 있다.
계속 도 1b를 참조하면, 각각의 1차 권선(113, 114)는 Vdd1, Vdd2에 각각 대응되는 센터 탭 포트(center tap port)(118, 119)를 포함할 수 있다. 차동 신호가 1차 권선(113, 114)에 대해 제1 및 제2 차동 증폭기에 의해 각각 생성될 때, 상기 센터 탭 포트(118, 119)는 AC 가상접지에 존재할 수있다. 차동 증폭기의 전원 전압(supply voltage)이 상기 센터 탭 포트(118, 119)를 통해 제공된다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 센터 탭 포트(118, 119)의 위치는 각 1차 권선(113, 114)의 중앙 또는 대칭점(symmetrical point)에 해당할 수 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 상기 센터 탭 포트(118, 119)의 위치는 차동 증폭기에 의해 생성되는 차동 신호의 크기에 따라 중앙 또는 대칭점으로부터 변동될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다. 트랜스포머 구조는 하나의 2차 권선과 연결된 복수의 1차 권선을 포함할 수 있 다. 도 2a를 참조하면, 두 개의 1 회전 1차 권선(213, 214) 및 하나의 2 회전 2차 권선(215)이 존재할 수 있다. 전력 증폭기(AMP1)는 차동 입력(201(Vin 1+), 204(Vin 1-))와 같은 입력을 제공받을 수 있으며, 제1 1 회전 1차 권선(213)에 제공되는 차동 출력(209, 210)을 생성할 수 있다. 이와 유사하게, 전력 증폭기(AMP2)는 차동 입력(205(Vin 2+), 208(Vin 2-))와 같은 입력을 제공받을 수 있으며, 제2 1 회전 1차 권선(214)에 제공되는 차동 출력(211, 212)을 생성할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 각각의 1차 권선(213, 214)에 의해 유도되는 플럭스(flux) 또는 전류가 동일 위상으로 2차 권선(215)에서 더하여 진다. 2 회전 2차 권선(215)은 부하(Rload)(217)에 연결된 시스템 출력단(Vout)(216)에 연결된 수 있다.
도 2b는 본 발명의 일실시형태에 따른 차동 증폭기를 이용한 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 차동 증폭기는 트랜지스터(202, 203)을 포함할 수 있으며, 제2 차동 증폭기는 트랜지스터(206, 207)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 차동 증폭기에 의해 생성된 차동 출력(209, 210 및 211, 212)은 각각의 1차 권선(213, 214)의 센터 탭 포트(218, 219)에서 제공되는 AC 가상접지로 향할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 차동 증폭기의 전원 전압(supply voltage)이 상기 센터 탭 포트(218, 219)를 통해 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 적어도 하나의 튜닝 블록을 이용한 트 랜스포머의 회로도이다. 특히, 도 3의 회로도는 각각 N1의 권선수를 갖는 두 개의 1차 권선(113, 114)과 N2의 권선수를 갖는 하나의 2차 권선을 도시한다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 제1 1차 권선(113)은 트랜지스터(102, 103)을 포함하는 적어도 하나의 제1 전력 증폭기에 연결될 수 있다. 유사하게, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 제2 1차 권선(114)은 트랜지스터(106, 107)을 포함하는 적어도 하나의 제2 전력 증폭기에 연결될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 트랜지스터(102, 103, 106, 107)는 MOSFET일 수 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 상기 트랜지스터(102, 103, 106, 107)는 BJT 또는 다른 형식의 트랜지스터일 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 트랜지스터(102, 103)을 포함하는 제1 전력 증폭기는 정신호 입력(positive signal input)(101) 및 부신호 입력(negative signal input)(104)을 갖는 차동 증폭기로 구현될 수 있다. 제공되는 신호 입력(101, 104)에 따라, 제1 전력 증폭기는 각각에 상응하는 정 출력(positive output)(109) 및 부 출력(negative output)(110)을 제공할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 출력(109, 110)은 제1 1차 권선(113)에 연결될 수 있다. 유사하게, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 트랜지스터(106, 107)을 포함하는 제2 전력 증폭기는 정신호 입력(105) 및 부신호 입력(108)을 갖는 차동 증폭기로 구현될 수 있다. 제공되는 신호 입력(105, 108)에 따라, 제2 전력 증폭기는 각각에 상응하는 정 출력(111) 및 부 출력(112)을 제공할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 출력(111, 112)은 제2 1차 권선(114)에 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 두 개의 1차 권선(113, 114)는 2차 권선(115)에 유도결합될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 각각의 1차 권선(113, 114)은 N1의 권선수를 가지며, 2차 권선은 N2의 권선수를 가지며, 1차 권선(113, 114)와 비교하여 2차 권선의 전압을 부스팅하기 위해 N2>N1의 관계를 가질 수 있다. 2차 권선은 시스템 출력단(Vout)(116)에 제공될 수 있으며, 예를 들어 시스템 출력단(116)은 부하(Rload)(117)에 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 차동 증폭기를 사용함으로써 각각의 1차 권선(113, 114)에 센터 탭 포트(118, 119)이 제공될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 각각의 센터 탭 포트(118, 119)는 AC 가상 접지에 존재할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 차동 증폭기의 전원 전압이 각각 센터 탭 포트(118, 119)를 통해 제공될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 제1 튜닝 블록(tuning block)(320)이 1차 권선(118)의 센터 탭 포트(118)에 제공될 수 있다. 유사하게, 제2 튜닝 블록(321)이 1차 권선(114)의 센터 탭 포트(119)에 제공될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 튜닝 블록(320, 321)은 결합되는 주파수 대역의 제어, 조정, 필터 또는 다른 종류의 튜닝을 수행하도록 동작할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른, 적어도 하나의 튜닝 블록을 이용한 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 트랜스포머는 2차 권선에 유도결합되는 복수의 1차 권선을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같이, 각각이 1 회전된(N1=1) 두 개의 1차 권선(213, 214) 및 2 회전된(N2=2) 2차 권선이 존재한다. 상기 1차 권선(213)은, 트랜지스터(202, 203)을 포함하며 정신호 입력(201) 및 부신호 입력(204)을 갖는 차동 증폭기와 같은 제1 증폭기에 연결될 수 있다. 제1 증폭기는 1차 권선(213)에 정 출력(209) 및 부 출력(210)을 제공할 수 있다. 유사하게, 상기 1차 권선(214)은, 트랜지스터(206, 207)을 포함하며 정신호 입력(205) 및 부신호 입력(208)을 갖는 차동 증폭기와 같은 제2 증폭기에 연결될 수 있다. 제2 증폭기는 1차 권선(214)에 정 출력(211) 및 부 출력(212)을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 차동 증폭기에 의해 생성되는 차동 출력(209, 210 및 211, 212)은 1차 권선(213, 214)의 센터 탭 포트(218, 219)로 각각 향할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 차동 증폭기의 전원 전압이 센터 탭 포트(218, 219)를 통해 제공될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 제1 튜닝 블록(420)이 제1 센터 탭 포트(218)에 연결될 수 있으며, 제2 튜닝 블록(421)이 제2 센터 탭 포트(219)에 연결될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 제1 및 제2 튜닝 블록(420, 421)은 트랜스포터 구조로서 동일 기판의 일부 또는 트랜스포머 레이아웃 구조와 통신하는 개별 모듈로 제조될 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 도 3 및 도 4에 소개된 튜닝 블록은 다야안 방식으로 구현될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 튜닝 블록은 공진 회로(resonant circuit)를 포함할 수 있다. 도 5a, 5b 및 5c는 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머에 적용되는 튜닝 블록으로서 사용될 수 있는 공진 회로의 일례들을 도시한다.
도 5a는 본 발명의 일실시형태에 따른 튜닝 블록의 일례를 도시한 회로도이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 튜닝 블록은 서로 직렬 연결된 캐패시터 요소(501)와 인덕터 요소(502)를 포함하는 공진 회로일 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 공진 회로의 포트(500)은 1차 권선의 센터 탭 포트에 연결될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 도 5a의 공진 회로는 공진 주파수 fn(503)을 가질 수 있다.
도 5b는 본 발명의 일실시형태에 따른 튜닝 블록의 다른 예를 도시한 회로도이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 튜닝 블록은 서로 병렬 연결된 캐패시터 요소(501)와 인덕터 요소(502)를 포함하는 공진 회로일 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 공진 회로의 포트(510)은 1차 권선의 센터 탭 포트에 연결될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 도 5b의 공진 회로는 공진 주파수 fn(513)을 가질 수 있다.
도 5c는 본 발명의 일실시형태에 따른 튜닝 블록의 또 다른 예를 도시한 회로도이다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 공진 주파수 fn1(527), fn2(528), fn3(529)와 같은 복수의 공진 주파수를 갖는 공진 회로가 존재할 수 있다. 예를 들어, 캐패시터 요소(521) 및 인덕터 요소(522)는 공진 주파수 fn1(527)을 제공하기 위해 직렬로 연결될 수 있다. 유사하게, 캐패시터 요소(523) 및 인덕터 요소(524)는 공진 주파수 fn2(528)을 제공하기 위해 직렬로 연결될 수 있다. 더하여, 캐패시터 요소(525) 및 인덕터 요소(526)는 공진 주파수 fn3(529)을 제공하기 위해 직렬로 연결될 수 있다. 도 5c는 공진 회로의 특정 구조들을 도시하고 있으나, 본 발명의 다 른 실시형태들은 본 발명의 범위에서 벗어 나지 않는 다양한 형태의 직렬/병렬 공진 회로를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 공진 회로의 포트(520)는 1차 권선의 센터 탭 포트에 연결될 수 있다. 더하여, 튜닝 블록이 센터 탭 포트에 연결되는 것으로 도시되고 있으나, 본 발명의 다른 실시형태는 다른 위치에서 튜닝 블록을 1차 권선에 연결할 수 있다.
도 5a 내지 5c에 도시된 캐패시터 요소 및 인덕터 요소의 값 및 파라미터는 적어도 하나의 요구되는 공진 주파수에 따라 선택될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 튜닝 블록의 적어도 하나의 공진 주파수가 상기 적어도 하나의 공진 주파수에서 발생하는 바람직하지 않은 하모닉을 필터링 하도록 동작할 수 있으며, 이를 통해 결합 주파수(frequency of coupling)를 제어할 수 있다.
도 6a는 복수의 1차 권선이 하나의 2차 권선에 결합된 본 발명의 일실시형태를 도시한다. 특히, 도 6a에서, 각각이 N1의 권선수를 갖는 n 개의 1차 권선(616a-616n)이 도시된다. 이 n개의 1차 권선(616a-616n)은 N2의 권선수를 갖는 하나의 2차 권선(619)에 유도결합될 수 있으며, 이 때 N2>N1의 관계를 가질 수 있다. 각각의 차동 전력 증폭기(607a-607n)의 출력(610a-610n, 611a-611n)은 1차 권선(616a-616n) 각각의 입력에 연결될 수 있다. 특히, 차동 전력 증폭기의 정신호 출력(positive signal output)(610a-610n) 및 이에 대응되는 부신호 출력(negative signal output)(611a-611n)은 각각 1차 권선(616a-616n)의 입력에 연결될 수 있다. 정신호 입력(601a-601n) 및 이에 대응되는 부신호 입력(602a-602n)은 차동 증폭기(607a- 607n)와 같은 각 증폭기에 제공될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 복수의 1차 권선(616a-616n)에 의해 유도된 플럭스 또는 전류 각각은 2차 권선(619)에서 서로 동일한 위상으로 더하여 질 수 있다. 2차 권선(619)은 부하(Rload)(621)가 연결될 수 있는 시스템 출력단(Vout)(620)에 연결될 수 있다. 각 차동 증폭기(607a-607n)의 차동 신호가 1차 코일로 유도되는 센터 탭 포트(622a-622n)에 AC 가상 접지가 제공될 수 있다. 따라서, 차동 증폭기의 전원 전압이 센터 탭 포트(622a-622n)를 통해 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 전술한 바와 같이 공진 회로를 포함할 수 있는 튜닝 블록이 센터 탭 포트(622a-622n)에 제공될 수 있다.
도 6b는 복수의 1차 권선이 하나의 2차 권선에 결합된 본 발명의 일실시형태를 도시한다. 도 6b는 트랜스포머와 함께 사용된 증폭기가 차동 증폭기인 예를 도시한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 복수의 차동 증폭기는 1차 권선(616a-616n)에 각각 연결될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 제1 차동 증폭기는 트랜지스터(607a ,608a)를 포함할 수 있다. 유사하게, 제2 차동 증폭기는 트랜지스터(607b, 608b)를 포함할 수 있다. 유사하게, 제n 차동 증폭기는 트랜지스터(607n, 608n)를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머를 포함하는 전력 증폭 시스템(700)을 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전력 증폭 시스템(700)은 발룬(balun)(750), 제1 스테이지 드라이버 증폭기(760), 제2 스테이지 드라이버 증폭기(770a, 770b), 전력 증폭기(780a, 780b) 및 출력 트랜스포머(790)을 포함할 수 있다.
전력 증폭 시스템(700)이 동작하는 동안, 입력 신호는 발룬(750)의 입력단(701)에 제공될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에서, 발룬(750)은 단일 입력 신호(single-ended input signal)를 차동 신호로 변환하는 변환기(702)(예를 들어, 3:4 트랜스포머(3:4 turn transformer))일 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 단일 입력 신호는 기저대역 신호 또는 RF 신호일 수 있다. 또한 본 발명의 일실시형태에 따르면, 발룬(750)은 DC 블록(DC block)으로서 역할을 할 수 있다. 제1 스테이지 드라이버 증폭기(760)는 증폭된 차동 신호(706, 707)를 생성하기 위해 차동 신호(703, 704)를 증폭하는 인버팅 증폭기(inverting amplifier)일 수 있다. 상기 증폭된 차동 신호(706, 707)는 제1 스테이지 드라이버 증폭기(760)로부터 출력될 수 있으며, 제2 스테이지 드라이버 증폭기(770a, 770b)의 입력으로 제공될 수 있다. 상기 제2 스테이지 드라이버 증폭기(770a, 770b)는 각각 증폭된 출력(710, 711 및 712, 713)을 생성한다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 제2 스테이지 드라이버 증폭기(770a, 770b) 각각의 출력(710, 711 및 712, 713)은 전력 증폭기(780a, 780b)로 제공될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 전력 증폭기(780a, 780b)는 서브마이크론(submicron) CMOS 디바이스의 허용 전압 스트레스에 대해 더욱 강인하게 하기 위해 캐스코드 토폴로지(cascode topology)를 사용할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 전력 증폭기(780a)는 공통 소스 CMOS 트랜지스터인 CMOS 디바이스(714, 715)의 스택을 포함할 수 있다. 더하여, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 전력 증폭기(780a)는 공통 게이트 트랜지스터인 CMOS 디 바이스(718, 719)를 포함할 수 있다. 유사하게, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 전력 증폭기(780b)는 공통 소스 CMOS 트랜지스터인 CMOS 디바이스(716, 717)의 스택을 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 일실시형태에 따르면, 전력 증폭기(780b)는 공통 게이트 트랜지스터인 CMOS 디바이스(720, 721)를 포함할 수 있다. 전력 증폭기(780a)의 출력은 출력(722, 723)에 제공되고, 전력 증폭기(780b)의 출력은 출력(724, 725)에 제공될 수 있다. 전력 증폭기(780a, 780b)에 의해 제공되는 이득은 전력 증폭기(PA) 제어 포트(732)에서 제어될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 이 전력 증폭기 제어 포트(732)는 공통 게이트 트랜지스터(718, 719 및 720, 721)의 게이트에 바이어스 전압을 제공할 수 있다.
계속 도 7을 참조하면, 출력 트랜스포머(790)의 1차 권선(726, 727)은 각각 출력(722, 7223 및 724, 725)에 연결될 수 있다. 트랜스포머(790)을 이용하는데 있어서, 각각의 1차 권선(726, 727)에 제공되는 출력 전력은 2차 권선(728)에 유도결합될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 각각의 1차 권선(726, 727)은 N1의 권선수를 가지고, 2차 권선(728)은 N2의 권선수를 가질 수 있으며, 2차 권선(728)에서 전압을 부스트하기 위해 N2>N1의 관계를 가질 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 1차 권선(726, 727)은 2차 권선(728)에서 동일한 위상으로 플럭스 또는 전류를 더하기 위해 병렬로 배치될 수 있다. 증폭기(780a, 780b)와 같은 차동 증폭기의 차동 신호가 1차 권선(726, 727)에 제공될 때, 센터 탭 포트(730, 731)는 AC 가상 접지가 될 수 있다. 따라서 본 발명의 일실시형태에 따르면, 차동 증폭기의 전 원 전압이 상기 센터 탭 포트(730, 731)를 통해 제공될 수 있다. 이에 더하여 또는 대체하여, 전술한 것과 같은 적어도 하나의 튜닝 블록이 센터 탭 포트(730, 731)에 제공될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 트랜스포머(790)은 실리콘 기판상에 제조될 수 있으며, 다른 실시형태에서는 다른 종류의 기판이 사용될 수도 있다.
트랜스포머 레이아웃 구조의 실시형태
도 8 내지 11은 본 발명의 일실시형태에 따른 전압 부스팅 트랜스포머를 구현하기 위한 다양한 레이아웃 구조를 도시한다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 트랜스포머의 전체 면적을 감소시키기 위해 1차 트랜스포머 권선들 및 하나의 2차 트랜스포머 권선이 기판 상에서 공간적으로 서로 엮인(interweaved) 구조를 가질 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시형태에 따른 두 개의 1 회전 1차 권선(807, 808) 및 하나의 2 회전 2차 권선(809)을 포함하는 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다. 도 8에서 두 개의 1 회전 1차 권선(807, 808) 및 하나의 2 회전 2차 권선(809)은, 정의 포트(positive port)(801, 803) 및 각각에 대응되는 부의 포트(negative port)(802, 804)으로 이루어진 두 개의 차동쌍(differential pair)으로부터 전류를 결합하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 두 개의 1차 권선(807, 808)의 여자(excitation)에 의해 자기적으로 유도된 전류는 동일한 위상으로 2차 권선(809)에서 더하여 진다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 1차 권 선(807, 808)의 전류가 동일한 방향을 갖도록 하여 자기 소거(self-cancellation)가 발생하지 않도록 트랜스포머가 설계될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시형태에 따른, 세 개의 1 회전 1차 권선(909, 910, 911)과 하나의 2 회전 2차 권선(912)을 포함하는 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다. 세 개의 1 회전 1차 권선(909, 910, 911) 및 하나의 2 회전 2차 권선(912)은, 정의 포트(positive port)(901, 903, 905) 및 각각에 대응되는 부의 포트(negative port)(902, 904, 906)으로 이루어진 세 개의 차동쌍(differential pair)으로부터 전류를 결합하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 세 개의 1차 권선(909, 910, 911)의 여자(excitation)에 의해 자기적으로 유도된 전류는 동일한 위상으로 2차 권선(912)에서 더하여 진다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 1차 권선(909, 910, 911)의 전류가 동일한 방향을 갖도록 하여 자기 소거(self-cancellation)가 발생하지 않도록 트랜스포머가 설계될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시형태에 따른, 트랜스포머의 일부에 인접하거나 트랜스포머의 일부를 실질적으로 둘러싸는(encapsulating) 보조 권선(auxiliary winding)을 갖는 전력 증폭기 시스템의 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다. 특히, 도 10은 추가적인 보조 권선(1002)를 갖는 도 9의 트랜스포머에 대한 레이아웃 구조를 도시한다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 보조 권선(1002)은 1차 권선(909, 910, 911)과 2차 권선(912) 사이에서의 결합량(an amount of coupling)을 검출하기 위해 트랜스포머에 결합될 수 있다. 도 10에 도시된 보조 권선(1002)은 본 발명의 실시형태들에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 전력 검출을 위한 보조 권선은 결합량을 검출하기 위해 트랜스포머의 일측에 인접하도록 배치될 수 있다. 다른 예에서, 전력 검출을 위한 보조 권선은 결합량을 검출하기 위해 트랜스포머의 일측 또는 여러 측에 인접하도록 배치될 수 있다. 더하여, 보조 권선이 도 9에 도시된 트랜스포머에 대해 도시되고 있으나, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 본 명세서에서 설명된 트랜스포머들을 포함한 다른 트랜스포머에도 유사하게 보조 권선이 적용될 수 있다.
도 11은 네 개의 1 회전 1차 권선(111, 1112, 1113, 1114) 및 하나의 3 회전 2차 권선(1115)를 포함하는 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다. 네 개의 1 회전 1차 권선(1111, 1112, 1113, 1114) 및 하나의 3 회전 2차 권선(1115)은 정의 포트(positive port)(1101, 1103, 1105, 1107) 및 각각에 대응되는 부의 포트(negative port)(1102, 1104, 1106, 1108)으로 이루어진 네 개의 차동쌍(differential pair)으로부터 전류를 결합하는데 채용될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 네 개의 1차 권선(1111, 1112, 1113, 1114)의 여자(excitation)에 의해 자기적으로 유도된 전류는 동일한 위상으로 2차 권선(1115)에서 더하여 진다. 1차 권선의 전류가 동일한 방향을 갖도록 하여 자기 소거(self-cancellation)가 발생하지 않도록 트랜스포머가 설계될 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머는 N1의 권선수를 갖는 복수의 1차 권선과 N2의 권선수를 갖는 하나의 2차 권선을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 2차 권선에서 전압을 부스트할 수 있도록 N2>N1의 관계를 가질 수 있 다. 도 8 내지 11은 2, 3 또는 4 개의 1차 권선을 갖는 트랜스포머를 도시하고 있으나, 본 발명의 다른 실시형태는 도 8 내지 11에 도시된 것 보다 많은 수의 1차 권선을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 본 명세서에서 설명된 트랜스포머의 레이아웃은 평면(planar) 구조, 스택(stacked) 구조 또는 다중 레이어(multi-layer) 구조로 구현될 수 있다. 평면구조를 이용하는 경우, 모든 1차 권선은 평행하게 배치된다. 그러나, 다회전의 권선수를 갖는 2차 권선은, 하나의 1차 권선이 다른 하나의 1차 권선과 서로 이웃하지 않도록 하나의 1차 권선과 다른 하나의 1차 권선 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 평면 기판 구조의 일례와 같이, 제1 1차 권선은 제1 금속 레이어(1202) 상에 제조되고, 적어도 하나의 비아 연결(via connection)(1204)를 이용하여 경로를 형성하는 크로스오버부(cross-over portion) 또는 삽입부(interleaved portion)를 이용하여 제2 1차 권선도 실질적으로 동일한 제1 금속 레이어(1202) 상에 제조될 수 있다. 이와 유사하게, 적어도 하나의 비아 연결(1204)을 이용하여 경로가 형성된 크로스오버부를 이용하여 다회전의 권선수를 갖는 2차 권선도 1차 권선들 사이의 표면상에 실질적으로 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 트랜스포머의 레이아웃은 스택 구조를 이용하여 구현될 수 있다. 스택 구조를 이용하는 경우, 모든 1차 권선은 하나의 금속 레이어 상에 서로 이웃하도록 평행하게 배치될 수 있으며, 2차 권선은 다른 금속 레이어에 배치될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일실시형태에 따르면, 도 13에 도시된 스택 기판 구조에서, 1차 권선은 금속 레이어(1302) 상에 형성될 수 있으 며, 2차 권선은 금속층(1304) 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 다수의 1차 권선을 갖는 트랜스포머는 또 다른 스택 구조로 구현될 수 있다. 이 스택구조에서, 각 1차 권선은 서로 다른 레이어에 수평방향으로 배치될 수 있으며, 1차 권선의 레이어들은 서로 수직방향으로 이웃하지 않도록 배치될 수 있다. 또한 다회전 권선수를 갖는 2차 권선은 하나의 1차 권선 레이어와 다른 1차 권선 레이어 사이에 배치될 수 있으며, 비아를 통해 연결된 다중 레이어를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 스택 기판 구조에서, 제1 1차 권선은 금속 레이어(1402) 상에 형성될 수 있으며, 제2 1차 권선은 다른 금속 레이어(1406) 상에 형성될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 다회전의 권선수를 갖는 하나의 2차 권선은 적어도 하나의 비아(1410)에 의해 연결된 금속 레이어(1404 및 1408)의 조합을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일실시형태에 따르면, 다수의 1차 권선을 갖는 트랜스포머는 다중 레이어 구조로 구현될 수 있다. 다중 레이어 구조에서, 각각의 1차 권선은 비아를 통해 연결되는 둘 이상의 레이어를 이용하여 제조될 수 있다. 이와 유사하게, 2차 권선은 비아를 통해 연결되는 둘 이상의 레이어를 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 1차 권선은 제1 금속 레이어(1502)의 제1 부분 및 제3 금속 레이어(1506)의 제1 부분 상에 제조될 수 있으며, 적어도 하나의 제1 비아(1510)에 의해 서로 연결될 수 있다. 유사하게, 제2 1차 권선은 제1 금속 레이어(1502)의 제2 부분 및 제3 금속 레이어(1506)의 제2 부분 상에 제조될 수 있으며, 적어도 하나의 제2 비아(1512)에 의해 서로 연결될 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 하나의 제2 권선은 제2 금속 레이어(1504) 및 제4 금속 레이어(1508) 상에 제조될 수 있으며, 적어도 하나의 제3 비아(1508)에 의해 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 트랜스포머로부터 전력 증폭기의 코어로의 자기 결합을 감소시키고 이를 통해 불안정도를 감소시키기 위해 전력 증폭기의 코어와 및 트랜스포머 권선은 공간적으로 서로 이격되어야 한다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 전력 증폭기의 코어로부터 공간적으로 이격된 트랜스포머는 다른 기술에 의해 제공되는 분리 기판(separated substrate) 상에 구현될 수 있다. 따라서, 트랜스포머와 전력 증폭기는 하나의 제조 기술에 한정될 필요가 없다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 공간적으로 공간적으로 서로 엮인 구조의(interweaved) 트랜스포머는 사이즈의 소형화가 가능하다. 트랜스포머 및 전력 증폭기의 많은 다른 변형이 본 발명의 범위 내에서 실시 가능할 것이다.
시뮬레이션 및 실험 결과
도 16은 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머의 동작 시뮬레이션 결과를 도시한다. 특히, 시뮬레이션 결과는 주파수(GHz)의 함수로서 트랜스포머의 손실(dB)을 나타낸다. 도 16에 도시된 바와 같이, 그래프(1602)는 센터 탭 튜닝(center tap tuning)을 이용하는 트랜스포머를 나타내며, 그래프(1604)는 센터 탭 튜닝을 이용하지 않는 트랜스포머를 나타낸다. 두 경우에서, 트랜스포머는 높은 하모닉 주파수에서보다 동작의 기본 주파수에서 더 낮은 손실을 나타내었다. 센터 탭 튜닝을 이용하는 트랜스포머의 경우 2차 및 3차 하모닉 주파수에서 더 높은 손실을 나타내었다.
도 17은 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머를 사용한 전력 증폭기의 동작을 측정한 결과를 도시한다. 이 측정 결과는 출력 전력 및 전력 증폭기의 전력 부가 효율(power added efficiency: PAE)을 나타낸다. 도 17에 도시된 바와 같이, 특정된 결과는 1700 MHz 내지2000 MHz의 주파수 범위에서 전력 증폭기 성능 요건을 충족시킨다. 3.3 V 전원공급장치의 경우, 1.8 GHz에서 31.2 dBm의 출력 전력 및 해당 주파수에서 41 %의 전력 부가 효율을 얻을 수 있다.
전술한 설명 및 첨부 도면에 개시된 기술을 이용하여 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 많은 변형예와 다른 실시형태들을 도출해낼 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 변형예 및 다른 실시형태들은 이하 기재되는 특허 청구 범위 내에 포함되는 것으로 간주되어야 한다. 본 명세서에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 일반적이고 설명을 위한 의미로 사용되었을 뿐이며 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다.
도 1a는 본 발명의 일실시형태에 따른 전압-부스팅 트랜스포머의 회로도이다.
도 1b는 본 발명의 일실시형태에 따른 차동 증폭기를 이용한 전압-부스팅 트랜스포머의 회로도이다.
도 2a는 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다.
도 2b는 본 발명의 일실시형태에 따른 차동 증폭기를 이용한 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 적어도 하나의 튜닝 블록을 이용한 변합기를 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 적어도 하나의 튜닝 블록을 이용한 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 일실시형태에 따른 튜닝 블록의 일례를 도시한다.
도 5b는 본 발명의 일실시형태에 따른 튜닝 블록의 다른 예를 도시한다.
도 5c는 본 발명의 일실시형태에 따른 튜닝 블록의 또 다른 예를 도시한다.
도 6a 및 6b는 복수의 제1 권선이 하나의 제2 권선에 결합된 본 발명의 일실시형태를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머를 포함하는 전력 증폭기 시스템을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일실시형태에 따른, 하나의 일차 권선과 하나의 2차 권선의 권선비가 1:2인 두 개의 1차 권선 및 하나의 2차 권선을 이용한 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일실시형태에 따른, 하나의 일차 권선과 하나의 2차 권선의 권선비가 1:2인 세 개의 1차 권선 및 하나의 2차 권선을 이용한 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일실시형태에 따른 보조 권선을 이용한 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일실시형태에 따른, 하나의 일차 권선과 하나의 2차 권선의 권선비가 1:3인 네 개의 1차 권선 및 하나의 2차 권선을 이용한 트랜스포머의 레이아웃 구조를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머를 구현하기 위한 단층 기판 구조를 도시한다.
도 13 및 14는 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머를 구현하기 위한 적층 기판 구조를 도시한다.
도 15는 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머를 구현하기 위한 다층 기판 구조를 도시한다.
도 16은 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머의 동작에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 17은 본 발명의 일실시형태에 따른 트랜스포머를 이용한 전력 증폭기의 동작에 대한 측정 결과를 도시한다.

Claims (25)

  1. 적어도 하나의 출력단을 각각 포함하는 복수의 전력 증폭기;
    제1 권선수를 각각 가지며, 상기 복수의 전력 증폭기의 적어도 하나의 출력단에 각각 연결되는 복수의 1차 권선; 및
    상기 복수의 1차 권선과 유도 결합되며, 상기 제1 권선수 보다 큰 제2 권선수를 갖는 하나의 2차 권선을 포함하는 전력 증폭기 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 각각은 센터 탭 포트(center tap port)를 포함하며,
    상기 복수의 1차 권선의 센터 탭 포트에 연결된 적어도 하나의 튜닝 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센터 탭 포트는 AC 가상 접지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 튜닝 블록은 적어도 하나의 공진 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공진회로는,
    서로 직렬 또는 병렬 연결된 적어도 하나의 캐패시터 요소와 적어도 하나의 인덕터 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 튜닝 블록은, 적어도 하나의 주파수 성분을 선택적으로 향상 또는 억제하기 위해 상기 공진 회로를 사용하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 1차 권선들은,
    상기 1차 권선들에 의해 유도된 플럭스 또는 전류가 상기 2차 권선에서 동일 위상으로 더하여 지도록 상기 하나의 2차 권선에 대해 배치되는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하나의 2차 권선은 동일한 전류 흐름 방향을 갖는 1차 권선들 사이에 삽입되며, 상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 (ⅰ)수평 구조(planar structure), (ⅱ) 스택 구조(stacked structure) 또는 (ⅲ) 다중 레이어 구조(multi-layer structure)를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 금속 레이어를 갖는 수평 구조를 사용하여 제조되며,
    상기 복수의 1차 권선은 상기 금속 레이어 상에 평행한 1차 권선으로서 제조되고, 상기 2차 권선은 상기 금속 레이어 상에 제조되며 상기 복수의 1차 권선 중 서로 인접한 1차 권선 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 제1 금속 레이어 및 상기 제1 금속 레이어에 대향하는 제2 금속 레이어를 포함하는 스택 구조를 이용하여 제조되며,
    상기 복수의 1차 권선은 상기 제1 금속 레이어 상에 제조되며, 상기 하나의 2차 권선은 상기 제2 금속 레이어 상에 제조되는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 제1 금속 레이어, 제2 금속 레이어, 제3 금속 레이어 및 제4 금속 레이어를 포함하는 스택 구조를 이용하여 제조되며,
    상기 제1 및 제2 금속 레이어 사이에 제3 금속 레이어가 배치되고, 상기 제3 및 제4 금속 레이어 사이에 제2 금속 레이어가 배치되며,
    상기 복수의 1차 권선 중 제1 1차 권선이 상기 제1 금속 레이어 상에 제조되고, 상기 복수의 1차 권선 중 제2 1차 권선이 상기 제2 금속 레이어 상에 제조되며, 상기 하나의 2차 권선은 상기 제3 및 제4 금속 레이어 상에 제조되고 상기 제3 및 제4 금속 레이어는 적어도 하나의 비아에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 제1 금속 레이어, 제2 금속 레이어, 제3 금속 레이어 및 제4 금속 레이어를 포함하는 멀티 레이어 구조를 이용하여 제조되며,
    상기 제1 및 제2 금속 레이어 사이에 제3 금속 레이어가 배치되고, 상기 제3 및 제4 금속 레이어 사이에 제2 금속 레이어가 배치되며,
    상기 복수의 1차 권선 중 제1 1차 권선이 상기 제1 금속 레이어의 제1 부분 및 상기 제2 금속 레이어의 제1 부분 상에 제조되고, 상기 제1 금속 레이어의 제1 부분 및 상기 제2 금속 레이어의 제1 부분은 적어도 하나의 제1 비아에 의해 연결되며,
    상기 복수의 1차 권선 중 제2 1차 권선이 상기 제1 금속 레이어의 제2 부분 및 상기 제2 금속 레이어의 제2 부분 상에 제조되고, 상기 제1 금속 레이어의 제2 부분 및 상기 제2 금속 레이어의 제2 부분은 적어도 하나의 제2 비아에 의해 연결되며,
    상기 하나의 2차 권선은 상기 제3 및 제4 금속 레이어 상에 제조되고 상기 제3 및 제4 금속 레이어는 적어도 하나의 제3 비아에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 트랜스포머를 형성하며,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선 사이의 결합량을 검출하기 위해 상기 트랜스포머의 적어도 일측에 인접하여 배치된 보조 권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템.
  14. 적어도 하나의 출력단을 각각 갖는 복수의 전력 증폭기를 제공하는 단계;
    상기 전력 증폭기 각각의 적어도 하나의 출력단을, 제1 권선수를 갖는 복수의 1차 권선 중 하나에 연결하는 단계; 및
    상기 복수의 1차 권선을, 제1 권선수보다 큰 제2 권선수를 갖는 하나의 2차 권선에 유도 결합하는 단계를 포함하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 각각은 센터 탭 포트를 포함하며,
    적어도 하나의 튜닝 블록을 상기 복수의 1차 권선의 센터 탭 포트에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 센터 탭 포트는 AC 가상 접지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 연결하는 단계는 적어도 하나의 공진 회로를 포함하는 적어도 하나의 튜닝 블록을 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공진 회로는, 서로 직렬 또는 병렬 연결된 적어도 하나의 캐패시터 요소 및 적어도 하나의 인덕터 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 튜닝 블록은, 적어도 하나의 주파수 성분을 선택적으로 향상 또는 억제하기 위해 상기 공진 회로를 사용하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 하나의 2차 권선은 동일한 전류 흐름 방향을 갖는 1차 권선들 사이에 삽입되며, 상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 (ⅰ)수평 구조(planar structure), (ⅱ) 스택 구조(stacked structure) 또는 (ⅲ) 다중 레이어 구조(multi-layer structure)를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 금속 레이어를 갖는 수평 구조를 사용하여 제조되며,
    상기 금속 레이어 상에 평행한 1차 권선으로서 상기 복수의 1차 권선을 제조하는 단계, 및 상기 복수의 1차 권선 중 서로 인접한 1차 권선 사이에 배치되도록 상기 금속 레이어 상에 상기 2차 권선을 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 제1 금속 레이어 및 상기 제1 금속 레이어에 대향하는 제2 금속 레이어를 포함하는 스택 구조를 이용하여 제조되며,
    상기 제1 금속 레이어 상에 상기 복수의 1차 권선을 제조하는 단계, 및 상기 제2 금속 레이어 상에 상기 하나의 2차 권선을 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 제1 금속 레이어, 제2 금속 레이어, 제3 금속 레이어 및 제4 금속 레이어를 포함하는 스택 구조를 이용하여 제조되고, 상기 제1 및 제2 금속 레이어 사이에 제3 금속 레이어가 배치되고, 상기 제3 및 제4 금속 레이어 사이에 제2 금속 레이어가 배치되며,
    상기 복수의 1차 권선 중 제1 1차 권선을 상기 제1 금속 레이어 상에 제조하는 단계;
    상기 복수의 1차 권선 중 제2 1차 권선을 상기 제2 금속 레이어 상에 제조하는 단계; 및
    상기 하나의 2차 권선을 상기 제3 및 제4 금속 레이어 상에 제조하는 단계 -상기 제3 및 제4 금속 레이어는 적어도 하나의 비아에 의해 연결됨- 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 제1 금속 레이어, 제2 금속 레이어, 제3 금속 레이어 및 제4 금속 레이어를 포함하는 멀티 레이어 구조를 이용하여 제조되고, 상기 제1 및 제2 금속 레이어 사이에 제3 금속 레이어가 배치되고, 상기 제3 및 제4 금속 레이어 사이에 제2 금속 레이어가 배치되며,
    상기 복수의 1차 권선 중 제1 1차 권선을 상기 제1 금속 레이어의 제1 부분 및 상기 제2 금속 레이어의 제1 부분 상에 제조하는 단계 -상기 제1 금속 레이어의 제1 부분 및 상기 제2 금속 레이어의 제1 부분은 적어도 하나의 제1 비아에 의해 연결됨-;
    상기 복수의 1차 권선 중 제2 1차 권선을 상기 제1 금속 레이어의 제2 부분 및 상기 제2 금속 레이어의 제2 부분 상에 제조하는 단계 -상기 제1 금속 레이어의 제2 부분 및 상기 제2 금속 레이어의 제2 부분은 적어도 하나의 제2 비아에 의해 연결됨-; 및
    상기 하나의 2차 권선을 상기 제3 및 제4 금속 레이어 상에 제조하는 단계 -상기 제3 및 제4 금속 레이어는 적어도 하나의 제3 비아에 의해 연결됨- 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선은 트랜스포머를 형성하며,
    상기 복수의 1차 권선 및 상기 하나의 2차 권선 사이의 결합량을 검출하기 위해 상기 트랜스포머의 적어도 일측에 인접하게 보조 권선 배치하는 단계를 더 포 함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 시스템 제공 방법.
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