KR20110068075A - 이동통신 단말기의 전력증폭모듈 - Google Patents

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KR20110068075A KR1020090124908A KR20090124908A KR20110068075A KR 20110068075 A KR20110068075 A KR 20110068075A KR 1020090124908 A KR1020090124908 A KR 1020090124908A KR 20090124908 A KR20090124908 A KR 20090124908A KR 20110068075 A KR20110068075 A KR 20110068075A
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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기의 전력증폭모듈에 관한 것으로, 위상 차를 이용하여 입력신호를 분리하고, 분리된 신호를 증폭하며, 증폭된 신호를 합성시키는 밸런스드 전력 증폭기; 및 상기 밸런스드 전력 증폭기의 격리단에 전달된 미세 전력신호를 증폭시키고, 증폭된 신호를 외부로 전송하는 송신전력 검출부를 포함하며, 내부 회로를 이용하여 송신전력 검출부의 검출신호 입력단과 출력단을 용이하게 구현할 수 있고, 전력증폭모듈의 전체 크기를 줄일 수 있으며, 송신전력 검출부의 검출신호 입력단과 출력단 사이의 격리 특성을 향상시킬 수 있다.
밸런스드, 브랜치라인, 커플러, 캐스코드

Description

이동통신 단말기의 전력증폭모듈{Power Amplication Module of The Mobile Commucation Device}
본 발명은 이동통신 단말기의 전력증폭모듈에 관한 것이다.
최근에는 이동통신 단말기의 통신 형식이 다양해지면서 GSM(Global System for Mobile communications), EDGE(Enhanced Data for Gloal Evolution), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)와 같이 다중 모드(multi mode)를 지원하기 위해 여러 개의 전력 증폭기(Power Amplifier)가 이동통신 단말기에 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같이 다중 모드를 지원하는 여러 개의 전력 증폭기를 제어하는 베이스밴드 통신 칩은 하나만 사용되기 때문에 도 1과 같이 여러 개의 전력 증폭기(예를 들면, GSM, EDGE, WCDMA 모드의 전력 증폭기(110a, 110b, 110c))의 신호 세기의 정보(즉, 송신전력의 크기)들은 서로 묶여서 베이스밴드 칩으로 전달된다.
이때, 베이스밴드 칩으로 전달되는 신호들은 전력 증폭기의 특성상 출력단에 다른 포트(port)나 경로(path)가 생기게 되면 특성이 저하되므로 대부분 직접 연결되지 않고 마그네틱 필드(Magnetic field)를 이용한 커플러(coupler)(120a, 120b, 120c)에 의해 베이스밴드 칩으로 전달된다.
이러한, 커플러(120a, 120b, 120c)는 일반적으로 외장형으로 설계되는데, 상기 커플러(120a, 120b, 120c)에 의해 커플링된 신호(즉, 송신전력의 검출신호)의 크기는 전력 증폭기(110a, 110b, 110c)에서 안테나로 출력되는 신호의 -20dB 정도의 크기를 갖는다.
한편, 베이스밴드 칩은 상기 커플러(120a, 120b, 120c)에 의해 커플링된 신호가 전달되면, 전달된 커플링 신호를 이용하여 전력 증폭기(110a, 110b, 110c)의 출력전력(즉, 송신전력)을 조절한다.
이러한, 이유는 이동통신 단말기가 기지국으로부터 멀리 떨어질수록 전계강도(RSSI; Received Signal Strength Indicator)가 약해지게 되어 신호의 오율이 높아지기 때문이다.
이로 인해, 상기 베이스밴드 칩은 신호의 오율을 줄이기 위해 상기 커플러(120a, 120b, 120c)에 의해 커플링된 신호를 이용하여 이동통신 단말기와 기지국 간의 거리에 비례하도록 전력 증폭기(110a, 110b, 110c)의 출력전력을 조절한다.
이와 같이 종래에는 외장형 커플러를 전력 증폭기의 출력과 안테나 사이에 삽입하여 이동통신 단말기의 송신전력을 검출하기 때문에 외장 소자의 사용으로 인해 비용이 증가할 뿐만 아니라 외장 커플러를 전력 증폭기의 출력과 안테나 사이에 삽입하게 되므로 삽입 손실(insertion loss)이 발생하게 된다.
또한, 종래에는 입력단(in)과 출력단(out)이 양 방향성을 가지는 커플러를 이용하기 때문에 커플러의 출력 신호가 입력단과 출력단을 통해 모두 나가 다른 전력 증폭기의 커플러 출력단으로 출력 신호가 들어가므로 전체적인 신호 특성에 영향을 주는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 본 발명은 커플러의 구현이 용이하고, 비용을 줄이며, 커플러의 입력과 출력 사이의 절연 특성을 확보할 수 있는 이동통신 단말기의 전력증폭모듈을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 전력증폭모듈은 위상 차를 이용하여 입력신호를 분리하고, 분리된 신호를 증폭하며, 증폭된 신호를 합성시키는 밸런스드 전력 증폭기; 및 상기 밸런스드 전력 증폭기의 출력 측에 형성된 격리단에 연결되어 외부로부터 송신전력 검출신호가 전송될 때 상기 격리단에 전달된 미세 전력신호를 증폭시키고, 증폭된 신호를 외부로 전송하는 송신전력 검출부를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 밸런스드 전력 증폭기는, 입력신호를 크기는 동일하고, 90° 위상 차를 갖는 두 개의 신호로 분리하는 제 1 브랜치라인 커플러; 상기 제 1 브랜치라인 커플러에 의해 분리된 두 개의 신호를 각각 증폭하는 제 1 증폭수단과 제 2 증폭수단; 및 상기 제 1 증폭수단과 제 2 증폭수단에 의해 증폭된 신호를 합성하는 제 2 브랜치라인 커플러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 제 1 브랜치라인 커플러에 의해 분리된 신호는 각각 상기 입력신호 전력의 1/2 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 송신전력 검출부는, 외부로부터 전송되는 송신전력 검출신호를 전달하는 버퍼; 및 상기 밸런스드 전력 증폭기의 격리단에 연결되고 상기 버퍼와 캐스코드 구조로 이루어져 상기 버퍼가 동작 될 때 상기 밸런스드 전력 증폭기의 격리단에 전달된 신호를 증폭하여 증폭된 신호를 외부로 전송하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 버퍼는, 구동 전원에 드레인 단자가 연결되고, 상기 증폭부에 소스 단자가 연결되며, 송신전력 검출신호를 입력받는 송신전력 검출신호 입력단에 게이트 단자가 연결된 제 1 트랜지스터; 및 상기 송신전력 검출신호의 DC 성분을 제거하기 위해 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 단자와 송신전력 검출신호 입력단 사이에 연결된 제 1 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 증폭부는, 상기 제 1 트랜지스터의 소스 단자에 드레인 단자가 연결되고, 접지에 소스 단자가 연결되며, 상기 격리단에 게이트 단자가 연결된 제 2 트랜지스터; 상기 격리단과 상기 제 2 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 연결되어 상기 격리단에서 전달되는 신호의 DC 성분을 제거하는 제 2 커패시터; 및 상기 제 1 트랜지스터의 소스 단자와 상기 제 2 트랜지스터의 드레인 단자의 공통단과 송신전력 검출신호 출력단 사이에 연결된 제 3 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터는 NMOSFET로 구성된 것을 특징으로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사 전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 의하면, 밸런스드 전력 증폭기의 출력단에 별도의 외장형 커플러를 사용하지 않고 내부 회로를 이용하여 송신전력 검출부의 검출신호 입력단과 출력단을 용이하게 구현할 수 있기 때문에 전력증폭모듈을 원칩 형태로 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 집중소자로 전력증폭모듈이 구현되기 때문에 전력증폭모듈의 전체 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 송신전력 검출신호의 유무에 따라 스위칭하는 MOSFET를 이용하기 때문에 송신전력 검출부의 검출신호 입력단과 출력단 사이의 격리 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 전력증폭모듈을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 브랜치라인 커플러를 나타내는 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 브랜치라인 커플러의 등가회로를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 전력증폭모듈은 도 2에 도시된 바와 같이 밸런스드 전력 증폭기(Balanced Power Amplifier)(10)와 송신전력 검출부(40)를 포함하도록 구성된다.
여기서, 밸런스드 전력 증폭기(10)는 도 1에 도시된 GSM 전력 증폭기(110a), EDGE 전력 증폭기(110b), WCDMA 전력 증폭기(110c) 중 어느 하나의 전력 증폭기의 구성을 대체하는 구성이고, 송신전력 검출부(40)는 도 1에 도시된 커플러(120a, 120b, 120c) 중 어느 하나의 커플러를 대체하는 구성이다.
이에 따라, 본 발명에서 설명하는 전력증폭모듈은 도 1에 도시된 전력 증폭기(110a, 110b, 110c)와 커플러(120a, 120b, 120c) 중 어느 하나만을 설명하는 것일 뿐 본 발명에 도시된 하나의 전력증폭모듈이 GSM, EDGE 및 WCDMA 통신을 모두 지원하는 것은 아님을 당업자가 용이하게 알 수 있을 것이다.
상기 밸런스드 전력 증폭기(10)는 위상 차를 이용하여 입력신호(Vin)를 분리하고, 분리된 신호를 증폭하며, 증폭된 신호를 합성시킨다.
이를 위해, 밸런스드 전력 증폭기(10)는 입력단(Vin)과 출력단(Vout)에 각각 연결된 제 1 브랜치라인 커플러(20a) 및 제 2 브랜치라인 커플러(20b)와 상기 제 1 브랜치라인 커플러(20a)와 제 2 브랜치라인 커플러(20b) 사이에 연결되어 상기 제 1 브랜치라인 커플러(20a)의 출력신호를 증폭하는 증폭수단(30a, 30b)으로 구성된다.
이때, 입력단(Vin)에 연결된 제 1 브랜치라인 커플러(20a)는 입력신호(Vin)를 분리하는 스플리터(Spliter) 기능을 수행하고, 출력단(Vout)에 연결된 제 2 브랜치라인 커플러(20b)는 증폭수단(30a, 30b)에 의해 증폭된 신호를 합성하는 합성기(Combiner)의 기능을 수행한다.
이러한, 제 1 브랜치라인 커플러(20a)와 제 2 브랜치라인 커플러(20b)는 도 3에 도시된 바와 같이 4 단자 망으로 이루어지고, 도 4와 같이 집중(lumped) 소자 즉, 인덕터 및 커패시터 소자로 구성된다.
이때, 제 1 시리즈(series) 전송선로(22) 및 제 2 시리즈 전송선로(24)와 제 1 션트(shunt) 전송선로(26) 및 제 2 션트 전송선로(28)의 길이는 각각 중심 주파수(f0)의 λ/4의 길이로 이루어진다.
또한, 상기 제 1 시리즈 전송선로(22) 및 제 2 시리즈 전송선로(24)와 상기 제 1 션트 전송선로(26) 및 제 2 션트 전송선로(28)는 상하/좌우 대칭되도록 형성된다.
이와 같이, 제 1 시리즈 전송선로(22) 및 제 2 시리즈 전송선로(24)와 제 1 션트 전송선로(26) 및 제 2 션트 전송선로(28)의 전기적 길이가 각각 중심 주파 수(f0)의 λ/4의 길이로 이루어져 있을 경우 제 1 시리즈 전송선로(22) 및 제 2 시리즈 전송선로(24)는 35Ω의 특성 임피던스를 갖고, 제 1 션트 전송선로(26) 및 제 2 션트 전송선로(28)는 50Ω의 특성 임피던스를 갖도록 설정된다.
이러한, 구성으로 이루어진 브랜치라인 커플러(20a, 20b)는 하나의 포트(Port)를 통해 신호가 입력되면, 상기 제 1 시리즈 전송선로(22)와 제 2 시리즈 전송선로(24)가 입력신호의 1/2 크기를 갖는 두 개의 신호로 분리하고, 두 신호가 90°의 위상 차를 갖도록 위상을 변조시킨다.
그러나, 두 개의 포트를 통해 신호가 입력되면, 상기 제 1 시리즈 전송선로(22)와 제 2 시리즈 전송선로(24)는 두 신호를 합성한다.
즉, 도 3 및 도 4에 도시된 브랜치라인 커플러(20a, 20b)가 스플리터 기능을 수행하기 위해 입력단에 설치될 경우 포트 1(1)(Port 1)이 입력단(Vin)으로 사용되고, 포트 2(2)와 포트 3(3)은 출력단으로 사용되며, 포트 4(4)는 격리단(isolation)으로 사용된다.
그리고, 상기 브랜치라인 커플러(20a, 20b)가 합성기의 기능을 수행하기 위해 출력단(Vout)에 설치될 경우 포트 1(1)은 출력단으로 사용되고, 포트 2(2)와 포트 3(3)은 입력단으로 사용되며, 포트 4(4)는 격리단으로 사용된다.
이러한, 구성으로 이루어진 밸런스드 전력 증폭기(10)의 전력 증폭 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 브랜치라인 커플러(20a)의 포트 1(1)에 입력신호(Vin)가 입력되면, 상기 제 1 브랜치라인 커플러(20a)는 입력신호(Vin)를 크기는 동일하고, 90°의 위상 차를 갖는 두 개의 신호로 분리한 후 두 신호를 제 1 시리즈 전송선로(22)와 제 2 시리즈 전송선로(24)를 통해 포트 2(2)와 포트 3(3)으로 출력한다.
이때, 상기 포트 2(2)와 포트 3(3)으로 출력되는 신호는 입력신호(Vin) 전력의 1/2 크기를 갖게 된다.
한편, 제 1 브랜치라인 커플러(20a)의 포트 2(2) 및 포트 3(3)으로 출력된 신호는 제 1 증폭수단(30a)과 제 2 증폭수단(30b)에 의해 동일한 이득만큼 증폭된 후 제 2 브랜치라인 커플러(20b)의 포트 2(2)와 포트 3(3)으로 전달된다.
이때, 상기 제 2 브랜치라인 커플러(20b)는 포트 2(2)와 포트 3(3)으로 증폭신호가 입력되면, 포트 3(3)으로 입력된 증폭신호와 동일한 위상이 되도록 포트 2(2)로 입력된 증폭신호의 위상을 90°변조시킨 후 포트 3(3)에 입력된 증폭신호와 포트 2(2)에 입력된 결합하여 출력단(Vout)인 포트 1(1)로 전달한다.
이에 따라, 상기 밸런스드 전력 증폭기(10)에 의해 소정 레벨로 증폭된 입력신호(Vin)가 안테나를 통해 외부로 전송된다.
한편, 제 1 브랜치라인 커플러(20a)의 포트 2(2) 및 포트 3(3)으로 출력된 신호는 제 1 증폭수단(30a) 및 제 2 증폭수단(30b)에서 일부 반사되는데, 반사된 신호는 포트 2(2) 및 포트 3(3)을 통해 제 1 브랜치라인 커플러(20a)를 거쳐 제 1 브랜치라인 커플러(20a)의 포트 1(1)과 포트 4(4)로 반사된다.
이때, 제 1 브랜치라인 커플러(20a)의 포트 1(1)로 반사된 신호는 위상이 180° 변화되어 있고, 포트 4(4)로 반사된 신호는 동위상으로서 50Ω의 격리 저항에 의해 소모된다.
이로 인해, 제 1 증폭수단(30a)과 제 2 증폭수단(30b)의 전체 반사량이 0이 되게 된다.
한편, 제 2 브랜치라인 커플러(20b)의 포트 4(4)에는 제 2 브랜치라인 커플러(20b)의 포트 1(1)을 통해 안테나로 출력되는 신호에 상응하는 미세 전력신호가 반사된다.
상기 송신전력 검출부(40)는 상기 밸런스드 전력 증폭기(10)의 출력 측에 형성된 격리단 즉, 제 2 브랜치라인 커플러(20b)의 포트 4(4)에 연결되어 외부로부터 송신전력 검출신호(Coupler In)가 전송될 때 상기 격리단에 전달된 미세 전력신호를 증폭시키고, 증폭된 신호(즉, 현재 전력증폭모듈의 송신전력 검출신호)를 외부로 전송한다.
이를 위해, 상기 송신전력 검출부(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 외부로부터 전송되는 송신전력 검출신호를 손실 없이 전달하는 버퍼(42)(또는 소스 팔라우(source follower)부) 및 상기 버퍼(42)와 캐스코드(Cascode) 구조로 이루어져 외부로부터 전송되는 송신전력 검출신호에 의해 상기 버퍼(42)가 동작 될 때 상기 밸런스드 전력 증폭기(10)의 격리단에 전달된 신호를 증폭하고, 증폭된 신호(Coupler Out)를 다른 모드의 송신전력 검출부로 전송하는 증폭부(44)를 포함하도록 구성된다.
상기 버퍼(42)는 구동 전원(Vdd)에 드레인 단자가 연결되고, 증폭부(44)에 소스 단자가 연결되며, 송신전력 검출신호를 입력받는 송신전력 검출신호 입력단(Coupler In) 즉, 다른 모드의 전력신호를 증폭하는 전력증폭모듈의 송신전력 검 출부 출력단에 게이트 단자가 연결된 제 1 트랜지스터(M1)와 상기 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 단자와 송신전력 검출신호 입력단(Coupler In) 사이에 연결되어 송신전력 검출신호 입력단(Coupler In)을 통해 입력되는 송신전력 검출신호의 DC 성분을 제거하는 제 1 커패시터(C1)로 구성된다.
이때, 제 1 트랜지스터(M1)는 NMOSFET가 사용된다.
여기서, 다른 모드의 송신전력 검출부라 함은 도 2에 도시된 전력증폭모듈이 도 1에 도시된 전력 증폭기 중 EDGE 전력 증폭기(110b)와 커플러(120b)를 의미할 때 GSM 전력 증폭기(110a)의 커플러(120a)나 WCDMA 전력 증폭기(110c)의 커플러(120c)를 의미한다.
이러한, 버퍼(42)는 이전 전력증폭모듈 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 전력증폭모듈이 EDGE 모드의 전력신호를 증폭하는 전력증폭모듈로 사용될 경우 GSM 모드의 전력신호를 증폭하는 전력증폭모듈이 동작할 때 이전 전력증폭모듈의 송신전력 검출부 출력단에서 전달되는 송신전력 검출신호에 의해 동작 되고, 이전 전력증폭모듈이 동작하지 않을 때에는 동작하지 않는다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 전력증폭모듈이 GSM 모드의 전력신호를 증폭하는 전력증폭모듈로 사용될 경우 즉, 다중 모드의 전력신호를 증폭하는 전력증폭모듈 중 첫 번째 위치에 배치되어 있을 경우 상기 버퍼(42)의 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 단자는 기준 전압원이나 구동 전원에 연결될 수도 있다.
이때, 상기 버퍼(42)는 항상 동작한다.
상기 증폭부(44)는 상기 버퍼(42)가 동작 될 때 상기 밸런스드 전력 증폭 기(10)의 격리단에 전달된 신호를 증폭하고, 증폭된 신호(Coupler Out)를 송신전력 검출신호 출력단(Coupler Out) 즉, 다른 모드의 송신전력 검출부로 전송하기 위해 제 1 트랜지스터(M1)의 소스 단자에 드레인 단자가 연결되고, 접지(GND)에 소스 단자가 연결되며, 제 2 브랜치라인 커플러(20b)의 격리단에 게이트 단자가 연결된 제 2 트랜지스터(M2), 제 2 브랜치라인 커플러(20b)의 격리단에서 전달되는 신호의 DC 성분을 제거하기 위해 제 2 브랜치라인 커플러(20b)의 격리단과 상기 제 2 트랜지스터(M2)의 게이트 단자 사이에 연결된 제 2 커패시터(C2) 및 상기 제 1 트랜지스터(M1)의 소스 단자와 상기 제 2 트랜지스터(M2)의 드레인 단자의 공통단과 송신전력 검출부(40)의 출력단(Coupler Out) 사이에 연결되어 증폭부(44)에 의해 증폭된 신호의 노이즈를 제거함과 아울러 송신전력 검출부(40)의 출력단(Coupler Out)에서 제 1 트랜지스터(M1)의 소스 단자와 상기 제 2 트랜지스터(M2)의 드레인 단자의 공통단으로 DC 전압이 전달되는 것을 방지하는 제 3 커패시터(Cm)를 포함하도록 구성된다.
이때, 제 2 트랜지스터(M2)로는 NMOSFET가 사용된다.
도 5 및 도 6은 도 2에 도시된 전력증폭모듈의 브랜치라인 커플러의 특성을 나타내는 그래프이고, 도 7 및 도 8은 도 2에 도시된 전력증폭모듈의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 전력증폭모듈은 0°와 90°의 두 신호가 송신전력 검출부(40) 즉, 커플러의 영향을 받지 않고 브랜치라인 커플러에서 합성되어 나옴을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전력증폭모듈은 도 7에 도시된 바와 같이 전력증폭모듈 간 전달 손실율이 매우 작음을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 전력증폭모듈은 도 8에 도시된 바와 같이 송신전력 검출부(40)의 검출신호 출력단(Coupler Out)에서 검출신호 입력단(Coupler In)으로의 신호전달이 거의 이루어지지 않기 때문에 검출신호 입력단(Coupler In)과 검출신호 출력단(Coupler Out) 사이의 격리(isolation) 특성이 매우 뛰어남을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 전력증폭모듈은 밸런스드 전력 증폭기(10)의 출력단에 외장형 커플러를 사용하지 않고 내부 회로를 이용하여 송신전력 검출부(40)(즉, 커플러)의 검출신호 입력단(Coupler In)과 검출신호 출력단(Coupler Out)을 용이하게 구현할 수 있기 때문에 전력증폭모듈을 원칩 형태로 구현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 전력증폭모듈은 집중소자를 사용하여 전력증폭모듈을 구현하기 때문에 전력증폭모듈의 전체 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 송신전력 검출신호의 유무에 따라 스위칭하는 MOSFET를 이용하기 때문에 송신전력 검출부(40)의 검출신호 입력단(Coupler In)과 검출신호 출력단(Coupler Out) 사이의 격리 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변 경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 이동통신 단말기의 전력증폭모듈을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 전력증폭모듈을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 브랜치라인 커플러를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 브랜치라인 커플러의 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 2에 도시된 브랜치라인 커플러의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7 및 도 8은 도 2에 도시된 전력증폭모듈의 특성을 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 2, 3, 4 : 포트 10 : 밸런스드 전력 증폭기
20a, 20b : 브랜치라인 커플러 22, 24 : 시리즈 전송선로
26, 28 : 션트 전송선로 30a, 30b : 증폭수단
40 : 송신전력 검출부 42 : 버퍼
44 : 증폭부 110a, 110b, 110c : 전력 증폭기
120a, 120b, 120c : 커플러

Claims (7)

  1. 위상 차를 이용하여 입력신호를 분리하고, 분리된 신호를 증폭하며, 증폭된 신호를 합성시키는 밸런스드 전력 증폭기; 및
    상기 밸런스드 전력 증폭기의 출력 측에 형성된 격리단에 연결되어 외부로부터 상기 격리단에 전달된 미세 전력신호를 증폭시키고, 증폭된 신호를 외부로 전송하는 송신전력 검출부를 포함하는 이동통신 단말기의 전력증폭모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸런스드 전력 증폭기는,
    입력신호를 크기는 동일하고, 90° 위상 차를 갖는 두 개의 신호로 분리하는 제 1 브랜치라인 커플러;
    상기 제 1 브랜치라인 커플러에 의해 분리된 두 개의 신호를 각각 증폭하는 제 1 증폭수단과 제 2 증폭수단; 및
    상기 제 1 증폭수단과 제 2 증폭수단에 의해 증폭된 신호를 합성하는 제 2 브랜치라인 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 전력증폭모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 브랜치라인 커플러에 의해 분리된 신호는 각각 상기 입력신호 전 력의 1/2 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 전력증폭모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 송신전력 검출부는,
    외부로부터 전송되는 송신전력 검출신호를 전달하는 버퍼; 및
    상기 밸런스드 전력 증폭기의 격리단에 연결되고 상기 버퍼와 캐스코드 구조로 이루어져 상기 버퍼가 동작 될 때 상기 밸런스드 전력 증폭기의 격리단에 전달된 신호를 증폭하여 증폭된 신호를 외부로 전송하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 전력증폭모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 버퍼는,
    구동 전원에 드레인 단자가 연결되고, 상기 증폭부에 소스 단자가 연결되며, 송신전력 검출신호를 입력받는 송신전력 검출신호 입력단에 게이트 단자가 연결된 제 1 트랜지스터; 및
    상기 송신전력 검출신호의 DC 성분을 제거하기 위해 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 단자와 송신전력 검출신호 입력단 사이에 연결된 제 1 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 전력증폭모듈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 증폭부는,
    상기 제 1 트랜지스터의 소스 단자에 드레인 단자가 연결되고, 접지에 소스 단자가 연결되며, 상기 격리단에 게이트 단자가 연결된 제 2 트랜지스터;
    상기 격리단과 상기 제 2 트랜지스터의 게이트 단자 사이에 연결되어 상기 격리단에서 전달되는 신호의 DC 성분을 제거하는 제 2 커패시터; 및
    상기 제 1 트랜지스터의 소스 단자와 상기 제 2 트랜지스터의 드레인 단자의 공통단과 송신전력 검출신호 출력단 사이에 연결된 제 3 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 전력증폭모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터는 NMOSFET로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 전력증폭모듈.
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