KR20160150252A - 멀티밴드를 위한 고선형 특성을 갖는 저잡음 증폭기 - Google Patents

멀티밴드를 위한 고선형 특성을 갖는 저잡음 증폭기 Download PDF

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Abstract

멀티밴드를 위한 고선형 특성을 갖는 저잡음 증폭기를 개시한다.
본 실시예는 저잡음 증폭기(LNA)에 발룬 기능과 믹서의 전치 증폭기 기능을 구현하여 저잡음 증폭기(LNA)와 믹서 사이에 선형성을 저하시키는 요소를 최소화하도록 하는 저잡음 증폭기(LNA)를 제공하는 데 목적이 있다.

Description

멀티밴드를 위한 고선형 특성을 갖는 저잡음 증폭기{Low Noise Amplifier}
본 실시예는 멀티밴드를 위해 발룬(Balun) 형태로 설계된 고선형 특성을 갖는 저잡음 증폭기(LNA)에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
ISDB-T(극초단파(UHF(Ultra High Frequency) Band): 470 MHz ~ 770 MHz) / ISDB-Tmm(초단파(VHF(Very high frequency) Band): 170 MHz ~ 280 MHz) / ISDB-Tsb(Low VHF : 90 MHz ~ 110 MHz) / CATV(WideBand : 90 MHz ~ 810 MHz)를 사용하는 모바일 TV 튜너(Mobile TV Tuner) 환경에서의 저잡음 증폭기(LNA)는 3G 또는 4G에서 사용하는 700 MHz ~ 2.4 GHz의 주파수와 국부 발진기(LO: Local Oscillator)에 의한 고조파 믹서(Harmonic Mixing)에 의한 성능 저하를 최소화하기 위해서 고선형성(High Linearity)을 요구하게 된다.
종래의 저잡음 증폭기(LNA)는 RF-필터(Filter)를 이용하여 재머(Jammer) 주파수를 감쇠시키는 기술을 사용하였다. 첫 번째로 저잡음 증폭기(LNA) 입력(Input)에서 필터를 사용하는 기술은 재머의 전력(Power)을 입력에서부터 줄여주는 효과가 있기 때문에 가장 효과적이나 저잡음 증폭기(LNA)의 잡음 지수(NF: Noise Figure)가 나빠지게 된다. 잡음 지수(NF)가 나빠지는 것을 피하기 위해서 저잡음 증폭기(LNA)의 출력과 믹서의 입력 사이에 필터를 추가하는 기술도 있지만 외부 LC(External LC)가 많이 필요하여 모듈(Module)에서 칩(Chip)을 집적(Integration)하기 어렵다. 필터를 사용하는 방법으로는 700 MHz ~ 800 MHz에 위치하고 있는 LTE 전력은 제거하기 힘들다. 가장 힘든 예로 707 MHz의 채널의 경우 725 MHz의 LTE 재머 전력을 필터로 제거하기에는 너무 인접해 있기 때문이다. 예컨대, TV 채널 간의 간섭도 문제가 되는데 간섭이 발생하는 부분들은 저잡음 증폭기(LNA)의 선형성(Linearity)이 좋아져야 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, ISDB-T / ISDB-Tmm / ISDB-Tsb / CATV용 저잡음 증폭기(LNA)에 각각 믹서가 필요하여 믹서의 구조가 복잡해지고 크기가 증가하는 문제가 있다.
본 실시예는 저잡음 증폭기(LNA)에 발룬 기능과 믹서의 전치 증폭기 기능을 구현하여 저잡음 증폭기(LNA)와 믹서 사이에 선형성을 저하시키는 요소를 최소화하도록 하는 저잡음 증폭기(LNA)를 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 제 1 증폭기(MN1)와 제 2 증폭기(MN2)를 포함하며, 상기 제 1 증폭기(MN1)와 상기 제 2 증폭기(MN2)가 직렬로 연결된 제 1 증폭 회로; 제 3 증폭기(MN3)와 제 4 증폭기(MN4)를 포함하며, 상기 제 3 증폭기(MN3)와 상기 제 4 증폭기(MN4)가 직렬로 연결된 제 2 증폭 회로; 직렬로 연결된 제 1 저항(R1)과 제 1 캐패시터(C1)를 포함하며, 일단이 입력단(RF_IN)에 연결되며, 타단이 상기 제 1 증폭기(MN1)와 상기 제 2 증폭기(MN2)의 접점에 연결되는 RC 피드백 회로; 및 일단이 상기 제 1 증폭기(MN1)와 상기 제 2 증폭기(MN2)의 접점에 연결되며, 타단이 상기 제 3 증폭기(MN3)에 연결되는 제 2 캐패시터(C2)를 포함하며, 상기 제 1 증폭 회로는 구동 신호를 인가받아 증폭한 증폭 신호를 출력하고, 상기 제 2 증폭 회로는 증폭 신호를 인가받아 증폭한 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭기를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 저잡음 증폭기(LNA)에 발룬 기능과 믹서의 전치 증폭기 기능을 구현하여 저잡음 증폭기(LNA)와 믹서 사이에 선형성을 저하시키는 요소를 최소화하도록 하는 효과가 있다.
본 실시예에 의하면, 선형성(Linearity)을 향상시키위해 저잡음 증폭기(LNA)와 믹서(Mixer) 사이에서 종래에 사용하던 비선형(Non-Linear) 성분을 생성하는 능동 회로(Active Circuit)를 모두 제거하고, 저잡음 증폭기(LNA)에서 비선행 성분을 생성하는 기능을 모두 가져가도록 하는 것으로 저잡음 증폭기(LNA)는 기존의 잡음 지수(NF)와 이득(Gain)으로 인해 시스템 전체의 잡음 지수(NF)의 저하가 없도록 하는 효과가 있다. 발룬(Balun)을 기능을 추가하여 믹서로부터 차동(Differential) 구조를 가져 갈 수 있으며, 믹서의 전치 증폭기(Pre-Amplifier) 역할까지 저잡음 증폭기(LNA)가 동시에 수행할 수 있는 효과가 있다. 또한, 멀티밴드(Multi-Band)를 지원하는 저잡음 증폭기(LNA)의 출력을 공유하여 하나의 믹서로 간단한 시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다. 본 실시예에 의하면, 저잡음 증폭기(LNA)에 IM3(Third InterModulation)를 제거(Cancelation)하는 방식(Scheme)을 사용하여 고성형성 성능을 가지도록 하는 효과가 있다.
본 실시예에 의하면, 선형성을 저하시키는 부분을 개선하여 주변 재머 전력(LTE / CDMA / Jammer Channel)에 대한 성능 저하를 최소화하는 효과가 있다. 선형성을 저하시키는 부분에 의해서 외부에서 필터로 사용하던 소자를 제거할 수 있으며, 멀티밴드 지원을 위해 저잡음 증폭기(LNA)의 출력을 모두 공유하여 믹서의 개수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 저잡음 증폭기(LNA)를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 저잡음 증폭기(LNA)의 채널 환경(Channel Environment)을 나타낸 도면이다.
도 3a, 3b는 일반적인 LNA 코어의 회로를 나타낸 도면이다.
도 3c, 3d는 본 실시예에 따른 LNA 코어의 회로를 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 저잡음 증폭기(LNA)(100)는 단일 입력(Single Input)을 받아서 차동 출력(Differential Output)을 발생하는 '발룬' 형태의 저잡음 증폭기(LNA)이다. 여기서, '발룬'이란 균형 신호(Balanced Signal)를 불균형 신호(Unbalanced Signal)로 변환해주거나 불균형 신호를 균형 신호로 변환해주는 회로/구조물을 통칭한다. 다시 말해, '발룬'은 특정 소자를 지칭하는 것이 아니라 균형-불균형(Balanced-Unbalanced) 신호들을 변환하려는 모든 것을 지칭한다.
도 1은 본 실시예에 따른 저잡음 증폭기(LNA)를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
본 실시예에 따른 저잡음 증폭기(LNA)(100)는 입력 포트(Input Port)(108), 신호 입력부(110), LNA 코어(120) 및 믹서(130)를 포함한다. 저잡음 증폭기(LNA)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
입력 포트(108)는 복수의 주파수 대역에 대한 신호를 입력받는 포트를 구비한다. 예컨대, 입력 포트(108)는 극초단파(UHF Band) 포트, CATV(WideBand) 포트, 초단파(VHF Band)와 같은 복수의 포트를 구비한다. 입력 포트(108)는 각 ISDB-T / ISDB-Tmm / CATV 용 입력을 가지고 있다.
신호 입력부(110)는 입력 포트(108)에 따른 각각의 매칭 필터(Matching & Filter)를 포함한다. 신호 입력부(110) 내의 매칭 필터의 일단은 입력 포트(108) 각각에 연결되며, 신호 입력부(110) 내의 매칭 필터의 타단은 LNA 코어(120)에 연결된다.
LNA 코어(120)는 입력단(RF_IN)으로부터 입력된 멀티 밴드(Multi-Band)의 구동 신호 각각에 대응하는 복수의 증폭단을 포함하는 증폭부를 구비한다. 복수의 증폭단은 구동 신호 각각을 인가받아 증폭한 증폭 신호를 출력하며, 증폭 신호를 인가받아 증폭한 출력 신호를 출력하는 차동(Differential) 출력으로 출력한다. LNA 코어(120)는 복수의 증폭단 각각의 출력에 병렬로 연결되어 차동 출력을 서로 공유하여 LC 부하(Load)로 사용하는 차동 LC 회로를 포함한다. LC 회로의 출력단에 믹서(130)가 바로 연결되어 선형성을 높인다.
LNA 코어(120)는 가변 저항, 증폭부(122), 가변 인덕터 및 가변 캐패시터를 포함한다. 증폭부(122)와 관련된 구체적인 내용은 도 3c, 3d에서 설명하도록 한다. LNA 코어(120)는 입력 포트(108)로 각각 입력받은 멀티 밴드(Multi-Band)인‘UHF_LNA’, ‘VHF_LNA’, ‘CATV_LNA’의 출력은 서로 공유하여 LC 부하(Load)를 사용할 수 있다. LNA 코어(120)는 차동 출력으로 공유되고, 믹서(130)가 저잡음 증폭기(LNA) 출력에 바로 연결되어 저잡음 증폭기(LNA)가 전치증폭기(Pre-Amplifier)의 역할까지 수행 할 수 있는 구조를 갖는다. 저잡음 증폭기(LNA)(100)의 구조에서는 비선형 계수(Non-Linear Factor)를 발생 시킬 수 있는 능동 회로(Active Circuit)가 오직 LNA 코어(120) 블럭(Block) 하나 뿐이기 때문에 선형성(Linearity) 성능을 최대한 끌어낼 수 있다. LNA 코어(120)는 복수 개의 회로를 사용하여 출력 노드를 공유한다. 공유된 출력 노드에 LC 부하를 사용하였으며, LNA 코어(120)는 LC 부하를 가변해서 사용할 수 있다.
믹서(130)는 LNA 코어(120)의 출력에 연결되어 LNA 코어(120) 출력을 수신하여 믹스한다. 도 1에서는 저잡음 증폭기(LNA)(100)의 LNA 뒷단을 믹서(130)로 도시하고 있으나, 저잡음 증폭기(LNA)(100)는 반드시 이에 한정되어 구현되는 것은 아니다.
본 실시예에 따른 저잡음 증폭기(LNA)는 단일 입력(Single Input)을 받아서 차동 출력(Differential Output)을 만들어 주는 발룬 형태의 멀티밴드를 지원하는 고선형성 성능을 가지는 저잡음 증폭기(LNA)이다. 최근 모바일 환경에서 TV-튜너 칩의 경우 LTE/CDMA/인접 채널 등의 재머 주파수들의 영향을 최소화하기 위해서 고성형성 성능을 가지는 저잡음 증폭기(LNA)가 요구 된다. IIP2(Second-order Input Intercept Point)의 성능을 개선하기 위해서 입력에 발룬을 사용하면 잡음 지수(NF)에 이득을 가져가기 힘들고, 멀티밴드(Multi-Band)에 각각 필요하게 된다면 추가적인 비용이 발생할 수 있다. 따라서, 단일 입력을 받아서 단일 출력을 내는 저잡음 증폭기(LNA)를 사용하고 단일 출력을 차동(Differential)으로 만들기 위한 별도의 회로를 추가로 필요로 한다. 단일 출력으로 차동으로 만드는 회로는 일반적으로 믹서를 구동하기 위한 전치 증폭기로 공유하여 사용되는데, 전치 증폭기를 공유하는 부분에서 IIP3(Third-order Input Intercept Point)의 저하가 추가로 발생한다. 따라서, 본 실시예에서는 저잡음 증폭기(LNA)를 발룬의 기능과 믹서를 구동하기 위한 전치 증폭기로 동시에 사용하여 선형성을 저하 시키는 요소를 최대한 줄이고, 고성형성을 발휘할 수 있는 구조를 갖는다. 또한, UHF(470 MHz ~ 810 MHz) 또는 VHF(170 MHz ~ 280 MHz)의 밴드나 CATV(90 MHz ~ 810 MHz)와 같이 와이드밴드 주파수와 같이 멀티밴드를 지원하는 저잡음 증폭기(LNA)가 필요한 경우 하나의 출력으로 묶어서 믹서를 하나만 사용하여 애플리케이션(Application)을 지원할 수 있는 구조를 갖는다.
도 2는 본 실시예에 따른 저잡음 증폭기(LNA)의 채널 환경(Channel Environment)을 나타낸 도면이다.
도 2는 모바일 TV - 튜너의 채널 환경의 실시예로 희망 채널(Desire-Channel)의 전력(Power)은 작고, 주변 채널의 전력이 크므로, 전력 문제를 개선하기 위해서 주변 채널들의 고조파 톤(Harmonic Ton)이 희망 채널에 영향을 주지 않도록 저잡음 증폭기(LNA)의 선형성 성능 향상이 요구된다.
도 3a, 3b는 일반적인 LNA 코어의 회로를 나타낸 도면이다.
도 3a는 일반적인 CS(Common Source) 저잡음 증폭기(LNA) 구조를 나타낸 도면이다. 도 3a에 도시된 저잡음 증폭기(LNA)는 일반적인 저잡음 증폭기(LNA)로서 RC 피드백(Feed-Back)을 가지는 CS(Common Source) 증폭기이다. 일반적인 저잡음 증폭기(LNA)는 기본적으로 많이 사용하는 구조로 잡음 지수(NF)성능이 좋다.
도 3a에 도시된 CS 저잡음 증폭기(LNA)는 제 1 증폭 회로, 제 2 증폭 회로, RC 피드백 회로를 포함한다.
제 1 증폭 회로는 제 1 증폭기(MN1)와 제 2 증폭기(MN2)를 포함한다. 제 1 증폭기(MN1)와 제 2 증폭기(MN2)는 직렬로 연결된다. 제 1 증폭기(MN1)는 제 1 입력단, 제 1 전류 인입단, 제 1 전류 인출단을 포함한다. 제 1 입력단은 입력단(RF_IN)에 연결된다. 제 1 전류 인입단은 제 2 증폭기(MN2)에 연결된다. 제 1 전류 인출단은 접지와 연결된다.
제 2 증폭기(MN2)는 제 2 입력단, 제 2 전류 인입단, 제 2 전류 인출단을 포함한다. 제 2 입력단은 접지와 연결된다. 제 2 전류 인입단은 출력단(RF_OUT)과 연결된다. 제 2 전류 인출단은 제 1 캐패시터(C1)와 연결된다.
RC 피드백 회로는 제 1 저항(R1)과 제 1 캐패시터(C1)를 포함한다. 제 1 저항(R1)과 제 1 캐패시터(C1)는 직렬로 연결된다. RC 피드백 회로의 일단은 입력단(RF_IN)에 연결되며, RC 피드백 회로의 타단은 출력단(RF_OUT)에 연결된다. 제 1 저항(R1)의 일단은 입력단(RF_IN)과 제 1 입력단의 접점에 연결된다. 제 1 저항(R1)의 타단은 제 1 캐패시터(C1)의 일단에 연결된다. 제 1 캐패시터(C1)의 일단은 제 1 저항(R1)의 타단에 연결된다. 제 1 캐패시터(C1)의 타단은 제 2 전류 인입단과 출력단(RF_OUT)의 접점에 연결된다.
도 3b는 일반적인 CSCG(Common Source Common Gate) 저잡음 증폭기(LNA) 구조이다. 차동 출력을 내기 위해서 도 3b에 도시된 바와 같이, CSCG(Common Source Common Gate) 형태의 차동 증폭기가 추가로 필요하게 된다. 도 3b에 도시된 회로는 일반적인 저잡음 증폭기(LNA) 다음 스테이지(Stage)에 차동 출력을 만들기 위한 용도와 믹서의 전치 증폭기(Pre-Amplifier)의 기능을 이용하여 믹서의 잡음 지수(NF)를 개선시켜주는 역할을 한다. 도 3b의 구조를 저잡음 증폭기(LNA)로 사용할 경우 펄스 신호(S11)를 -10 dB 이하로 매칭하기 위해서 CG(Common Gate) 증폭기의 1/gm = 50 Ω이 되도록 설계되어야하며, 잡음 지수(NF) > 2.8 dB로 잡음 지수(NF)의 성능이 저하된다.
도 3b에 도시된 CSCG 저잡음 증폭기(LNA)는 제 1 증폭 회로, 제 2 증폭 회로, RC 피드백 회로를 포함한다.
제 1 증폭 회로는 제 2 증폭기(MN2)를 포함한다. 제 2 증폭기(MN2)는 제 2 입력단, 제 2 전류 인입단, 제 2 전류 인출단을 포함한다. 제 2 입력단은 접지와 연결된다. 제 2 전류 인입단은 출력단(RF_OUTM)에 연결된다. 제 2 전류 인출단은 제 2 캐패시터(C2)의 일단, 입력단(RF_IN), 인덕터의 일단과 연결된다. 인덕터의 타단은 접지와 연결된다.
제 2 증폭 회로는 제 3 증폭기(MN3)와 제 4 증폭기(MN4)를 포함한다. 제 3 증폭기(MN3)와 제 4 증폭기(MN4)는 직렬로 연결된다. 제 3 증폭기(MN3)는 제 3 입력단, 제 3 전류 인입단, 제 3 전류 인출단을 포함한다. 제 3 입력단은 제 2 캐패시터(C2)의 타단과 연결된다. 제 3 전류 인입단은 제 4 전류 인출단과 연결된다. 제 3 전류 인출단은 접지와 연결된다. 제 4 증폭기(MN2)는 제 4 입력단, 제 4 전류 인입단, 제 4 전류 인출단을 포함한다. 제 4 입력단은 접지와 연결된다. 제 4 전류 인입단은 출력단(RF_OUTP)과 연결된다. 제 4 전류 인출단은 제 3 전류 인입단과 연결된다.
제 2 캐패시터(C2)의 일단이 제 1 증폭 회로에 연결되며, 제 2 캐패시터(C2)의 타단이 제 2 증폭 회로에 연결된다. 제 2 캐패시터(C2)의 일단이 제 2 증폭기(MN2)의 제 2 전류 인출단에 연결되며, 제 2 캐패시터(C2)의 타단이 제 3 증폭기(MN3)의 제 3 입력단에 연결된다.
도 3c, 3d는 본 실시예에 따른 LNA 코어의 회로를 나타낸 도면이다.
도 3c는 본 실시예에 따른 발룬 저잡음 증폭기(LNA) 구조이다. 도 3c에 도시된 바와 같이 CS 증폭기로 ‘1 - 스테이지’ 저잡음 증폭기(LNA)로 사용하고 제 1 N형 증폭기(MN1)의 전류(Current) 출력을 RC 피드백(Feed-Back)하여 IM3(Third InterModulation) 고조파(Harmonic) 성분을 제거(Cancelation)하여 선형성을 향상 시키고, 잡음 지수(NF) = 1.4 dB 정도의 저잡음 증폭기(LNA) 구조를 갖는다. ‘1 - 스테이지’ CS 저잡음 증폭기(LNA)의 출력에 CSCG 증폭기를 ‘2 - 스테이지’로 사용하여 발룬 형태의 저잡음 증폭기(LNA)를 만들 수 있다. 발룬 형태의 저잡음 증폭기(LNA)에서 CG 부분 (MN2)의 1/gm는 도 3b에 도시된 회로와 같이 ‘50 Ω’으로 제한을 받지 않기 때문에 낮은 임피던스(Impedance)를 가질 수 있도록 설계하여 MN1의 출력 노드(Node)에서의 전류 스윙(Current Swing)을 작게 가져가서 선형성을 개선할 수 있다.
도 3c에 도시된 저잡음 증폭기(LNA)는 제 1 증폭 회로(310), 제 2 증폭 회로(320), RC 피드백 회로(330) 및 제 2 캐패시터(C2)를 포함한다.
제 1 증폭 회로(310)는 구동 신호를 인가받아 증폭한 증폭 신호를 출력한다. 제 1 증폭 회로(310)는 제 1 증폭기(MN1)와 제 2 증폭기(MN2)를 포함한다. 제 1 증폭기(MN1)와 제 2 증폭기(MN2)는 직렬로 연결된다. 제 1 증폭기(MN1)는 제 1 입력단, 제 1 전류 인입단, 제 1 전류 인출단을 포함한다. 제 1 입력단은 제 1 저항(R1)과 연결되며, 제 1 전류 인입단은 제 1 캐패시터(C1)와 연결되며, 제 1 전류 인출단은 접지와 연결된다. 제 2 증폭기(MN2)는 제 2 입력단, 제 2 전류 인입단, 제 2 전류 인출단을 포함한다. 제 2 입력단은 접지와 연결되며, 제 2 전류 인입단은 출력단과 연결되며, 제 2 전류 인출단은 제 2 캐패시터(C2)의 일단과 연결된다.
제 2 증폭 회로(320)는 증폭 신호를 인가받아 증폭한 출력 신호를 출력한다. 제 2 증폭 회로(320)는 제 3 증폭기(MN3)와 제 4 증폭기(MN4)를 포함한다. 제 2 증폭 회로(320)는 제 3 증폭기(MN3)와 제 4 증폭기(MN4)가 직렬로 연결된다. 제 3 증폭기(MN3)는 제 3 입력단, 제 3 전류 인입단, 제 3 전류 인출단을 포함한다. 제 3 입력단은 제 2 캐패시터(C2)의 타단과 연결되며, 제 3 전류 인입단은 제 3 캐패시터(C3)의 타단과 연결되며, 제 3 전류 인출단은 접지와 연결된다. 제 4 증폭기(MN2)는 제 4 입력단, 제 4 전류 인입단, 제 4 전류 인출단을 포함한다. 제 4 입력단은 접지와 연결되며, 제 4 전류 인입단은 출력단과 연결되며, 제 4 전류 인출단은 제 3 캐패시터(C3)의 타단과 연결된다.
RC 피드백 회로(330)는 제 1 저항(R1)과 제 1 캐패시터(C1)를 포함한다. 제 1 저항(R1)과 제 1 캐패시터(C1)는 직렬로 연결된다. RC 피드백 회로(330)의 일단은 입력단(RF_IN) 및 제 1 증폭기(MN1)의 입력단에 연결된다. RC 피드백 회로(330)의 타단은 제 1 증폭기(MN1)와 상기 제 2 증폭기(MN2)의 접점에 연결된다.
제 2 캐패시터(C2)는 일단이 제 1 증폭기(MN1)와 제 2 증폭기(MN2)의 접점에 연결되며, 타단이 제 3 증폭기(MN3)의 입력단에 연결된다.
도 3d는 도 3c에 도시된 구조에서 선형성을 향상시키기 위한 방식(Scheme)을 적용한 발룬 형태의 저잡음 증폭기(LNA) 구조이다.
도 3d는 도 3c의 저잡음 증폭기(LNA) 구조에서 제 3 N형 증폭기(MN3)의 출력 노드를 제 2 N형 증폭기(MN2)의 게이트로 피드백하여 CSCG에서도 IM3(Third InterModulation) 제거할 수 있다. 도 3d에 도시된 회로는 도 1에 도시된 회로의 각 밴드의 저잡음 증폭기(LNA) 구조를 사용하였고, ‘RF_OUTM’과 ‘RF_OUTP’는 LNA 코어(120)에서 모두 공유된다. 각 저잡음 증폭기(LNA)의 밴드별 구분은 입력 매칭(Input Matching)과 저잡음 증폭기(LNA)의 출력에서 공유하는 LC 값(Value)에 따라서 사용을 원하는 밴드를 설정할 수 있다. CATV의 경우 와이드 밴드를 지원해야 하므로 제 1 저항(R1)의 값을 다른 저잡음 증폭기(LNA)보다 상대적으로 작게 설정하여 와이드 매칭(Wide-Matching)한다.
도 3d에 도시된 저잡음 증폭기(LNA)는 제 1 증폭 회로(310), 제 2 증폭 회로(320), RC 피드백 회로(330), 제 2 캐패시터(C2) 및 제 3 캐패시터(C3)를 포함한다.
제 1 증폭 회로는 구동 신호를 인가받아 증폭한 증폭 신호를 출력한다. 제 1 증폭 회로(310)는 제 1 증폭기(MN1)와 제 2 증폭기(MN2)를 포함한다. 제 1 증폭기(MN1)와 제 2 증폭기(MN2)는 직렬로 연결된다. 제 1 증폭기(MN1)는 제 1 입력단, 제 1 전류 인입단, 제 1 전류 인출단을 포함한다. 제 1 입력단은 제 1 저항(R1)과 연결되며, 제 1 전류 인입단은 제 1 캐패시터(C1)와 연결되며, 제 1 전류 인출단은 접지와 연결된다. 제 2 증폭기(MN2)는 제 2 입력단, 제 2 전류 인입단, 제 2 전류 인출단을 포함한다. 제 2 입력단은 접지와 연결되며, 제 2 전류 인입단은 출력단과 연결되며, 제 2 전류 인출단은 상기 제 2 캐패시터(C2)의 일단과 연결된다.
제 2 증폭 회로(320)는 증폭 신호를 인가받아 증폭한 출력 신호를 출력한다. 제 2 증폭 회로(320)는 제 3 증폭기(MN3)와 제 4 증폭기(MN4)를 포함한다. 제 2 증폭 회로(320)는 제 3 증폭기(MN3)와 제 4 증폭기(MN4)가 직렬로 연결된다. 제 3 증폭기(MN3)는 제 3 입력단, 제 3 전류 인입단, 제 3 전류 인출단을 포함한다. 제 3 입력단은 제 2 캐패시터(C2)의 타단과 연결되며, 제 3 전류 인입단은 제 3 캐패시터(C3)의 타단과 연결되며, 제 3 전류 인출단은 접지와 연결된다. 제 4 증폭기(MN2)는 제 4 입력단, 제 4 전류 인입단, 제 4 전류 인출단을 포함한다. 제 4 입력단은 접지와 연결되며, 제 4 전류 인입단은 출력단과 연결되며, 제 4 전류 인출단은 제 3 캐패시터(C3)의 타단과 연결된다.
RC 피드백 회로(330)는 제 1 저항(R1)과 제 1 캐패시터(C1)를 포함한다. 제 1 저항(R1)과 제 1 캐패시터(C1)는 직렬로 연결된다. RC 피드백 회로(330)의 일단은 입력단(RF_IN) 및 제 1 증폭기(MN1)의 입력단에 연결된다. RC 피드백 회로(330)의 타단은 제 1 증폭기(MN1)와 제 2 증폭기(MN2)의 접점에 연결된다.
제 2 캐패시터(C2)는 일단이 제 1 증폭기(MN1)와 제 2 증폭기(MN2)의 접점에 연결되며, 타단이 제 3 증폭기(MN3)의 입력단에 연결된다. 제 3 캐패시터(C3)는 일단이 제 2 증폭기(MN2)의 입력단에 연결되며, 타단이 제 3 증폭기(MN3)와 제 4 증폭기(MN4)의 접점에 연결된다. 제 3 캐패시터(C3)에 의해 제 2 증폭 회로(320)의 출력 신호가 제 2 증폭기(MN2)의 입력단로 피드백된다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
108: 입력 포트 110: 신호 입력부
120: LNA 코어 122: 증폭부
130: 믹서

Claims (4)

  1. 제 1 증폭기(MN1)와 제 2 증폭기(MN2)를 포함하며, 상기 제 1 증폭기(MN1)와 상기 제 2 증폭기(MN2)가 직렬로 연결되는 제 1 증폭 회로;
    제 3 증폭기(MN3)와 제 4 증폭기(MN4)를 포함하며, 상기 제 3 증폭기(MN3)와 상기 제 4 증폭기(MN4)가 직렬로 연결하는 제 2 증폭 회로;
    직렬로 연결된 제 1 저항(R1)과 제 1 캐패시터(C1)를 포함하며, 일단이 입력단(RF_IN)에 연결되어, 타단이 상기 제 1 증폭기(MN1)와 상기 제 2 증폭기(MN2)의 접점에 연결되는 RC 피드백 회로; 및
    일단이 상기 제 1 증폭기(MN1)와 상기 제 2 증폭기(MN2)의 접점에 연결되며, 타단이 상기 제 3 증폭기(MN3)에 연결되는 제 2 캐패시터(C2)
    를 포함하며, 상기 제 1 증폭 회로는 멀티 밴드(Multi-Band) 중 특정 대역의 구동 신호를 인가받아 증폭한 증폭 신호를 출력하며, 상기 제 2 증폭 회로는 상기 증폭 신호를 인가받아 증폭한 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일단이 상기 제 2 증폭기(MN2)에 연결되며, 타단이 상기 제 3 증폭기(MN3)와 상기 제 4 증폭기(MN4)의 접점에 연결되는 제 3 캐패시터(C3)
    를 추가로 포함하며, 상기 출력 신호가 상기 제 2 증폭기(MN2)로 피드백되는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 증폭기(MN1)는 제 1 입력단, 제 1 전류 인입단, 제 1 전류 인출단을 포함하며, 상기 제 1 입력단은 상기 제 1 저항(R1)과 연결되며, 상기 제 1 전류 인입단은 상기 제 1 캐패시터(C1)와 연결되며, 상기 제 1 전류 인출단은 접지와 연결되며,
    상기 제 2 증폭기(MN2)는 제 2 입력단, 제 2 전류 인입단, 제 2 전류 인출단을 포함하며, 상기 제 2 입력단은 접지와 연결되며, 상기 제 2 전류 인입단은 출력단과 연결되며, 상기 제 2 전류 인출단은 상기 제 2 캐패시터(C2)의 일단과 연결되는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 증폭기(MN3)는 제 3 입력단, 제 3 전류 인입단, 제 3 전류 인출단을 포함하며, 상기 제 3 입력단은 상기 제 2 캐패시터(C2)의 타단과 연결되며, 상기 제 3 전류 인입단은 상기 제 3 캐패시터(C3)의 타단과 연결되며, 상기 제 3 전류 인출단은 접지와 연결되며,
    상기 제 4 증폭기(MN2)는 제 4 입력단, 제 4 전류 인입단, 제 4 전류 인출단을 포함하며, 상기 제 4 입력단은 접지와 연결되며, 상기 제 4 전류 인입단은 출력단과 연결되며, 상기 제 4 전류 인출단은 상기 제 3 캐패시터(C3)의 타단과 연결되는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭기.
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