KR20210046527A - 스위칭 트랜스포머 및 이를 포함하는 전자 시스템 - Google Patents

스위칭 트랜스포머 및 이를 포함하는 전자 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20210046527A
KR20210046527A KR1020200072600A KR20200072600A KR20210046527A KR 20210046527 A KR20210046527 A KR 20210046527A KR 1020200072600 A KR1020200072600 A KR 1020200072600A KR 20200072600 A KR20200072600 A KR 20200072600A KR 20210046527 A KR20210046527 A KR 20210046527A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
primary
input
switch
inductor
output terminal
Prior art date
Application number
KR1020200072600A
Other languages
English (en)
Inventor
정원준
강승훈
손기용
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to DE102020123684.0A priority Critical patent/DE102020123684A1/de
Priority to US17/060,743 priority patent/US11271610B2/en
Priority to CN202011091329.5A priority patent/CN112687456A/zh
Priority to TW109135711A priority patent/TW202123617A/zh
Publication of KR20210046527A publication Critical patent/KR20210046527A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
    • H03F1/565—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for using inductive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/193—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/72—Gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details 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
    • H04B1/005—Details 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 adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053—Details 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 adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details 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
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B1/0458—Arrangements for matching and coupling between power amplifier and antenna or between amplifying stages
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H04B5/26—Inductive coupling using coils
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/111—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a dual or triple band amplifier, e.g. 900 and 1800 MHz, e.g. switched or not switched, simultaneously or not
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/537—A transformer being used as coupling element between two amplifying stages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/541—Transformer coupled at the output of an amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/72—Indexing scheme relating to gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal
    • H03F2203/7209—Indexing scheme relating to gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal the gated amplifier being switched from a first band to a second band
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details 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
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 스위칭 트랜스포머는, 소스 신호를 증폭시킨 입력 신호를 출력하는 구동 증폭기(driving amplifier), 상기 입력 신호를 입력받는 1차 입출력 단자, 상기 1차 입출력 단자와 연결된 1차 인덕터, 스위칭 동작에 기반하여 상기 1차 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 1차 스위치, 및 상기 1차 입출력 단자 및 상기 1차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 1차 연결 도선을 포함하도록 구성되는 1차 회로 및 상기 1차 인덕터 및 상기 연결 도선과 전기적으로 상호 결합(mutual coupling)되는 2차 회로를 포함할 수 있다.

Description

스위칭 트랜스포머 및 이를 포함하는 전자 시스템{SWITCHING TRANSFORMERS AND ELECTRONIC SYSTEMS INCLUDING SAME}
본 개시의 기술적 사상은 스위칭 트랜스포머에 관한 것으로, 상세하게는 무선 통신을 수행하는 송신기 및/또는 수신기에 사용되는 스위칭 트랜스포머에 관한 것이다.
트랜스포머는 1차 권선과 2차 권선에 흐르는 교류 전류에 의해 유도되는 자속을 이용하여 1차 회로(primary circuit)와 2차 회로(secondary circuit)을 소정의 결합 계수(coupling coefficient)로 전자기적으로 결합시킬 수 있다.
무선 이동통신용 RFIC는 패키지 가격의 증가로 인해서 칩의 사이즈를 소형화시킬 필요성이 대두되고 있다. 또한, 무선 이동통신용 RFIC는 저전력으로 최적화된 출력을 내는 것이 중요하다. 최근 이동통신 방법은 3G 및 LTE에서 5G로 진화 하면서, 높은 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 가지는 신호 특성에서도 전력 효율을 높게 유지하기 위하여 RFIC 칩의 크기가 증가하고 있다.
무선 통신에 사용되는 RFIC는, 5G를 지원하기 위해서 트랜스포머를 포함할 수 있으며, 여러 주파수를 지원하기 위한 복수의 체인(즉, RF chain)들을 포함할 수 있다.
종래에는, RFIC에는 원하는 주파수의 범위를 가지기 위해서 출력단의 변압기의 커패시턴스를 조절하여서 원하는 대역폭을 얻을 수 있었다. 하지만 종래의 RFIC는 제한된 대역폭만 얻을 수 있는 단점이 존재하며, 변압기의 인덕턴스를 조절 할 수 없기 때문에 부하의 크기가 고정이 되어서 전력 효율이 저하된다.
대역폭을 넓히기 위해서는 트랜스포머에 포함된 인덕턴스 또는 커패시턴스를 줄여야하지만, 구조적으로 커패시턴스 및 구동 증폭기의 드레인(Drain)측에서 관측되는 기생 커패시턴스 값을 줄이는 것은 구조적인 한계가 있다.
인덕턴스를 줄이기 위해서는 트랜스포머의 인덕터들 사이에 스위치를 구비해야 하는데, 송신기는 출력 파워가 크고 선형성 특성이 중요하며, 공정이 작아짐에 따라 송신기를 구현하기 더 어려워져 기존 구조에는 인덕터들 사이에 스위치를 구비하기 어려웠다. 예컨대, 큰 출력 파워로 인하여 스위치의 신뢰성이 저하될 수 있었다. 또한, 송신기의 트랜스포머가 스위치를 구비하는 경우, 스위치로 인한 자속 손실이 발생할 수 있으며, 결합 계수를 감소시키는 문제가 있었다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 1차 회로 및 2차 회로의 결합 계수를 개선하기 위하여 인터 디짓 구조(inter-digit structure)의 연결 도선을 포함하는 스위칭 트랜스포머 및 이를 포함하는 전자 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 스위치의 신뢰성을 개선하기 위하여, 각각의 소스/드레인 단자를 통해 서로 직렬로 연결된 복수의 트랜지스터들로 구성된 스위치를 포함하는 스위칭 트랜스포머 및 이를 포함하는 전자 시스템을 제공하는데 있다.
한편, 본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 구동 증폭기(drive amplifier, DA)의 입력단 및 출력단에 각각 연결되는 회로를, 함께 임피던스 매칭하는 스위칭 트랜스포머 및 이를 포함하는 전자 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 스위칭 트랜스포머는, 소스 신호를 증폭시킨 입력 신호를 출력하는 구동 증폭기(driving amplifier), 상기 입력 신호를 입력받는 1차 입출력 단자, 상기 1차 입출력 단자와 연결된 1차 인덕터, 스위칭 동작에 기반하여 상기 1차 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 1차 스위치, 및 상기 1차 입출력 단자 및 상기 1차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 1차 연결 도선을 포함하도록 구성되는 1차 회로 및 상기 1차 인덕터 및 상기 연결 도선과 전기적으로 상호 결합(mutual coupling)되는 2차 회로를 포함할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 전자 시스템은, 주파수 변환 동작을 수행하고 소스 신호를 출력하는 믹서, 소스 신호를 증폭시킨 입력 신호를 출력하는 구동 증폭기, 입력 커패시터 및 입력 인덕터를 포함하며, 스위칭 동작에 기반하여 상기 입력 인버덕의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 입력 스위치를 포함하고, 상기 구동 증폭기의 입력단에 전기적으로 연결되는 구동 입력 회로, 상기 입력 신호를 입력받는 1차 입출력 단자, 1차 인덕터, 스위칭 동작에 기반하여 상기 1차 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 1차 스위치 및, 상기 1차 입출력 단자 및 상기 1차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 1차 연결 도선을 포함하도록 구성되는 1차 회로 및 상기 입력 스위치 및 상기 1차 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어 로직을 포함할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 전자 시스템은, 입력 신호를 입력받는 1차 입출력 단자, 상기 1차 입출력 단자와 연결된 1차 인덕터, 스위칭 동작에 기반하여 상기 1차 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 1차 스위치, 및 상기 1차 입출력 단자 및 상기 1차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 1차 연결 도선을 포함하도록 구성되는 1차 회로, 부하와 전기적으로 연결되는 2차 입출력 단자, 상기 1차 회로로부터 유도된 신호를 상기 2차 입출력 단자로 출력하도록 구성되는 2차 인덕터, 스위칭 동작에 기반하여 상기 2차 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 2차 스위치, 및 상기 2차 입출력 단자 및 상기 2차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 2차 연결 도선을 포함하며, 상기 1차 인덕터 및 상기 연결 도선과 전기적으로 상호 결합(mutual coupling)되는 2차 회로 및 상기 입력 신호의 주파수 및 상기 부하의 크기 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 1차 스위치 및 상기 2차 스위치 중 적어도 하나를 제어하는 제어 로직을 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따르면, 기존 두 개의 체인으로 동작시키는 구조를 하나로 합치게 됨으로써 RFIC 칩의 사이즈 측면에서 가장 큰 부분을 차지하는 트랜스포머의 사이즈를 줄일 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 스위칭 트랜스포머는, 인덕터 및 커패시터를 함께 조절함으로써 가변적인 부하의 값 및 대역폭을 가질 수 있고, 베이스밴드에서의 전류 소모를 감소 시킬 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 RFIC를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 스위칭 트랜스포머 모듈을 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 입력 스위치의 스위칭 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 스위칭 트랜스포머 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 스위칭 트랜스포머 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 1차 회로를 설명하기 위함이다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 스택 스위치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 2차 회로를 설명하기 위함이며, 도 9는 도 8에서 2차 연결 도선이 더 포함된 2차 회로를 설명하기 위함이다.
도 10 및 도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 1차 회로 및 2차 회로를 함께 설명하기 위함이다.
도 12a 내지 도 12d는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 1차 스위치 및 2차 스위칭 동작에 따른 1차 회로 및 2차 회로의 회로도이다.
도 13은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 통신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 RFIC를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전자 시스템(1000)은 스위칭 트랜스포머 모듈(1), 필터(2), 믹서(3), PLL(위상 고정 루프)(4) 및 부하(5)를 포함할 수 있다. 스위칭 트랜스포머 모듈(1)은 복수의 스위치들(SW0~SW2)을 포함할 수 있다. 예컨대, 전자 시스템(1000)은 RFIC일 수 있으며, 일 예로, 전자 시스템(1000)은 RFIC의 송신기에 포함될 수 있으며, 다른 예로, 전자 시스템(1000)은 RFIC의 수신기에 포함될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의상 전자 시스템(1000)은 송신기에 포함되는 것으로 예시한다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 스위칭 트랜스포머 모듈(1)은 수신된 신호에 기반하여 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 스위칭 트랜스포머 모듈(1)은 수신된 신호의 주파수에 기반하여 복수의 스위치들(SW0~SW2) 중 적어도 하나를 제어함으로써, 인덕턴스 및/또는 커패시턴스 값을 조절할 수 있다. 또한, 스위칭 트랜스포머 모듈(1)은 부하의 크기에 기반하여 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 스위칭 트랜스포머 모듈(1)은 부하의 임피던스 값에 기반하여 복수의 스위치들(SW0~SW2) 중 적어도 하나를 제어함으로써, 인덕턴스 및/또는 커패시턴스 값을 조절할 수 있다.
전자 시스템(1000)은 부하(5)로 신호를 전송하기 위해 필터(2)의 입력단으로부터 외부 신호(SX)를 수신할 수 있다. 예컨대, 필터(2)는 차동 입력 단자를 통해 제1 외부 신호(SX1) 및 제2 외부 신호(SX2)를 수신할 수 있다. 필터(2)는 외부 신호(SX)의 크기 및/또는 위상을 제어할 수 있도록 구성된 회로일 수 있으며 예컨대, 저역 통과 필터, 대역 통과 필터 및 고역 통과 필터 중 적어도 하나를 포함하도록 구성될 수 있다. 필터(2)는 외부 신호(SX)를 필터링한 필터 신호(filtered signal)(SF)를 출력할 수 있다. 필터(2)는 차동 출력 단자를 통해 제1 필터 신호(SF1) 및 제2 필터 신호(SF2)를 출력할 수 있다.
믹서(3)는 PLL(4)에서 출력된 기준 신호를 기반으로 필터 신호(SF)를 주파수 변환 동작을 수행하고, 주파수 변환 동작에 기반한 소스 신호(SS)를 출력할 수 있다. 예컨대, 믹서(3)는 필터 신호(SF)에 대해 상향 변환(up-conversion)을 수행할 수 있으며, 상향 변환은 PLL(4)에서 출력된 기준 신호의 주파수에 기초할 수 있다. 믹서(3)는 상향 변환된 신호인 제1 소스 신호(SS1) 및 제2 소스 신호(SS2)를 출력할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 스위칭 트랜스포머 모듈(1)은 소스 신호(SS)의 주파수에 기반하여, 입력 스위치(SW0)를 개방 또는 단락함으로써, 임피던스 값을 조절할 수 있다. 예컨대, 스위칭 트랜스포머 모듈(1)은 입력 임피던스를 소스 신호(SS)의 주파수를 이용하여 공진시킴으로써, 입력 임피던스 크기를 조절할 수 있다. 입력 임피던스는, 믹서(3)로부터 스위칭 트랜스포머 모듈(1)에 포함된 구동 증폭기를 바라볼 때 관측되는 임피던스를 포함할 수 있다. 이에 따라, 구동 증폭기가 증폭 동작(또는 드라이빙 동작)을 용이하게 할 수 있다. 이와 관련하여 도 2에서 후술하기로 한다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 스위칭 트랜스포머 모듈(1)은 소스 신호(SS)의 주파수에 기반하여, 1차 스위치(SW1) 및 2차 스위치(SW2) 중 적어도 하나를 개방 또는 단락함으로써, 1차 회로 및 2차 회로의 상호 인덕터(mutual inductor)를 조절할 수 있다. 예컨대, 스위칭 트랜스포머 모듈(1)은 1차 스위치(SW1)를 단락시킴으로써 1차 회로의 인덕턴스를 감소시킬 수 있으며, 1차 스위치(SW1)는 1차 회로에 포함된 복수의 인덕터들 중 적어도 하나에 병렬로 연결될 수 있다. 2차 스위치(SW2)도 전술한 바와 유사할 수 있다. 이와 관련하여 도 4에서 후술하기로 한다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 스위칭 트랜스포머 모듈을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 스위칭 트랜스포머 모듈(1)은 스위칭 트랜스포머 회로(10), 구동 증폭기(20) 및 구동 입력 회로(30)를 포함할 수 있다. 구동 입력 회로(30)는 복수의 입력 인덕터들(LI1~LI3), 입력 커패시터(CI) 및 입력 스위치(SW0)를 포함할 수 있다. 한편, 전자 시스템(1000)은 제어 로직(40)을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따르면, 구동 입력 회로(30)는 구동 증폭기(20)의 입력단에 병렬로 연결될 수 있으며, 구동 입력 회로(30)는 입력 커패시터(CI) 및 입력 스위치(SW0)를 제1 제어 명령(CTR1)에 기반하여 제어할 수 있다. 구동 입력 회로(30)는 제1 제어 명령(CTR1)에 포함된 전기적 신호에 기반하여 입력 커패시터(CI)의 커패시턴스 값을 조절할 수 있다. 한편, 입력 커패시터(CI)는 복수의 커패시터 소자들을 포함하는 커패시터 뱅크로 구현될 수 있다. 입력 스위치(SW0)는 복수의 입력 인덕터들(LI1~LI3) 중 적어도 하나와 병렬로 연결될 수 있으며, 예컨대, 제2 입력 인덕터(LI2)와 병렬로 연결될 수 있다. 입력 스위치(SW0)는 제1 제어 명령(CTR1)에 포함된 전기적 신호에 기반하여 개방 또는 단락될 수 있다. 다시 말해, 제어 로직(40)은, 입력 커패시터(CI)의 커패시턴스 값 및, 입력 스위치(SW0)의 개방 또는 단락을 지시하는 제1 제어 명령(CTR1)을 구동 입력 회로(30)로 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 소스 신호(SS)는 구동 증폭기(20)를 통하여 입력 신호(SI)로 증폭될 수 있다. 구동 입력 회로(30)는 입력 스위치(SW0)를 조절하여 복수의 입력 인덕터들(LI1 내지 LI3)의 등가 인덕턱스 값을 가변할 수 있고, 복수의 입력 인덕터들(LI1 내지 LI3)과 병렬로 연결된 입력 커패시터(CI)의 커패시턴스 값을 조절하여 구동 증폭기(20)가 바라보는 임피던스를 제어할 수 있다. 이에 따라, 스위칭 트랜스포머 회로(10)에서 적절한 부하 임피던스를 제공 받을 수 있고, 정해진 부하 임피던스에 따라서 구동 증폭기(20)의 유닛 셀이 켜져서 원하는 출력 전압을 생성할 수 있다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 입력 스위치의 스위칭 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2, 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)를 참조하면, 제어 로직(40)은 소스 신호(SS)의 주파수에 따라 입력 스위치(SW0)를 개방 또는 단락시킬 수 있으며, 입력 임피던스(ZIa, ZIb)의 크기를 조정할 수 있다.
제어 로직(40)은 서로 병렬로 연결된 입력 커패시터(CI) 및 복수의 입력 인덕터들(LI1~LI3)을 공진시킴으로써 구동 증폭기(20)의 전력 소모를 최소화할 수 있는 임피던스 값을 만들어 줄 수 있다. 만약, 복수의 입력 인덕터들(LI1 내지 LI3)가 없이, 입력 커패시터(CI)만 존재한다면 주파수가 높아짐에 따라서 구동 증폭기(20)을 향해 바라보는 임피던스 값이 작아질 수 있다. 상기 임피던스 값이 작아짐에 따라, 입력 전류의 크기는 증가하게 되고 전력 소모를 증가시킬 수 있다. 따라서, 복수의 입력 인덕터들(LI1~LI3)과 입력 커패시터(CI)간에 공진을 발생시켜 입력 임피던스 값을 증가시킴으로써 높은 주파수에서 입력 전류가 급격하게 증가하는 것을 방지하여 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 또한, 믹서(3) 및 구동 증폭기(20)에 병렬로 연결된 구동 입력 회로(30)의 임피던스 값이 증가함에 따라, 입력 임피던스(ZIa)의 크기는 증가할 수 있다. 증가된 입력 임피던스(ZIa)에 기반하여, 구동 증폭기(20)는 소스 신호(SS)를 효율적으로 드라이브함으로써 입력 신호(SI)를 출력할 수 있다.
도 2 및 도 3의 (a)를 참조하면, 제어 로직(40)은 소스 신호(SS)의 주파수가 기설정된 주파수보다 낮으면, 입력 스위치(SW0)를 개방시킴으로써 원하는 주파수에서 원하는 공진 임피던스를 가질 수 있게 조절된다. 예컨대, 소스 신호(SS)의 주파수는 무선 통신에 사용되는 UHB(Ultra High Band) 대역에 포함될 수 있으며, 3.3GHz 내지 4.6GHz의 대역에 포함된 주파수일 수 있다. 개방된 입력 스위치(SW0)에 응답하여, 직렬로 연결된 복수의 입력 인덕터들(LI1~LI3)에 의해 구동 입력 회로(30)의 인덕턴스의 합은 증가할 수 있다. 소스 신호(SS)의 주파수는, 구동 입력 회로(30)의 공진 주파수일 수 있다. 제어 로직(40)은 공진 주파수가 상대적으로 낮기 때문에 인덕터를 증가시킬 필요가 있으며, 공진 주파수는 아래와 같이 인덕턴스 및 커패시턴스와 반비례 관계를 갖기 때문이다.
Figure pat00001
상기 수학식 1의
Figure pat00002
는 공진 주파수(즉, 소스 신호(SS)의 주파수)이며, L은 인덕턴스(예컨대, 입력 인덕터들(LI1~LI3)의 인덕턴스 합)이고, C는 커패시턴스(즉, 입력 커패시터(CI)의 커패시턴스)일 수 있다. 즉, 인덕턱스를 증가시켜 구동 입력 회로(30)의 공진이 소스 신호(SS)의 주파수에서 발생할 수 있도록 제어할 수 있다. 상기 입력 스위치(SW0)를 제어함으로써 인덕턱스 값을 조정하는 것은 코어스 튜닝(coarse tuning)으로 지칭될 수 있다.
제어 로직(40)은, 입력 스위치(SW0)를 개방함으로써 구동 입력 회로(30)의 인덕턴스를 증가시킨 이후, 입력 커패시터(CI)의 커패시턴스를 조절할 수 있다. 예컨대, 구동 입력 회로(30)가 갖는 주파수 범위를 세밀하게 조절해주기 위해, 제어 로직(40)은 커패시턴스를 조정함으로써 파인 튜닝(fine tuning)을 수행할 수 있다. 즉, 제어 로직(40)은 입력 스위치(SW0)의 개방 또는 단락을 통해 인덕턴스를 큰 범위에서 조절하여 상기 코어스 튜닝을 수행하고, 입력 커패시터(CI)의 커패시턴스를 조절함으로써 작은 범위에서 조절하여 상기 파인 튜닝을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 코어스 튜닝은 큰 범위에서 인덕턴스를 제어함으로써 상기 공진 주파수를 다른 밴드의 주파수로 이동하는 것을 위한 것이며, 상기 파인 튜닝은 상기 다른 밴드의 주파수로 이동한 이후에,상기 공진 주파수를 상기 밴드 내에서 원하는 주파수로 이동하기 위한 것일 수 있다. 등가 인덕턴스를 미세하게 조절하기 위해서는 직렬로 연결된 복수의 입력 인덕터들(LI1 내지 LI3)에 스위치가 많이 붙어야 수행할 수 있으나, 이는 전력소모의 증가를 가져오게 되므로 인덕턴스를 조정하는 코어스 튜닝으로 큰 주파수 범위를 먼저 조절한 후에 가변 캐패시턴스로 미세한 주파수 범위에 접근하기 위한 파인 튜닝을 수행할 수 있다.
도 2 및 도 3의 (b)를 참조하면, 제어 로직(40)은 소스 신호(SS)의 주파수가 기설정된 주파수보다 같거나 높으면, 입력 스위치(SW0)를 단락시킬 수 있다. 예컨대, 소스 신호(SS)의 주파수는 무선 통신에 사용되는 eLAA(enhanced License Assisted Access) 대역에 포함될 수 있으며, 4.4GHz 내지 6GHz의 대역에 포함된 주파수일 수 있다. 단락된 입력 스위치(SW0)에 응답하여, 제2 입력 인덕터(LI2)로 전류 경로가 생성되지 않으며, 구동 입력 회로(30)의 인덕턴스의 합은 감소할 수 있다. 제어 로직(40)은 공진 주파수가 상대적으로 높기 때문에 인덕터를 감소시킬 수 있다.
제어 로직(40)은, 입력 스위치(SW0)를 단락함으로써 구동 입력 회로(30)의 인덕턴스를 감소시킨 이후, 입력 커패시터(CI)의 커패시턴스를 조절할 수 있다. 예컨대, 구동 입력 회로(30)가 갖는 주파수 범위를 세밀하게 조절해주기 위해, 제어 로직(40)은 커패시턴스를 조정함으로써 파인 튜닝(fine tuning)을 수행할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제어 로직(40)은 소스 신호(SS)의 주파수에 따라 입력 임피던스(ZI)를 최적화시키기 위하여 구동 입력 회로(30)의 입력 스위치(SW0)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 소스 신호(SS)의 다양한 주파수 값을 구동 증폭기(20)가 커버할 수 있다. 구동 증폭기(20)는 소스 신호(SS)를 증폭시키고 입력 신호(SI)를 출력할 수 있으며, 스위칭 트랜스포머 회로(10)는 제2 제어 신호(CTR2)에 기반하여 전압 변환을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제어 로직(40)은 룩업 테이블(look-up table, LUT)을 더 포함할 수 있다. 상기 LUT는 입력된 신호(예를 들어, 소스 신호(SS))의 주파수 대역마다 미리 결정된 제어 신호(CTR1, CTR2)의 값을 저장하는 매핑 테이블을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 소스 신호(SS)의 주파수가 3.7GHz 대역의 n77 밴드에 상응하는 경우, 제어 로직(40)은 n77 밴드에 매핑된 제어 신호를 출력할 수 있다. 다른 예를 들어, 소스 신호(SS)의 주파수가 4.7GHz 대역의 n79 밴드에 상응하는 경우, 제어 로직(40)는 n79 밴드에 매핑된 제어 신호를 출력할 수 있다. 이 때, 주파수가 n77 밴드일 때 출력되는 제어 신호는 주파수가 n79 밴드일 때보다 상대적으로 낮은 주파수에서 공진을 발생시켜야 하기 때문에, 공진 입력 회로(30)의 입력 스위치(SW0)를 개방할 것을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 스위칭 트랜스포머 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 스위칭 트랜스포머 회로(10)는 결합계수 k에 기반하여 전기적으로 상호 결합된 1차 회로(110) 및 2차 회로(120)를 포함할 수 있으며, 1차 회로(110)는 1차 스위치(SW1)를 포함할 수 있고, 2차 회로(120)는 2차 스위치(SW2)를 포함할 수 있다.
구동 증폭기(20)는 입력 신호(SI)를 1차 회로(110)에 제공할 수 있다. 1차 회로(110)는 입력 신호(SI)에 기반하여 자속을 유도시킬 수 있으며, 2차 회로(120)는 유도된 자속에 기반하여 출력 신호(SO)를 출력할 수 있다. 이 경우, 제어 로직(40)은 제2 제어 신호(CTR2)를 제공함으로써, 1차 회로(110) 및 2차 회로(120) 각각의 인덕턴스를 조절하는 1차 스위치(SW1) 및 2차 스위치(SW2)를 단락 또는 개방시킬 수 있다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 스위칭 트랜스포머 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 5를 참조하면, 1차 회로(110)는 1차 입출력 단자(IT), 1차 커패시터(CP), 복수의 1차 인덕터들(LP1a, LP1b, LP2) 및 1차 스위치(SW1)를 포함할 수 있으며, 2차 회로(120)는 2차 입출력 단자(OT), 복수의 2차 인덕터들(LS1a, LS1b, LS2) 및 2차 스위치(SW2)를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 1차 회로(110)는 1차 입출력 단자(IT)를 포함할 수 있으며, 1차 입출력 단자(IT)는 차동 입력 단자들(IT1, IT2)을 포함할 수 있다. 입력 신호(SI)는 제1 입력 신호(SI1) 및 제2 입력 신호(SI2)를 포함할 수 있고, 차동 입력 단자들(IT1, IT2)을 통해 1차 회로(110)는 제1 입력 신호(SI1) 및 제2 입력 신호(SI2)를 수신할 수 있다. 제1 입력 신호(SI1) 및 제2 입력 신호(SI2)는 각각 구동 증폭기(20)에서 증폭된 I 신호(In-phase Signal) 및 Q 신호(Quadrature-phase signal)에 대응될 수 있다. 한편, 2차 회로(120)는 2차 입출력 단자(OT)를 포함할 수 있으며, 2차 입출력 단자(OT)는 단일 출력 단자일 수 있다. 출력 신호(SO)는 싱글 엔드 신호(single-ended signal)일 수 있고, 2차 회로(120)는 2차 입출력 단자(OT)를 통해 출력 신호(SO)를 부하(5)로 출력할 수 있다.
1차 커패시터(CP)는 1차 입출력 단자(IT)에 병렬로 연결될 수 있다. 예컨대, 1차 커패시터(CP)는 제1 1차 입출력 단자(IT1) 및 제2 1차 입출력 단자(IT2)에 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 1차 커패시터(CP)는 1차 인덕터(LP)에 병렬로 연결될 수도 있다. 1차 커패시터(CP)는 후술할 1차 스위치(SW1) 및/또는 2차 스위치(SW2)의 스위칭 동작에 따른 인덕턴스 조정과 함께, 입력 신호(SI)의 주파수에 따라 커패시턴스가 조절되는 가변 커패시터일 수 있다. 예컨대, 제어 로직(40)은 제2 제어 신호(CTR2)에 기반하여 1차 커패시터(CP)의 커패시턴스 값을 조절할 수 있다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 1차 회로를 설명하기 위함이다.
도 5, 도 6의 (a) 및 (b)을 참조하면, 1차 인덕터(LP)는 제1 1차 인덕터(LP1) 및 제2 1차 인덕터(LP2)를 포함할 수 있으며, 1차 회로(110)는 1차 연결 도선(LP3)을 포함할 수 있다. 2차 인덕터(LS)는 제1 2차 인덕터(LS1) 및 제2 2차 인덕터(LS2)를 포함할 수 있으며, 2차 회로(120)는 2차 연결 도선(LS3)을 포함할 수 있다.
도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, 1차 인덕터(LP)는 1차 입출력 단자(IT)와 연결될 수 있으며, 1차 입출력 단자(IT)는 차동 단자인 제1 1차 입출력 단자(IT1) 및 제2 1차 입출력 단자(IT2)를 통해 입력 신호(SI)를 수신할 수 있다. 구체적으로, 1차 인덕터(LP)의 양단은 제1 1차 입출력 단자(IT1) 및 제2 1차 입출력 단자(IT2)와 전기적으로 연결될 수 있다.
1차 연결 도선(LP3)은 제1 1차 연결 도선(LP3a) 및 제2 1차 연결 도선(LP3b)을 포함할 수 있다. 제1 1차 연결 도선(LP3a)은 제1 1차 입출력 단자(IT1) 및 1차 스위치(SW1)의 일단과 제1 노드(N1)를 통해 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 1차 연결 도선(LP3b)은 제2 1차 입출력 단자(IT2) 및 1차 스위치(SW1)의 타단과 제2 노드(N2)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
1차 연결 도선(LP3)은 제1 1차 인덕터(LP1)에 대해 인터 디짓(inter-digit) 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 1차 연결 도선(LP3)은 제1 1차 인덕터(LP1)의 일측에 평행하게 연장되도록 형성됨으로써, 1차 연결 도선(LP3)은 제1 1차 인덕터(LP1)의 자속을 보강하는 방향으로 자속을 생성할 수 있다. 이로써, 1차 연결 도선(LP3)이 존재하지 않을 때 보다, 1차 회로(110) 및 2차 회로(120) 간의 결합 계수를 증가시킬 수 있다.
1차 연결 도선(LP3)의 인덕턴스 값은 1차 인덕터(LP)의 인덕턴스 값과 실질적으로 동일할 수 있다. 다시 말해, 1차 연결 도선(LP3)의 인덕턴스 값은 제1 1차 인덕터(LP1) 및 제2 1차 인덕터(LP2) 각각의 인덕턴스 값을 합친 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 한편, 1차 연결 도선(LP3)의 폭은, 1차 인덕터(LP)의 폭보다 얇을 수 있다. 예컨대, 제1 1차 인덕터(LP1) 및 제2 1차 인덕터(LP2)의 폭은 실질적으로 동일할 수 있으며, 1차 연결 도선(LP3)의 폭은 제1 1차 인덕터(LP1) 및 제2 1차 인덕터(LP2) 각각의 폭보다 얇을 수 있다. 전술한 바에 따른 1차 연결 도선(LP3)의 인덕턴스 값 및 폭에 의해 결합 계수가 증가함을 반복적인 실험을 통해 관측할 수 있었다.
1차 연결 도선(LP3) 및 1차 인덕터(LP)는 제1 반도체 레이어상에 형성될 수 있으며, 1차 스위치(SW1)는 제1 반도체 레이어에 적층된 제2 반도체 레이어상에 형성될 수 있다. 이에 제한되지 않으며, 제1 반도체 레이어는 제2 반도체 레이어에 적층될 수도 있다. 예컨대, 1차 연결 도선(LP3) 및 1차 인덕터(LP)가 형성되는 제1 기판과 1차 스위치(SW1)가 형성되는 제2 기판은 서로 다른 층에 위치할 수 있다. 이로써, 1차 회로(110)의 부피를 감소시킬 수 있으며, 스위칭 트랜스포머 회로(10)의 집적도를 향상시킬 수 있다. 또한, 1차 연결 도선(LP3) 및 1차 인덕터(LP)는 비아 홀(via hole)을 채우는 도전성 비아 구조에 의해 서로 다른 레이어 상에 위치한 1차 스위치(SW1)와 연결될 수 있다. 비아 홀 및 도전성 비아 구조의 특정한 구조, 물질 및 전기적 특성에 본 개시의 기술적 사상이 제한되지는 않는다.
1차 스위치(SW1)는 입력 신호(SS)의 주파수에 기반하여 스위칭 동작(단락 또는 개방)을 수행할 수 있다. 1차 스위치(SW1)는 1차 인덕터(LP)의 일부와 연결됨으로써, 스위칭 동작에 기반하여 1차 인덕터(LP)의 인덕턴스의 합을 조절할 수 있다. 제어 로직(40)은 저장부에 저장된 입력 신호(SI)의 주파수에 관한 정보를 수신할 수 있으며, 다른 예로, 제어 로직(40)은 입력 신호(SI)의 주파수를 측정하고, 측정된 주파수에 관한 정보를 수신할 수 있다. 제어 로직(40)은 주파수에 관한 정보에 기반하여 제2 제어 신호(CTR2)를 1차 스위치(SW1)에 전송함으로써, 1차 스위치(SW1)를 단락 또는 개방할 수 있다.
도 6의 (a)를 참조하면, 제어 로직(40)은 입력 신호(SI)의 주파수가 기설정된 주파수보다 낮은 경우, 1차 스위치(SW1)를 개방할 수 있다. 개방된 1차 스위치(SW1)에 기반하여 1차 인덕터(LP)의 인덕턴스 값은 증가할 수 있다. 예컨대, 1차 스위치(SW1)가 개방됨에 따라, 유도 전류는 제1 1차 인덕터(LP1), 제2 1차 인덕터(LP2) 및 1차 연결 도선(LP3)에 흐를 수 있으며, 1차 스위치(SW1)에는 전류가 흐르지 않을 수 있다. 증가된 1차 인덕터(LP)의 인덕턴스 값에 기반하여, 상대적으로 낮은 입력 신호(SI)의 주파수에 따라 1차 회로(110)는 공진을 일으킬 수 있다. 다시 말해, 1차 커패시터(CP) 및 1차 인덕터(LP)는 입력 신호(SI)의 상대적으로 낮은 주파수에 의해 공진을 일으킬 수 있다. 한편, 1차 스위치(SW1)가 개방된 이후, 1차 회로(110)를 안정적인 공진 상태로 만들기 위해, 제어 로직(40)은 1차 커패시터(CP)의 커패시턴스 값을 조절할 수 있다. 다시 말해, 제어 로직(40)은 1차 커패시터(CP)를 이용해 파인 튜닝을 수행할 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 입력 신호(SI)의 주파수가 기설정된 주파수보다 같거나 높은 경우, 1차 스위치(SW1)를 단락할 수 있다. 단락된 1차 스위치(SW1)에 기반하여 1차 권선의 인덕턴스 값은 감소할 수 있다. 예컨대, 1차 스위치(SW1)가 단락됨에 따라, 유도 전류는 제1 1차 인덕터(LP1), 1차 스위치(SW1) 및 1차 연결 도선(LP3)에 흐를 수 있으며, 제2 1차 인덕터(LP2)에는 전류가 흐르지 않을 수 있다. 감소된 1차 인덕터(LP)의 인덕턴스 값에 기반하여, 상대적으로 높은 입력 신호(SI)의 주파수에 따라 1차 회로(110)는 공진을 일으킬 수 있다. 다시 말해, 1차 커패시터(CP) 및 1차 인덕터(LP)는 입력 신호(SI)의 상대적으로 높은 주파수에 의해 공진을 일으킬 수 있다. 한편, 1차 스위치(SW1)가 단락된 이후, 1차 회로(110)를 안정적인 공진 상태로 만들기 위해, 제어 로직(40)은 1차 커패시터(CP)의 커패시턴스 값을 조절할 수 있다.
도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, 1차 스위치(SW1)는 1차 인덕터(LP)의 일부에 병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 1차 스위치(SW1)는, 1차 인덕터(LP)의 일부 영역 및 1차 인덕터(LP)의 다른 일부 영역을 선택적으로 연결하기 위한, 1차 스위치(SW1)의 양단에 각각 스위치 입출력 단자들을 포함할 수 있다. 일 예로, 1차 스위치(SW1)는 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)를 통해 1차 연결 도선(LP3)과 연결될 수 있으며, 1차 스위치(SW1)는 제3 노드(N3) 및 제4 노드(N4)를 통해 제1 1차 권선(LP1) 및 제2 1차 권선(LP2)과 연결될 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이 복수의 노드들(N1~N4)은 비아 홀을 통해 형성되는 도전성 비아 구조에 의해 형성된 전기적인 노드일 수 있다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 스택 스위치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 7을 참조하면, 스택 스위치(SWS)는 복수의 트랜지스터들(TR1~TR3) 및 복수의 저항들(RG, RS, RB)을 포함할 수 있다. 전술한 도면들과 함께 설명한 입력 스위치(SW0), 1차 스위치(SW1) 및 2차 스위치(SW2) 중 적어도 하나는 스택 스위치(SWS)로 구현될 수 있다. 예컨대, 1차 스위치(SW1) 및 2차 스위치(SW2)는 송신기의 큰 파워(예컨대, 구동 증폭기(20)가 출력하는 큰 파워)에 신뢰성을 가져야 할 필요가 있기 때문에, 1차 스위치(SW1) 및 2차 스위치(SW2)는 스택 스위치(SWS)로 구현될 수 있다.
복수의 트랜지스터들(TR1~TR3) 각각은 인에이블 신호(EN)가 게이트 단자로 인가될 수 있으며, 구동 전압(VDD)이 바디 단자로 인가될 수 있다. 인에이블 신호(EN) 및 구동 전압(VDD)에 응답하여 복수의 트랜지스터들(TR1~TR3)은 개방되거나 단락될 수 있다. 인에이블 신호(EN)는 전술한 제1 제어 신호(CTR1) 및 제2 제어 신호(CTR2) 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
복수의 트랜지스터들(TR1~TR3) 각각은 소스/드레인 단자를 통해 서로 직렬로 연결될 수 있다. 예컨대, 3개의 트랜지스터들(TR1~TR3)은 서로 직렬로 연결되는 경우, 스택 스위치(SWS)는 3-스택 스위치(3-stack switch)로 칭할 수 있다. 예컨대, 제1 트랜지스터(TR1)의 소스 단자는 제2 트랜지스터(TR2)의 드레인 단자와 연결될 수 있으며, 제2 트랜지스터(TR2)의 소스 단자는 제3 트랜지스터(TR3)의 드레인 단자와 연결될 수 있다. 한편, 제1 트랜지스터(TR1)의 드레인 단자는 스택 스위치(SWS)의 일 단(T1)과 연결될 수 있으며, 제3 트랜지스터(TR3)의 소스 단자는 스택 스위치(SWS)의 타 단(T2)과 연결될 수 있다. 복수의 단자들(T1, T2)은 각각 1차 인덕터(LP)의 일부에 연결될 수 있으며, 2차 인덕터(LS)의 일부에 연결될 수 있고, 제2 입력 인덕터(LI2)와 병렬로 연결될 수도 있다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 2차 회로를 설명하기 위함이며, 도 9는 도 8에서 2차 연결 도선이 더 포함된 2차 회로를 설명하기 위함이다.
도 8을 참조하면, 2차 회로(120)는 2차 입출력 단자(OT)와 연결된 2차 인덕터(LS)를 포함할 수 있다. 2차 스위치(SW2)는 제2 제어 신호(CTR2)에 기반하여 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 2차 스위치(SW2)는 2차 권선의 적어도 일부와 연결됨으로써, 스위칭 동작에 기반하여 2차 권선의 인덕턴스를 조절할 수 있다. 2차 인덕터(LS)는 1차 인덕터(LP)로부터 유도된 유도 신호를 제2 입출력 단자(OT)로 출력할 수 있다. 예컨대, 2차 인덕터(LS)의 일단은 제2 입출력 단자(OT)와 연결될 수 있으며, 2차 인덕터(LS)의 타단은 접지 단자(GND)와 연결될 수 있다.
도 9를 참조하면, 2차 회로(120)는 2차 연결 도선(LS3)을 더 포함할 수 있으며, 2차 연결 도선(LS3)은 제1 2차 연결 도선(LS3a) 및 제2 2차 연결 도선(LS3b)을 포함할 수 있다. 2차 연결 도선(LS3)은 제1 2차 인덕터(LS1)의 일측에 평행하게 연장되도록 구성될 수 있으며, 제1 2차 인덕터(LS1)의 자속을 보강하는 방향으로 자속을 생성할 수 있다. 한편, 제1 2차 연결 도선(LS3a)은 제2 입출력 단자(OT) 및 2차 스위치(SW2)의 일 단과 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 2차 연결 도선(LS3b)은 접지 단자(GND) 및 2차 스위치(SW2)의 타 단과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4, 도 8 및 도 9를 참조하면, 2차 회로(120)는 2차 인덕터(LS)는 2차 스위치(SW2)의 스위칭 동작에 기반하여 인덕턴스가 조절될 수 있다. 제어 로직(40)은 제2 제어 신호(CTR2)를 2차 회로(120)에 전송함으로써 2차 인덕터(LS)의 인덕턴스를 조절할 수 있다. 제어 로직(40)은 부하(5)의 임피던스 크기가 기설정된 값보다 작은 경우, 2차 스위치(SW2)를 개방할 수 있으며, 부하(5)의 임피던스 크기가 기설정된 값보다 같거나 큰 경우, 2차 스위치(SW2)를 개방할 수 있다.
2차 스위치(SW2)는 2차 인덕터(LS)의 일부에 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 개방된 2차 스위치(SW2)에 기반하여 2차 인덕터(LS)의 인덕턴스 값은 증가할 수 있다. 예컨대, 도 8의 (a)를 참조하면, 제1 2차 권선(LS1) 및 제2 2차 권선(LS2) 모두에 유도 전류가 흐를 수 있으며, 도 9의 (a)를 참조하면, 제1 2차 권선(LS1), 제2 2차 권선(LS2) 및 2차 연결 도선(LS3) 모두에 유도 전류가 흐를 수 있다. 한편, 단락된 2차 스위치(SW2)에 기반하여 2차 인덕터(LS)의 인덕턴스 값은 감소할 수 있다. 예컨대, 도 8의 (b)를 참조하면, 제1 2차 권선(LS1)에는 유도 전류가 흐를 수 있으며, 제2 2차 권선(LS2)에는 유도 전류가 흐르지 않을 수 있다. 도 9의 (a)를 참조하면, 제1 2차 권선(LS1) 및 2차 연결 도선(LS3)에는 유도 전류가 흐르지만, 제2 2차 권선(LS2)에는 유도 전류가 흐르지 않을 수 있다.
제어 로직(40)은 저장부에 저장된 부하(5)의 임피던스 크기에 관한 정보를 수신할 수 있으며, 다른 예로, 제어 로직(40)은 부하(5)의 임피던스 크기를 측정한 신호를 수신함으로써, 부하(5)의 임피던스 크기를 감지할 수 있다. 한편, 2차 회로(120)의 구체적인 구조와 특성은 1차 회로(110)에서 전술한 바와 동일 또는 유사하므로 생략하기로 한다.
도 10 및 도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 1차 회로 및 2차 회로를 함께 설명하기 위함이다.
도 10의 (a) 및 (b)를 참조하면, 스위칭 트랜스포머 회로(10)는 도 6에서 전술한 1차 인덕터(LP) 및 1차 연결 도선(L3)을 포함할 수 있으며, 도 7에서 전술한 2차 인덕터(LS)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 스위칭 트랜스포머 회로(10)는 1차 인덕터(LP), 1차 연결 도선(L3) 및 2차 인덕터(LS)가 서로 동일한 반도체 레이어 상에 형성될 수 있다.
도 11의 (a) 및 (b)를 참조하면, 스위칭 트랜스포머 회로(10)는 1차 인덕터(LP)를 포함할 수 있으며, 도 7에서 전술한 2차 인덕터(LS)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 스위칭 트랜스포머 회로(10)는 1차 인덕터(LP) 및 2차 인덕터(LS)가 서로 동일한 반도체 레이어 상에 형성될 수 있다.
도 10의 (a) 및 도 11의 (a)를 참조하면, 입력 신호(SI)의 주파수가 기설정된 주파수보다 낮은 경우, 1차 스위치(SW1)는 개방될 수 있으며, 1차 회로(110)의 인덕턴스는 증가할 수 있다. 또한, 부하(5)의 크기가 기설정된 크기보다 작은 경우, 2차 스위치(SW2)는 개방될 수 있으며, 2차 회로(120)의 인덕턴스는 증가할 수 있다. 도 10의 (a)를 참조하면, 스위칭 트랜스포머(10)는 1차 연결 도선(LP3)의 자속 보강으로 인해 1차 인덕터(LP) 및 2차 인덕터(LS) 간의 결합 계수(예컨대, 0.64)가 증가할 수 있다. 도 11의 (a)를 참조하면, 스위칭 트랜스포머(10)는 1차 연결 도선(LP3)의 부재로 인해 결합 계수(예컨대, 0.63)가 감소할 수 있다.
도 10의 (b) 및 도 11의 (b)를 참조하면, 입력 신호(SI)의 주파수가 기설정된 주파수보다 높은 경우, 1차 스위치(SW1)는 단락될 수 있으며, 1차 회로(110)의 인덕턴스는 감소할 수 있다. 또한, 부하(5)의 크기가 기설정된 크기보다 같거나 큰 경우, 2차 스위치(SW2)는 단락될 수 있으며, 2차 회로(120)의 인덕턴스는 감소할 수 있다.도 10의 (b)를 참조하면, 스위칭 트랜스포머(10)는 1차 연결 도선(LP3)의 자속 보강으로 인해 1차 인덕터(LP) 및 2차 인덕터(LS) 간의 결합 계수(예컨대, 0.65)가 증가할 수 있다. 도 11의 (b)를 참조하면, 스위칭 트랜스포머(10)는 1차 연결 도선(LP3)의 부재로 인해 결합 계수(예컨대, 0.53)가 감소할 수 있다.
도 12a 내지 도 12d는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 1차 스위치 및 2차 스위칭 동작에 따른 1차 회로 및 2차 회로의 회로도이다.
도 12a를 참조하면, 입력 신호(SI)의 주파수가 기설정된 주파수보다 낮을 수 있으며, 1차 스위치(SW1)는 개방될 수 있다. 또한, 부하(5)의 크기가 기설정된 값보다 작은 경우, 2차 스위치(SW2)는 개방될 수 있다. 개방된 1차 스위치(SW1)에 응답하여, 1차 스위치(SW1)에는 전류가 흐르지 않으며, 제2 1차 인덕터(LP2)에는 전류가 흐를 수 있다. 또한, 1차 회로(110)의 인덕턴스 값은, 제1 1차 인덕터(LP1), 제2 1차 인덕터(LP2) 및 1차 연결 도선(LP3)에 기반하여 상대적으로 클 수 있다. 또한, 개방된 2차 스위치(SW2)에 응답하여, 2차 스위치(SW2)에는 전류가 흐르지 않으며, 제2 2차 인덕터(LS2)에는 전류가 흐를 수 있다. 또한, 2차 회로(120)의 인덕턴스 값은, 제1 2차 인덕터(LS1), 제2 2차 인덕터(LS2) 및 2차 연결 도선(LS3)에 기반하여 상대적으로 클 수 있다.
도 12b를 참조하면, 입력 신호(SI)의 주파수가 기설정된 주파수보다 낮을 수 있으며, 1차 스위치(SW1)는 개방될 수 있다. 전술한 바와 같이, 1차 회로(110)의 인덕턴스 값은 상대적으로 클 수 있다. 또한, 부하(5)의 크기가 기설정된 값보다 같거나 큰 경우, 2차 스위치(SW2)는 단락될 수 있다. 단락된 2차 스위치(SW2)에 응답하여, 2차 스위치(SW2)에는 전류가 흐르며, 제2 2차 인덕터(LS2)에는 전류가 흐르지 않을 수 있다. 또한, 2차 회로(120)의 인덕턴스 값은, 제1 2차 인덕터(LS1) 및 2차 연결 도선(LS3)에 기반하여 상대적으로 작을 수 있다.
도 12c를 참조하면, 입력 신호(SI)의 주파수가 기설정된 주파수보다 높을 수 있으며, 1차 스위치(SW1)는 단락될 수 있다. 단락된 1차 스위치(SW1)에 응답하여, 1차 스위치(SW1)에는 전류가 흐르며, 제2 1차 인덕터(LP2)에는 전류가 흐르지 않을 수 있다. 또한, 1차 회로(110)의 인덕턴스 값은, 제1 1차 인덕터(LP1) 및 1차 연결 도선(LP3)에 기반하여 상대적으로 작을 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 부하(5)의 크기가 기설정된 값보다 작은 경우, 2차 스위치(SW2)는 개방될 수 있으며, 2차 회로(120)의 인덕턴스 값은, 제1 2차 인덕터(LS1), 제2 2차 인덕터(LS2) 및 2차 연결 도선(LS3)에 기반하여 상대적으로 클 수 있다.
도 12d를 참조하면, 입력 신호(SI)의 주파수가 기설정된 주파수보다 높을 수 있으며, 부하(5)의 크기가 기설정된 값보다 클 수 있다. 이 경우, 1차 스위치(SW1) 및 2차 스위치(SW2)가 각각 단락됨에 응답하여, 1차 회로(110) 및 2차 회로(120 각각의 인덕턴스는 상대적으로 작을 수 있다.
도 13은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 통신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 13을 참조하면, 통신 장치(600)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)(610), ASIP(Application Specific Instruction set Processor)(630), 메모리(650), 메인 프로세서(670) 및 메인 메모리(690)를 포함할 수 있다. ASIC(610), ASIP(630) 및 메인 프로세서(670) 중 2개 이상은 상호 통신할 수 있다. 또한, ASIC(610), ASIP(630), 메모리(650), 메인 프로세서(670) 및 메인 메모리(690) 중 적어도 2개 이상은 하나의 칩에 내장될 수 있다.
ASIP(630)은 특정한 용도를 위하여 커스텀화된 집적 회로로서, 특정 어플리케이션을 위한 전용의 명령어 세트(instruction set)를 지원할 수 있고, 명령어 세트에 포함된 명령어를 실행할 수 있다. 메모리(650)는 ASIP(630)와 통신할 수 있고, 비일시적인 저장장치로서 ASIP(630)에 의해서 실행되는 복수의 명령어들을 저장할 수도 있다. 예를 들면, 메모리(650)는, 비제한적인 예시로서 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 테이프, 자기디스크, 광학디스크, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및 이들의 조합과 같이, ASIP(630)에 의해서 접근가능한 임의의 유형의 메모리를 포함할 수 있다.
메인 프로세서(670)는 복수의 명령어들을 실행함으로써 통신 장치(600)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 메인 프로세서(670)는 ASIC(610) 및 ASIP(630)를 제어할 수도 있고, 무선 통신 네트워크를 통해서 수신된 데이터를 처리하거나 통신 장치(600)에 대한 사용자의 입력을 처리할 수도 있다. 메인 메모리(690)는 메인 프로세서(670)와 통신할 수 있고, 비일시적인 저장장치로서 메인 프로세서(670)에 의해서 실행되는 복수의 명령어들을 저장할 수도 있다. 예를 들면, 메인 메모리(690)는, 비제한적인 예시로서 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 테이프, 자기디스크, 광학디스크, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및 이들의 조합과 같이, 메인 프로세서(970)에 의해서 접근가능한 임의의 유형의 메모리를 포함할 수 있다.
스위칭 트랜스포머 모듈(1), 스위칭 트랜스포머 회로(10), 구동 입력 회로(30) 및 전자 시스템(1000) 중 적어도 하나는 도 13의 통신 장치(600)의 전부 또는 일부 구성에 포함될 수 있다. 예컨대, 스위칭 트랜스포머 회로(10) 및/또는 구동 입력 회로(30)는 입력 신호를 변압시킨 출력 신호를 필요로 하는 구성에 포함될 수 있다. 또한, 스위칭 트랜스포머 회로(10) 및/또는 구동 입력 회로(30)는 입력 신호의 주파수에 따라 제어된 변압비가 필요로 하는 구성에 포함될 수 있다. 한편, 스위칭 트랜스포머 회로(10) 및/또는 구동 입력 회로(30)의 동작 방법은, 도 13의 통신 장치(600)에 포함된 구성요소들 중 적어도 하나에 의해서 수행될 수 있다. 예컨대, 도 1의 제어 로직(40)의 동작은 메모리(650)에 저장된 복수의 명령어들로서 구현될 수 있고, ASIP(630)는 메모리(650)에 저장된 복수의 명령어들을 실행함으로써 스위칭 트랜스포머 회로(10) 및/또는 구동 입력 회로(30)의 동작 방법의 단계들 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위칭 트랜스포머 회로(10) 및/또는 구동 입력 회로(30)의 동작 방법의 단계들 중 적어도 하나는 논리 합성 등을 통해서 설계된 하드웨어 블록에 의해 수행될 수 있고, 그러한 하드웨어 블록이 ASIC(610)에 포함될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 스위칭 트랜스포머 회로(10) 및/또는 구동 입력 회로(30)의 동작 방법의 단계들 중 적어도 하나는, 메인 메모리(690)에 저장된 복수의 명령어들로서 구현될 수 있고, 메인 프로세서(670)가 메인 메모리(690)에 저장된 복수의 명령어들을 실행함으로써 스위칭 트랜스포머 회로(10) 및/또는 구동 입력 회로(30)의 동작 방법의 단계들 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 소스 신호를 증폭시킨 입력 신호를 출력하는 구동 증폭기(driving amplifier);
    상기 입력 신호를 입력받는 1차 입출력 단자, 상기 1차 입출력 단자와 연결된 1차 인덕터, 스위칭 동작에 기반하여 상기 1차 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 1차 스위치, 및 상기 1차 입출력 단자 및 상기 1차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 1차 연결 도선을 포함하도록 구성되는 1차 회로; 및
    상기 1차 인덕터 및 상기 연결 도선과 전기적으로 상호 결합(mutual coupling)되는 2차 회로를 포함하는 스위칭 트랜스포머.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력 신호의 주파수가 기설정된 주파수보다 낮으면 상기 1차 스위치를 개방하며, 상기 입력 신호의 주파수가 기설정된 주파수보다 같거나 높으면 상기 1차 스위치를 단락하도록 상기 1차 스위치를 제어하는 제어 로직을 더 포함하는 스위칭 트랜스포머.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 1차 인덕터는, 개방된 상기 1차 스위치에 응답하여 인덕턴스가 증가하며, 단락된 상기 1차 스위치에 응답하여 인덕턴스가 감소하는 것을 특징으로 하는 스위칭 트랜스포머.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 1차 입출력 단자에 병렬로 연결되는 1차 커패시터를 더 포함하고,
    상기 제어 로직은,
    상기 입력 신호의 주파수에 기반하여, 상기 1차 커패시터 및 1차 회로가 서로 공진을 일으키도록, 상기 1차 커패시터의 커패시턴스를 제어하는 특징으로 하는 스위칭 트랜스포머.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 1차 스위치는,
    상기 1차 인덕터의 일부 영역 및 상기 1차 인덕터의 다른 일부 영역을 선택적으로 연결하도록 포함되는 스위치 입출력 단자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 트랜스포머.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 2차 회로는,
    2차 입출력 단자, 상기 1차 회로로부터 유도된 신호를 상기 2차 입출력 단자로 출력하도록 구성되는 2차 인덕터, 스위칭 동작에 기반하여 상기 2차 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 2차 스위치, 및 상기 2차 입출력 단자 및 상기 2차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 2차 연결 도선을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 트랜스포머.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 1차 입출력 단자는, 제1 1차 입출력 단자 및 제2 1차 입출력 단자를 포함하는 차동 단자(differential terminal)를 포함하며,
    상기 1차 연결 도선은, 제1 1차 연결 도선 및 제2 1차 연결 도선을 포함하고,
    상기 1차 인덕터의 양단은, 상기 제1 1차 입출력 단자 및 제2 1차 입출력 단자와 전기적으로 연결되며,
    상기 제1 1차 연결 도선은, 상기 제1 1차 입출력 단자 및 상기 1차 스위치의 일단과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 1차 연결 도선은, 상기 제2 1차 입출력 단자 및 상기 1차 스위치의 타단과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 스위칭 트랜스포머.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 1차 연결 도선의 인덕턴스 값은, 상기 1차 인덕터의 인덕턴스 값과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 스위칭 트랜스포머.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 1차 인덕터 및 상기 1차 연결 도선은, 제1 반도체 레이어상에 형성되며, 상기 1차 스위치는 상기 제1 반도체 레이어에 적층된 제2 반도체 레이어상에 형성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 트랜스포머.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 1차 인덕터 및 상기 1차 연결 도선은, 비아 홀(via hole)을 채우는 도전성 비아 구조에 의해 상기 1차 스위치와 연결되는 것을 특징으로 하는 스위칭 트랜스포머.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 1차 연결 도선의 폭은, 상기 1차 인덕터보다 얇은 것을 특징으로 하는 스위칭 트랜스포머.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 1차 스위치는, 각각 인에이블 신호가 게이트 단자로 인가되고 구동 전압이 바디 단자로 인가되며, 각각의 소스/드레인 단자를 통해 서로 직렬로 연결된 복수의 트랜지스터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 트랜스포머.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 1차 스위치는, 3 개의 트랜지스터들이 각각의 소스/드레인 단자를 통해 직렬로 연결된 3-스택 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 트랜스포머.
  14. 주파수 변환 동작을 수행하고 소스 신호를 출력하는 믹서;
    소스 신호를 증폭시킨 입력 신호를 출력하는 구동 증폭기;
    입력 커패시터 및 입력 인덕터를 포함하며, 스위칭 동작에 기반하여 상기 입력 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 입력 스위치를 포함하고, 상기 구동 증폭기의 입력단에 전기적으로 연결되는 구동 입력 회로;
    상기 입력 신호를 입력받는 1차 입출력 단자, 1차 인덕터, 스위칭 동작에 기반하여 상기 1차 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 1차 스위치 및, 상기 1차 입출력 단자 및 상기 1차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 1차 연결 도선을 포함하도록 구성되는 1차 회로; 및
    상기 입력 스위치 및 상기 1차 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어 로직을 포함하는 전자 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어 로직은,
    상기 소스 신호의 주파수가 기설정된 값보다 작은 경우, 상기 입력 인덕터의 인덕턴스가 증가하도록 상기 1차 스위치를 제어하며, 상기 소스 신호의 주파수가 기설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 입력 인덕터의 인덕턴스가 감소하도록 상기 1차 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    2차 입출력 단자, 상기 1차 회로로부터 유도된 신호를 상기 2차 입출력 단자로 출력하도록 구성되는 2차 인덕터, 스위칭 동작에 기반하여 상기 2차 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 2차 스위치 및, 상기 2차 입출력 단자 및 상기 2차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 2차 연결 도선을 포함하도록 구성되는 2차 회로를 더 포함하는 전자 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어 로직은,
    상기 2차 입출력 단자에 연결된 부하의 크기에 기반하여 상기 2차 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어 로직은,
    상기 부하의 크기가 기설정된 값보다 작은 경우, 상기 2차 인덕터의 인덕턴스가 증가하도록 상기 2차 스위치를 제어하며, 상기 부하의 크기가 기설정된 값보다 같거나 큰 경우, 상기 2차 인덕터의 인덕턴스가 감소하도록 상기 2차 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 시스템.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 1차 연결 도선은,
    상기 1차 입출력 단자 및 상기 1차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 제1 1차 연결 도선; 및
    상기 1차 입출력 단자 및 상기 1차 스위치의 타단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 제2 1차 연결 도선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 시스템.
  20. 입력 신호를 입력받는 1차 입출력 단자, 상기 1차 입출력 단자와 연결된 1차 인덕터, 스위칭 동작에 기반하여 상기 1차 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 1차 스위치, 및 상기 1차 입출력 단자 및 상기 1차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 1차 연결 도선을 포함하도록 구성되는 1차 회로;
    부하와 전기적으로 연결되는 2차 입출력 단자, 상기 1차 회로로부터 유도된 신호를 상기 2차 입출력 단자로 출력하도록 구성되는 2차 인덕터, 스위칭 동작에 기반하여 상기 2차 인덕터의 인덕턴스를 조절하도록 구성되는 2차 스위치, 및 상기 2차 입출력 단자 및 상기 2차 스위치의 일단을 전기적으로 연결하도록 구성되는 2차 연결 도선을 포함하며, 상기 1차 인덕터 및 상기 연결 도선과 전기적으로 상호 결합(mutual coupling)되는 2차 회로; 및
    상기 입력 신호의 주파수 및 상기 부하의 크기 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 1차 스위치 및 상기 2차 스위치 중 적어도 하나를 제어하는 제어 로직을 포함하는 전자 시스템.
KR1020200072600A 2019-10-18 2020-06-15 스위칭 트랜스포머 및 이를 포함하는 전자 시스템 KR20210046527A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020123684.0A DE102020123684A1 (de) 2019-10-18 2020-09-11 Schalttransformatoren und elektronische Systeme mit denselben
US17/060,743 US11271610B2 (en) 2019-10-18 2020-10-01 Switching transformers and electronic systems including the same
CN202011091329.5A CN112687456A (zh) 2019-10-18 2020-10-13 开关变压器和包括开关变压器的电子系统
TW109135711A TW202123617A (zh) 2019-10-18 2020-10-15 交換式變壓器和包括其的電子系統

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190130187 2019-10-18
KR20190130187 2019-10-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210046527A true KR20210046527A (ko) 2021-04-28

Family

ID=75721317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200072600A KR20210046527A (ko) 2019-10-18 2020-06-15 스위칭 트랜스포머 및 이를 포함하는 전자 시스템

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11271610B2 (ko)
KR (1) KR20210046527A (ko)
TW (1) TW202123617A (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11177988B2 (en) * 2020-01-23 2021-11-16 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Receiver circuits with blocker attenuating mixer
US11689227B1 (en) * 2021-12-03 2023-06-27 Hangzhou Geo-Chip Technology Co., Ltd. Broadband power amplifier device and transmitter

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100187970B1 (ko) 1995-11-03 1999-06-01 곽치영 개인휴대통신 기지국용 상향변환기
US8095082B2 (en) 2007-10-10 2012-01-10 Qualcomm, Incorporated Dual band radio frequency transmitter
KR101282579B1 (ko) 2010-11-09 2013-07-04 박찬웅 전기적 잡음을 상쇄시키는 자기에너지전달소자 및 전원장치
KR101266955B1 (ko) 2012-01-31 2013-05-30 한국과학기술원 가변 변압기
US8897726B2 (en) 2012-06-19 2014-11-25 Qualcomm Incorporated Block sharing using three-way transformers in wireless circuits
KR101815768B1 (ko) 2016-01-14 2018-01-05 세종대학교산학협력단 광대역 매칭이 가능한 임피던스 변환기 및 그를 이용한 안테나
US10491046B2 (en) 2016-10-20 2019-11-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Wireless transmitter with switchable mode
US11398846B2 (en) * 2019-03-08 2022-07-26 Dialog Semiconductor Korea Inc. Transceiver having antenna-connection port and FEM-connection port

Also Published As

Publication number Publication date
TW202123617A (zh) 2021-06-16
US11271610B2 (en) 2022-03-08
US20210119671A1 (en) 2021-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10135408B2 (en) Amplifier with termination circuit and resonant circuit
KR101234957B1 (ko) 출력 네트워크를 사용한 전력 제어 장치
US10536187B2 (en) Complementary metal oxide semiconductor differential antenna transmit-receive switches with power combining circuitry for orthogonal frequency-division multiplexing systems
RU2416132C2 (ru) Катушка переменной индуктивности в интегральном исполнении
KR101444446B1 (ko) 스위칭가능한 인덕터 네트워크
JP5191559B2 (ja) 変圧器電力合成器
US10432147B2 (en) Inverted three-stage Doherty amplifier
CN105429605A (zh) 具有减小的频带加载的多频带设备
KR101529779B1 (ko) 스피커 코일을 통해 무선 주파수 신호를 전송하는 시스템 및 회로
US20150194944A1 (en) Wideband matching network
WO2020053141A1 (en) Improvements in and relating to power divider / combiner circuits
WO2020199047A1 (zh) 一种射频电路和可调变压器
KR20210046527A (ko) 스위칭 트랜스포머 및 이를 포함하는 전자 시스템
US20230054485A1 (en) Supply modulation transmitter with switch network
US11482974B2 (en) Radio-frequency amplifier
EP2779470B1 (en) Integrated circuit for transmitting and receiving an RF signal
US11887765B2 (en) Switching transformers and electronic devices including the same
CN112687456A (zh) 开关变压器和包括开关变压器的电子系统
US11437992B2 (en) Low-loss mm-wave CMOS resonant switch
US20240146289A1 (en) Tuning device, system and method
JP2003318715A (ja) 高周波スイッチ回路及び通信機器
CN117639689A (zh) 放大器、通信终端及电子设备
CN116648854A (zh) 具有可切换变压器的放大器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal