KR20230083721A - Low noise amplifier and operating method thereof - Google Patents

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KR20230083721A
KR20230083721A KR1020210171991A KR20210171991A KR20230083721A KR 20230083721 A KR20230083721 A KR 20230083721A KR 1020210171991 A KR1020210171991 A KR 1020210171991A KR 20210171991 A KR20210171991 A KR 20210171991A KR 20230083721 A KR20230083721 A KR 20230083721A
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성낙균
전현구
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삼성전기주식회사
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Abstract

A low noise amplifier can be disclosed. The low noise amplifier comprises: a first transistor that receives and amplifies a first frequency band signal through a control terminal and receives and amplifies a second frequency band signal through a first terminal; and a second transistor connected to the first transistor to amplify an output signal of the first transistor.

Description

저잡음 증폭기 및 이의 동작 방법{LOW NOISE AMPLIFIER AND OPERATING METHOD THEREOF}Low noise amplifier and its operating method {LOW NOISE AMPLIFIER AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 기재는 저잡음 증폭기 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to low noise amplifiers and methods of operation thereof.

무선 통신 속도의 향상을 위해 다중 대역 또는 다중 모드의 송수신 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 단일 통신 모듈에서 다중 대역 또는 다중 모드를 지원할 수 있는 회로 설계 기술에 대한 필요성이 커지고 있다. 하나의 예로, WLAN (Wireless Local Area Network)에서 통신 속도 개선을 위해 802.11a/b/g/n/ac/ax 등의 다양한 규격이 등장하고 있으며, 2.4GHz 대역과 5GHz 대역을 동시에 사용하는 RSDB (Real time Simultaneous Dual Band) WLAN 기술이 적용되고 있다. 이에 따라, 단일 RF(Radio Frequency) FEM(Front-End Module)에서도 두 대역의 신호를 동시에 처리할 수 있는 부품에 대한 필요성이 제기되고 있다. 한편, 원가 절감 및 모듈 직접화를 높일 수 있는 소형화 설계에 대한 많은 연구 개발이 이뤄지고 있다. Demand for a multi-band or multi-mode transmission/reception system is increasing in order to improve wireless communication speed. Accordingly, there is a growing need for a circuit design technology capable of supporting multiple bands or multiple modes in a single communication module. As an example, various standards such as 802.11a/b/g/n/ac/ax are emerging to improve communication speed in WLAN (Wireless Local Area Network), and RSDB ( Real time Simultaneous Dual Band) WLAN technology is being applied. Accordingly, there is a need for a component capable of simultaneously processing signals of two bands even in a single Radio Frequency (RF) Front-End Module (FEM). On the other hand, many researches and developments are being conducted on miniaturized designs that can reduce costs and increase module integration.

저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)는 송수신 시스템의 수신단에 포함되며 안테나를 통해 수신되는 약한 신호를 잡음(noise)에 강한 신호로 증폭하는 소자이다. 이러한 저잡음 증폭기도 역시 다중 대역을 처리할 수 있는 설계에 대한 필요성이 제기되고 있다. A low noise amplifier (LNA) is included in a receiving end of a transmission/reception system and is an element that amplifies a weak signal received through an antenna into a signal strong against noise. There is also a need for a design capable of handling multi-band for these low-noise amplifiers.

실시예들 중 적어도 하나의 실시예는 다중 대역 신호를 처리할 수 있는 저잡음 증폭기 및 이의 동작 방법을 제공할 수 있다. At least one embodiment of the embodiments may provide a low noise amplifier capable of processing a multi-band signal and an operating method thereof.

한 측면에 따르면, 저잡음 증폭기가 제공될 수 있다. 상기 저잡음 증폭기는, 제어 단자를 통해 제1 주파수 대역 신호를 입력 받아 증폭하며, 제1 단자를 통해 제2 주파수 대역 신호를 입력 받아 증폭하는 제1 트랜지스터, 그리고 상기 제1 트랜지스터와 연결되어 제1 트랜지스터의 출력 신호를 증폭하는 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다. According to one aspect, a low noise amplifier may be provided. The low noise amplifier includes a first transistor that receives and amplifies a first frequency band signal through a control terminal and receives and amplifies a second frequency band signal through a first terminal, and is connected to the first transistor to amplify the first transistor. It may include a second transistor for amplifying the output signal of.

저잡음 증폭기는, 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자와 접지 사이에 연결되며, 상기 제1 주파수 대역 신호와 상기 제2 주파수 대역 신호에 대응하여 가변되는 인덕턴스 값을 가지는 가변 인덕터를 더 포함할 수 있다. The low noise amplifier may further include a variable inductor connected between the first terminal of the first transistor and the ground and having an inductance value that is variable in response to the first frequency band signal and the second frequency band signal.

상기 가변 인덕터는 상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우 제1 인덕턴스 값을 가질 수 있으며 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우 제2 인덕턴스 값을 가질 수 있으며, 상기 제1 인덕턴스 값은 상기 제2 인덕턴스 값보다 클 수 있다. The variable inductor may have a first inductance value when the first frequency band signal is input, and may have a second inductance value when a second frequency band signal is input, wherein the first inductance value is the second inductance value. value can be greater than

상기 가변 인덕터는, 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자에 일단이 연결되며 접지에 타단이 연결되는 대칭 인덕터, 그리고 상기 대칭 인덕터의 센터 탭과 접지 사이에 연결되는 스위치를 포함할 수 있다. The variable inductor may include a symmetric inductor having one end connected to the first terminal of the first transistor and the other end connected to ground, and a switch connected between a center tap of the symmetric inductor and the ground.

상기 스위치는 상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우 턴오프될 수 있고 상기 제2 주파수 대역의 신호가 입력되는 경우 턴온될 수 있다. The switch may be turned off when a signal of the first frequency band is input and turned on when a signal of the second frequency band is input.

상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우 상기 제1 트랜지스터는 공통-소스 구조일 수 있으며, 상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우 상기 제1 트랜지스터는 공통-게이트 구조일 수 있다. When the first frequency band signal is input, the first transistor may have a common-source structure, and when the second frequency band signal is input, the first transistor may have a common-gate structure.

상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터와 함께 캐스코드(cascode) 구조를 형성할 수 있다. The second transistor may form a cascode structure together with the first transistor.

상기 저잡음 증폭기는, 상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 제1 RF(Radio Frequency) 입력 단자와 상기 제1 트랜지스터의 제어 단자 사이에 연결되며 임피던스 매칭을 수행하는 제1 입력 매칭 네트워크, 그리고 상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 제2 RF(Radio Frequency) 입력 단자와 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자 사이에 연결되며 임피던스 매칭을 수행하는 제2 입력 매칭 네트워크를 포함할 수 있다. The low noise amplifier includes a first input matching network connected between a first radio frequency (RF) input terminal to which the first frequency band signal is input and a control terminal of the first transistor and performing impedance matching, and the second input matching network. A second input matching network connected between a second radio frequency (RF) input terminal to which a frequency band signal is input and the first terminal of the first transistor and performing impedance matching may be included.

상기 제1 입력 매칭 네트워크는 상기 제1 RF 입력 단자로 입력될 수 있는 상기 제2 주파수 대역 신호가 상기 제2 RF 입력 단자로 전달되는 것을 방지하는 노피 필터를 포함할 수 있으며, 상기 제2 임피던스 매칭 네트워크는 상기 제2 RF 입력 단자로 입력될 수 있는 상기 제1 주파수 대역 신호가 상기 제1 RF 입력 단자로 전달되는 것을 방지하는 고주파필터(High Pass Filter)를 포함할 수 있다. The first input matching network may include a Noppy filter that prevents the second frequency band signal input to the first RF input terminal from being transferred to the second RF input terminal, and the second impedance matching network The network may include a high pass filter that prevents the first frequency band signal input to the second RF input terminal from being transferred to the first RF input terminal.

상기 저잡음 증폭기는, 전원 전압과 상기 제1 트랜지스터의 출력 신호가 출력되는 출력 단자 사이에 연결되는 출력 매칭 네트워크를 더 포함할 수 있으며, 상기 출력 매칭 네트워크는, 상기 전원 전압에 일단이 연결되는 제1 커패시터, 상기 제1 커패시터의 타단에 일단이 연결되며 상기 전원 전압에 타단이 연결되는 대칭 인덕터, 글리고 상기 전원 전원과 상기 대칭 인덕터의 센터 탭 사이에 연결되는 제2 커패시터를 포함할 수 있다. The low noise amplifier may further include an output matching network connected between a power supply voltage and an output terminal through which an output signal of the first transistor is output, wherein the output matching network has a first end connected to the power supply voltage. A capacitor, a symmetric inductor having one end connected to the other end of the first capacitor and the other end connected to the power supply voltage, and a second capacitor connected between the power supply and a center tap of the symmetric inductor.

상기 제1 주파수 대역 신호는 상기 제2 주파수 대역 신호보다 낮은 주파수 대역일 수 있다. The first frequency band signal may have a lower frequency band than the second frequency band signal.

다른 측면에 따르면, 제1 주파수 대역 신호와 제2 주파수 대역 신호를 입력 받아 증폭한 후 출력하는 저잡음 증폭기가 동작하는 방법이 제공될 수 있다. 상기 방법은, 상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 주파수 대역 신호를 제어 단자로 입력 받은 제1 트랜지스터를 통해, 상기 제1 주파수 대역 신호를 증폭하는 단계, 그리고 상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제2 주파수 대역 신호를 제1 단자로 입력 받는 상기 제1 트랜지스터를 통해, 상기 제2 주파수 대역 신호를 증폭하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect, a method for operating a low noise amplifier that receives and amplifies a first frequency band signal and a second frequency band signal and then outputs the signal may be provided. The method includes, when the first frequency band signal is input, amplifying the first frequency band signal through a first transistor receiving the first frequency band signal through a control terminal, and amplifying the second frequency band signal. The method may include amplifying the second frequency band signal through the first transistor receiving the second frequency band signal through a first terminal when a signal is input.

상기 방법은, 상기 제1 트랜지스터와 연결되는 제2 트랜지스터를 통해, 상기 제1 트랜지스터의 출력 신호를 증폭하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include amplifying an output signal of the first transistor through a second transistor connected to the first transistor.

상기 방법은, 상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우와 상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우에, 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자와 접지 사이에 서로 다른 인덕턴스 값을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method further includes providing different inductance values between the first terminal of the first transistor and the ground when the first frequency band signal is input and when the second frequency band signal is input. can do.

상기 제공하는 단계는, 상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자와 접지 사이에 제1 인덕턴스 값을 제공하는 단계, 그리고 상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자와 상기 접지 사이에 제2 인덕턴스 값을 제공하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 제1 인덕턴스 값은 상기 제2 인덕턴스 값보다 클 수 있다. The providing may include providing a first inductance value between the first terminal of the first transistor and the ground when the first frequency band signal is input, and when the second frequency band signal is input, and providing a second inductance value between the first terminal of the first transistor and the ground, and the first inductance value may be greater than the second inductance value.

상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우 상기 제1 트랜지스터는 공통-소스 구조일 수 있으며, 상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우 상기 제1 트랜지스터는 공통-게이트 구조일 수 있다. When the first frequency band signal is input, the first transistor may have a common-source structure, and when the second frequency band signal is input, the first transistor may have a common-gate structure.

상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터와 함께 캐스코드(cascode) 구조를 형성할 수 있다. The second transistor may form a cascode structure together with the first transistor.

상기 제1 주파수 대역 신호는 상기 제2 주파수 대역 신호보다 낮은 주파수 대역일 수 있다. The first frequency band signal may have a lower frequency band than the second frequency band signal.

실시예들 중 적어도 하나의 실시예에 따르면 트랜지스터의 두 단자를 통해 다중 대역 신호를 입력 받아 처리함으로써 저잡음 증폭기의 회로 구성을 간소화할 수 있다. According to at least one embodiment of the embodiments, the circuit configuration of the low noise amplifier can be simplified by receiving and processing multi-band signals through two terminals of the transistor.

도 1은 한 실시예에 따른 저잡음 증폭기를 나타내는 회로도이다.
도 2는 도 1의 저잡음 증폭기의 구체적인 구성을 나타내는 회로도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 가변 인덕터의 구체적인 연결관계를 도면이다.
도 4a는 제1 주파수 대역의 RF 신호가 입력되는 경우, 저잡음 증폭기의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
도 4b는 제2 주파수 대역의 RF 신호가 입력되는 경우, 저잡음 증폭기의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 출력 매칭 네트워크를 나타내는 회로도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 저잡음 증폭기를 나타내는 회로도이다. 1 is a circuit diagram illustrating a low noise amplifier according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of the low noise amplifier of FIG. 1 .
3 is a diagram illustrating a specific connection relationship of variable inductors according to an exemplary embodiment.
4A is a diagram illustrating an operating state of a low noise amplifier when an RF signal of a first frequency band is input.
4B is a diagram illustrating an operating state of a low noise amplifier when an RF signal of a second frequency band is input.
5 is a circuit diagram illustrating an output matching network according to another embodiment.
6 is a circuit diagram illustrating a low noise amplifier according to another embodiment.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "커플링(coupling)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 또는 물리적으로 커플링"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 또는 비접촉 커플링"되어 있는 경우를 포함한다. Throughout the specification, when a part is said to be “coupled” with another part, this is not only the case where it is “directly or physically coupled”, but also “indirectly” with another element in between. or non-contact coupling".

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 또는 물리적으로 연결"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 또는 비접촉 연결"되어 있는 경우, 또는 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected” to another part, it is not only “directly or physically connected”, but also “indirectly or non-contactly connected” with another element in between. If there is, or if it is "electrically connected".

명세서 전체에서, RF(Radio Frequency) 신호는 Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들에 따른 형식을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Throughout the specification, Radio Frequency (RF) signals refer to Wi-Fi (IEEE 802.11 family, etc.), WiMAX (IEEE 802.16 family, etc.), IEEE 802.20, long term evolution (LTE), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE , GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G and any other wireless and wired protocols designated, but not limited thereto.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In addition, when a certain component is said to "include", this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

도 1은 한 실시예에 따른 저잡음 증폭기(100)를 나타내는 회로도이다. 1 is a circuit diagram showing a low noise amplifier 100 according to an embodiment.

도 1에 나타낸 바와 같이, 한 실시예에 따른 저잡음 증폭기(100)는 제1 입력 매칭 네트워크(110), 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 제2 입력 매칭 네트워크(120), 가변 인덕터(130), 그리고 출력 매칭 네트워크(140)를 포함할 수 있다. 그리고, 한 실시예에 따른 저잡음 증폭기(100)는 입출력 단자로서 제1 RF 입력 단자(RFIN_L), 제2 RF 입력 단자(RFIN_H), RF 출력 단자(RFOUT)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, the low noise amplifier 100 according to an embodiment includes a first input matching network 110, a transistor M1, a transistor M2, a second input matching network 120, and a variable inductor 130. ), and an output matching network 140. And, the low noise amplifier 100 according to an embodiment may include a first RF input terminal (RF IN_L ), a second RF input terminal (RF IN_H ), and an RF output terminal (RF OUT ) as input and output terminals.

도 1에서, 트랜지스터(M1, M2)는 전계효과 트랜지스터(FET), 바이폴라 트랜지스터 등 다양한 트랜지스터로 구현될 수 있다. 그리고 도 1에서는 트랜지스터(M~M3)를 n-type으로 나타냈지만 p-type으로 대체될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 트랜지스터(M1~M3)가 FET인 것을 가정하지만 다른 트랜지스터로 대체될 수 있다.In FIG. 1 , transistors M1 and M2 may be implemented with various transistors such as field effect transistors (FETs) and bipolar transistors. In addition, although the transistors M to M3 are shown as n-type in FIG. 1, they may be replaced with p-type. Hereinafter, for convenience of description, it is assumed that the transistors M1 to M3 are FETs, but other transistors may be substituted.

제1 RF 입력 단자(RFIN_L)에는 제1 주파수 대역의 RF 신호가 입력될 수 있으며, 제2 RF 입력 단자(RFIN_H)에는 제2 주파수 대역의 RF 신호가 입력될 수 있다. 여기서, 제1 주파수 대역은 제2 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역일 수 있다. 즉, 한 실시예에 따른 저잡음 증폭기(100)는 다중 대역의 신호를 모두 처리하기 위해 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 RF 신호를 입력 받는다. 하나의 예로서, 제1 주파수 대역의 RF 신호는 2.4GHz 대역일 수 있으며, 제2 주파수 대역의 RF 신호는 5GHz 대역일 수 있다. An RF signal of a first frequency band may be input to the first RF input terminal RF IN_L , and an RF signal of a second frequency band may be input to the second RF input terminal RF IN_H . Here, the first frequency band may be a lower frequency band than the second frequency band. That is, the low noise amplifier 100 according to an embodiment receives RF signals of the first frequency band and the second frequency band in order to process all of the multi-band signals. As an example, the RF signal of the first frequency band may be a 2.4 GHz band, and the RF signal of the second frequency band may be a 5 GHz band.

제1 입력 매칭 네트워크(110)는 제1 RF 입력 단자(RFIN_L)와 트랜지스터(M1)의 제어 단자(예를 들면, 게이트) 사이에 연결될 수 있으며, 입력되는 제1 주파수 대역의 RF(Radio Frequency) 신호와 트랜지스터(M1) 사이에 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 제1 입력 매칭 네트워크(110)는 인덕터와 커패시터 중 적어도 하나의 조합으로 구현될 수 있다. The first input matching network 110 may be connected between the first RF input terminal RF IN_L and the control terminal (eg, gate) of the transistor M1, and may be connected to an input RF (Radio Frequency) of the first frequency band. ) signal and the transistor M1, impedance matching may be performed. The first input matching network 110 may be implemented as a combination of at least one of an inductor and a capacitor.

제2 입력 매칭 네트워크(120)는 제2 RF 입력 단자(RFIN_H)와 트랜지스터(M1)의 제1 단자(예를 들면, 소스) 사이에 연결될 수 있으며, 입력되는 제2 주파수 대역의 RF(Radio Frequency) 신호와 트랜지스터(M1) 사이에 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 제2 입력 매칭 네트워크(120)는 인덕터와 커패시터 중 적어도 하나의 조합으로 구현될 수 있다.The second input matching network 120 may be connected between the second RF input terminal RF IN_H and the first terminal (eg, source) of the transistor M1, and may be connected to the RF (Radio Frequency) signal and transistor M1, impedance matching can be performed. The second input matching network 120 may be implemented as a combination of at least one of an inductor and a capacitor.

트랜지스터(M1)는 증폭 트랜지스터이며, 트랜지스터(M1)의 제어 단자(예를 들면, 게이트)에는 제1 주파수 대역의 RF 신호가 입력될 수 있다. 그리고, 트랜지스터(M1)의 제1 단자(예를 들면, 소스)에는 제2 주파수 대역의 RF 신호가 입력될 수 있다. 즉, 트랜지스터(M1)은 제1 및 제2 주파수 대역의 RF 신호를 모두 증폭할 수 있는 구조를 가진다. 트랜지스터(M1)의 제어 단자에는 바이어스 전압(VB1)이 인가될 수 있다. 바이어스 전압(VB1)에 의해, 트랜지스터(M1)는 증폭 동작을 수행할 수 있다. 그리고, 트랜지스터(M1)의 드레인으로 증폭된 신호가 출력될 수 있다.The transistor M1 is an amplification transistor, and an RF signal of the first frequency band may be input to a control terminal (eg, gate) of the transistor M1. And, the RF signal of the second frequency band may be input to the first terminal (eg, source) of the transistor M1. That is, the transistor M1 has a structure capable of amplifying both RF signals of the first and second frequency bands. A bias voltage VB1 may be applied to the control terminal of the transistor M1. By the bias voltage VB1, the transistor M1 may perform an amplification operation. Also, the amplified signal may be output to the drain of the transistor M1.

제1 주파수 대역의 RF 신호 측면에서는, 트랜지스터(M1)의 게이트로 증폭하고자 하는 RF 신호가 입력되고 증폭된 신호가 트랜지스터(M1)의 드레인으로 출력되므로, 트랜지스터(M1)는 공통-소스(common-source) 구조를 가질 수 있다. 그리고, 제2 주파수 대역의 RF 신호 측면에서는, 트랜지스터(M1)의 소스로 증폭하고자 하는 RF 신호가 입력되고 증폭된 신호가 트랜지스터(M1)의 드레인으로 출력되므로, 트랜지스터(M1)는 공통-게이트(common-source) 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1 주파수 대역의 RF 신호가 입력되는 경우에는 트랜지스터(M1)은 공통-소스 구조로 증폭 동작을 수행하며, 제2 주파수 대역의 RF 신호가 입력되는 경우에는 트랜지스터(M1)은 공통-게이트 구조로 증폭 동작을 수행할 수 있다. On the RF signal side of the first frequency band, since the RF signal to be amplified is input to the gate of the transistor M1 and the amplified signal is output to the drain of the transistor M1, the transistor M1 is a common-source (common- source) structure. And, on the RF signal side of the second frequency band, since the RF signal to be amplified is input to the source of the transistor M1 and the amplified signal is output to the drain of the transistor M1, the transistor M1 has a common-gate ( common-source) structure. That is, when the RF signal of the first frequency band is input, the transistor M1 performs an amplification operation with a common-source structure, and when the RF signal of the second frequency band is input, the transistor M1 has a common-gate structure. The amplification operation can be performed with the structure.

가변 인덕터(130)는 트랜지스터(M1)의 소스와 접지 사이에 연결될 수 있다. 한 실시예에 따른 가변 인덕터(130)는 입력되는 RF 신호의 주파수 대역에 따라 변동되는 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 제1 주파수 대역의 RF 신호가 입력되는 경우, 가변 인덕터(130)는 제1 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 그리고 제2 주파수 대역의 RF 신호가 입력되는 경우, 가변 인덕터(130)는 제2 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 여기서, 제1 인덕턴스 값은 제2 인덕턴스 값보다 클 수 있다. The variable inductor 130 may be connected between the source of the transistor M1 and the ground. The variable inductor 130 according to an embodiment may have an inductance value that varies according to a frequency band of an input RF signal. When an RF signal of the first frequency band is input, the variable inductor 130 may have a first inductance value. Also, when an RF signal of the second frequency band is input, the variable inductor 130 may have a second inductance value. Here, the first inductance value may be greater than the second inductance value.

제1 주파수 대역의 RF 신호 측면에서는, 가변 인덕터(130)는 디제너레이션 회로(degeneration circuit)로서 제1 입력 매칭 네트워크(110)의 임피던스 매칭을 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 가변 인덕터(130)는 저잡음 증폭기(100)의 이득 및 잡음 지수(Noise Figure)를 최적화할 수 있다. 그리고, 제2 주파수 대역의 RF 신호 측면에서는 가변 인덕터(130)는 제2 입력 매칭 네트워크(120)와 함께 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. In terms of the RF signal of the first frequency band, the variable inductor 130 can improve impedance matching of the first input matching network 110 as a degeneration circuit. Through this, the variable inductor 130 may optimize the gain and noise figure of the low noise amplifier 100. Further, in terms of the RF signal of the second frequency band, the variable inductor 130 may perform impedance matching together with the second input matching network 120 .

트랜지스터(M2)는 트랜지스터(M1)와 함께 캐스코드(cascode) 구조를 형성하며 트랜지스터(M1)의 출력 신호를 증폭할 수 있다. 트랜지스터(M2)의 소스는 트랜지스터(M1)의 드레인에 연결되며, 트랜지스터(M2)의 소스에 증폭하고자 하는 RF 신호가 입력된다. 즉, 트랜지스터(M2)의 소스는 트랜지스터(M1)의 드레인에서 출력되는 RF 신호를 입력 받아 증폭하며, 트랜지스터(M2)의 드레인은 증폭한 신호를 RF 출력 단자(RFOUT)로 출력할 수 있다. 그리고, 트랜지스터(M2)의 게이트에는 바이어스 전압(VB2)이 인가될 수 있다. 바이어스 전압(VB2)에 의해, 트랜지스터(M2)는 증폭 동작을 수행할 수 있다. 이에 따라, 트랜지스터(M2)는 공통-게이트(common-gate) 구조를 가질 수 있다. 트랜지스터(M1)과 트랜지스터(M2)는 서로 간에 캐스코드 구조를 형성하므로, 높은 안정도와 격리도 특성을 가질 수 있다. The transistor M2 forms a cascode structure together with the transistor M1 and may amplify an output signal of the transistor M1. The source of the transistor M2 is connected to the drain of the transistor M1, and an RF signal to be amplified is input to the source of the transistor M2. That is, the source of the transistor M2 may receive and amplify the RF signal output from the drain of the transistor M1, and the drain of the transistor M2 may output the amplified signal to the RF output terminal RF OUT . Also, a bias voltage VB2 may be applied to the gate of the transistor M2. By the bias voltage VB2, the transistor M2 can perform an amplification operation. Accordingly, the transistor M2 may have a common-gate structure. Since the transistors M1 and M2 form a cascode structure with each other, they can have high stability and isolation characteristics.

출력 매칭 네트워크(140)는 전원 전압(VDD)와 트랜지스터(M2)의 드레인 사이에 연결될 수 있으며, 출력 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 출력 매칭 네트워크(140)는 인덕터와 커패시터 중 적어도 하나의 조합으로 구현될 수 있다. 하나의 예로서, RF 초크 기능을 수행하는 인덕터가 출력 임피던스 매칭 기능도 함께 수행하기 위해 출력 매칭 네트워크(140)에 포함될 수 있다. The output matching network 140 may be connected between the power supply voltage VDD and the drain of the transistor M2, and may perform output impedance matching. Output matching network 140 may be implemented as a combination of at least one of an inductor and a capacitor. As an example, an inductor performing an RF choke function may be included in the output matching network 140 to also perform an output impedance matching function.

이와 같은 한 실시예에 따른 저잡음 증폭기(100)는 트랜지스터(M1)의 두 단자(예를 들면, 게이트와 소스)를 통해 다중 대역 신호를 입력 받아 처리할 수 있다. 즉, 저잡음 증폭기(100)는 트랜지스터(M1)를 통해 서로 다른 주파수 대역의 신호를 처리함으로써 전체 회로 구성이 간소화될 수 있다. The low noise amplifier 100 according to such an embodiment may receive and process a multi-band signal through two terminals (eg, a gate and a source) of the transistor M1. That is, the overall circuit configuration of the low noise amplifier 100 may be simplified by processing signals of different frequency bands through the transistor M1.

도 2는 도 1의 저잡음 증폭기의 구체적인 구성을 나타내는 회로도이다. 좀 더 상세히 설명하면, 도 2는 도 1의 구성 제1 입력 매칭 네트워크(110), 제2 입력 매칭 네트워크(120), 가변 인덕터(130), 그리고 출력 매칭 네트워크(140)의 한 예를 나타낸다. FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of the low noise amplifier of FIG. 1 . More specifically, FIG. 2 shows an example of the first input matching network 110 , the second input matching network 120 , the variable inductor 130 , and the output matching network 140 of FIG. 1 .

도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 입력 매칭 네트워크(110)는 인덕터(L1), 커패시터(C1), 커패시터(C2), 그리고 인덕터(L2)를 포함할 수 있다. 인덕터(L1)의 일단은 제1 RF 입력 단자(RFIN_L)에 연결될 수 있으며, 커패시터(C1)는 인덕터(L1)의 타단과 접지 사이에 연결될 수 있다. 커패시터(C2)의 일단은 제1 RF 입력 단자(RFIN_L)에 연결될 수 있으며, 인덕터(L2)는 커패시터(C2)의 타단과 트랜지스터(M1)의 게이트 사이에 연결될 수 있다. 바이어스 전압(VB1)은 커패시터(C2)와 인덕터(L2) 사이의 접점에 제공될 수 있다. 커패시터(C2), 인덕터(L2), 가변 인덕터(130)(예를 들면, 제1 인덕턴스 값), 트랜지스터(M1)의 트랜스컨덕턴스, 그리고 트랜지스터(M1)의 기생 커패시턴스에 대한 결합에 의해, 입력 임피던스 및 노이즈 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. 한편, 인덕터(L1)와 커패시터(C1)는 노치(notch) 필터 기능을 수행할 수 있다. 노치 필터를 수행하는 인덕터(L1)과 커패시터(C1)은 제2 주파수 대역의 RF 신호에서 동작되도록 설정될 수 있다. 이러한 노치 필터에 의해, 제1 RF 입력 단자(RFIN_L)로 입력될 수 있는 제2 주파수 대역의 RF 신호(즉, 높은 대역의 RF 신호)가 제2 RF 입력 단자(RFIN_H)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. As shown in FIG. 2 , the first input matching network 110 may include an inductor L1, a capacitor C1, a capacitor C2, and an inductor L2. One end of the inductor L1 may be connected to the first RF input terminal RF IN_L , and the capacitor C1 may be connected between the other end of the inductor L1 and the ground. One end of the capacitor C2 may be connected to the first RF input terminal RF IN_L , and the inductor L2 may be connected between the other end of the capacitor C2 and the gate of the transistor M1. A bias voltage VB1 may be applied to a junction between capacitor C2 and inductor L2. By coupling to capacitor C2, inductor L2, variable inductor 130 (e.g., first inductance value), transconductance of transistor M1, and parasitic capacitance of transistor M1, the input impedance and noise impedance matching may be performed. Meanwhile, the inductor L1 and the capacitor C1 may perform a notch filter function. The inductor L1 and the capacitor C1 performing the notch filter may be configured to operate on an RF signal of the second frequency band. By such a notch filter, the RF signal (ie, high-band RF signal) of the second frequency band that can be input to the first RF input terminal RF IN_L is transferred to the second RF input terminal RF IN_H . It can be prevented.

제2 입력 매칭 네트워크(120)는 커패시터(C4), 인덕터(L4), 그리고 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 여기서, 가변 인덕터(130)도 제2 입력 매칭 네트워크(120)와 함께 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 커패시터(C4)의 일단은 제2 RF 입력 단자(RFIN_H)에 연결될 수 있으며, 인덕터(L4)는 커패시터(C4)의 타단과 접지 사이에 연결될 수 있다. 커패시터(C3)는 커패시터(C4)의 타단과 트랜지스터(M1)의 소스 사이에 연결될 수 있다. 커패시터(C4), 인덕터(L4), 커패시터(C3), 그리고 가변 인덕터(130)(예를 들면, 제2 인덕턴스 값)의 결합에 의해, 입력 임피던스 및 노이즈 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. 여기서, 커패시터(C4), 인덕터(L4), 커패시터(C3), 그리고 가변 인덕터(130)(예를 들면, 제2 인덕턴스 값)는 4차 HPF(High Pass Filter)를 형성할 수 있다. 이러한 4차 HPF에 의해, 제2 RF 입력 단자(RFIN_H)로 입력될 수 있는 제1 주파수 대역의 RF 신호(즉, 낮은 대역의 RF 신호)가 제1 RF 입력 단자(RFIN_L)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. The second input matching network 120 may include a capacitor C4, an inductor L4, and a capacitor C3. Here, the variable inductor 130 may also perform impedance matching together with the second input matching network 120 . One end of the capacitor C4 may be connected to the second RF input terminal RF IN_H , and the inductor L4 may be connected between the other end of the capacitor C4 and the ground. Capacitor C3 may be connected between the other terminal of capacitor C4 and the source of transistor M1. Input impedance and noise impedance matching may be performed by a combination of the capacitor C4, the inductor L4, the capacitor C3, and the variable inductor 130 (eg, the second inductance value). Here, the capacitor C4, the inductor L4, the capacitor C3, and the variable inductor 130 (eg, the second inductance value) may form a 4th order HPF (High Pass Filter). By such a 4th order HPF, an RF signal (ie, a low band RF signal) of a first frequency band that can be input to the second RF input terminal (RF IN_H ) is transferred to the first RF input terminal (RF IN_L ). can prevent

가변 인덕터(130)는 대칭(symmetric) 인덕터(L3)와 스위치(SW1)를 포함할 수 있다. 대칭 인덕터(L3)의 일단은 트랜지스터(M1)의 소스에 연결될 수 있으며, 대칭 인덕터(L3)의 타단은 접지 사이에 연결될 수 있다. 스위치(SW1)는 대칭 인덕터(L3)의 센터 탭(Center Tap)과 접지 사이에 연결될 수 있다. 하나의 예로, 스위치(SW1)는 FET로 구현될 수 있다. 스위치(SW1)는 제1 주파수 대역의 RF 신호가 입력되는 경우에는 오프(OFF)되며, 이로 인해 가변 인덕터(130)는 제1 인덕턴스 값을 제공할 수 있다. 그리고, 스위치(SW1)는 제2 주파수 대역의 RF 신호가 입력되는 경우에는 온(ON)되며, 이로 인해 가변 인덕터(130)는 제2 인덕턴스 값을 제공할 수 있다. 여기서, 제1 인덕턴스 값은 제2 인덕턴스 값보다 클 수 있으며, 하나의 예로서 제2 인덕턴스 값은 제1 인덕턴스 값의 1/2에 해당할 수 있다. The variable inductor 130 may include a symmetric inductor L3 and a switch SW1. One end of the symmetrical inductor L3 may be connected to the source of the transistor M1, and the other end of the symmetrical inductor L3 may be connected between grounds. The switch SW1 may be connected between the center tap of the symmetrical inductor L3 and the ground. As an example, the switch SW1 may be implemented as a FET. The switch SW1 is turned off when the RF signal of the first frequency band is input, and thus the variable inductor 130 can provide a first inductance value. Also, the switch SW1 is turned on when the RF signal of the second frequency band is input, and thus the variable inductor 130 can provide a second inductance value. Here, the first inductance value may be greater than the second inductance value, and as an example, the second inductance value may correspond to 1/2 of the first inductance value.

도 3은 한 실시예에 따른 가변 인덕터(130)의 구체적인 연결관계를 도면이다. 3 is a diagram showing a specific connection relationship of the variable inductor 130 according to an exemplary embodiment.

도 3에 나타낸 바와 같이 대칭 인덕터(L3)는 대칭 구조를 가지는 소정의 라인(131)과 센터 탭(132)을 포함할 수 있다. 소정의 라인(131)의 일단은 트랜지스터(M1)의 소스에 연결될 수 있으며, 소정의 라인(131)의 타단은 접지에 연결될 수 있다. 소정의 라인(131)은 서로 교차하는 영역(133a, 133b)에서는 연결되지 않는다. 센터 탭(132)은 라인(131)의 전체 길이에서 절반에 해당하는 영역에 형성될 수 있다. 스위치(SW1)는 센터 탭(132)과 접지 사이에 연결되어 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 스위치(SW1)가 오프되는 경우보다 스위치(SW1)이 온되는 경우에서는, 가변 인덕터(130)는 1/2에 해당하는 인덕턴스값을 트랜지스터(M1)의 소스와 접지 사이에 제공할 수 있다. As shown in FIG. 3 , the symmetrical inductor L3 may include a predetermined line 131 and a center tap 132 having a symmetrical structure. One end of the line 131 may be connected to the source of the transistor M1, and the other end of the line 131 may be connected to ground. The predetermined line 131 is not connected in the regions 133a and 133b that cross each other. The center tap 132 may be formed in an area corresponding to half of the entire length of the line 131 . The switch SW1 may perform a switching operation by being connected between the center tap 132 and the ground. When the switch SW1 is turned on rather than when the switch SW1 is turned off, the variable inductor 130 may provide an inductance value corresponding to 1/2 between the source of the transistor M1 and the ground.

도 2를 참조하면, 한 실시예에 따른 출력 매칭 네트워크(140)는 커패시터(C6), 인덕터(L5), 인덕터(L6), 그리고 커패시터(C7)를 포함할 수 있다. 커패시터(C6)의 일단은 전원 전압(VDD)에 연결될 수 있으며, 인덕터(L5)는 커패시터(C6)의 타단과 트랜지스터(M2)의 드레인 사이에 연결될 수 있다. 인덕터(L6)는 전원 전압(VDD)과 트랜지스터(M2)의 드레인 사이에 연결될 수 있으며, 커패시터(C7)도 전원 전압(VDD)과 트랜지스터(M2)의 드레인 사이에 연결될 수 있다. 즉, 인덕터(L6)는 커패시터(C6) 및 인덕터(L5)에 병렬로 연결될 수 있으며, 커패시터(C7)는 인덕터(L6)에 병렬로 연결될 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 출력 매칭 네트워크(140)는 LC 탱크 회로를 형성하며 다중 대역에서 공진을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 2 , an output matching network 140 according to an embodiment may include a capacitor C6, an inductor L5, an inductor L6, and a capacitor C7. One end of the capacitor C6 may be connected to the power supply voltage VDD, and the inductor L5 may be connected between the other end of the capacitor C6 and the drain of the transistor M2. The inductor L6 may be connected between the power voltage VDD and the drain of the transistor M2, and the capacitor C7 may also be connected between the power voltage VDD and the drain of the transistor M2. That is, inductor L6 may be connected in parallel to capacitor C6 and inductor L5, and capacitor C7 may be connected in parallel to inductor L6. The output matching network 140 having such a structure forms an LC tank circuit and can perform resonance in multiple bands.

도 4a는 제1 주파수 대역의 RF 신호가 입력되는 경우, 저잡음 증폭기(100)의 동작 상태를 나타내는 도면이다. 도 4a에서, 실선으로 표시한 부분은 저잡음 증폭기(100)의 소자 중에서 동작하는 소자를 나타내며, 점선으로 표시한 부분은 저잡음 증폭기(100)의 소자 중에서 동작하지 않는 소자를 나타낸다. 4A is a diagram illustrating an operating state of the low noise amplifier 100 when an RF signal of a first frequency band is input. In FIG. 4A , a portion marked with a solid line represents an operating element among the elements of the low noise amplifier 100, and a part marked with a dotted line represents a non-operating element among the elements of the low noise amplifier 100.

제1 주파수 대역의 RF 신호(예를 들면, 저주파수 대역의 RF 신호)가 제1 RF 입력 단자(RFIN_L)로 입력되는 경우, 스위치(SW1)이 턴오프된다. 스위치(SW1)가 턴오프된 경우, 대칭 인덕터(L3)는 제1 인덕턴스 값을 트랜지스터(M1)의 소스와 접지 사이에 제공한다. 커패시터(C2), 인덕터(L2), 제1 인던턴스 값을 가지는 대칭 인덕터(L3), 트랜지스터(M1)의 트랜스컨덕턴스, 그리고 트랜지스터(M1)의 기생 커패시턴스에 대한 결합에 의해, 입력 임피던스 및 노이즈 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. 여기서, 인덕터(L1)과 커패시터(C1)은 임피던스 매칭 기능 뿐만 아니라 노치(notch) 필터 기능을 수행할 수 있다.When an RF signal of the first frequency band (eg, an RF signal of a low frequency band) is input to the first RF input terminal RF IN_L , the switch SW1 is turned off. When switch SW1 is turned off, symmetrical inductor L3 provides a first inductance value between the source of transistor M1 and ground. By combining the capacitor C2, the inductor L2, the symmetric inductor L3 having the first inductance value, the transconductance of the transistor M1, and the parasitic capacitance of the transistor M1, the input impedance and the noise impedance Matching may be performed. Here, the inductor L1 and the capacitor C1 may perform a notch filter function as well as an impedance matching function.

트랜지스터(M1)의 제어 단자(예를 들면, 게이트)로 제1 주파수 대역의 RF 신호가 입력되며, 트랜지스터(M1)에 의해 증폭된 신호는 트랜지스터(M1)의 드레인으로 출력된다. 즉, 트랜지스터(M1)은 공통-소스 구조로 증폭 동작을 수행한다. 그리고, 트랜지스터(M2)는 트랜지스터(M1)와 함께 캐스코드(cascode) 구조를 형성하며 트랜지스터(M1)의 출력 신호를 증폭한다. 즉, 트랜지스터(M2)의 소스는 트랜지스터(M1)의 드레인에서 출력되는 RF 신호를 입력 받아 증폭하며, 트랜지스터(M2)의 드레인은 증폭한 신호를 RF 출력 단자(RFOUT)로 출력한다.The RF signal of the first frequency band is input to the control terminal (eg, gate) of the transistor M1, and the signal amplified by the transistor M1 is output to the drain of the transistor M1. That is, the transistor M1 performs an amplification operation with a common-source structure. Also, the transistor M2 forms a cascode structure together with the transistor M1 and amplifies the output signal of the transistor M1. That is, the source of the transistor M2 receives and amplifies the RF signal output from the drain of the transistor M1, and the drain of the transistor M2 outputs the amplified signal to the RF output terminal RF OUT .

도 4b는 제2 주파수 대역의 RF 신호가 입력되는 경우, 저잡음 증폭기(100)의 동작 상태를 나타내는 도면이다. 도 4b에서, 실선으로 표시한 부분은 저잡음 증폭기(100)의 소자 중에서 동작하는 소자를 나타내며, 점선으로 표시한 부분은 저잡음 증폭기(100)의 소자 중에서 동작하지 않는 소자를 나타낸다. 4B is a diagram illustrating an operating state of the low noise amplifier 100 when an RF signal of a second frequency band is input. In FIG. 4B, a portion marked with a solid line represents an operating element among the elements of the low noise amplifier 100, and a part marked with a dotted line represents a non-operating element among the elements of the low noise amplifier 100.

제2 주파수 대역의 RF 신호(예를 들면, 고주파수 대역의 RF 신호)가 제2 RF 입력 단자(RFIN_H)로 입력되는 경우, 스위치(SW1)가 턴온된다. 스위치(SW1)가 턴온된 경우, 대칭 인덕터(L3)는 제2 인덕턴스 값을 트랜지스터(M1)의 소스와 접지 사이에 제공한다. 커패시터(C4), 인덕터(L4), 커패시터(C3), 그리고 제2 인던턴스 값을 가지는 대칭 인덕터(L3)의 결합에 의해, 입력 임피던스 및 노이즈 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. When the RF signal of the second frequency band (eg, the RF signal of the high frequency band) is input to the second RF input terminal RF IN_H , the switch SW1 is turned on. When switch SW1 is turned on, symmetrical inductor L3 provides a second inductance value between the source of transistor M1 and ground. Input impedance and noise impedance matching may be performed by a combination of the capacitor C4, the inductor L4, the capacitor C3, and the symmetrical inductor L3 having the second inductance value.

트랜지스터(M1)의 제1 단자(예를 들면, 소스)로 제2 주파수 대역의 RF 신호가 입력되며, 트랜지스터(M1)에 의해 증폭된 신호는 트랜지스터(M1)의 드레인으로 출력된다. 즉, 트랜지스터(M1)은 공통-게이트 구조로 증폭 동작을 수행한다. 그리고, 트랜지스터(M2)는 트랜지스터(M1)와 함께 캐스코드(cascode) 구조를 형성하며 트랜지스터(M1)의 출력 신호를 증폭한다. 즉, 트랜지스터(M2)의 소스는 트랜지스터(M1)의 드레인에서 출력되는 RF 신호를 입력 받아 증폭하며, 트랜지스터(M2)의 드레인은 증폭한 신호를 RF 출력 단자(RFOUT)로 출력한다.The RF signal of the second frequency band is input to the first terminal (eg, source) of the transistor M1, and the signal amplified by the transistor M1 is output to the drain of the transistor M1. That is, the transistor M1 performs an amplification operation with a common-gate structure. Also, the transistor M2 forms a cascode structure together with the transistor M1 and amplifies the output signal of the transistor M1. That is, the source of the transistor M2 receives and amplifies the RF signal output from the drain of the transistor M1, and the drain of the transistor M2 outputs the amplified signal to the RF output terminal RF OUT .

도 5는 다른 실시예에 따른 출력 매칭 네트워크(140')를 나타내는 회로도이다. 5 is a circuit diagram illustrating an output matching network 140' according to another embodiment.

다른 실시예에 따른 출력 매칭 네트워크(140')는 도 2의 출력 매칭 네트워크(140)에서의 인덕터(L5) 및 인덕터(L6)가 대칭 인덕터(L56)으로 대체된 것을 제외하고 유사하다. Output matching network 140' according to another embodiment is similar except that inductors L5 and L6 in output matching network 140 of FIG. 2 are replaced with symmetric inductors L56.

도 5를 참조하면, 대칭 인덕터(L56)의 일단은 커패시터(C6)의 타단에 연결될 수 있으며, 대칭 인덕터(L56)의 타단은 전원 전압(VDD)에 연결될 수 있다. 그리고, 커패시터(C7)의 일단은 전원 전압(VDD)에 연결될 수 있으며, 대칭 인덕터(L56)의 센터 탭(CT)은 커패시터(C7)의 타단 및 RF 출력 단자(RFOUT)에 연결될 수 있다. 대칭 인덕터(L56)은 센터 탭(CT)를 기준으로 대칭 구조를 형성하는 소정의 라인으로 구현될 수 있으며, 소정의 라인은 서로 교차하는 영역에서 서로 연결되지 않을 수 있다. 대칭 인덕터(L56)은 센터 탭(CT)을 기준으로 시계 방향으로 형성되는 라인은 도 2의 인덕터(L5)에 대응될 수 있으며, 대칭 인덕터(L56)은 센터 탭(CT)을 기준으로 반시계 방향으로 형성되는 라인은 도 2의 인덕터(L6)에 대응될 수 있다. 이와 같은 대칭 인덕터(L56)를 사용함으로써 인덕터 구현을 위한 영역을 최소화할 수 있으며, 저잡음 증폭기(100)의 전체 칩 면적을 줄일 수 있다. Referring to FIG. 5 , one end of the symmetrical inductor L56 may be connected to the other end of the capacitor C6, and the other end of the symmetrical inductor L56 may be connected to the power supply voltage VDD. Also, one end of the capacitor C7 may be connected to the power supply voltage VDD, and the center tap CT of the symmetrical inductor L56 may be connected to the other end of the capacitor C7 and the RF output terminal RF OUT . The symmetrical inductor L56 may be implemented as a predetermined line forming a symmetrical structure with respect to the center tap CT, and the predetermined lines may not be connected to each other in a region where they cross each other. In the symmetrical inductor L56, a line formed in a clockwise direction with respect to the center tap CT may correspond to the inductor L5 of FIG. A line formed in the direction may correspond to the inductor L6 of FIG. 2 . By using such a symmetrical inductor L56, an area for implementing the inductor can be minimized, and the entire chip area of the low noise amplifier 100 can be reduced.

도 6은 다른 실시예에 따른 저잡음 증폭기(100')를 나타내는 회로도이다. 6 is a circuit diagram illustrating a low noise amplifier 100' according to another embodiment.

다른 실시예에 따른 저잡음 증폭기(100')는 전압 팔로워(voltage follower)(150)를 더 포함한 것을 제외하고 도 1의 전압 증폭기(100)과 유사하다. A low noise amplifier 100' according to another embodiment is similar to the voltage amplifier 100 of FIG. 1 except that it further includes a voltage follower 150.

전압 팔로워(150)는 트랜지스터(M2)의 드레인과 RF 출력 단자(RFOUT) 사이에 연결될 수 있으며, 트랜지스터(M2)의 출력 전압(즉, 트랜지스터(M2)의 드레인 전압)을 RF 출력 단자(RFOUT)로 그대로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. The voltage follower 150 may be connected between the drain of the transistor M2 and the RF output terminal RF OUT , and the output voltage of the transistor M2 (ie, the drain voltage of the transistor M2) may be connected to the RF output terminal RF OUT ) can perform the function of passing it as it is.

도 6에 나타낸 바와 같이, 전압 팔로워(150)는 트랜지스터(M3)와 저항(R1)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 6 , the voltage follower 150 may include a transistor M3 and a resistor R1.

트랜지스터(M3)의 제어 단자(예를 들어, 게이트)는 트랜지스터(M2)의 드레인에 연결될 수 있으며, 트랜지스터(M3)의 제1 단자(예를 들면, 드레인)는 전원 전압(VDD)에 연결될 수 있다. 그리고, 저항(R1)은 트랜지스터(M3)의 제2 단자(예를 들면, 소스)와 접지 사이에 연결될 수 있다. 즉, 트랜지스터(M3)와 저항(R1)은 소스 팔로워를 형성할 수 있으며, 최적의 출력 임피던스를 제공할 수 있다. The control terminal (eg, gate) of the transistor M3 may be connected to the drain of the transistor M2, and the first terminal (eg, drain) of the transistor M3 may be connected to the power supply voltage VDD. there is. Also, the resistor R1 may be connected between the second terminal (eg, source) of the transistor M3 and the ground. That is, the transistor M3 and the resistor R1 may form a source follower and provide an optimum output impedance.

한편, 트랜지스터(M3)의 제2 단자(예를 들면, 소스)와 RF 출력 단자(RFOUT) 사이에 커플링 커패시터(C8)가 추가적으로 연결될 수 있다. Meanwhile, a coupling capacitor C8 may be additionally connected between the second terminal (eg, source) of the transistor M3 and the RF output terminal RF OUT .

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also included in the scope of the present invention. that fall within the scope of the right.

100: 저잡음 증폭기
110: 제1 입력 매칭 네트워크
120: 제2 입력 매칭 네트워크
130: 가변 인덕터
140: 출력 매칭 네트워크
150: 전압 팔로워100: low noise amplifier
110: first input matching network
120: second input matching network
130: variable inductor
140: output matching network
150: voltage follower

Claims (18)

제어 단자를 통해 제1 주파수 대역 신호를 입력 받아 증폭하며, 제1 단자를 통해 제2 주파수 대역 신호를 입력 받아 증폭하는 제1 트랜지스터, 그리고
상기 제1 트랜지스터와 연결되어 제1 트랜지스터의 출력 신호를 증폭하는 제2 트랜지스터를 포함하는 저잡음 증폭기. A first transistor for receiving and amplifying a first frequency band signal through a control terminal and receiving and amplifying a second frequency band signal through the first terminal; and
A low noise amplifier comprising a second transistor connected to the first transistor and amplifying an output signal of the first transistor. 제1항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터의 제1 단자와 접지 사이에 연결되며, 상기 제1 주파수 대역 신호와 상기 제2 주파수 대역 신호에 대응하여 가변되는 인덕턴스 값을 가지는 가변 인덕터를 더 포함하는 저잡음 증폭기. According to claim 1,
and a variable inductor connected between the first terminal of the first transistor and the ground and having an inductance value that is variable in response to the first frequency band signal and the second frequency band signal. 제2항에 있어서,
상기 가변 인덕터는, 상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우 제1 인덕턴스 값을 가지며, 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우 제2 인덕턴스 값을 가지며,
상기 제1 인덕턴스 값은 상기 제2 인덕턴스 값보다 큰 저잡음 증폭기. According to claim 2,
The variable inductor has a first inductance value when the first frequency band signal is input, and has a second inductance value when the second frequency band signal is input;
The first inductance value is greater than the second inductance value of the low noise amplifier. 제3항에 있어서,
상기 가변 인덕터는,
상기 제1 트랜지스터의 제1 단자에 일단이 연결되며 접지에 타단이 연결되는 대칭 인덕터, 그리고
상기 대칭 인덕터의 센터 탭과 접지 사이에 연결되는 스위치를 포함하는 저잡음 증폭기. According to claim 3,
The variable inductor,
A symmetrical inductor having one end connected to the first terminal of the first transistor and the other end connected to ground, and
A low noise amplifier comprising a switch connected between the center tap of the symmetrical inductor and ground. 제4항에 있어서,
상기 스위치는 상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우 턴오프되고 상기 제2 주파수 대역의 신호가 입력되는 경우 턴온되는 저잡음 증폭기. According to claim 4,
The switch is turned off when the signal of the first frequency band is input and turned on when the signal of the second frequency band is input. 제1항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 트랜지스터는 공통-소스 구조이며,
상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 트랜지스터는 공통-게이트 구조인 저잡음 증폭기. According to claim 1,
When the first frequency band signal is input, the first transistor has a common-source structure,
When the second frequency band signal is input, the first transistor has a common-gate structure. 제6항에 있어서,
상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터와 함께 캐스코드(cascode) 구조를 형성하는 저잡음 증폭기. According to claim 6,
The second transistor forms a cascode structure together with the first transistor. 제1항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 제1 RF(Radio Frequency) 입력 단자와 상기 제1 트랜지스터의 제어 단자 사이에 연결되며 임피던스 매칭을 수행하는 제1 입력 매칭 네트워크, 그리고
상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 제2 RF(Radio Frequency) 입력 단자와 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자 사이에 연결되며 임피던스 매칭을 수행하는 제2 입력 매칭 네트워크를 포함하는 저잡음 증폭기. According to claim 1,
A first input matching network connected between a first radio frequency (RF) input terminal to which the first frequency band signal is input and a control terminal of the first transistor and performing impedance matching; and
and a second input matching network connected between a second radio frequency (RF) input terminal to which the second frequency band signal is input and a first terminal of the first transistor and performing impedance matching. 제8항에 있어서,
상기 제1 입력 매칭 네트워크는 상기 제1 RF 입력 단자로 입력될 수 있는 상기 제2 주파수 대역 신호가 상기 제2 RF 입력 단자로 전달되는 것을 방지하는 노피 필터를 포함하며,
상기 제2 임피던스 매칭 네트워크는 상기 제2 RF 입력 단자로 입력될 수 있는 상기 제1 주파수 대역 신호가 상기 제1 RF 입력 단자로 전달되는 것을 방지하는 고주파필터(High Pass Filter)를 포함하는 저잡음 증폭기. According to claim 8,
The first input matching network includes a Noppy filter preventing the second frequency band signal input to the first RF input terminal from being transferred to the second RF input terminal,
The second impedance matching network includes a high pass filter that prevents the first frequency band signal input to the second RF input terminal from being transferred to the first RF input terminal. 제1항에 있어서,
전원 전압과 상기 제1 트랜지스터의 출력 신호가 출력되는 출력 단자 사이에 연결되는 출력 매칭 네트워크를 더 포함하며,
상기 출력 매칭 네트워크는,
상기 전원 전압에 일단이 연결되는 제1 커패시터,
상기 제1 커패시터의 타단에 일단이 연결되며 상기 전원 전압에 타단이 연결되는 대칭 인덕터, 그리고
상기 전원 전원과 상기 대칭 인덕터의 센터 탭 사이에 연결되는 제2 커패시터를 포함하는 저잡음 증폭기. According to claim 1,
An output matching network connected between a power supply voltage and an output terminal through which an output signal of the first transistor is output,
The output matching network,
A first capacitor having one end connected to the power supply voltage;
A symmetrical inductor having one end connected to the other end of the first capacitor and the other end connected to the power supply voltage; and
A low noise amplifier comprising a second capacitor coupled between the power supply and a center tap of the symmetrical inductor. 제1항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역 신호는 상기 제2 주파수 대역 신호보다 낮은 주파수 대역인 저잡음 증폭기. According to claim 1,
The low noise amplifier of claim 1 , wherein the first frequency band signal is a lower frequency band than the second frequency band signal. 제1 주파수 대역 신호와 제2 주파수 대역 신호를 입력 받아 증폭한 후 출력하는 저잡음 증폭기가 동작하는 방법으로서,
상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 주파수 대역 신호를 제어 단자로 입력 받은 제1 트랜지스터를 통해, 상기 제1 주파수 대역 신호를 증폭하는 단계, 그리고
상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제2 주파수 대역 신호를 제1 단자로 입력 받는 상기 제1 트랜지스터를 통해, 상기 제2 주파수 대역 신호를 증폭하는 단계를 포함하는 방법. A method for operating a low noise amplifier that receives a first frequency band signal and a second frequency band signal, amplifies it, and then outputs the signal,
When the first frequency band signal is input, amplifying the first frequency band signal through a first transistor receiving the first frequency band signal as a control terminal, and
and amplifying the second frequency band signal through the first transistor receiving the second frequency band signal through a first terminal when the second frequency band signal is input. 제12항에 있어서,
상기 제1 트랜지스터와 연결되는 제2 트랜지스터를 통해, 상기 제1 트랜지스터의 출력 신호를 증폭하는 단계를 더 포함하는 방법. According to claim 12,
The method further comprising amplifying an output signal of the first transistor through a second transistor connected to the first transistor. 제12항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우와 상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우에, 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자와 접지 사이에 서로 다른 인덕턴스 값을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법. According to claim 12,
The method further comprising providing different inductance values between the first terminal of the first transistor and the ground when the first frequency band signal is input and when the second frequency band signal is input. 제14항에 있어서,
상기 제공하는 단계는,
상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자와 접지 사이에 제1 인덕턴스 값을 제공하는 단계, 그리고
상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 트랜지스터의 제1 단자와 상기 접지 사이에 제2 인덕턴스 값을 제공하는 단계를 포함하며,
상기 제1 인덕턴스 값은 상기 제2 인덕턴스 값보다 큰 방법. According to claim 14,
The step of providing,
When the first frequency band signal is input, providing a first inductance value between the first terminal of the first transistor and the ground; and
providing a second inductance value between a first terminal of the first transistor and the ground when the second frequency band signal is input;
The first inductance value is greater than the second inductance value. 제12항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 트랜지스터는 공통-소스 구조이며,
상기 제2 주파수 대역 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 트랜지스터는 공통-게이트 구조인 방법.According to claim 12,
When the first frequency band signal is input, the first transistor has a common-source structure,
When the second frequency band signal is input, the first transistor has a common-gate structure. 제13항에 있어서,
상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터와 함께 캐스코드(cascode) 구조를 형성하는 방법. According to claim 13,
The second transistor forms a cascode structure with the first transistor. 제12항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역 신호는 상기 제2 주파수 대역 신호보다 낮은 주파수 대역인 방법.
According to claim 12,
The first frequency band signal is a lower frequency band than the second frequency band signal.
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