KR20030034638A - Power amplitude module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절전형 전력 증폭 모듈에 관한 것으로서, 외부로부터 입력되는 신호의 전력을 증폭하는 기본 증폭부와, 상기 기본 증폭부의 증폭 신호를 원하는 크기로 증폭하는 저전력 증폭부와, 복수개의 트랜지스터로 이루어져 상기 기본 증폭부로 입력되는 신호가 소정의 설정치 이하인 경우 상기 저전력 증폭부와 동시에 동작하여 상기 기본 증폭부의 증폭 신호를 원하는 크기로 증폭하는 고전력 증폭부로 구성되어,The present invention relates to a power-saving power amplification module, comprising: a basic amplifier for amplifying the power of a signal input from the outside, a low power amplifier for amplifying the amplified signal of the basic amplifier to a desired size, and a plurality of transistors. When the signal input to the amplification unit is less than a predetermined set value is configured to operate simultaneously with the low power amplification unit and a high power amplification unit for amplifying the amplified signal of the basic amplification unit to a desired size,
기본 증폭부로 입력되는 신호의 크기에 따라 고전력 증폭부를 온/오프시켜 선택적으로 동작시킬수 있기 때문에 기본 증폭부로 입력되는 신호가 소정의 설정치 이상인 경우 고전력 증폭부를 오프시켜 소모되는 바이어스 전류를 감소시킬수 있으므로 전력 증폭 모듈의 효율의 높아질 수 있는 효과가 있다.The high power amplifier can be selectively operated by turning on / off the high power amplifier according to the size of the signal input to the basic amplifier. If the signal inputted to the basic amplifier is above a predetermined value, the power amplification can be reduced by turning off the high power amplifier to reduce power consumption. There is an effect that can increase the efficiency of the module.
Description
본 발명은 절전형 전력 증폭 모듈에 관한 것으로서, 특히 외부로부터 입력되는 신호를 증폭할 때 입력되는 신호의 크기에 따라 동작되는 증폭부를 온/오프시킬수 있도록 함으로써, 증폭부를 동작시키는데 소모되는 전류를 줄이고 이로 인해 효율이 증가하는 절전형 전력 증폭 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a power-saving power amplification module, and in particular, when amplifying a signal input from the outside, it is possible to turn on / off the amplification unit operated according to the magnitude of the input signal, thereby reducing the current consumed to operate the amplification unit and thereby The present invention relates to a power saving power amplifier module with increased efficiency.
통신 시장의 확대에 따른 단말기 및 통신 기기에 대한 수요가 늘어남과 동시에 소형 및 경량화되고 소모 전력이 적으면서도 장시간 사용 가능한 통신 기기가 요구되고 있고 이를 위해 제한된 통신 기기의 크기에서 소모 전력을 줄이고 전원 공급부의 성능을 향상시키기 위한 기술이 요구되고 있다.As the demand for terminals and communication devices increases due to the expansion of the communication market, there is a demand for communication devices that are small, lightweight, low power consumption, and can be used for a long time. There is a need for a technique for improving performance.
도1 은 종래 기술에 의한 전력 증폭 장치의 구성이 도시된 회로도이다.1 is a circuit diagram showing the configuration of a power amplifier according to the prior art.
종래의 기술에 의한 전력 증폭 모듈은 외부로부터 입력단(11)을 통해 신호가 입력되어 증폭되는 기본 증폭부(10)와, 상기 기본 증폭부(10)에서 증폭된 신호를 원하는 크기의 신호로 증폭하는 확장 증폭부(20)와, 상기 기본 증폭부(10) 및 상기확장 증폭부(20)에 입력된 신호가 증폭되어 전달될 수 있도록 동작점을 설정하는 바이어스 전류를 인가하는 바이어스부(30)로 구성된다.The power amplification module according to the related art amplifies the basic amplification unit 10 to which a signal is input and amplified through the input terminal 11 from the outside, and amplifies the signal amplified by the basic amplification unit 10 to a signal having a desired size. An expansion amplifier 20, and a bias unit 30 for applying a bias current for setting the operating point so that the signal input to the basic amplifier 10 and the expansion amplifier 20 is amplified and transmitted. It is composed.
상기 기본 증폭부(10)는 입력단(11)을 통해 입력되는 신호를 증폭하는 제1 트랜지스터(Q1)와, 제1 트랜지스터(Q1)에 동작 전원이 입력되는 전원 공급단(13)과, 상기 입력단(11)과 제1 트랜지스터(Q1) 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 제1 매칭부(12)로 구성된다.The basic amplifier 10 includes a first transistor Q1 for amplifying a signal input through the input terminal 11, a power supply terminal 13 for inputting operating power to the first transistor Q1, and the input terminal. The first matching unit 12 performs impedance matching between the first transistor Q11 and the first transistor Q1.
상기 확장 증폭부(20)는 기본 증폭부(10)의 증폭된 신호를 원하는 크기의 신호로 증폭하도록 병렬 연결된 제2 내지 제5 트랜지스터(Q2~Q5)와, 상기 제2 내지 제5 트랜지스터(Q2~Q5)에 동작 전원이 공급되는 전원 공급단(22)과, 상기 제2 내지 제5 트랜지스터(Q2~Q5)와 상기 기본 증폭부(10)사이의 임피던스 매칭을 수행하는 제2 매칭부(21)와, 상기 제2 내지 제5 트랜지스터(Q2~Q5)에서 증폭된 신호가 출력되는 출력단(24)으로 구성되며, 상기 제2 내지 제5 트랜지스터(Q2~Q5)와 상기 출력단(24) 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 제3 매칭부(23)을 더 포함한다.The expansion amplifier 20 may include second to fifth transistors Q2 to Q5 connected in parallel to amplify the amplified signal of the basic amplifier 10 to a signal having a desired size, and the second to fifth transistors Q2. A second matching unit 21 which performs impedance matching between the power supply terminal 22 to which the operating power is supplied to ˜Q5, and the second to fifth transistors Q2 to Q5 and the basic amplifier 10. ) And an output terminal 24 through which the signals amplified by the second to fifth transistors Q2 to Q5 are output, and between the second to fifth transistors Q2 to Q5 and the output terminal 24. A third matching unit 23 further performs impedance matching.
한편, 상기 바이어스부(30)는 상기 기본 증폭부(10)에 바이어스 전류를 공급하는 제1 바이어스부(31)와, 상기 확장 증폭부(20)에 바이어스 전류를 공급하는 제2 바이어스부(32)로 구성된다.Meanwhile, the bias unit 30 includes a first bias unit 31 for supplying a bias current to the basic amplifier 10, and a second bias unit 32 for supplying a bias current to the expansion amplifier 20. It is composed of
도2 는 도1 의 제1 바이어스부의 구성이 도시된 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the first bias portion of FIG.
상기 제1 바이어스부(31)는 복수개의 트랜지스터(Q6~Q8)와, 복수개의 저항(R1~R4)로 이루어져 기준 신호 입력단(31a)를 통해 동작 신호가 입력되며 상기 복수개의 트랜지스터(Q6~Q8) 및 상기 복수개의 저항(R1~R4)에 의해 바이어스 전류가 생성되어 바이어스 전류 출력단(31b)통해 상기 기본 증폭부(10)의 상기 제1 트랜지스터(Q1)에 바이어스 전류를 공급한다.The first bias unit 31 includes a plurality of transistors Q6 to Q8 and a plurality of resistors R1 to R4 to receive an operation signal through a reference signal input terminal 31a, and to supply the plurality of transistors Q6 to Q8. ) And the plurality of resistors R1 to R4 generate a bias current to supply a bias current to the first transistor Q1 of the basic amplifier 10 through a bias current output terminal 31b.
도3 은 도1 의 제2 바이어스부의 구성이 도시된 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the second bias portion of FIG.
상기 제2 바이어스부(32)는 복수개의 트랜지스터(Q9, Q10)와 저항(R5)으로 구성된 커런트미러(33)와, 복수개의 트랜지스터(Q11~Q13) 및 저항(R6~R9)로 이루어지며, 동작 신호 입력단(32a)를 통해 입력된 신호에 의해 바이어스 전류가 생성되고 상기 출력단(24)의 신호의 크기에 따라서 상기 전류 제어단(32b)에 입력을 제어하는데, 이때 출력되는 신호의 크기가 일정치 이하이면 상기 커런트 미러(33)가 동작하게 되고, 이로 인해 상기 바이어스 전류 출력단(32c)을 통해 출력되는 바이어스 전류가 줄어들게 된다.The second bias unit 32 includes a current mirror 33 including a plurality of transistors Q9 and Q10 and a resistor R5, a plurality of transistors Q11 to Q13, and resistors R6 to R9. The bias current is generated by the signal input through the operation signal input terminal 32a and the input is controlled to the current control terminal 32b according to the magnitude of the signal of the output terminal 24, wherein the magnitude of the output signal is one. Below the stationary, the current mirror 33 is operated, thereby reducing the bias current output through the bias current output terminal 32c.
이와 같은 상기 제2 바이어스부(32)는 상기 출력단(24)의 크기가 소정의 설정치 이하인 경우에는 상기 바이어스 전류 출력단(32c)을 통해 출력되는 바이어스 전류가 감소되어 상기 확장 증폭부(20)의 증폭률이 감소되고 상기 출력단(24)의 크기가 소정의 설정치 이상인 경우에는 상기 바이어스 전류 출력단(32c)을 통해 출력되는 바이어스 전류가 증가하여 상가 확장 증폭부(20)의 증폭률이 증가한다.When the size of the output terminal 24 is less than or equal to a predetermined value, the second bias unit 32 may reduce the bias current output through the bias current output terminal 32c to increase the amplification ratio of the expansion amplifier 20. When the output terminal 24 is reduced and the size of the output terminal 24 is greater than or equal to a predetermined value, the bias current output through the bias current output terminal 32c increases to increase the amplification ratio of the expansion expansion amplifier 20.
상기와 같이 구성된 종래의 기술에 의한 전력 증폭 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the power amplifier according to the prior art configured as described above are as follows.
먼저, 상기 기본 증폭부(10) 및 상기 확장 증폭부(20)의 전원 공급단(13, 22)에서 전원이 공급되어 상기 복수개의 트랜지스터(Q1~Q5)가 동작 가능한 상태가 되고, 상기 제1 바이어스부(31) 및 제2 바이어스부(32)의 동작 신호 입력단(31a,32a)에서 동작 신호가 입력되어 상기 제1 바이어스부(31) 및 제2 바이어스부(32)에서 바이어스 전류가 생성된다.First, power is supplied from the power supply terminals 13 and 22 of the basic amplifier 10 and the expansion amplifier 20 to operate the plurality of transistors Q1 to Q5, and the first An operation signal is input from the operation signal input terminals 31a and 32a of the bias unit 31 and the second bias unit 32 to generate a bias current in the first bias unit 31 and the second bias unit 32. .
상기 입력단(11)을 통해 외부로부터 신호가 입력되면 상기 제1 매칭부(12)에서 임피던스가 매칭되어 상기 제1 트랜지스터(Q1)를 통해 증폭되어 상기 확장 증폭부(20)에 입력된다.When a signal is input from the outside through the input terminal 11, the impedance is matched by the first matching unit 12, amplified by the first transistor Q1, and input to the expansion amplifier 20.
상기 확장 증폭부(20)에 입력된 상기 증폭 신호는 상기 제2 매칭부(21)에 의해 상기 제2 내지 제5 트랜지스터(Q2~Q5)에 입력된다.The amplified signal input to the expansion amplifier 20 is input to the second to fifth transistors Q2 to Q5 by the second matching unit 21.
이때, 상기 제2 바이어스부(32)의 전류 제어단(32b)에서 상기 출력단(24)의 출력되는 신호의 크기에 따라 상기 제2 내지 제5 트랜지스터(Q2~Q5)로 공급되는 바이어스 전류를 제어하는 신호가 입력되고, 상기 제2 내지 제5 트랜지스터(Q2~Q5)로 공급되는 전류를 감소시켜서 증폭률을 감소시키고, 상기 출력단(24)에 출력되는 신호가 설정치 이상인 경우에는 상기 제2 내지 제5 트랜지스터(Q2~Q5)로 공급되는 바이어스 전류를 증가시켜서 증폭률을 증가시킨다.At this time, the bias current supplied to the second to fifth transistors Q2 to Q5 is controlled according to the magnitude of the signal output from the current control terminal 32b of the second bias unit 32 to the output terminal 24. Signal is inputted, the current supplied to the second to fifth transistors Q2 to Q5 is reduced to reduce the amplification rate, and when the signal output to the output terminal 24 is equal to or greater than a set value, the second to fifth The amplification factor is increased by increasing the bias current supplied to the transistors Q2 to Q5.
상기 제2 내지 제5 트랜지스터(Q2~Q5)에서 증폭된 신호는 외부에 출력되는 상기 출력단(24)과 상기 제3 매칭부(23)에서 임피던스가 매칭되어 외부에 출력된다.Signals amplified by the second to fifth transistors Q2 to Q5 are impedance-matched at the output terminal 24 and the third matching unit 23 output to the outside and are output to the outside.
그러나, 종래의 기술에 의한 전력 증폭 모듈의 동작은 기본 증폭부로 신호가 입력되기 전에 기본 증폭부와 확장 증폭부 전체가 동작하기 때문에 기본 증폭부에 신호가 입력될때까지 확장 증폭부가 온되어 소모되는 바이어스 전류가 증가하게 되어 전력 증폭 모듈의 효율이 저감된다는 문제점이 있다.However, in the operation of the power amplifier module according to the prior art, since the basic amplification unit and the entire amplification unit are operated before the signal is input to the basic amplification unit, the expansion amplifier is turned on and consumed until the signal is input to the basic amplification unit. There is a problem that the current is increased to reduce the efficiency of the power amplification module.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 기본 증폭부의 증폭 신호를 증폭하는 확장 증폭부에서 복수개의 트랜지스터를 외부 입력 신호의 크기에 따라 온/오프될 수 있도록 제어할 수 있도록 하여신호의 증폭시 소모되는 바이어스 전류를 감소시키고 이로 인해 전력 증폭 모듈의 효율을 증가시키는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of which is to control the plurality of transistors in the expansion amplifier for amplifying the amplified signal of the basic amplifier to be turned on / off according to the size of the external input signal By reducing the bias current consumed in the amplification of the signal, thereby increasing the efficiency of the power amplification module.
도1 은 종래의 기술에 따른 전력 증폭 모듈의 구성이 도시된 회로도,1 is a circuit diagram showing the configuration of a power amplification module according to the prior art;
도2 는 도1 의 제1 바이어스부의 구성이 도시된 회로도,FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the first bias portion of FIG. 1; FIG.
도3 은 도1 의 제2 바이어스부의 구성이 도시된 회로도,FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the second bias portion of FIG. 1;
도4 는 본 발명에 의한 절전형 전력 증폭 모듈의 구성이 도시된 회로도,4 is a circuit diagram showing the configuration of a power saving type power amplification module according to the present invention;
도5 는 본 발명에 의한 절전형 전력 증폭 모듈의 구성이 도시된 회로도,5 is a circuit diagram showing the configuration of a power saving type power amplification module according to the present invention;
도6 은 본 발명에 의한 바이어스부의 구성이 도시된 회로도,6 is a circuit diagram showing a configuration of a bias unit according to the present invention;
도7 은 도4 의 전력 증폭 모듈의 동작이 도시된 그래프,7 is a graph showing the operation of the power amplification module of FIG.
도8 은 도5 의 전력 증폭 모듈의 동작이 도시된 그래프이다.8 is a graph illustrating the operation of the power amplification module of FIG.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
40: 기본 증폭부Q14: 제1 트랜지스터40: basic amplifier Q14: first transistor
42: 입력단 매칭부44: 중간매칭부42: input stage matching section 44: intermediate matching section
45: 기본 바이어스부45a: 동작 신호 입력단45: basic bias unit 45a: operation signal input terminal
45b: 바이어스 전류 출력단50: 저전력 증폭부45b: bias current output stage 50: low power amplifier
Q15: 제2 트랜지스터51: 동작 전원단Q15: second transistor 51: operating power supply stage
60: 고전력 증폭부C1: 차단부60: high power amplification unit C1: blocking unit
C2~C4: 매칭 캐패시터Q16~Q18: 제3, 4, 5 트랜지스터C2 to C4: matching capacitors Q16 to Q18: third, fourth and fifth transistors
61, 62: 확장 바이어스부61a, 62a: 동작 신호 입력단61, 62: expansion bias unit 61a, 62a: operation signal input terminal
61b, 62b: 바이어스 전류 출력단61b, 62b: bias current output stage
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 절전형 전력 증폭 모듈의 특징에 따르면, 외부로부터 입력되는 신호의 전력을 증폭하는 기본 증폭부와, 상기 기본 증폭부에 증폭 신호를 원하는 크기로 증폭하는 저전력 증폭부와, 복수개의 트랜지스터로 이루어져 상기 출력단의 신호가 설정치 이상인 경우 상기 저전력 증폭부와 동시에 동작하여 상기 기본 증폭부의 증폭 신호를 원하는 크기로 증폭하는 고전력 증폭부로 구성된다.According to a feature of the power-saving power amplification module according to the present invention for solving the above problems, a basic amplifier for amplifying the power of the signal input from the outside, and a low power amplification for amplifying the amplified signal to a desired size And a high power amplifier configured to amplify the amplified signal of the basic amplifier by operating simultaneously with the low power amplifier, when the signal of the output terminal is formed of a plurality of transistors or more than a set value.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도4 는 본 발명에 의한 절전형 전력 증폭 모듈의 구성이 도시된 회로도이다.4 is a circuit diagram showing the configuration of a power saving type power amplification module according to the present invention.
본 발명에 의한 절전형 전력 증폭 모듈은 외부로부터 신호가 입력단(41)을 통해 입력되는 증폭되는 제1 트랜지스터(Q14)와 상기 제1 트랜지스터(Q14)에 바이어스 전류를 공급하는 기본 바이어스부(45)로 이루어진 기본 증폭부(40)와, 상기 기본 증폭부(40)의 출력 신호가 입력되어 증폭되는 제2 트랜지스터(Q15)로 이루어진 저전력 증폭부(50)와, 출력부(64)의 출력된 신호의 크기가 소정의 설정치 이상인 경우 상기 저전력 증폭부(50)와 동시에 동작하여 상기 기본 증폭부(40)의 출력 신호를 증폭하는 고전력 증폭부(60)로 구성되며, 상기 고전력 증폭부(60)는 제3 내지 제5 트랜지스터(Q16 ~ Q18)로 이루어진다.Power-saving power amplification module according to the present invention is a first transistor (Q14) that is amplified from the outside through the input terminal 41 and the basic bias unit 45 for supplying a bias current to the first transistor (Q14) The low power amplifier 50 comprising the basic amplifier 40 and the second transistor Q15 to which the output signal of the basic amplifier 40 is input and amplified, and the output signal of the output unit 64. When the size is more than a predetermined value, the high power amplifier 60 is configured to operate simultaneously with the low power amplifier 50 to amplify the output signal of the basic amplifier 40, wherein the high power amplifier 60 3 to 5 transistors Q16 to Q18.
상기 기본 증폭부(40)는 상기 입력단(41)과 상기 제1 트랜지스터(Q14)사이의 임피던스 매칭을 수행하는 제1 매칭부(42)와, 상기 제1 트랜지스터(Q14)와 상기 저전력 증폭부(50)의 상기 제2 트랜지스터(Q15)의 임피던스 매칭을 수행하는 제2 매칭부(44)와, 상기 제1 트랜지스터(Q14)와 상기 제2 트랜지스터(Q15)에 바이어스 전류를 공급하는 기본 바이어스부(45)를 더 포함하여 구성되며, 상기 기본 바이어스부(45)는 상기 기본 바이어스부(45)의 동작 여부를 결정하는 신호가 입력되는 동작 신호 입력단(44a)가 형성된다.The basic amplifier 40 includes a first matching unit 42 that performs impedance matching between the input terminal 41 and the first transistor Q14, the first transistor Q14, and the low power amplifier unit ( A second matching unit 44 which performs impedance matching of the second transistor Q15 of 50, and a basic bias unit which supplies a bias current to the first transistor Q14 and the second transistor Q15 ( 45, and the basic bias unit 45 is provided with an operation signal input terminal 44a through which a signal for determining whether the basic bias unit 45 is operated is input.
상기 저전력 증폭부(50)는 상기 제2 내지 제5 트랜지스터(Q15~Q18)의 동작 전원이 입력되는 전원단(51)을 더 포함한다.The low power amplifier 50 further includes a power supply terminal 51 to which operating power of the second to fifth transistors Q15 to Q18 is input.
한편, 상기 고전력 증폭부(60)는 상기 기본 증폭부(40)와 병렬 연결되어 출력단(64)로 출력되는 신호가 소정의 설정치 이상인 경우 상기 저전력 증폭부(50)와 동시에 동작하는 제3 내지 제5 트랜지스터(Q16~Q18)와, 상기 제3 내지 제5 트랜지스터(Q16~Q18)의 바이어스 전류를 공급하는 확장 바이어스부(61)부로 구성되며, 상기 확장 바이어스부(61)는 출력단(64)로 출력되는 신호가 소정의 설정치 이상인 경우 상기 제3 내지 제5 트랜지스터(Q16~Q18)에 바이어스 전류가 공급되도록 하는 신호가 입력되는 동작 신호 입력단(61a)과, 상기 확장 바이어스부(61)와 상기 제3 내지 제5 트랜지스터(Q16~Q18)사이에 형성되어 임피던스 매칭을 수행하는 인덕터(L1)와, 상기 제3 내지 제5 트랜지스터(Q16~Q18)의 입력단에 각각 형성되어 임피던스 매칭을 수행하는 복수개의 캐패시터(C2~C5)를 더 포함한다.On the other hand, the high power amplifying unit 60 is connected in parallel with the basic amplifying unit 40 when the signal output to the output terminal 64 is more than a predetermined value third to third simultaneously operating with the low power amplifying unit 50 5 transistors Q16 to Q18 and an expansion bias unit 61 for supplying bias currents of the third to fifth transistors Q16 to Q18. The expansion bias unit 61 is connected to the output terminal 64. When the output signal is greater than or equal to a predetermined value, the operation signal input terminal 61a to which a bias current is supplied to the third to fifth transistors Q16 to Q18 is input, the expansion bias unit 61 and the first Inductors L1 are formed between the third to fifth transistors Q16 to Q18 to perform impedance matching, and a plurality of inductors L1 are formed at the input terminals of the third to fifth transistors Q16 to Q18 to perform impedance matching. More capacitors (C2 to C5) It should.
또한, 상기 고전력 증폭부(60)는 상기 저전력 증폭부(50) 및 상기 고전력 증폭부(60)에 의해 증폭된 신호가 출력되는 출력단(64)과 상기 출력단(64)과 상기 저전력 및 고전력 증폭부(50, 60)사이의 임피던스 매칭을 위한 제3 매칭부(63)가 더 포함된다.In addition, the high power amplifier 60 has an output terminal 64 and the output terminal 64 and the low power and high power amplification unit to output the signal amplified by the low power amplification unit 50 and the high power amplification unit 60 A third matching unit 63 for impedance matching between 50 and 60 is further included.
참고적으로, 상기 확장 증폭부(60)에 복수개의 확장 바이어스부(61, 62)를 사용할 경우는 도5 에 도시된 바와 같이, 상기 제4 및 제5 트랜지스터(Q17, Q18)에 바이어스 전류를 공급하는 제1 확장 바이어스부(61)와 상기 제3 트랜지스터(Q16)에 바이어스 전류를 공급하는 제2 확장 바이어스부(62)가 형성되며, 상기 제1 및 제2 확장 바이어스부(61, 62)에는 동작 여부 신호가 입력되는 동작 신호 입력단(61a, 6b)이 형성된다.For reference, when the plurality of expansion bias units 61 and 62 are used in the expansion amplifier unit 60, as shown in FIG. 5, bias currents are applied to the fourth and fifth transistors Q17 and Q18. A first expansion bias unit 61 for supplying and a second expansion bias unit 62 for supplying a bias current to the third transistor Q16 are formed, and the first and second expansion bias units 61 and 62 are provided. Operation signal input terminals 61a and 6b to which an operation signal is input are formed.
또한 상기 제3 트랜지스터(Q16)와 상기 제4 및 제5 트랜지스터(Q17)은 각각 제2 확장 바이어스부(62)와 제1 확장 바이어스부(61)에 의해 공급되는 바이어스 전류에 의한 상호 간섭이 방지되도록 캐패시터로 이루어진 차단부(C5)가 형성된다.In addition, the third transistor Q16 and the fourth and fifth transistors Q17 are prevented from mutual interference due to the bias current supplied by the second expansion bias unit 62 and the first expansion bias unit 61, respectively. Blocking portion C5 made of a capacitor is formed.
도6 는 도4 의 기본 바이어스부의 구성이 도시된 회로도이다.FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of the basic bias portion of FIG.
상기 기본 및 확장 바이어스부(45)는 복수개의 트랜지스터(Q19~Q21)와 복수개의 저항(R10~R13)으로 이루어져 상기 동작 신호 입력단(45a)으로 입력된 신호에 의해 상기 동작 여부가 결정되고, 상기 기본 바이어스부(45)가 동작되면 바이어스 전류 출력단(45b)에 의해 상기 기본, 저전력 및 고전력 증폭부(40, 50, 60)의 상기 제1 내지 제5 트랜지스터(Q14~Q18)에 바이어스 전류를 공급하게 된다.The basic and expansion bias units 45 may include a plurality of transistors Q19 to Q21 and a plurality of resistors R10 to R13 to determine whether the operation is performed by a signal input to the operation signal input terminal 45a. When the basic bias unit 45 is operated, a bias current is supplied to the first to fifth transistors Q14 to Q18 of the basic, low power and high power amplifiers 40, 50, and 60 by a bias current output terminal 45b. Done.
이와 같이 구성된 기본 바이어스부(45)는 상기 제1 확장 바이어스부(61) 또는 제2 확장 바이어스부(62)와 구성이 동일하여 상기 기본 바이어스부(45)의 상기 동작 신호 입력단(45a)는 상기 제1 또는 제2 확장 바이어스부(61, 62)의 동작 신호 입력단(61a, 62a)와 동일한 역할을 수행하고, 상기 기본 증폭부(45)의 상기 바이어스 전류 출력단(45b)는 상기 제1 또는 제2 확장 바이어스부(61, 62)의 바이어스 전류 출력단(61b, 62b)와 동일한 역할을 수행하게 된다.The basic bias unit 45 configured as described above has the same configuration as the first expansion bias unit 61 or the second expansion bias unit 62, so that the operation signal input terminal 45a of the basic bias unit 45 is The same function as the operation signal input terminal 61a, 62a of the first or second expansion bias unit 61, 62, and the bias current output terminal 45b of the basic amplifier 45 is the first or second 2 plays the same role as the bias current output terminals 61b and 62b of the expansion bias units 61 and 62.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 전력 증폭 모듈의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the power amplification module according to the present invention configured as described above are as follows.
본 발명에 의한 절전형 전력 증폭 모듈의 동작은 먼저, 상기 기본 증폭부(40)와 상기 저전력 증폭부(50)에 상기 기본 바이어스부(45)로부터 바이어스 전류가 공급된다.In the operation of the power saving type power amplification module according to the present invention, a bias current is supplied from the basic bias unit 45 to the basic amplifier 40 and the low power amplifier 50.
상기 입력단(40)을 통해 외부 신호가 입력되면 상기 제1 매칭부(42)에 의해 상기 제1 트랜지스터(Q14)와 임피던스가 매칭후 상기 제1 트랜지스터(Q14)에서 증폭되어 출력된다.When an external signal is input through the input terminal 40, the first matching unit 42 amplifies an impedance with the first transistor Q14 and then amplifies and outputs the first transistor Q14.
상기 출력된 신호는 상기 제2 매칭부(44)를 통해 상기 저전력 증폭부(50) 및The output signal is the low power amplifier 50 and the second matching unit 44 and
확장 증폭부(60)와 임피던스가 매칭된다.The impedance is matched with the expansion amplifier 60.
이때, 출력단(64)의 신호의 크기에 따라 확장 증폭부(60)의 동작 여부가 결정되는데, 도7 에 도시된 바와 같이 소정의 설정치(P1) 이하인 신호가 입력될 경우에는 상기 확장 바이어스부(61)가 오프되고, 상기 제2 매칭부(44)에서 임피던스가 매칭된 신호는 상기 제2 트랜지스터(Q15)에 의해 증폭되며, 이로 인해 소모되는 바이어스 전류는 감소하게 된다.At this time, it is determined whether the expansion amplifier 60 is operated according to the magnitude of the signal of the output terminal 64. When a signal having a predetermined value P1 or less is input as shown in FIG. 61 is turned off, and the impedance matched signal in the second matching unit 44 is amplified by the second transistor Q15, thereby reducing the bias current consumed.
또한, 상기 출력단(64)을 통해 입력된 신호가 소정의 설정치(P1) 이상인 경우 상기 확장 바이어스부(61)가 동작되어서 상기 확장 바이어스부(61)에서 바이어스 전류를 소모하게 된다.In addition, when the signal input through the output terminal 64 is greater than or equal to a predetermined set value P1, the expansion bias unit 61 is operated to consume the bias current in the expansion bias unit 61.
만일, 상기 고전력 증폭부(60)에 상기 도6과 같이 복수개의 바이어스부를 형성되는 경우에는 도8에 도시된 바와 같이, 소정의 설정치(P2, P3)를 복수개로 형성하고 상기 출력단(64)을 통해 출력된 신호와 제1 설정치(P2)를 비교하여 제2 확장 바이어스부(62)의 동작 여부를 결정하고, 상기 입력단(41)을 통해 입력되는 신호와 제2 설정치(P3)를 비교하여 제1 확장 바이어스부(61) 및 제2 확장 바이어스부(62)의 동작 여부를 결정한다.If a plurality of bias portions are formed in the high power amplifier 60 as shown in FIG. 6, as shown in FIG. 8, a plurality of predetermined set values P2 and P3 are formed and the output terminal 64 is formed. It is determined whether the second expansion bias unit 62 is operated by comparing the signal output through the first set value P2, and comparing the signal input through the input terminal 41 with the second set value P3. The operation of the first expansion bias unit 61 and the second expansion bias unit 62 is determined.
마지막으로 상기 저전력 증폭부(50) 및 고전력 증폭부(60)에 증폭된 신호가 상기 제3 매칭부(63)에 상기 출력단(64)과 임피던스가 매칭되어 상기 출력단(64)을 통해 출력된다.Finally, the signals amplified by the low power amplifier 50 and the high power amplifier 60 are matched to the output terminal 64 by the impedance of the third matching unit 63 and output through the output terminal 64.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 절전형 전력 증폭 모듈은 기본 증폭부로 입력되는 신호의 크기에 따라 고전력 증폭부를 온/오프시켜 선택적으로 동작시킬수 있기 때문에 출력단의 출력 신호가 소정의 설정치 이하인 경우 고전력 증폭부를 오프시켜 소모되는 바이어스 전류를 감소시킬수 있는 효과가 있다.Since the power-saving power amplification module of the present invention configured as described above can be selectively operated by turning on / off the high power amplification unit according to the magnitude of the signal input to the basic amplification unit, the high power amplifying unit is turned off when the output signal of the output stage is less than a predetermined value. This can reduce the bias current consumed.
또한, 고전력 증폭부에 복수개의 바이어스부를 형성하여 기본 증폭부로 입력되는 신호의 따라 트랜지스터를 각각 제어할 수 있기 때문에 전력 증폭 모듈의 제작이 용이하며 소모되는 바이어스 전류를 줄일수 있기 때문에 전력 증폭 모듈의 효율이 높아지는 효과가 있다.In addition, since a plurality of bias units are formed in the high power amplifier unit to control the transistors according to the signals input to the basic amplifier unit, the power amplifier module can be easily manufactured and the bias current consumed can be reduced. This is effective to increase.
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