KR20170022234A

KR20170022234A - 반도체 소자 제어 장치와 마스터 모듈

Info

Publication number: KR20170022234A
Application number: KR1020150116974A
Authority: KR
Inventors: 황규한
Original assignee: (주)와이솔
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2017-03-02

Abstract

본 발명은 안테나, 안테나로부터 수신용 신호를 수신하거나 제어 모듈로부터 송신용 신호를 수신하여, 기 설정된 대역 주파수에 해당하는 신호를 통과시키는, 적어도 1개의 밴드 모듈, 밴드 모듈과 제어 모듈 사이에 연결되어 상기 수신용 신호를 증폭하는, 적어도 1개의 증폭 모듈, 증폭 모듈로부터 수신용 신호를 수신하거나 밴드 모듈로 송신용 신호를 송신하며, 제1 제어 신호 또는 제2 제어 신호를 통하여 밴드 모듈 또는 증폭 모듈을 제어하는 제어 모듈, 제어 모듈로부터 제1 제어 신호를 수신하여 제2 제어 신호로 변환하고, 제2 제어 신호로 상기 증폭 모듈을 제어하는 마스터 모듈을 포함하는 반도체 소자 제어 장치와, 반도체 소자 제어 장치의 마스터 모듈에 관한 것이다.

Description

반도체 소자 제어 장치와 마스터 모듈 {Apparatus for controlling semiconductor device, and master module thereof}

본 발명은 안테나, 안테나로부터 수신용 신호를 수신하거나 제어 모듈로부터 송신용 신호를 수신하여, 기 설정된 대역 주파수의 데이터를 통과시키는, 적어도 1개의 밴드 모듈, 밴드 모듈과 제어 모듈 사이에 연결되어 상기 수신용 신호를 증폭하는, 적어도 1개의 증폭 모듈, 증폭 모듈로부터 수신용 신호를 수신하거나 밴드 모듈로 송신용 신호를 송신하며, 제1 제어 신호 또는 제2 제어 신호를 통하여 밴드 모듈 또는 증폭 모듈을 제어하는 제어 모듈, 제어 모듈로부터 제1 제어 신호를 수신하여 제2 제어 신호로 변환하고, 제2 제어 신호로 상기 증폭 모듈을 제어하는 마스터 모듈을 포함하는 반도체 소자 제어 장치와, 반도체 소자 제어 장치의 마스터 모듈에 관한 것이다.

스마트 단말기는 전세계에 폭발적으로 대중화되고 있으며, 특히 2011년 이후 새로운 이동통신 규격인 LTE(Long Term Evolution)를 사용하는 비중과 국가가 급격하게 증가하고 있다. 이러한 LTE의 경우 다양한 주파수를 통신사별로 할당하고, 해당 주파수 대역인 밴드를 각각의 통신사가 사용하는 방법을 이용하고 있다. 예를 들어, B1 대역은 1920~2170MHz, B3 대역은 1710~1880MHz, B5 대역은 814~894MHz, B7 대역은 2500~2690MHz, B8 대역은 880~960MHz의 주파수를 할당받아 사용할 수 있게 된다.

또한, 주파수의 크기에 따라서 로우 밴드, 미들 밴드, 하이 밴드로 나누어 볼 수 있다. 예를 들어, B12 (699~746MHz)는 로우 밴드, B4 (1710~2155MHz)와 B2 (1850~1990MHz)는 미들 밴드, B7 (2500~2690MHz) 은 하이 밴드로 구별하여, 각각의 주파수 대역폭을 통과하도록 적절한 필터 또는 멀티플렉서를 사용할 수 있다.

이 때, 필터 또는 멀티플렉서를 통과한 신호는 수신 감도가 떨어지고 그 세기가 약해지기 때문에 저잡음 증폭기(LNA) 등 증폭 장치를 사용하여 이용가능한 적절한 크기까지 키워주는 작업이 필요하게 된다. 그런데, LTE 스마트폰이 지원하는 밴드의 수는 계속하여 증가하게 되므로 RF 수신단에 사용되는 증폭기의 개수도 증가하는 추세를 가지고 있으며, 스마트 단말기에 존재하는 다수의 증폭기들을 효과적으로 제어하는 방안이 연구되고 있다.

종래의 스마트 단말기의 경우, 다수의 증폭기들을 제어하기 위하여 병렬 방식의 제어 신호(ex; GPIO)를 사용하고 있었다. 병렬 방식의 제어 신호는 제어 모듈과 다수의 증폭기들이 모두 연결되어 있는 상태에서, 0과 1로 이루어지는 제어 신호를 수신하여 증폭기들의 제어를 수행한다. 이는 간단한 데이터로 각각의 증폭기들에 대해 서로 다른 명령을 내릴 수 있어, 증폭기 제어에 있어서 가장 널리 사용되고 있었다.

그런데, 스마트 단말기가 계속하여 소형화 됨에 따라서, 병렬 방식의 제어 신호는 증폭기를 제어하는 제어 모듈이 포함하는 제어 신호 단자의 개수는 제한적이지만 사용하는 밴드의 수가 늘어나게 된다. 따라서, 각각의 증폭기를 제어하기 위해서 제어 모듈로부터 RF단까지 각각의 제어 신호선을 연결해야 하므로, 배선이 매우 복잡해지고 불필요한 부품(ex; 각각의 증폭기와 연결되는 접지선 등)이 증가하게 되는 문제가 있었다.

한편, 병렬 방식의 제어 신호 방식의 단점을 극복하기 위하여, 직렬 방식의 제어 신호(ex; MIPI)가 연구되고 있었다. 직렬 방식의 제어 신호는 모든 증폭기가 직렬로 연결되어 있어, 각각의 증폭기들이 모두 같은 명령을 받게 된다. 다만, 병렬 방식의 제어 신호와 달리 파형에 각각의 증폭기 실행 신호가 저장되어 있어, 효과적으로 복수의 증폭기들을 제어할 수 있는 장점이 있었다. 그러나, 이러한 직렬 방식의 제어 신호는 비용측면에서 낭비가 크게 되는 단점이 존재하고 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같이 제1 제어 신호를 제2 제어 신호로 변환하고, 변환한 제2 제어 신호로 다수의 증폭 모듈들을 제어하도록 하는 마스터 모듈을 포함하는 반도체 소자 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치는, 안테나, 상기 안테나로부터 수신한 수신용 신호 또는 제어 모듈로부터 수신한 송신용 신호에 대해 기 설정된 대역 주파수에 해당하는 신호를 통과시키는, 적어도 1개의 밴드 모듈, 상기 밴드 모듈과 상기 제어 모듈 사이에 연결되어 상기 수신용 신호를 증폭하는, 적어도 1개의 증폭 모듈, 상기 증폭 모듈로부터 상기 수신용 신호를 수신하거나 상기 밴드 모듈로 상기 송신용 신호를 송신하며, 제1 제어 신호 또는 제2 제어 신호를 통하여 상기 밴드 모듈 또는 상기 증폭 모듈을 제어하는 제어 모듈, 상기 제어 모듈로부터 상기 제1 제어 신호를 수신하여 상기 제2 제어 신호로 변환하고, 상기 제2 제어 신호로 상기 증폭 모듈을 제어하는 마스터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치는, 상기 밴드 모듈이 로우 밴드(Low Band) 모듈, 미들 밴드(Middle Band) 모듈, 하이 밴드(High Band) 모듈 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 마스터 모듈은 상기 미들 밴드 모듈과 연결되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치는, 상기 밴드 모듈이 상기 안테나로부터 수신한 수신용 신호를 선택하는 제1 스위치, 상기 제1 스위치로부터 상기 수신용 신호를 수신하거나 제2 스위치로부터 송신용 신호를 수신하여 기 설정된 대역 주파수에 해당하는 신호를 통과시키는, 적어도 1개의 듀플렉서, 상기 제어 모듈로부터 수신한 송신용 신호를 선택하는 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 밴드 모듈은 상기 제어 모듈로부터 수신한 송신용 신호를 증폭하여 상기 제2 스위치에 전송하는, 적어도 1개의 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치는, 상기 증폭 모듈이 상기 수신용 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier), 상기 저잡음 증폭기와 상기 제어 모듈 사이에 연결되는 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 필터는 SAW 필터인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치는, 상기 제어 모듈이 상기 증폭 모듈로부터 상기 수신용 신호를 수신하거나, 상기 밴드 모듈로 상기 송신용 신호를 송신하는 RF 트랜시버(RF Transceiver), 상기 제1 제어 신호 또는 상기 제2 제어 신호를 통하여 상기 밴드 모듈 또는 상기 증폭 모듈을 제어하는 베이스밴드(Base Band)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제어 모듈은 상기 제1 제어 신호를 통하여 상기 밴드 모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치는, 상기 제1 제어 신호는 직렬(Serial) 신호이며, 상기 제2 제어 신호를 병렬(Parallel) 신호인 것을 특징으로 하며, 상기 제1 제어 신호는 MIPI(Mobile industry processor interface) 방식의 직렬 신호이며, 상기 제2 제어 신호는 GPIO(General Purpose input/output pin) 방식의 병렬 신호인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치는, 상기 마스터 모듈이 제1 제어 신호를 수신하여 제2 제어 신호로 변환하는 변환부, 변환한 상기 제2 제어 신호로 제어 가능한, 적어도 1개의 증폭 모듈을 포함하고, 상기 변환부와 상기 증폭 모듈은 하나의 패키지로 구현되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치의 마스터 모듈은, 상기 제어 모듈이 상기 증폭 모듈을 거쳐 상기 밴드 모듈로 상기 송신용 신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치의 마스터 모듈은, 제어 모듈로부터 제1 제어 신호를 수신하여 제2 제어 신호로 변환하는 변환부, 밴드 모듈로부터 수신한 수신용 신호를 증폭하는, 적어도 1개의 증폭 모듈을 포함하고, 상기 제2 제어 신호를 통하여 증폭 모듈을 제어하고, 상기 변환부와 상기 증폭 모듈은 하나의 패키지로 구현되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치의 마스터 모듈은, 미들 밴드 모듈과 연결되는 것을 특징으로 하며, 상기 제1 제어 신호는 MIPI(Mobile industry processor interface) 방식의 직렬 신호이며, 상기 제2 제어 신호는 GPIO(General Purpose input/output pin) 방식의 병렬 신호인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 마스터 모듈은, 상기 밴드 모듈이 아닌 다른 밴드 모듈과 연결되는, 적어도 1개의 증폭 모듈을 상기 제2 제어 신호를 통하여 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 반도체 소자 제어 장치는, 제어 모듈이 다수의 증폭기들을 제어하기 위하여 별도로 증폭 모듈과 패키지화된 마스터 모듈을 구현하며, 마스터 모듈이 다수의 증폭기들 각각을 병렬 신호를 통해 제어하므로, 제어 모듈이 불필요한 단자를 포함하지 않아도 되어 반도체 소자의 집적화 및 소형화가 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 반도체 소자 제어 장치는, 바람직하게는 미들 밴드 모듈에 마스터 모듈을 연결하여, 전세계적으로 공통 사용하는 미들 밴드에 연결함으로써 세계 어느 국가에서 스마트 단말기를 사용하더라도 호환이 쉽게 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 반도체 소자 제어 장치는, 제1 제어 신호를 제2 제어 신호로 변환하고, 변환한 제2 제어 신호로 다수의 증폭 모듈들을 제어하도록 하는 마스터 모듈을 포함하여, 크기, 부피, 무게, 가격 면에서 효율적인 반도체 소자를 구현할 수 있다.

도 1은 종래 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치의 상세한 구성을 나타내는 회로도이다.
도 4a, 도 4b, 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치의 밴드 모듈과 증폭 모듈을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치의 마스터 모듈이 포함하는 변환부(Converter)를 나타내는 구성도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '반도체 소자 제어 장치'를 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.

또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

또한, 본 발명의 '전원'은 '전압', '전력', '전류' 등 일반적인 전기 회로에 사용될 수 있는 전기 에너지의 모든 종류를 포함할 수 있다.

도 1은 종래 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치를 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 반도체 소자 제어 장치는, 베이스밴드(142)가 다수의 밴드 모듈(120)을 직렬신호를 통해 제어하고 다수의 증폭 모듈(130)을 병렬신호를 통해 제어하였다. 이 때, 다수의 증폭 모듈을 제어하는 경우, 베이스밴드(142)에 증폭 모듈이 늘어날 때마다 병렬 신호 각각과 대응하는 단자를 더 추가하여야 하는 단점이 존재하고 있었으며, 최근에는 여러 주파수 대역의 밴드가 사용되어 병렬 신호 단자 역시 그에 알맞게 증가하여야 하는 문제가 존재하였다.

종래의 반도체 소자는 집적화 및 소형화 문제 때문에, 베이스밴드 병렬 신호 단자의 최대 수는 5~6이 한계이며, 전세계적으로 다양하게 사용되는 주파수 대역들을 모두 커버할 수 없는 단점이 존재하였다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치를 나타내는 회로도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제어 장치의 상세한 구성을 나타내는 회로도이다.

도 2, 3을 참조하면, 본 발명의 반도체 소자 제어 장치(200)는, 안테나(210), 밴드 모듈(220), 증폭 모듈(230), 제어 모듈(240), 마스터 모듈(250)을 포함할 수 있다.

안테나(210)는 송수신을 위해 전자파를 공간으로 보내거나 받기 위한 장치로, 신호 수신용으로 사용될 수도 있으며, 신호 송신용으로 사용될 수도 있다. 또한, 안테나는 하나의 안테나를 사용할 수도 있고, 주파수 대역에 따라 고대역(High; 212) 주파수와 중/저대역(Mid/Low; 211) 주파수 등 다수의 안테나를 사용하여 여러 밴드를 구별할 수도 있다.

밴드 모듈(220)은 안테나로부터 수신한 수신용(Rx) 신호 또는 제어 모듈로부터 수신한 송신용(Tx) 신호에 대해, 기 설정된 대역 주파수에 해당하는 신호를 통과시킨다. 이 때, 밴드 모듈은 로우 밴드(Low Band) 모듈, 미들 밴드(Middle Band) 모듈, 하이 밴드(High Band) 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 도 3과 같이 고대역 안테나에 연결되는 하이 밴드 모듈(223, 224)와 중/저대역 안테나에 연결되는 미들/로우 밴드 모듈(221, 222) 등 여러 밴드 모듈을 하나의 안테나로 사용할 수도 있다. 이러한 밴드 모듈의 대역폭은 반도체 소자를 포함하는 단말기가 사용될 수 있는 국가와 지역에 따라서 적절한 대역폭을 설정하여 사용할 수 있다.

또한, 밴드 모듈은 여러 가지 소자를 이용하여 구현될 수 있다. 도 4a를 참조하면, 밴드 모듈(220)은 제1 스위치(261), 제2 스위치(262), 듀플렉서(263, 264), 증폭기(265)의 구성으로 구현될 수도 있으며, 도 4b와 같이 복수의 필터(266, 267)만으로 구성될 수도 있다.

이 때, 제1 스위치(261)는 안테나로부터 수신한 수신용 신호를 선택할 수 있으며, 제1 스위치는 신호 선택을 위한 제어 신호를 수신함으로써 동작할 수 있다. 또한, 제1 스위치는 적어도 1개의 듀플렉서(263, 264)와 연결되어, 제1 스위치로부터 수신용 신호를 수신하여 기 설정된 대역 주파수의 신호를 통과시킬 수 있다. 이어, 듀플렉서는 밴드 모듈과 연결된 증폭 모듈에 수신용 신호를 전송할 수 있다.

한편, 제어 모듈이 송신하는 송신용 신호를 단말기 외부로 전송하는 경우, 적어도 1개의 증폭기는 제어 모듈로부터 송신용 신호를 수신하여 증폭하고, 제2 스위치에 전송한다. 제2 스위치는 송신용 신호를 선택하여 적어도 1개의 듀플렉서로 송신하고, 제1 스위치의 선택에 따라서 안테나를 통해 외부에 전송될 수 있다.

증폭 모듈(230)은 밴드 모듈(220)과 제어 모듈 사이에 연결되어, 수신용 신호를 저잡음 증폭하거나, 송신용 신호를 전력 증폭할 수 있다. 도 4c를 참조하면, 밴드 모듈(220)에 포함되는 듀플렉서 또는 필터를 통과한 수신용 신호는 크기 또는 감도가 떨어지기 때문에, 저잡음 증폭기(LNA; 271)와 필터(272)의 패키지 모듈을 통하여 수신용 신호를 보정할 수 있다. 또한, 증폭 모듈(230)은 전력 증폭기(power amplifier)를 포함할 수 있으며, 상기 전력 증폭기는 안테나를 통해 송신되는 신호에 대해 전력 증폭하는 역할을 수행한다.

이 때, 제어 모듈이 수신용 신호를 수신하는 경우 밴드 모듈에서 증폭 모듈을 거쳐 제어 모듈로 수신용 신호를 수신할 수도 있고, 밴드 모듈에서 제어 모듈로 직접 수신용 신호를 수신할 수도 있다. 또한, 송신용 신호를 송신하는 경우 제어 모듈에서 증폭 모듈을 거쳐 밴드 모듈로 송신용 신호를 송신할 수도 있고, 제어 모듈에서 밴드 모듈로 직접 송신용 신호를 송신할 수도 있다. 따라서, 사용자의 설정 또는 설계 스펙에 따라서 증폭 모듈을 거칠 수도 있고, 직접 연결될 수도 있다.

저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier)는 수신용 신호를 증폭하며, 통신 시스템에서 안테나가 잡은 미약한 신호를 증폭시키며, 발생하는 잡음을 적게 하도록 구현된다. 이때 증폭기(139)는 LNA(저잡음 증폭기(139); low noise amplifier)로 이루어지는 것이 바람직하다. LNA는 수신기 전체의 잡음 지수를 낮출 목적으로 만들어진 고주파 증폭기(139)를 말하며, 전파 손실이 큰 가시거리의 통신 회선 등 입력 전압의 수신 전파에 사용된다.

필터(272)는 저잡음 증폭기(271)과 제어 모듈(240) 사이에 연결되어 기 설정된 대역의 주파수만을 통과시키도록 한다. 이때 본 발명의 필터는 SAW(표면탄성파; surface acoustic wave) 필터 또는 노치 (notch) 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 노치 필터는 특정 주파수 포인트만을 통과하기 어려운 특성을 가지며, 밴드 리젝트 필터(BRF) 중에서도 영역이 매우 좁은 부분을 통과시키지 않는 특성을 가진다.

표면탄성파는 탄성체 기판(Substrate)의 표면을 따라 전파되는 음향파로, 압전 효과의 결과로서 전기 신호로부터 음향파가 생성된다. 이 때 음향파의 전계는 기판 표면 부근에 집중되어, 표면 바로 위에 놓인 다른 반도체의 전도 전자와 상호 작용할 수 있으며, 음향파가 전파하는 기판과 반도체를 물리적으로 분리시킴으로써 시스템 내의 에너지 손실을 최소화하기 위한 매질의 선택이 가능하다. 이러한 특성을 가진 표면 탄성파와 반도체 전도 전자의 상호 작용을 이용하여 전자 회로를 전자 기계적 소자로 대치한 것이 표면 탄성파 필터이다. 표면탄성파 필터는 주파수 선택도를 제공하기 위한 RF 또는 IF 필터 칩으로 응용되며, 희망 주파수는 통과시키고 불필요한 주파수는 걸러내는 기능을 수행할 수 있다.

제어 모듈(240)은 증폭 모듈로부터 수신용 신호를 수신하거나 밴드 모듈로 송신용 신호를 송신하며, 제1 제어 신호 또는 제2 제어 신호를 통하여 밴드 모듈 또는 증폭 모듈을 제어할 수 있다. 이 때, 제어 모듈(240)은 RF 트랜시버(241)과 베이스밴드(242)를 포함할 수 있다.

RF 트랜시버(241)는 증폭 모듈로부터 수신용 신호를 수신하거나, 밴드 모듈로 송신용 신호를 송신할 수 있다. 이러한 트랜시버(transceiver)는 전송기(transmitter)와 수신기(receiver)를 하나로 합친 송수신기로, 하나 또는 여러 안테나로 송수신을 공용으로 제공하는 모듈이다.

베이스밴드(242)는 제1 제어 신호 또는 제2 제어 신호를 통하여 밴드 모듈 또는 증폭 모듈을 제어할 수 있다. 이 때, 제1 제어 신호는 직렬(Serial) 신호이며, 제2 제어 신호를 병렬(Parallel) 신호인 것을 특징으로 한다. 또한, 제1 제어 신호는 MIPI(Mobile industry processor interface) 방식의 직렬 신호이며, 제2 제어 신호는 GPIO(General Purpose input/output pin) 방식의 병렬 신호인 것을 특징으로 한다.

한편, 제어 모듈은 제1 제어 신호 또는 직렬 MIPI 신호를 통하여 밴드 모듈을 제어할 수 있으며, 마스터 모듈에 제1 제어 신호를 전송하고 MIPI to GPIO 변환기를 이용하여 다수의 증폭 모듈을 효과적으로 제어할 수 있다.

마스터 모듈(250)은 제어 모듈로부터 제1 제어 신호를 수신하여 제2 제어 신호로 변환하고, 제2 제어 신호로 증폭 모듈을 제어한다. 예를 들어, 제1 제어 신호가 MIPI 신호이며 제2 제어 신호가 GPIO 신호인 경우, 제어 모듈은 다수의 증폭기 제어 명령이 포함된 MIPI 신호를 마스터 모듈로 송신한다. 직렬 신호에는 파형에 신호가 저장되어 있으므로, 하나의 파형에 복수의 증폭 모듈 각각의 제어 명령이 모두 포함되어 있다.

이어, 마스터 모듈이 MIPI 신호를 GPIO 신호로 변환한다. 병렬 신호는 0과 1의 2가지 신호로 이루어지며, 증폭 모듈별로 서로 다른 병렬 신호를 통해 제어가 가능하다. 따라서, 마스터 모듈은 도 3과 같이 다수의 증폭 모듈과 모두 연결되어 있으며, GPIO 신호를 통하여 다수의 증폭 모듈 각각을 병렬 신호로 제어할 수 있다.

또한, 마스터 모듈은 변환부(251)와 증폭 모듈(233, 234)를 포함하는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 이 때, 마스터 모듈인 Master DBLM의 패키지 크기는 2.5mm × 2.0mm인 것이 바람직하다.

변환부(251)는 제1 제어 신호를 수신하여 제2 제어 신호로 변환하며, MIPI to GPIO Converter로 이루어질 수 있다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 변환부의 구체적인 회로도를 확인할 수 있다. 이어, 변환부가 변환한 제2 제어 신호로 마스터 모듈에 포함되는 적어도 1개의 증폭 모듈(233, 234)을 제어할 수 있다.

또한, 마스터 모듈은 밴드 모듈 중 미들 밴드 모듈과 연결될 수 있으며, 마스터 모듈이 포함하는 증폭 모듈이 미들 밴드 모듈과 연결되는 증폭 모듈(233, 234)로 구현될 수 있다. 미들 밴드의 경우 전 세계적으로 공통 사용하고 있으므로, 가장 효율적으로 단말기를 제조할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 반도체 소자 제어 장치의 마스터 모듈은, 제어 모듈로부터 제1 제어 신호를 수신하여 제2 제어 신호로 변환하는 변환부, 밴드 모듈로부터 수신한 수신용 신호를 증폭하는, 적어도 1개의 증폭 모듈을 포함하고, 상기 제2 제어 신호를 통하여 증폭 모듈을 제어하고, 상기 변환부와 상기 증폭 모듈은 하나의 패키지로 구현되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 마스터 모듈은 미들 밴드 모듈과 연결되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제1 제어 신호는 MIPI(Mobile industry processor interface) 방식의 직렬 신호이며, 상기 제2 제어 신호는 GPIO(General Purpose input/output pin) 방식의 병렬 신호인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 마스터 모듈은 상기 밴드 모듈이 아닌 다른 밴드 모듈과 연결되는, 적어도 1개의 증폭 모듈을 상기 제2 제어 신호를 통하여 제어하는 것을 특징으로 한다.

위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

110, 210, 211, 212: 안테나
120, 220, 221, 222, 223, 224: 밴드 모듈
130, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237, 238: 증폭 모듈
240: 제어 모듈
141, 241: RF 트랜시버
142, 242: 베이스 밴드
250: 마스터 모듈
251: 변환부
261: 제1 스위치
262: 제2 스위치
263, 263: 듀플렉서
265: 증폭기
271: 저잡음 증폭기
272: 필터

Claims

안테나;
상기 안테나로부터 수신한 수신용 신호 또는 제어 모듈로부터 수신한 송신용 신호에 대해 기 설정된 대역 주파수에 해당하는 신호를 통과시키는, 적어도 1개의 밴드 모듈;
상기 밴드 모듈과 상기 제어 모듈 사이에 연결되어 상기 수신용 신호를 증폭하는, 적어도 1개의 증폭 모듈;
상기 증폭 모듈로부터 상기 수신용 신호를 수신하거나 상기 밴드 모듈로 상기 송신용 신호를 송신하며, 제1 제어 신호 또는 제2 제어 신호를 통하여 상기 밴드 모듈 또는 상기 증폭 모듈을 제어하는 제어 모듈;
상기 제어 모듈로부터 상기 제1 제어 신호를 수신하여 상기 제2 제어 신호로 변환하고, 상기 제2 제어 신호로 상기 증폭 모듈을 제어하는 마스터 모듈;
을 포함하는 반도체 소자 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 밴드 모듈은,
로우 밴드(Low Band) 모듈, 미들 밴드(Middle Band) 모듈, 하이 밴드(High Band) 모듈 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치.
제 2항에 있어서,
상기 마스터 모듈은,
상기 미들 밴드 모듈과 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 밴드 모듈은,
상기 안테나로부터 수신한 수신용 신호를 선택하는 제1 스위치;
상기 제1 스위치로부터 상기 수신용 신호를 수신하거나 제2 스위치로부터 송신용 신호를 수신하여 기 설정된 대역 주파수에 해당하는 신호를 통과시키는, 적어도 1개의 듀플렉서;
상기 제어 모듈로부터 수신한 송신용 신호를 선택하는 제2 스위치;
를 포함하는 반도체 소자 제어 장치.
제 4항에 있어서,
상기 밴드 모듈은,
상기 제어 모듈로부터 수신한 송신용 신호를 증폭하여 상기 제2 스위치에 전송하는, 적어도 1개의 증폭기;
를 더 포함하는 반도체 소자 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 증폭 모듈은,
상기 수신용 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier);
상기 저잡음 증폭기와 상기 제어 모듈 사이에 연결되는 필터;
를 포함하는 반도체 소자 제어 장치.
제 6항에 있어서,
상기 필터는,
SAW 필터인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 증폭 모듈로부터 상기 수신용 신호를 수신하거나, 상기 밴드 모듈로 상기 송신용 신호를 송신하는 RF 트랜시버(RF Transceiver);
상기 제1 제어 신호 또는 상기 제2 제어 신호를 통하여 상기 밴드 모듈 또는 상기 증폭 모듈을 제어하는 베이스밴드(Base Band);
를 포함하는 반도체 소자 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 제1 제어 신호를 통하여 상기 밴드 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 제어 신호는 직렬(Serial) 신호이며, 상기 제2 제어 신호는 병렬(Parallel) 신호인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치.
제 10항에 있어서,
상기 제1 제어 신호는 MIPI(Mobile industry processor interface) 방식의 직렬 신호이며, 상기 제2 제어 신호는 GPIO(General Purpose input/output pin) 방식의 병렬 신호인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 마스터 모듈은,
제1 제어 신호를 수신하여 제2 제어 신호로 변환하는 변환부;
변환한 상기 제2 제어 신호로 제어 가능한, 적어도 1개의 증폭 모듈;
을 포함하고,
상기 변환부와 상기 증폭 모듈은 하나의 패키지로 구현되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 증폭 모듈을 거쳐 상기 밴드 모듈로 상기 송신용 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치.
제어 모듈로부터 제1 제어 신호를 수신하여 제2 제어 신호로 변환하는 변환부;
밴드 모듈로부터 수신한 수신용 신호를 증폭하는, 적어도 1개의 증폭 모듈;
을 포함하고,
상기 제2 제어 신호를 통하여 증폭 모듈을 제어하고,
상기 변환부와 상기 증폭 모듈은 하나의 패키지로 구현되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치의 마스터 모듈.
제 14항에 있어서,
상기 마스터 모듈은,
미들 밴드 모듈과 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치의 마스터 모듈.
제 14항에 있어서,
상기 제1 제어 신호는 MIPI(Mobile industry processor interface) 방식의 직렬 신호이며, 상기 제2 제어 신호는 GPIO(General Purpose input/output pin) 방식의 병렬 신호인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치의 마스터 모듈.
제 14항에 있어서,
상기 마스터 모듈은,
상기 밴드 모듈이 아닌 다른 밴드 모듈과 연결되는, 적어도 1개의 증폭 모듈을 상기 제2 제어 신호를 통하여 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제어 장치의 마스터 모듈.