KR100850403B1 - 다단 증폭기의 차동 능동 바이어스 시스템, 방법 및 장치 - Google Patents

다단 증폭기의 차동 능동 바이어스 시스템, 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

다단 증폭기의 능동 바이어싱을 위한 시스템, 장치 및 방법이 제공된다. 다단 증폭기를 차동적으로 능동 바이어싱 하는 방법은: 다수의 증폭단들을 포함하는 증폭기를 단일 능동 바이어스 회로로 능동 바이어싱 하는 단계와; 상기 단일 능동 바이어스 회로에 의해 제공되는 바이어스를 다수의 다른 증폭단들과 상이한 바이어스 레벨로 적어도 하나의 증폭단을 바이어싱 함에 의해 차동적으로 인가하는 단계를 포함한다. 다단 증폭기를 위한 능동 바이어스 회로는: 적어도 2 개의 게이트들을 통하여 다수의 증폭단들을 능동 바이어싱 하도록 구성되는 단일 능동 바이어스 회로와; 하나의 게이트에 제공되는 능동 바이어스가 또 다른 게이트에 제공되는 바이어스와 상이하게 하도록 구성되는 차동장치를 포함한다.

Description

다단 증폭기의 차동 능동 바이어스 시스템, 방법 및 장치{SYSTEM, METHODS AND DEVICES FOR DIFFERENTIAL ACTIVE BIAS OF MULTI-STAGE AMPLIFIERS}
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 다단 증폭기 및 관련된 능동 바이어스 회로의 블록도;
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 예시적인 다단 증폭기 및 관련된 능동 바이어스 회로;
도 3 은 예시적인 저항분압기 회로; 그리고
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 또다른 예시적인 다단 증폭기 및 관련된 능동 바이어스 회로를 각각 도시한다.
본 발명은 대체로 다단 증폭기의 능동 바이어스 시스템, 장치, 및 방법에 관한 것이다.
증폭기는 전형적으로, 예를 들면, 고주파 라디오 주파수("RF") 또는 마이크로웨이브 신호와 같은 신호를 증폭하는데 사용된다. 증폭기는 각각 1 또는 그 이상의 비교적 작은 증폭기들을 포함하는 일련의 증폭단들을 통과하여 입력 신호가 증 폭되는 다단 장치들일 수 있다. 일반적으로, 상기 다단 증폭기들의 각 단은 증폭기의 출력 신호가 적절히 증폭되도록 신호의 증폭도를 단계적으로 증가시킨다.
예로서, 고전력 증폭기("HPA's")에서, RF 게인의 증가(즉, RF 신호 증폭)는 전형적으로 다수의 증폭단이 요구된다. 각 증폭단은 전형적으로 각 단에 바이어스 전압 및 전류를 제공하는 바이어스 회로에 의해 전형적으로 구동된다. 증폭기들의 제조에 있어서 각각의 제조간의 공정 편차들은 상기 증폭단들에 제공되는 바이어스 전압 및 전류의 편차를 야기할 수 있다. 어떤 회로에서는, 웨이퍼 제조 플랜트에서 다이를 제조하는 동안의 작은 변화가 동일하게 바이어싱 되는 2 개의 다이 사이에서 드레인 전류의 편차를 야기할 수 있다. 더 나아가, 바이어스 회로의 온도 변화는 바이어스 회로가 증폭기를 상이한 온도 레벨에서 상이하게 바이어싱 하게 할 수도 있다.
따라서, 능동 바이어스 회로들은 이러한 편차들을 적어도 부분적으로 보상하고, 이러한 변화의 본질적으로 무관한 바이어스 전압의 제어를 위해 사용된다. 이러한 방법으로 바이어스를 제어하는 것을 능동 바이어싱이라 한다.
능동 바이어싱이 바람직하더라도, 능동 바이어스 회로는 전형적으로 비교적 넓은 공간을 차지하고 증폭기 회로를 제조하는데 드는 비용을 증가시킨다. 따라서, 종래에는 능동 바이어스가 제공되는 경우, 단일 능동 바이어스 회로가 다단 증폭기의 모든 단에 공통 능동 바이어스를 제공하는데 사용되었다. 각 증폭단에 개별적인 능동 바이어스 회로의 제공은 일반적으로 비용 및 공간적인 측면에서 금지시되는 것으로 인식된다.
따라서, 전형적으로, 모든 증폭단들은 함께 능동 바이어싱 된다. 다시 말하면, 모든 다이(즉, 모든 증폭단)로의 전류는 1 개의 능동 바이어스 회로에 의해 제어된다. 그러나, 공통 바이어스가 모든 단에 제공되고 압축 스윕(compression sweep)이 다단 증폭기에서 수행되는 경우, 적어도 상기 단들의 일부는 약간의 RF 게인의 팽창 및/또는 압축을 경험할 수 있게 된다. 전형적으로, 게인 팽창 및 압축은 바이어스 전류의 증가를 야기할 수 있다. 각 단으로 흐르는 바이어스 전류는 상기 단의 입력에서 RF 신호 전력의 증가와 함께 증가되는 경향이 있다. 이러한 현상을 "전류 펌프-업(current pump-up)"이라 부른다. 최종단 다단 증폭기 출력은 보통 이러한 전류 펌프-업의 징후를 보여주는 최초의 것이고, 최초단은 보통 전류 펌프-업의 징후를 보여주는 최후의 것이다. 몇몇 경우에 있어서, 모든 다이의 능동 바이어싱은 전류 펌프-업을 보상할 수 있지만, 또한 HPA 의 출력 전압을 제한할 수도 있다.
게다가, 능동 바이어스 회로들은 느린 턴온타임(turn on time)과 능동 바이어스 오실레이션을 겪을 수 있다.
따라서, 다단 증폭기의 능동 바이어싱 및/또는 다단 증폭기의 출력 전압의 제한을 감소시키기 위한 개선된 시스템 및 방법이 요구된다. 또한, 세틀링 타임(settling time) 및 턴온타임을 개선하고 회로 안정성을 개선하는 능동 바이어싱이 또한 요구된다.
다단 증폭기의 능동 바이어싱을 위한 다단 증폭 시스템, 장치 및 방법이 제공된다. 일 실시예에 있어서, 다단 증폭기를 차동적으로 능동 바이어싱 하는 방법은: 다수의 증폭단들을 포함하는 증폭기를 단일 능동 바이어스 회로로 능동 바이어싱 하는 단계와; 상기 단일 능동 바이어스 회로에 의해 제공되는 바이어스를 다수의 다른 증폭단들과는 상이한 바이어스 레벨로 적어도 하나의 증폭단을 바이어싱 함에 의해 차동적으로 인가하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 다단 증폭기를 위한 능동 바이어스 회로는: 적어도 2 개의 게이트를 통하여 다수의 증폭단을 능동 바이어싱 하도록 구성되는 단일 능동 바이어스 회로와; 하나의 게이트에 제공되는 능동 바이어스가 다른 게이트에 제공되는 바이어스와 상이하게 만들도록 구성된 차동장치를 포함한다. 또한, 안정화 저항이 능동 바이어스 오실레이션을 감소시키고 및/또는 턴온타임을 개선시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 특징들과 다른 특징들, 관점들 및 장점들은 이하 상세한 설명, 첨부된 청구범위 및 도면을 참조로 더욱 잘 이해될 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다단 증폭기의 단들을 차동적으로 바이어싱 하기 위한 능동 바이어스 시스템, 장치, 및 방법들이 제공된다. 특히, 상기 시스템, 방법 및 장치들은 다단 증폭기의 후미 단들에 비해서 더 높은 전압 레벨로 초기 단들을 바이어싱 하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단일 능동 바이어스 회로로부터의 바이어스가 다단 증폭기의 게이트들에 차동적으로 제공된다. 이하 설명들은 본 발명의 이용 또는 적용의 한정을 의미하는 것은 아니고, 대신에 단지 실시예의 완전한 설명을 가능하게 하기 위해 제공된다.
도 1 을 참조로 하는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 능동 차동 바이어스 시스템(100)은: 능동 바이어스 회로(110)와, 다단 증폭기(120)와, 차동장치(130)와, 그리고 2 또는 그 이상이 바이어스 라인(150)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 능동 바이어스 회로(110)는 바이어스 라인(150)을 통하여 다단 증폭기(120)에 전기적으로 연결된다. 또한, 차동장치(130)는 능동 바이어스 회로(110) 및 다단 증폭기(120) 사이에 전기적으로 연결되고 여기서 1 또는 그 이상의 바이어스 라인(150)은 차동장치(130)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 다단 증폭기(120)는 증폭된 출력 신호를 형성하기 위하여 2 또는 그 이상의 단들을 이용하여 입력 신호를 증폭하도록 구성된다. 예를 들면, 증폭기는 10 dbm 입력을 받아서 35 dbm 출력을 제공할 수 있다. 그러나, 다른 신호 게인 레벨, 입력 레벨, 및/또는 출력 레벨들 또한 본 발명의 다양한 실시예들에 관여될 수 있다. 다단 증폭기(120)가 여기서는 종종 RF 신호를 증폭하도록 구성되는 것으로 기재된다 하더라도, 다단 증폭기(120)는 다른 유형의 신호들을 증폭하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 다단 증폭기(120)는 마이크로웨이브 신호, 밀리미터 웨이브 신호, 및/또는 이와 유사한 신호들을 증폭하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 다단 증폭기(120)는 또한 약 500 MHz 내지 약 100 GHz 의 신호들을 증폭하도록 구성될 수 있다. 또한, 여기서는 다단 증폭기(120)가 종종 고전력 증폭기("HPA"),로 설명되지만, 다단 증폭기(120)는 어떠한 유형의 다단 증폭기도 될 수 있다. 예를 들면, 다단 증폭기(120)는 저잡음 증폭기, 진행파 증폭기 (traveling amplifier), 및/또는 이와 유사한 것일 수 있다.
증폭기(120)는, 예컨대, 실리콘(Si), 갈륨 아르세나이드(GaAs), 게르마늄(Ge), 인듐 포스파이드(InP)와 같은 적당한 반도체 재료, 및 혼합된 실리콘과 게르마늄, 혼합된 실리콘과 탄소와 같은 조합물, 및/또는 이와 유사한 것들로 구성되는 어느 적당한 MMIC 기판(즉, 칩, 다이) 상에 구성될 수 있다.
다단 증폭기(120)는 2 또는 그 이상의 단들을 포함할 수 있다. 각 단은 바이어스 전압에 의해 적어도 부분적으로 가동되는 1 또는 그 이상의 소자들을 포함하도록 구성된다. 다양한 소자들이 각 증폭단에 사용될 수 있지만, 일 실시예에 있어서, 각 단의 소자(들)는 유사형태 고 전자 이동성 트랜지스터(Pseudomorphic High Electron Mobility Transistors; PHEMTs)를 포함한다. 증폭단 소자는 또한 전계 효과 트랜지스터(FETs), 바이폴라 접합 트랜지스터(BJTs), 이형접합 바이폴라 트랜지스터(HBTs), 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터(MESFETs), 변성 고 전자 이동성 트랜지스터(metamorphic High Electron Mobility Transistors; mHEMTs), 및/또는 이와 유사한 것을 또한 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 다단 증폭기(120)는 MMIC 고전력 증폭기이다. 상기 단들의 갯수 뿐만 아니라 각 단들을 구성하는 트랜지션의 갯수들은 특별한 적용을 위해 요구되는 전력 드라이브에 따라 변화될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 각 단은 각각 게이트 바이어스 회로 및 드레인 바이어스 회로로부터 게이트 바이어스 및 드레인 바이어스(또는 FETs 가 사용되지 않는 경우 이에 상응하는 것)를 수용한다.
따라서, 일 실시예에 있어서, 다단 증폭기(120)의 각 단은 적어도 하나의 트 랜지스터 소자를 포함한다. PHEMTs 를 참조로 하면, 상기 트랜지스터 소자들은 게이트들 및 드레인들을 포함할 수 있다. 다단 증폭기(120)는 또한 바이어스 라인(150)에 전기적으로 연결되도록 구성되는 핀들(또는 다른 연결 점들)을 가지도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 각 트랜지스터 소자의 각 게이트는 단일 핀에 연결된다. 또 다른 실시예에 있어서, 개별적인 트랜지스터 소자들로부터의 2 또는 그 이상의 게이트들은 단일 핀에 연결된다.
이제 도 2 를 참조로 하면, 본 발명의 일 실시예에 따라, 다단 증폭기(220)가 도시된다. 다단 증폭기(220)의 입력 포트(204)에서의 RF 신호는 다중 단들에 의해 증폭된다. 최종 증폭단의 출력은 출력 포트(206)에 제공된다. 다단 증폭기(220)는, 예를 들어, PHEMTs 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단 1, 2 및 3 의 게이트들은 핀 Vg123 에 연결되고, 단 4 의 게이트는 Vg4 에 연결되고, 단 1, 2 및 3 의 드레인들은 핀 Vd123 에 연결되고, 단 4 의 드레인은 Vd4 에 연결되고, 이렇게 계속된다. 다단 증폭기(120)의 상기 핀들은 바이어스 라인(150)에 연결되도록 구성되고, 능동 바이어스 회로(110)로부터 받은 바이어스 전력을 다단 증폭기(120) 내의 단들의 트랜지스터 소자들에 제공하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 다단 증폭기(120)는 BJTs 일 수 있다. 예를 들어, 이제 도 4 를 참조로 하면, 다단 증폭기(420)는 3-단 BJT 또는 HBT 증폭기일 수 있다. 본 실시예에 있어서, 단 1 은 VB1 에 전기적으로 연결되는 베이스와 콜렉터 VC1 을 포함한다. 유사하게, 단 2 및 3 은 VB2/VB3 및 VC2/VC3 에 각각 전기적으로 연결되는 베이스들과 콜렉터들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 능동 바이어스 회로(110)는 다단 증폭기(120)의 트랜지스터 소자들에 전력을 제공하도록 구성된다. 더욱 상세하게는, 능동 바이어스 회로(110)는 다단 증폭기(120)의 트랜지스터 소자들의 게이트들에 바이어스 전압을 제공하도록 구성된다. 일 실시예에 있어서, 능동 바이어스 회로(110)는 도 1 에서 Vg 로 표시된 핀들에 바이어스 전압을 제공하도록 구성된다. 능동 바이어스 회로(110)는 또한 다단 증폭기(120)의 트랜지스터 소자들의 드레인으로의 전류, 예를 들면, 도 1 에서 Vd 로 표시된 핀들로의 전류를 제어하도록 구성된다. 예를 들면, 핀 Vd123 으로의 전류는 핀 Vg123 에서의 전압을 조절함에 의해 제어된다.
유사하게, 계속적으로 도 4 를 참조로 하면, 능동 바이어스 회로(410)는 다단 증폭기(420)의 트랜지스터 소자들에 바이어스 전압을 제공하도록 구성된다. 예를 들면, 능동 바이어스 전압(410)은 도 4 에서 VB 로 표시된 핀들에 바이어스 전압을 제공하도록 구성된다. 능동 바이어스 회로(410)는 또한 다단 증폭기(420)의 트랜지스터 소자들의 콜렉터로의 전류, 예를 들면, 도 4 에서 VC 로 표시된 핀들로의 전류를 제어하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 능동 바이어스 회로(110)는 트랜지스터들을 능동적으로 바이어싱 하거나 및/또는 트랜지스터들의 드레인들로의 전류를 제어하도록 구성된 어떠한 회로를 포함할 수 있다. 도 2 를 참조로, 예를 들면, 능동 차동 바이어스 시스템(200)은 '2 개의 BJT' 타입 회로(210)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서는, 2 개의 FET 타입 능동 바이어스 회로가 사용될 수 있다. 더 나아가, 능동 바이어스 회로(110)는 연산증폭기들을 이용하여 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 다른 유형의 회로들이 능동 바이어스를 제공하도록 적절하게 구성될 수 있다.
더 나아가, 능동 바이어스 회로(110)는 단일 능동 바이어스 회로(110)가 다중 게이트들/드레인들, 베이스들/콜렉터들, 및/또는 이와 유사한 것들에 연결될 수 있도록 구성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서는, 2 또는 그 이상의 단일 바이어스 회로들이 사용될 수 있고, 여기서 각 능동 바이어스 회로는 다중 게이트들/드레인들, 베이스들/콜렉터들, 및/또는 이와 유사한 것들에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 능동 바이어스 회로(예컨대, 110, 210, 410)는 능동 바이어스 회로 출력(예컨대, 151, 251, 451)에서 단일 출력 바이어스 전압을 제공하도록 구성된다. 이러한 단일 출력 바이어스 전압은 상기 바이어스 라인(예컨대, 150, 250, 450)을 통하여 상기 다단 증폭기(예컨대, 120, 220, 420)에 전달될 수 있다. 상기 단일 출력 바이어스 전압은 상기 다단 증폭기의 1 개 이상의 핀에 인가될 수 있다. 예를 들면, 바이어스 라인(150)은 3 개의 게이트 바이어스 라인(예컨대, 160, 161, 162)을 포함할 수 있다. 상기 3 개의 게이트 바이어스 라인들은 일단부는 능동 바이어스 회로 출력(151)에 연결되고, 타단부는, 예를 들면, 핀 Vg123, Vg4, 및 Vg5 에서 각각 다단 증폭기(120)에 연결될 수 있다. 유사하게, 도 4 를 참조로 하면, 차동 바이어스 시스템(400)은 3 개의 베이스 바이어스 라인(예컨대, 460, 461, 462)을 더 포함할 수 있는 바이어스 라인(450)을 포함할 수 있다. 바이어스 라인은 1 또는 그 이상의 트랜지스터들의 게이트들/베이스들에 바이어스 를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 게이트 바이어스 라인(160)은 단 1, 2, 및 3 에서 트랜지스터의 게이트들에 바이어스 전압을 제공할 수 있고; 게이트 바이어스 라인(161)은 단 4 에서 트랜지스터(들)의 게이트들에 바이어스 전압을 제공할 수 있고; 그리고 게이트 바이어스 라인(162)은 단 5 에서 트랜지스터(들)의 게이트들에 바이어스 전압을 제공하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 베이스 바이어스 라인은, 예를 들면, BJT 타입 트랜지스터들의 베이스를 바이어싱 하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 베이스 바이어스 라인(460)은 단 1 에서 트랜지스터(들)의 베이스에 바이어스를 제공하도록 구성될 수 있고; 베이스 바이어스 라인(461)은 단 2 트랜지스터(들)의 베이스에 바이어스 전압을 제공하도록 구성될 수 있고; 그리고 베이스 바이어스 라인(462)은 단 3 에서 트랜지스터(들)의 베이스에 바이어스 전압을 제공할 수 있다.
지금까지 설명된 바와 같이, 능동 바이어스 회로(110)는 각 단에서 각 트랜지스터에 동일한 바이어스가 인가되도록 다단 증폭기(120)에 연결된다. 또한, 이러한 이유로, 각 드레인으로의 전류는 공통적으로 제어된다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 능동 차동 바이어스 시스템(100)은 차동장치(130)를 더 포함한다. 차동장치(130)는 다단 증폭기(120)의 2 또는 그 이상의 단들을 차동적으로 바이어싱 하도록 적절히 구성될 수 있다. 예를 들면, 1 또는 그 이상의 게이트들, 베이스들, 등등은 각 단에 걸쳐 차동적으로 바이어싱 될 수 있다. 다시 말하면, 차동장치(130)는 다단 증폭기(120)의 1 개의 단과 적어도 하나의 다른 단 사이에서 전압 바이어스의 크기를 변화시키도록 구성되는 어떠한 장치 또는 소자들의 조합을 포함할 수 있다.
더 나아가, 차동장치(130)는 차동장치(130)의 입력과 출력 사이에서 전압 바이어스를 변화시키도록 구성될 수 있다. 차동장치(130)는, 예를 들면, 입력 및 출력을 포함하고, 차동장치(130)의 출력에서의 전압이 이것의 입력에 인가된 전압과 상이하게 되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 차동장치(130)는 이것의 입력 전압과 비교하여 이것의 출력 전압을 감소(또는 증가)시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 도 3 을 참조하면, 차동장치(130)는 저항분압기 네트워크(330)를 포함한다. 저항분압기 회로(330)는, 예를 들면, 저항의 비(예컨대, 331, 332)를 기초로 입력 전압을 감소시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 저항분압기는 0.2 V 의 전압 강하를 일으키거나 또는 다른 적절한 전압 레벨 강하를 일으킬 수 있다. 저항분압기 회로는, 예를 들면, ±10 dbm 범위의 증폭기들과 같은 상대적으로 더 낮은 전력 증폭기들 상에서의 이용에 적합할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 도 4 를 참조하면, 차동장치(430)는 유사하게 저항분압기 네트워크를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 바이어스 라인들(460-462) 각각은 차동장치(430)와 연관되어 있다. 예를 들면, 바이어스 라인(460)은 저항 R8 및 R9 를 갖는 차동장치를 포함하고, 바이어스 라인(461)은 R7/R6 과 연관되어 있고, 바이어스 라인(462)는 R4/R5 와 연관되어 있다. 그러나, 다른 실시예들에 있어서, 다단 증폭기(420)의 상기 단들로의 바이어스 라인들 전체 보다 작은 수가 차동장치(430)를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 도 2 를 참조하면, 차동장치(130)는 분배기 네트 워크(230)를 포함한다. 분배기 네트워크(230)는 다이오드("D1";231) 및 저항(232)을 포함할 수 있다. 상기 분배기 네트워크는 유사하게 적당한 전압 강하(예컨대, 0.2 Volts)를 일으키도록 구성된다. 다이오드(231)는 단부 A 및 C 를 포함할 수 있다. 다이오드 단부 A 는 저항(232)의 노드 2 와 전기적으로 적절히 연결되고, 저항(232)의 다른 노드, 노드 1 은 접지된다. 차동장치(130)의 Vout 으로도 또한 알려진 저항 R6 의 노드 2 는 또한 Vg123 에 연결된다. 본 실시예에서, 다이오드(231) 단부 C 는 Vg4 및 Vg5 와 동일한 바이어스를 받도록 구성된다. 예를 들면, 다이오드 단부 C 는 트랜지스터 Q2 의 콜렉터 및 핀 Vg4 및 Vg5 와 전기적으로 연결된다.
이미 언급한 바와 같이, 하나의 증폭단으로의 RF 입력 전력이 상기 증폭기를 압축 모드에서 작동시키도록 충분히 크면, 상기 증폭기는 전형적으로 증가된 바이어스 전류를 유도한다. 이렇게 증가된 전류는 저항 분배기로부터의 바이어스 전압 출력을 변화시키고 이에 따라 상기 바이어스를 섭동시킨다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 다이오드/저항 분압기는 저항/저항 분압기 보다 더 유리한데, 이는 이것이 더 적은 전류를 유도하는 경향이 있고 세트 전류(set current) 증가에 대한 더 적은 전압 변화를 가질 수 있다. 첫번째 단들에서 주어진 전류 변화에 대한 상기 다이오드의 순방향 전압 강하 Vf 변화는 유사하게 위치된 저항을 거치는 경우의 전압 강하 보다 매우 더 작을 수 있다. 더 나아가, 다이오드 타입 저항 분배기의 사용은 고전력 증폭기들에 있어서 유리할 수 있다. 상기 다이오드 타입 저항 분배기는 상기 게이트들로부터의 전류가 변화하는 경우 저항의 이용을 통하여 발생할 수 있는 비선형성에 덜 민감한 경향이 있다. 따라서, 상기 능동 바이어스 회로는 Vg123 에 서 전압을 형성하도록 구성될 수 있고, 여기서 Vg123 은 차동장치(230)에 제공된 능동 바이어스 전압에서 Vf 를 뺀 값과 같다.
따라서, 차동장치(130)는 1 개의 바이어스 라인을 통하여 인가된 전압을 다른 바이어스 라인들 중 하나를 통하여 인가된 것과 상이하게 만들도록 구성되는 어떤 적당한 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그렇지 않고 공통 전압이 인가되는 경우, 일 실시예에 있어서, Vg4 및 Vg5 에 인가되는 -0.7 V 의 바이어스 전압과 비교해서, 차동장치(130)는 -0.5 V 의 바이어스 전압이 인가되도록 한다. 따라서, 본 실시예에서, Vg123 은 Vg4 및 Vg5 보다 더 높게 바이어싱 되는데, 즉, 단 1, 2, 및 3 은 Vg-Id 곡선 상에서 단 4 및 5 보다 더 높게 바이어싱 된다.
다양한 실시예들에 따르면, 1 개, 2 개, 3 개, 또는 그 이상의 바이어스 라인들은 각각 능동 바이어스 회로(110)를 차동장치(130)를 통하여 다단 증폭기(120)에 연결하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 능동 차동 바이어스 시스템(100)은 다양한 바이어스 라인들 사이에서 차동적인 바이어싱을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 도 4 를 참조하면, 차동 바이어스 시스템(400)은 1 또는 그 이상의 바이어스 라인들(예컨대, 460, 461, 462) 상에 차동장치(430)를 포함한다. 따라서, 시스템(100)은 2 또는 그 이상의 단들을 2 또는 그 이상의 전압 레벨에서 차동적으로 바이어싱 하도록 적절히 구성된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 능동 차동 바이어스 시스템(100)은 또한 능동 바이어스 루프 오실레이션을 감소시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 시스템(100)은 안정화 저항(140; 차동 바이어스 시스템(400)의 안정화 저항(440) 또한 참조)을 포함할 수 있다. 안정화 저항(140)은 일단이 능동 바이어스 회로 출력(151)에서 출력 바이어스 전압에 전기적으로 연결되고, 타단은 다단 증폭기(120)의 다양한 단들의 게이트 핀들에 전기적으로 연결될 수 있다. 안정화 저항(140)은 다단 증폭기(120)의 단들에 인가되는 모든 바이어스 전력이 먼저 안정화 저항(140)을 통하여 통과되도록 능동 차동 바이어스 시스템(100) 내에 적절히 위치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 바이어스 피드 라인(150)은 루프들 내에 배열되는 것으로 고려될 수 있다. 예를 들어, 내부 루프는 능동 바이어스 회로(110)로부터 안정화 저항(140), 차동장치(130), Vg123 핀, Vd123 핀을 통하여 다시 능동 바이어스 회로(110)로 복귀하는 경로를 따른다. 두번째 루프는 능동 바이어스 회로(110)로부터, 안정화 저항(140), 차동장치(131;선택적임), Vg4 핀, Vd4 핀을 통하여 다시 능동 바이어스 회로(110)로 복귀하는 경로를 따른다. 외부 루프는 능동 바이어스 회로(110)로부터 안정화 저항(140), 차동장치(132;선택적임), Vg5 핀, Vd5 핀을 통하여 다시 능동 바이어스 회로(110)로 복귀하는 경로를 따른다. 각 루프는 안정화 저항(140)을 포함하는 것에 주의하여야 한다.
도 2 를 참조로 하면, 안정화 저항 R5 는 2 개의 단부, 예컨대, R5 핀 1 및 R5 핀 2 를 갖는다. R5 핀 2 는 Q2 콜렉터 핀에 전기적으로 연결된다. R5 핀 1 은 다단 증폭기(220)의 Vg5 및 Vg4 핀 뿐만 아니라 차동장치(130)의 Vin 으로도 알려진 다이오드 D1 의 핀 C 에 연결된다. 다이오드 D1 의 타단부, 핀 A 는 다단 증폭기(220)의 Vg123 핀에 전기적으로 연결되며, 저항(232)을 거쳐서 접지된다. 다단 증폭기(220)의 드레인들은 Q2 를 포함하는 능동 바이어스 회로(210)에 다시 전기적 으로 연결된다. 따라서, 도 2 에 도시된 바와 같이, 안정화 저항 R5 는 각 바이어스 피드 루프의 경로 내에 있도록 구성될 수 있다.
다른 방식으로 설명하면, 저항 R5 는 Q2 콜렉터와 상기 게이트들 Vg123, Vg4 및 Vg5 모두의 사이에 위치될 수 있다. 저항 R5 는 상기 능동 바이어스 루프들에 더 높은 임피던스를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 저항 R5 는 내부 루프 Q2 C, R5 핀 2, R5 핀 1, D1 C, D1 A, Vg123, Vd123, Q2 E 의 임피던스를 상승시키도록 구성될 수 있다. 저항 R5 는 또한 외부 루프 1: Q2 C, R5 핀 2, R5 핀 1, Vg4, Vd4, R4 핀 2, R4 핀 1, Q2 E 의 임피던스를 상승시키도록 구성될 수도 있다. 저항 R5 는 또한 외부 루프 2: Q2 C, R5 핀 2, R5 핀 1, Vg5, Vd5, R4 핀 2, R4 핀 1, Q2 E 의 임피던스를 상승시키도록 구성될 수도 있다.
안정화 저항(140)은 100Ω일 수 있으며, 저항(232)은 499Ω일 수 있다. 그러나, 소자들, 그것들의 배열, 및 시스템의 성능에 따라 다른 크기의 저항들이 적절하게 사용될 수 있다.
더 나아가, 안정화 저항(140)은 능동 바이어스 오실레이션을 감소시키고 및/또는 소자의 "턴온" 동안에 상기 능동 바이어스 회로의 루프 안정성을 개선시킨다. 예를 들면, 턴온타임은 능동 바이어스 트랜지스터 Q2 의 콜렉터에 저항을 추가함에 의해 크게 개선된 것으로 판명되었다. 실험에 따르면, 약 140㎲의 턴온타임이 안정화 저항(140)의 추가에 의해 10㎲ 보다 더 작도록 개선된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 능동 바이어스 회로에서 발생할 수 있는 게인을 제거하기 위하여 캐패시터가 추가될 수 있다. 도 2 를 참조로 예를 들 면, 캐패시터 C2 는 그라운드와 상기 트랜지스터 Q1 의 베이스/콜렉터 사이에 추가될 수 있다. 캐패시터 C2 는 트랜지스터 Q2 의 이미터와 베이스 사이에 전기적으로 연결될 수도 있다. 캐패시터 C1 및 C2 는 능동 바이어스 루프 오실레이션을 감소시키도록 구성될 수 있다. 캐패시터 C1 및 C2 는, 예를 들면, 1㎌ 50V 캐패시터들일 수 있다. 그러나, 능동 바이어스 루프 오실레이션을 감소시키는 경향이 있는 다른 크기의 캐패시터들이 적절히 사용될 수 있다.
이러한 캐패시터들의 추가는 턴온타임에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 것이 통념이었다. 그러나, 안정화 저항 R5 의 추가로, 캐피시터 C1 및 C2 는 능동 바이어스 루프 오실레이션을 감소시키도록 적절히 크기가 정해져, 여전히 원하는 턴온타임을 얻을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 차동적인 방식으로 다단 증폭기의 단들을 능동 바이어싱 하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 예를 들면, 다단 증폭기의 하나의 단을 하나의 전압 레벨로 바이어싱 하는 단계와, 다른 단들 중 적어도 하나를 상이한 전압 레벨로 바이어싱 하는 단계를 포함한다. 또 다른 예에 있어서, 상기 방법은 다단 증폭기의 후미 단들을 하나의 전압 레벨로 바이어싱 하는 단계와, 초기 단들을 더 높은 게이트 전압으로 바이어싱 하는 단계를 포함한다. 따라서, 상기 초기 단들은 나머지 단들 보다 더 높게 바이어싱 된다. 또 다른 실시예들에 있어서, 1 또는 그 이상의 초기 단들은 1 또는 그 이상의 후미 단들 보다 더 높게 바이어싱 된다(즉, 상기 단들은 그것의 아주 적은 대기전류(quiescent current)에 관하여 더 높은 드레인 전류를 갖는다).
일 실시예에 있어서, 차동 바이어싱 단계는 상기 단들 중 하나에 제공되는 전압의 감소 단계를 포함할 수 있다. 상기 전압은 저항 분배기, 다이오드 타입 분압기, 및/또는 이와 유사한 것들을 이용하여 감소될 수 있다. 상기 차동 바이어싱 단계는 1 개의 단 이상으로의 전압을 감소시키거나 및/또는 단들의 1 그룹 이상으로의 전압을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 1 은 단들 123, 단 4 및 단 5 의 차동 바이어스를 제공하도록 구성된 3 개의 차동장치들(예컨대, 130, 131, 132)을 도시한다.
본 발명의 다양한 관점에 따르면, RF 증폭기의 다중 단들을 차동 바이어싱 하는 시스템 및 방법은 개선된 전력 증폭을 촉진시킨다. 차동 바이어스를 제공하지 않는("비-차동 바이어스") 유사한 다단 증폭 장치들과 비교해서, 본 발명은 개선된 전력 출력 및/또는 감소된 에너지 소비를 가능하게 한다.
예를 들면, 비-차동 바이어스에 있어서, 전형적으로 전체 다이의 전류는 원하는 전력 출력을 형성하기 위하여 증가된다. 이는 증폭기로의 비교적 큰 전류 유동으로 귀결된다. 그러나, 후미 단들 보다 초기 단을 약간 더 높게 바이어싱 함에 의해, 상기 다이로의 전체 전류는 비-차동 바이어스 실시예에서 다이로 흐르는 전체 전류 보다 더 낮을 수 있는 반면, 여전히 동일한 양의 전력 출력을 형성한다. 일 실시예에 다르면, 다단 증폭기의 차동 바이어스와 비-차동 바이어스 상에서는, 대기 작동(quiescent operation) 동안에, 바이어스 전류의 10% 감소가 출력 전력의 차이 없이 달성될 수 있다. 초기 단들로의 전류는 약간 증가될 수는 있지만, 후미 단들로의 전류는 비교적 크게 감소되고, 따라서 바이어스 전류의 전체적인 감소를 가능하게 한다.
더 나아가, 초기 단을 후미 단들 보다 약간 더 높게 바이어싱 하면 상기 후미 단들을 펌프 업(pump up) 시킨다. 이는 전체 다이가 비-차동적으로 능동 바이어싱 되는 회로와 비교할 때 출력 전력을 증가시키는 경향이 있다. 이는 비-차동 능동 바이어싱된 다이와 비교할 때 유사한 출력 전력을 또한 제공하는 경향이 있지만, 더 적은 대기전류(즉, RF 가 인가되지 않는 경우 다이에 의해 소비되는 전류)에 있어서도 그러하다.
차동 바이어스는 능동 바이어스 회로에 의해 수행되는 전류 조절의 양의 감소를 촉진시킨다. 차동 바이어스 하에서, 상기 전류의 조절을 보상하기 위해 초기 단들에서 여전히 게이트 전압의 약간의 변화가 존재할 수 있지만, 이것은 초기 단들로의 전류를 증가시킴에 의해 보상될 수 있다. 초기 단들로의 전류가 그것의 보통 대기전류 이상으로 약간 증가되는 경우, 전력 스윕 동안에 상기 증폭기에 공급되는 바이어스 전류의 전체 변화는 유사하게 위치된 차동 바이어싱 되지 않는 증폭기와 비교해서 상대적으로 작다. 따라서, 차동 바이어스는 능동 바이어스가 후미 단들을 차단하지 않고 출력단을 압축시키는 것을 촉진할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 안정화 저항 R5 및/또는 캐패시터(들) C1 및 C2 의 이용은 1 또는 그 이상이 이들 소자들이 없는 회로들에 비해서 턴온타임의 90% 감소를 촉진시킨다. 이들 소자들은 능동 바이어스 오실레이션을 감소시키는 경향이 있다. 더 나아가, 안정화 저항 R5 는 루프 안정화를 유지하는데 이용되는 캐패시터들의 갯수를 감소시키는 경향이 있다.
여기에 제시되고 설명된 특정 실시예들은 최선의 실시예를 포함하는 본 발명의 다양한 실시예들 중 예시적인 것이며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 권리범위를 한정하도록 의도된 것이 아님을 인식하여야 한다. 예를 들어, 여기에 설명된 능동 바이어스 회로 시스템, 장치 및 방법들은 FETs 에 대하여 설명되었지만, 다양한 다른 능동 소자들도 마찬가지로 적절할 것이다. 간결성을 위해, 신호 처리, 데이터 전송, 시그널링, 및 네트워크 콘트롤에 대한 종래 기술, 및 상기 시스템들(및 상기 시스템들의 개별적인 작동 소자들의 컴포넌트들)의 다른 기능적 관점들에 대해서는 여기서 상세히 설명되지 않는다. 또한, 여기에 포함된 다양한 도면들에 도시된 연결 라인들은 다양한 구성요소들 사이의 예시적인 기능적 관계 및/또는 물리적 결합 관계를 나타내기 위한 것이다. 다양한 대안 또는 추가적인 기능적 관계 또는 물리적 결합관계들이 실제 통신 시스템에서 제공될 수 있음을 인식하여야 한다.
본 발명의 요지는 이제 실시예들로부터 명백해졌는 바, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 특정 환경 및 작동 조건에 특히 적합하게 본 발명에 실제 사용되는, 구조, 배열, 비율, 구성요소들, 재료 및 소자들의 다양한 변형은 당업자들에게는 자명할 것이다. 이러한 변형 또는 수정 및 다른 변형 또는 수정례들은 이하 청구범위에 표현되는 바와 같이 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 의도된다.
본 발명은 다단 증폭기의 능동 바이어스 및/또는 출력 전압의 제한을 감소시키고, 세틀링 타임 및 턴온타임, 회로 안정성이 개선되는 탁월한 효과를 갖는다.

Claims (19)

  1. 다수의 RF 증폭단을 갖는 다단 RF 증폭기를 능동 바이어스하는 시스템으로서,
    상기 다수의 RF 증폭단에 전기적으로 연결된 단일 능동 바이어스 회로와;
    차동 장치 입력 및 차동 장치 출력을 포함하는 차동 장치;를 포함하고,
    상기 차동 장치 입력은 상기 단일 능동 바이어스 회로에 결합되고, 상기 차동 장치 출력은 상기 다수의 RF 증폭단 중 하나에 제공된 바이어스가 상기 다수의 RF 증폭단 중 다른 하나에 제공된 바이어스와 다르도록 상기 다수의 RF 증폭단 중 하나에 결합되며, 상기 다수의 RF 증폭단의 각각은 적어도 2개의 단말을 가지는 트랜지스터 장치를 포함하고, 상기 적어도 2개의 단말은 피드백이 상기 적어도 2개의 단말 사이에 제공되도록 상기 능동 바이어스 회로에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다단 RF 증폭기 능동 바이어스 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다단 RF 증폭기는 고전력 증폭기이고,
    상기 능동 바이어스 회로는, 상기 다수의 RF 증폭단의 적어도 하나의 후미 증폭단에 전류가 변하도록 허용하는 동안, 상기 다수의 RF 증폭단의 제 1 증폭단이 일정한 전류를 받도록, 상기 다수의 RF 증폭단의 상기 제 1 증폭단에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다단 RF 증폭기 능동 바이어스 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차동장치는 저항분압기인 것을 특징으로 하는 다단 RF 증폭기 능동 바이어스 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차동장치는 다이오드 타입 분압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 RF 증폭기 능동 바이어스 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단일 능동 바이어스 회로로부터 제 1 증폭단의 제 1 트랜지스터의 제 1 단말로의 전기적 연결, 및 상기 제 1 증폭단의 상기 제 1 트랜지스터의 제 2 단말로부터 상기 단일 능동 바이어스 회로로의 전기적 연결을 포함하는 내부 루프 바이어스 경로와;
    상기 단일 능동 바이어스 회로로부터 상기 제 1 증폭단의 후미인 제 2 증폭단의 제 2 트랜지스터의 제 3 단말로의 전기적 연결, 및 상기 제 2 증폭단의 상기 제 2 트랜지스터의 제 4 단말로부터 상기 단일 능동 바이어스 회로로의 전기적 연결을 포함하는 외부 루프 바이어스 경로와;
    상기 내부 루프 및 외부 루프 바이어스 경로들의 경로의 공유부 내에 있는 안정화 저항;을 더 포함하며,
    상기 내부 루프 및 외부 루프 바이어스 경로는 상기 단일 능동 바이어스 회로를 상기 다단 RF 증폭기에 전기적으로 연결하고, 상기 내부 루프 바이어스 회로 및 상기 외부 루프 바이어스 회로 중 적어도 하나는 상기 차동 장치를 포함하며,
    상기 내부 루프 바이어스 경로는 일정 전류 바이어스 경로를 포함하고, 상기 외부 루프 바이어스 경로는 가변 전류 바이어스 경로를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 증폭단은 상기 다수의 RF 증폭단 중 2개인 것을 특징으로 하는 다단 RF 증폭기 능동 바이어스 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 능동 바이어스 회로의 안정화를 촉진시키기 위한 캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 RF 증폭기 능동 바이어스 시스템.
  7. 다단 RF 증폭기를 능동 바이어싱하는 방법으로서,
    다수의 증폭단들을 포함하는 다단 RF 증폭기를 단일 능동 바이어스 회로로 능동 바이어싱 하는 단계와;
    상기 단일 능동 바이어스 회로에 의해 제공된 바이어스를 차동적으로 인가하는 단계를 포함하고;
    상기 능동 바이어싱 하는 단계는 단일 능동 바이어스 전압 레벨 출력을 생성하는 단계를 더 포함하며, 상기 다수의 증폭단의 각각은 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하고, 각각의 트랜지스터는 적어도 제 1 제어 단말 및 제 2 제어 단말을 포함하며,
    상기 바이어스를 차동적으로 인가하는 단계는, 상기 다수의 증폭단들 중 적어도 하나를 상기 다수의 증폭단들 중 다른 것과는 상이한 바이어스 전압 레벨로 바이어싱 하는 단계와, 상기 다단 RF 증폭기 중 적어도 제 1 증폭단에 일정한 전류를 제어하기 위해 상기 능동 바이어스 회로로 피드백을 제공하는 단계를 추가로 포함하고,
    상기 제 2 제어 단말은 상기 능동 바이어스 회로로 피드백을 제공하기 위해 상기 능동 바이어스 회로로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 다단 RF 증폭기를 능동 바이어싱 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다단 RF 증폭기는 고전력 RF 증폭기를 포함하고, 상기 능동 바이어스 회로는 상기 다단 RF 증폭기의 후미 증폭단에서 전류 및 전력 펌프-업(pump-up)에 비하여 안정된 대기 작동 전류를 상기 다단 RF 증폭기의 적어도 상기 제 1 증폭단으로 제공하는 것을 특징으로 하는 다단 RF 증폭기를 능동 바이어싱 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수의 증폭단들은 초기 증폭단들과 후미 증폭단들을 포함하고, 상기 초기 증폭단들은 상기 후미 증폭단들 보다 더 높은 전압 레벨로 바이어싱 되는 것을 특징으로 하는, 다단 RF 증폭기를 능동 바이어싱 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 차동 바이어싱 단계는 감소된 바이어스 레벨을 형성하도록 상기 단일 능동 바이어스 전압 레벨 출력의 전압 레벨을 감소시키는 단계와, 상기 감소된 바이어스 레벨로 상기 다수의 증폭단들 중 적어도 하나를 바이어싱 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다단 RF 증폭기를 능동 바이어싱 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 감소 단계는 다이오드 타입 분압기를 이용한 분압 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다단 RF 증폭기를 능동 바이어싱 하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 감소 단계는 저항 타입 분압기를 이용한 분압 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다단 RF 증폭기를 능동 바이어싱 하는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 능동 바이어스 회로로부터 상기 다단 RF 증폭기까지 내부 루프 및 외부 루프 바이어스 경로들의 경로의 공통부 내에 포함된 저항을 이용하여, 상기 바이어스 전력을 안정화시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 내부 루프 바이어스 경로는 상기 능동 바이어스 회로로부터 상기 제 1 증폭단의 제 1 트랜지스터의 상기 제 1 제어 단말로의 전기적 연결, 및 상기 제 1 증폭단의 상기 제 1 트랜지스터의 상기 제 2 제어 단말로부터 상기 능동 바이어스 회로로의 전기적 연결을 포함하며,
    상기 외부 루프 바이어스 경로는 상기 능동 바이어스 회로로부터 상기 제 1 증폭단에 후미인 제 2 증폭단의 제 2 트랜지스터의 제 3 단말로의 전기적 연결, 및 상기 제 2 증폭단의 상기 제 2 트랜지스터의 제 4 단말로부터 상기 능동 바이어스 회로로의 전기적 연결을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 RF 증폭기를 능동 바이어싱 하는 방법.
  14. 다수의 증폭단들을 포함하는 고전력 RF 증폭기를 포함하되, 상기 다수의 증폭단들의 각 증폭단은 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하며;
    단일 바이어스 출력을 포함하는 능동 바이어스 회로를 포함하되, 상기 능동 바이어스 회로는 각 증폭단에 전기적으로 연결되고;
    차동장치를 포함하되, 상기 차동장치는 상기 능동 바이어스 회로의 상기 단일 단일 바이어스 출력과 상기 다수의 증폭단 중 적어도 하나 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 차동 장치는 감소된 바이어스를 출력하며, 상기 차동장치는 연결된 증폭단에 상기 감소된 바이어스를 제공하기 위해 상기 다수의 증폭단의 전부는 아니고 적어도 하나에 전기적으로 연결되고;
    상기 적어도 하나의 트랜지스터 각각은 적어도 제 1 단말 및 제 2 단말을 더 포함하고, 상기 능동 바이어스 회로는 상기 제 1 단말에 전기적으로 연결되며, 상기 능동 바이어스 회로는 상기 제 2 단말에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 고전력 RF 증폭기 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 차동장치는 저항분압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전력 RF 증폭기 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 차동장치는 다이오드 타입 분압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전력 RF 증폭기 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서,
    능동 바이어스 회로로부터 제 1 증폭단의 제 1 트랜지스터의 제 1 단말로의 전기적 연결, 및 상기 제 1 증폭단의 상기 제 1 트랜지스터의 제 2 단말로부터 상기 능동 바이어스 회로로의 전기적 연결을 포함하는 내부 루프 바이어스 경로와;
    상기 능동 바이어스 회로로부터 상기 제 1 증폭단의 후미인 제 2 증폭단의 제 2 트랜지스터의 제 3 단말로의 전기적 연결, 및 상기 제 2 증폭단의 상기 제 2 트랜지스터의 제 4 단말로부터 상기 능동 바이어스 회로로의 전기적 연결을 포함하는 외부 루프 바이어스 경로와;
    상기 내부 루프 및 외부 루프 바이어스 경로들의 경로 내에 있는 안정화 저항을 더 포함하며;
    상기 내부 루프 바이어스 경로는 안정한 대기 작동 전류의 내부 루프 바이어스 회로를 포함하고,
    상기 내부 루프 및 외부 루프 바이어스 경로들은 상기 능동 바이어스 회로로 그리고 다단 증폭기로 전기적으로 연결되며, 상기 외부 루프 바이어스 경로는 전류 및 전력 펌프-업 외부 루프 바이어스 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전력 RF 증폭기 시스템.
  18. 적어도 제 1 증폭단 및 제 2 증폭단을 포함하는 다단 증폭기를 포함하되, 상기 제 1 증폭단은 적어도 제 1 트랜지스터를 더 포함하며, 상기 제 2 증폭단은 적어도 제 2 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제 1 트랜지스터는 적어도 제 1 단말 및 제 2 단말을 더 포함하며, 상기 제 2 트랜지스터는 적어도 제 3 단말 및 제 4 단말을 포함하고;
    바이어스 전압 출력을 포함하는 능동 바이어스 회로를 포함하되, 상기 바이어스 전압 출력은 상기 제 1 트랜지스터의 상기 제 1 단말로 그리고 상기 제 2 트랜지스터의 상기 제 3 단말로 연결되고, 상기 능동 바이어스 회로는 상기 제 2 및 상기 제 4 단말로 전기적으로 더 연결되며, 상기 능동 바이어스 회로는 (a) 상기 제 1 및 제 3 단말 사이에서 같은 그리고 (b) 상기 제 2 및 제 4 단말 사이에서 같은 피드백을 제공하고;
    상기 제 1 증폭단에 제공된 바이어스 전압이 상기 제 2 증폭단에 제공된 바이어스 전압과 다르도록, 상기 능동 바이어스 회로 및 상기 다단 증폭기 사이에 전기적으로 연결된 차동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전력 RF 증폭기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 능동 바이어스 회로는 상기 제 1 증폭단으로 일정한 전류를 유지하도록 상기 바이어스 전압을 능동적으로 변경하는 회로를 포함하고, 상기 차동 장치는 상기 다단 증폭기의 적어도 하나의 증폭단에서 전류 및 전력의 펌프-업을 실행하는 것을 특징으로 하는 고전력 RF 증폭기.
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