KR101101533B1

KR101101533B1 - Ｒｆ 전력 증폭기

Info

Publication number: KR101101533B1
Application number: KR1020100090621A
Authority: KR
Inventors: 김윤석; 장대석; 배효근; 김성근; 송영진; 박주영
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-01-02
Also published as: US20120062324A1; CN102403962A; US8222960B2

Abstract

본 발명은, 동작전원을 공급받는 전원단에 연결되어, 상기 동작전원을 공급하고, RF 신호를 차단하는 RF 초크 코일; 상기 RF 초크 코일을 거쳐 상기 동작전원을 공급받고, 입력단을 통해 입력되는 입력신호를 증폭하여 출력단을 통해 출력하는 전력 증폭 회로부; 및 상기 전원단과 상기 RF 초크 코일사이의 제1 접속노드와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 접속노드에서 ESD 전압을 접지로 바이패스시키는 ESD 보호부를 포함할 수 있다.

Description

ＲＦ 전력 증폭기{RF POWER AMPLIFIER}

본 발명은 휴대 전화기나 휴대 통신기 등과 같은 휴대 단말기에 적용될 수 있는 RF 전력 증폭기에 관한 것으로, 특히 휴대 단말기에 적용 가능한 RF 전력 증폭기에서, ESD(Electro static Discharge, 정전기 방전) 보호를 위한 다이오드 개수를 줄일 수 있도록 함으로써, 신호의 왜곡 없이 ESD 보호를 수행할 수 있으며, 저렴하게 구현할 수 있는 RF 전력 증폭기에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대 전화기나 휴대 통신기의 휴대 단말기는, 송신 신호의 전력을 높이기 위한 RF 전력 증폭기를 비롯하여 많은 집적회로(IC) 들을 포함한다.

통상, 휴대 단말기에서, 보다 신뢰성 있는 동작을 위해 모든 IC 출력단자에는 ESD 보호회로가 필요하다. 그중에도 RF 전력 증폭기의 출력단은 다른 회로와 달리특수하게 전원 전압보다 크게 전압이 발생하여 ESD 보호회로의 크기가 더욱 커져야한다.

그런데, 이와 같이 종래 RF 전력 증폭기에서, 출력단에 ESD 방전회로가 설치되는 경우에는, RF 전력 증폭으로 인하여 출력되는 신호의 피크치가 상당하므로, 이러한 신호의 피크치에서도 ESD 보호회로가 동작하지 않도록 하기 위해서는 ESD 보호회로 내부에 직렬로 연결되는 다이오드의 사용개수가 많아야 하므로, 그 만큼 사이즈가 증가하게 되는 문제점이 있고, ESD 보호회로의 제작 가격이 상승하게 되는 문제점도 있다.

본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명은, 휴대 단말기에 적용 가능한 RF 전력 증폭기에서, ESD(Electro static Discharge, 정전기 방전) 보호를 위한 다이오드 개수를 줄일 수 있도록 함으로써, 신호의 왜곡없이 ESD 보호를 수행할 수 있으며, 저렴하게 구현할 수 있는 RF 전력 증폭기에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 기술적인 측면은, 동작전원을 공급받는 전원단에 연결되어, 상기 동작전원을 공급하고, RF 신호를 차단하는 RF 초크 코일; 상기 RF 초크 코일을 거쳐 상기 동작전원을 공급받고, 입력단을 통해 입력되는 입력신호를 증폭하여 출력단을 통해 출력하는 전력 증폭 회로부; 및 상기 전원단과 상기 RF 초크 코일사이의 제1 접속노드와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 접속노드에서 ESD 전압을 접지로 바이패스시키는 ESD 보호부를 포함하는 RF 전력 증폭기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 제2 기술적인 측면은, 동작전원을 공급받는 전원단에 연결되어, 상기 동작전원을 공급하고, RF 신호를 차단하는 RF 초크 코일; 상기 전원단과 상기 RF 초크 코일사이의 제1 접속노드에서 접지 사이에 설치된 교류 접지용 커패시터; 상기 RF 초크 코일을 거쳐 상기 동작전원을 공급받고, 입력단을 통해 입력되는 입력신호를 증폭하여 출력단을 통해 출력하는 전력 증폭 회로부; 및 상기 제1 접속노드와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 접속노드에서 ESD 전압을 접지로 바이패스시키는 ESD 보호부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 증폭기를 제안하는 것이다.

본 발명의 제1 및 제2 기술적인 측면에서, 상기 ESD 보호부는, 상기 제1 접속노드와 접지 사이에 형성되어, 양(+)의 ESD 전압에 의해 도통되는 제1 다이오드 회로부; 및 상기 제1 접속노드와 접지 사이에 형성되어, 음(-)의 ESD 전압에 의해 도통되는 제2 다이오드 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 다이오드 회로부는, ESD 보호를 위한 양(+)의 설정 전압이 상기 동작전원의 전압과, 상기 전력 증폭 회로부에서 출력되는 RF 신호의 피크전압 사이의 전압이 되도록 복수의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 다이오드 회로부는, ESD 보호를 위한 음(-)의 설정 전압이 상기 동작전원의 반전 전압과, 상기 전력 증폭 회로부에서 출력되는 RF 신호의 피크전압의 반전전압 사이의 전압이 되도록 복수의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 휴대 단말기에 적용 가능한 RF 전력 증폭기에서, ESD(Electro static Discharge, 정전기 방전) 보호를 위한 다이오드 개수를 줄일 수 있도록 함으로써, 신호의 왜곡없이 ESD 보호를 수행할 수 있으며, 저렴하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RF 전력 증폭기의 회로 블록도.
도 2는 본 발명의 ESD 보호부의 구성도.
도 3은 본 발명의 ESD 보호부의 다이오드 적정 개수를 설명하기 위한 전압 파형도.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RF 전력 증폭기의 회로 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 RF 전력 증폭기는, 동작전원(Vdd)을 공급받는 전원단에 연결되어, 상기 동작전원(Vdd)을 공급하고, RF 신호를 차단하는 RF 초크 코일(RFCK)과, 상기 RF 초크 코일(RFCK)을 거쳐 상기 동작전원(Vdd)을 공급받고, 입력단(IN)을 통해 입력되는 입력신호를 증폭하여 출력단(OUT)을 통해 출력하는 전력 증폭 회로부(100)와, 상기 전원단과 상기 RF 초크 코일(RFCK)사이의 제1 접속노드(NC1)와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 접속노드(NC1)에서 ESD 전압을 접지로 바이패스시키는 ESD 보호부(200)를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 ESD 보호부의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상기 ESD 보호부(200)는, 상기 제1 접속노드(NC1)와 접지 사이에 형성되어, 양(+)의 ESD 전압에 의해 도통되는 제1 다이오드 회로부(210)와, 상기 제1 접속노드(NC1)와 접지 사이에 형성되어, 음(-)의 ESD 전압에 의해 도통되는 제2 다이오드 회로부(220)를 포함할 수 있다.

상기 제1 다이오드 회로부(210)는, ESD 보호를 위한 양(+)의 설정 전압이 상기 동작전원(Vdd)의 전압과, 상기 전력 증폭 회로부(100)에서 출력되는 RF 신호의 피크전압(Vpeak) 사이의 전압이 되도록 복수의 다이오드를 포함할 수 있다.

상기 제2 다이오드 회로부(220)는, ESD 보호를 위한 음(-)의 설정 전압이 상기 동작전원(Vdd)의 반전 전압(-Vdd)과, 상기 전력 증폭 회로부(100)에서 출력되는 RF 신호의 피크전압(Vpeak)의 반전전압(-Vpeak) 사이의 전압이 되도록 복수의 다이오드를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 ESD 보호부의 다이오드 적정 개수를 설명하기 위한 전압 파형도이다.

도 3에서, 상기 동작전원(Vdd)의 전압이 3.5V이고, 상기 전력 증폭 회로부(100)에서 출력되는 RF 신호의 피크전압(Vpeak)이 10.5V이고, 상기 ESD 보호부(200)에 포함된 다이오드 1개의 도통(턴온) 전압이 0.5V일 경우에 대해 예를 들면, 상기 출력단(OUT)에 ESD 방전부가 연결되는 경우에는, 10.5V인 피크전압(Vpeak)에 대해 동작하지 않게 하려면 적어도 22개가 필요하다.

반면, 상기 제1 접속노드(NC1)에 ESD 방전부가 연결되는 경우에는, 10.5V의 피크전압(Vpeak)을 갖는 RF 신호는 높은 주파수 성분의 신호이므로 RF 초크 코일(RFCK)에 의해서 차단되어 제1 접속노드(NC1)로 유입되지 않고, 저주파에 해당되는 ESD 전압만 제1 접속노드(NC1)로 유입될 수 있으므로, ESD 전압은 제1 접속노드(NC1)에 접속된 ESD 보호부(200)를 통해서 바이패스되어, ESD 전압으로부터 내부 회로가 보호될 수 있다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 RF 전력 증폭기에 대해 설명하면, 먼저, 도 1에 도시된 전력 증폭 회로부(100)는, RF 초크 코일(RFCK)을 거쳐 동작전원(Vdd)을 공급받고, 입력단(IN)을 통해 입력되는 입력신호를 증폭하여 출력단(OUT)을 통해 출력한다.

이때, 도 1에 도시된 ESD 보호부(200)는, 상기 전원단과 상기 RF 초크 코일(RFCK)사이의 제1 접속노드(NC1)와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 접속노드(NC1)에서 ESD 전압을 접지로 바이패스시킨다.

즉, 상기 출력단(OUT)을 통해 유입되는 ESD 전압은 저주파수이면서 높은 전압이므로, 상기 RF 초크 코일(RFCK)을 통과하여 제1 접속노드(NC1)로 유입될 수 있으므로 제1 접속노드(NC1)에 연결된 상기 ESD 보호부(200)에 의해서 차단될 수 있다.

도 2를 참조하여 상기 ESD 보호부(200)에 대해 구체적으로 설명한다.

도 2에서, 상기 ESD 보호부(200)는, 양(+)의 ESD 전압에 의해 도통되는 제1 다이오드 회로부(210)와 음(-)의 ESD 전압에 의해 도통되는 제2 다이오드 회로부(220)를 포함한다.

먼저, 상기 제1 다이오드 회로부(210)는, 상기 제1 접속노드(NC1)와 접지 사이에 형성되어, 양(+)의 ESD 전압에 의해 도통된다.

즉, 상기 제1 다이오드 회로부(210)는, ESD 보호를 위한 양(+)의 설정 전압이 상기 동작전원(Vdd)의 전압과, 상기 전력 증폭 회로부(100)에서 출력되는 RF 신호의 피크전압(Vpeak) 사이의 전압이 되도록 복수의 다이오드를 포함할 수 있다.

다음, 상기 제2 다이오드 회로부(220)는, 상기 제1 접속노드(NC1)와 접지 사이에 형성되어, 음(-)의 ESD 전압에 의해 도통된다.

즉, 상기 제2 다이오드 회로부(220)는, ESD 보호를 위한 음(-)의 설정 전압이 상기 동작전원(Vdd)의 반전 전압(-Vdd)과, 상기 전력 증폭 회로부(100)에서 출력되는 RF 신호의 피크전압(Vpeak)의 반전전압(-Vpeak) 사이의 전압이 되도록 복수의 다이오드를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하여 본 발명의 ESD 보호부의 다이오드 적정 개수를 설명한다.

전술한 바와 같은 본 발명에서, 휴대 단말기에 적용 가능한 RF 전력 증폭기에서, ESD 보호부를 연결하는 위치를 변경함으로써, ESD(Electro static Discharge, 정전기 방전) 보호를 위한 다이오드 개수를 줄일 수 있고, 이에 따라 사이즈 및 단가를 줄일 수 있게 된다.

100 : 전력 증폭 회로부 200 : ESD 보호부
210 : 제1 다이오드 회로부 220 : 제2 다이오드 회로부
Vdd : 동작전원 RFCK : RF 초크 코일
IN : 입력단 NC1 : 제1 접속노드

Claims

삭제
동작전원을 공급받는 전원단에 연결되어, 상기 동작전원을 공급하고, RF 신호를 차단하는 RF 초크 코일;
상기 RF 초크 코일을 거쳐 상기 동작전원을 공급받고, 입력단을 통해 입력되는 입력신호를 증폭하여 출력단을 통해 출력하는 전력 증폭 회로부; 및
상기 전원단과 상기 RF 초크 코일사이의 제1 접속노드와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 접속노드에서 ESD 전압을 접지로 바이패스시키는 ESD 보호부를 포함하고,
상기 ESD 보호부는,
상기 제1 접속노드와 접지 사이에 형성되어, 양(+)의 ESD 전압에 의해 도통되는 제1 다이오드 회로부; 및
상기 제1 접속노드와 접지 사이에 형성되어, 음(-)의 ESD 전압에 의해 도통되는 제2 다이오드 회로부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 증폭기.
제2항에 있어서, 상기 제1 다이오드 회로부는,
ESD 보호를 위한 양(+)의 설정 전압이 상기 동작전원의 전압과, 상기 전력 증폭 회로부에서 출력되는 RF 신호의 피크전압 사이의 전압이 되도록 복수의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 증폭기.
제3항에 있어서, 상기 제2 다이오드 회로부는,
ESD 보호를 위한 음(-)의 설정 전압이 상기 동작전원의 반전 전압과, 상기 전력 증폭 회로부에서 출력되는 RF 신호의 피크전압의 반전전압 사이의 전압이 되도록 복수의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 증폭기.
삭제
동작전원을 공급받는 전원단에 연결되어, 상기 동작전원을 공급하고, RF 신호를 차단하는 RF 초크 코일;
상기 전원단과 상기 RF 초크 코일사이의 제1 접속노드에서 접지 사이에 설치된 교류 접지용 커패시터;
상기 RF 초크 코일을 거쳐 상기 동작전원을 공급받고, 입력단을 통해 입력되는 입력신호를 증폭하여 출력단을 통해 출력하는 전력 증폭 회로부; 및
상기 제1 접속노드와 접지 사이에 연결되어, 상기 제1 접속노드에서 ESD 전압을 접지로 바이패스시키는 ESD 보호부를 포함하고,
상기 ESD 보호부는,
상기 제1 접속노드와 접지 사이에 형성되어, 양(+)의 ESD 전압에 의해 도통되는 제1 다이오드 회로부; 및
상기 제1 접속노드와 접지 사이에 형성되어, 음(-)의 ESD 전압에 의해 도통되는 제2 다이오드 회로부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 증폭기.
제6항에 있어서, 상기 제1 다이오드 회로부는,
ESD 보호를 위한 양(+)의 설정 전압이 상기 동작전원의 전압과, 상기 전력 증폭 회로부에서 출력되는 RF 신호의 피크전압 사이의 전압이 되도록 복수의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 증폭기.
제7항에 있어서, 상기 제2 다이오드 회로부는,
ESD 보호를 위한 음(-)의 설정 전압이 상기 동작전원의 반전 전압과, 상기 전력 증폭 회로부에서 출력되는 RF 신호의 피크전압의 반전전압 사이의 전압이 되도록 복수의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 증폭기.