KR20040054278A - 전력 증폭기 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력 증폭기 모듈에 관한 것으로서, 외부로부터 입력되는 신호의 레벨에 따라 상기 외부 입력 신호를 증폭하는 저전력 증폭부와 고전력 증폭부에 포함된 트랜지스터를 온/오프시키는 모드 전원부와, 상기 모드 전원부에 의해 상기 고전력 증폭부에 의해 신호 증폭시 상기 저전력 증폭부로 입력되는 신호를 감쇠시키는 신호 감쇠부를 포함하여 구성됨으로써, 상기 외부 입력 신호의 레벨에 따라 상기 저전력 증폭부와 고전력 증폭부에 포함된 트랜지스터를 온/오프시켜 상기 저전력 증폭부와 고전력 증폭부가 선택적으로 동작되도록 함으로써 상기 외부 입력 신호의 증폭 효율이 향상되는 동시에 상기 고전력 증폭부에서 신호 증폭시 상기 저전력 증폭부로 입력되는 신호를 감쇠시킴으로써, 상기 저전력 증폭부와 고전력 증폭부가 전기적으로 용이하게 격리될 수 있기 때문에 절연성이 향상되는 효과가 있다.

Description

전력 증폭기 모듈{ Power amplifier module }

본 발명은 전력 증폭기 모듈에 관한 것으로서, 특히 외부로부터 입력되는 신호의 레벨에 따라 상기 외부 입력 신호를 증폭하는 다수개의 증폭부 사이의 절연성을 증가시켜 신호의 증폭 효율을 향상시키는 전력 증폭기 모듈에 관한 것이다.

최근 통신 시장의 확대에 따른 단말기 및 통신 기기에 대한 수요가 늘어남과동시에 소형 및 경량화되고 소모 전력이 적으면서도 장시간 사용 가능한 통신 기기가 요구되고 있고 이를 위해 제한된 통신 기기의 크기에서 소모 전력을 줄이고 성능을 향상시키는 기술이 요구되고 있다.

이러한 유선 또는 무선 전화기나 휴대폰등의 통신 기기에는 그 송신 출력단에 전력을 증폭시키는 전력 증폭기 모듈이 내장되어 있다.

특히, 휴대폰등의 이동 단말기에 내장된 전력 증폭기 모듈은 이동 단말기에서 출력되는 고주파 신호를 증폭하여 기지국까지 송출하는 기능을 하는 부품으로 이동 단말기의 통화 시간 및 통화 품질을 좌우하는 핵심 부품이다.

종래의 기술에 따른 전력 증폭기 모듈은 도 1 에 도시된 바와 같이, 외부로부터 입력되는 신호의 입력 임피던스를 정합시키는 입력 정합부(11)와, 상기 입력 정합부(11)를 통과한 신호를 일정한 증폭율로 1차 증폭하는 기본 증폭부(20)와, 상기 기본 증폭부(20)에서 증폭된 신호를 2차 증폭하는 전력 증폭부(30)와, 상기 기본 증폭부(20)와 전력 증폭부(30) 사이의 임피던스를 정합시키는 중간 정합부(12)와, 상기 전력 증폭부(30)에서 증폭된 신호의 출력 임피던스를 정합시켜 외부로 출력되도록 하는 출력 정합부(13)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 전력 증폭기 모듈은 상기 외부 입력 신호의 레벨에 따라 저전력 또는 고전력 모드로 상기 외부 입력 신호를 증폭하게 되며, 이때 상기 기본 증폭부(20) 및 전력 증폭부(30)에 포함되어 신호의 증폭이 이루어지도록 하는 다수개의 트랜지스터의 베이스로 인가되는 베이스 전류를 조절하여 상기 저전력 모드와 고전력 모드를 구분하게 된다.

즉, 대부분의 전력 증폭기 모듈에서 증폭되는 신호는 28 dBM인 고전력 모드에 고정되어 있기 때문에 주로 13 내지 18 dBM의 저전력 모드 신호를 사용하는 단말기에서 상기 전력 증폭기 모듈을 사용할 경우에는 상기 기본 증폭부(20)와 전력 증폭부(30)에 포함된 트랜지스터의 베이스 전류를 감소시켜 사용하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 전력 증폭기 모듈은 주로 외부 입력 신호를 고전력 모드로 증폭하도록 고정된 기본 증폭부(20)와 전력 증폭부(30)에 포함된 트랜지스터의 베이스 전류를 감소시킴으로써, 상기 외부 입력 신호를 저전력 모드로 사용하기 때문에 상기 저전력 모드로 상기 외부 입력 신호를 증폭할 경우 증폭 효율이 저해된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 외부로부터 입력되는 신호의 레벨에 따라 상기 외부 입력 신호를 증폭하는 다수개의 증폭부를 이용하여 저전력 모드 및 고전력 모드로 각각 상기 외부 입력 신호가 증폭될 수 있도록 하여 증폭 효율이 향상될 수 있도록 하는 동시에 상기 다수개의 증폭부로 상기 외부 입력 신호가 선택적으로 입력되도록 하여 상기 다수개의 증폭부 사이에서의 절연성이 향상될 수 있도록 하는 전력 증폭기 모듈을 제공하는데 있다.

도1 은 종래의 기술에 따른 전력 증폭기 모듈이 도시된 도면,

도2 는 본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈이 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

51: 입력 정합부 52: 출력 정합부

60: 저전력 증폭부 70: 고전력 증폭부

80: 모드 전원부 90: 신호 감쇠부

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈은 외부로부터 입력되는 신호의 레벨에 따라 상기 외부 입력 신호를 선택적으로 증폭하는 저전력 증폭부 및 고전력 증폭부와, 상기 외부 입력 신호의 레벨에 따라 상기 저전력 증폭부 또는 고전력 증폭부에 포함되어 상기 외부 입력 신호를 증폭하는 다수개의 트랜지스터를 온/오프시키는 모드 전원부와, 상기 고전력 증폭부에서 신호 증폭시 상기 저전력 증폭부로 입력되는 신호의 레벨을 감쇠시키는 신호 감쇠부를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈은 도 2 에 도시된 바와 같이, 외부로부터 입력되는 신호의 입력 임피던스를 정합시키는 입력 정합부(51)와, 상기 외부 입력 신호의 레벨에 따라 상기 입력 정합부(51)를 통과한 신호를 선택적으로 증폭하여 출력하는 저전력 증폭부(60) 및 고전력 증폭부(70)와, 상기 저전력 증폭부(60) 또는 고전력 증폭부(70)에서 증폭된 신호의 출력 임피던스를 정합시켜 외부로 출력되도록 하는 출력 정합부(52)와, 상기 저전력 증폭부(60) 또는 고전력 증폭부(70)에 포함되어 신호의 증폭이 이루어지는 다수개의 트랜지스터를 온/오프시키는 모드 전원부(80)와, 상기 고전력 증폭부(70)에서 상기 외부 입력 신호 증폭시 상기 저전력 증폭부(60)로 입력되는 신호를 감쇠시키는 신호 감쇠부(90)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 저전력 증폭부(60)는 상기 입력 정합부(51)를 통과한 신호를일정한 증폭율로 1차 증폭하는 제 1 기본 증폭부(61)와 상기 제 1 기본 증폭부(61)에서 증폭된 신호를 2차 증폭하는 제 1 전력 증폭부(62)와 상기 제 1 전력 증폭부(62)에서 증폭된 신호의 임피던스를 정합시키는 저전력 정합부(63)으로 구성된다.

또한, 상기 고전력 증폭부(70)는 상기 입력 정합부(51)를 통과한 신호를 일정한 증폭율로 1차 증폭하는 제 2 기본 증폭부(71)와 상기 제 2 기본 증폭부(71)에서 증폭된 신호를 2차 증폭부(72)로 구성된다.

이때, 상기 저전력 증폭부(60)와 고전력 증폭부(70)에서 제 1 기본 증폭부(61)와 제 2 기본 증폭부(71)는 상기 제 1 전력 증폭부(62)와 제 2 전력 증폭부(72)에서 상기 외부 입력 신호를 증폭하여 출력하기에 충분한 레벨을 얻기가 어렵기 때문에 일정한 증폭율로 미리 증폭하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 저전력 정합부(63)는 상기 저전력 증폭부(60)에서 증폭된 신호의 출력 임피던스는 10 내지 20Ω로 상기 고전력 증폭부(70)에서 증폭된 신호의 출력 임피던스인 2 내지 3Ω에 비하여 높은 출력 임피던스를 가지기 때문에 상기 저전력 증폭부(60)에서 증폭된 신호는 상기 저전력 정합부(63)와 출력 정합부(52)에 의해 출력 임피던스가 정합된다.

한편, 상기 모드 전원부(80)는 상기 저전력 증폭부(60)와 고전력 증폭부(70)에 포함된 트랜지스터를 선택적으로 온/오프시킴으로써, 상기 저전력 증폭부(60) 또는 고전력 증폭부(70)에서 상기 외부 입력 신호가 증폭되도록 한다.

즉, 상기 모드 전원부(80)는 상기 제 1 기본 증폭부(61)와 제 1 전력증폭부(62) 및 제 2 기본 증폭부(71)와 제 2 전력 증폭부(72)에 포함된 트랜지스터를 선택적으로 온/오프시켜 상기 저전력 증폭부(60)와 고전력 증폭부(70) 중 어느 하나의 증폭부에서 상기 외부 입력 신호가 증폭되도록 한다.

특히, 상기 고전력 증폭부(70)에서 상기 외부 입력 신호가 증폭되는 경우 상기 저전력 증폭부(60)에 포함된 트랜지스터가 오프됨과 아울러 상기 신호 감쇠부(90)가 온되어 상기 저전력 증폭부(60)로 입력되는 신호를 감쇠시켜줌으로써 상기 저전력 증폭부(60)가 상기 고전력 증폭부(70)에서 증폭된 신호에 영향을 미치는 것을 사전에 방지하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈의 동작은 먼저, 외부로부터 입력되는 신호가 상기 입력 정합부(51)에 의해 입력 임피던스가 정합된다.

이때, 상기 모드 전원부(80)가 상기 외부 입력 신호의 레벨에 따라 상기 저전력 증폭부(60)와 고전력 증폭부(70)에 포함된 트랜지스터 및 신호 감쇠부(90)를 선택적으로 온/오프시키게 된다.

즉, 상기 입력 정합부(51)를 통과한 신호가 상기 저전력 증폭부(60)를 통해서 증폭되는 경우에는 상기 고전력 증폭부(70)에 포함된 트랜지스터 및 상기 신호 감쇠부(90)가 오프되는 동시에 상기 저전력 증폭부(60)에 포함된 트랜지스터는 온된다.

따라서, 상기 입력 정합부(51)를 통과한 신호는 상기 제 1 기본 증폭부(61)와 제 1 전력 증폭부(62)에 의해 증폭 후 상기 저전력 정합부(63)에 의해 임피던스가 정합된다.

만일, 상기 입력 정합부(51)를 통과한 신호가 상기 고전력 증폭부(70)를 통해 증폭되는 경우에는 상기 고전력 증폭부(70)에 포함된 트랜지스터와 신호 감쇠부(90)가 온되는 동시에 상기 저전력 증폭부(60)에 포함된 트랜지스터는 오프된다.

따라서, 상기 입력 정합부(51)를 통과한 신호는 상기 제 2 기본 증폭부(71)와 제 2 전력 증폭부(72)를 통해 증폭되고, 상기 신호 감쇠부(90)에 의해 상기 저전력 증폭부(60)로 입력되는 신호를 감쇠시킴으로써, 상기 저전력 증폭부(60)와 고전력 증폭부(70) 사이의 절연성을 향상시키게 된다.

마지막으로, 상기 저전력 증폭부(60) 또는 고전력 증폭부(70)에 의해 증폭된 신호는 상기 출력 정합부(52)에 의해 출력 임피던스가 정합되어 외부로 출력된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전력 증폭기 모듈은 외부로부터 입력되는 신호의 레벨에 따라 상기 외부 입력 신호를 증폭하는 저전력 증폭부와 고전력 증폭부에 포함된 트랜지스터를 온/오프시키는 모드 전원부와, 상기 모드 전원부에 의해 상기 고전력 증폭부에 의해 신호 증폭시 상기 저전력 증폭부로 입력되는 신호를 감쇠시키는 신호 감쇠부를 포함하여 구성됨으로써, 상기 외부 입력 신호의 레벨에 따라 상기 저전력 증폭부와 고전력 증폭부에 포함된 트랜지스터를 온/오프시켜상기 저전력 증폭부와 고전력 증폭부가 선택적으로 동작되도록 함으로써 상기 외부 입력 신호의 증폭 효율이 향상되는 동시에 상기 고전력 증폭부에서 신호 증폭시 상기 저전력 증폭부로 입력되는 신호를 감쇠시킴으로써, 상기 저전력 증폭부와 고전력 증폭부가 전기적으로 용이하게 격리될 수 있기 때문에 절연성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 외부로부터 입력되는 신호의 레벨에 따라 상기 외부 입력 신호를 선택적으로 증폭하는 저전력 증폭부 및 고전력 증폭부와,

   상기 외부 입력 신호의 레벨에 따라 상기 저전력 증폭부 또는 고전력 증폭부에 포함되어 상기 외부 입력 신호를 증폭하는 다수개의 트랜지스터를 온/오프시키는 모드 전원부와,

   상기 고전력 증폭부에서 신호 증폭시 상기 저전력 증폭부로 입력되는 신호를 감쇠시키는 신호 감쇠부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 모드 전원부는 상기 저전력 증폭부와 고전력 증폭부 중 상기 외부 입력 신호의 증폭이 이루어지는 증폭부에 포함된 트랜지스터를 온시키고, 상기 외부 입력 신호의 증폭이 이루어지지 않는 증폭부에 포함된 트랜지스터를 오프시키는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 모듈.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 신호 감쇠부는 상기 고전력 증폭부에서 상기 외부 입력 신호 증폭시 상기 모드 전원부에 의해 온되어 저전력 증폭부로 입력되는 신호를 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 전력 증폭기 모듈.