KR20050058306A

KR20050058306A - 증폭장치

Info

Publication number: KR20050058306A
Application number: KR1020050036261A
Authority: KR
Inventors: 아키라 이노우에; 아키라 오타
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2005-06-16
Also published as: JP2003338714A; DE10244167B4; KR20030090484A; DE10244167A1; US20030218507A1

Abstract

본 발명에서는, 증폭기(1)의 출력과 안테나(4)의 사이에 접속된 진행파용 결합기(8)로부터 진행파의 전력에 따른 신호를 추출함과 동시에, 반사용 결합기(9)로부터 반사된 전력에 따른 신호를 추출하고, 연산회로(10)에 의해서 증폭기(1)에 공급하는 전압이 연산되고, 제어전압 Vgg이 증폭기(1)에 공급됨과 동시에, 그 연산결과에 따라서 설정된 전원전압 Vdd가 DC-DC 컨버터(7)로부터 증폭기(1)에 공급된다.

Description

증폭장치{AMPLIFICATION DEVICE}

본 발명은 증폭장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 휴대전화기에 사용되어, 마이크로파 등의 고주파신호를 증폭하는 증폭장치에 관한 것이다.

도 15는 종래의 휴대전화기에 사용되는 전력증폭장치를 나타낸 회로도이다. 도 15에서, 증폭기(1)는 GaAs FET나 HBT 등의 반도체장치로 구성되어 있고, 증폭기(1)의 출력단자는 아이솔레이터(2)의 입력에 접속되고, 증폭기(1)의 입력단은 마이크로파 입력단자(3)에 접속되어 있다. 아이솔레이터(2)의 출력은, 안테나(4)에 접속되어 있다. 증폭기(1)의 전압공급단자(5)에는 전원전압 Vdd가 공급되고, 제어전압단자(6)에는 제어전압 Vgg이 공급된다. 이 제어전압 Vgg에 따라서 증폭기(1)에 흐르는 전류값이 설정된다.

마이크로파 입력단자(3)에 전력 Pi의 RF(고주파)신호가 인가되면, 증폭기(1)에 의해 그 RF 신호가 증폭되어, 아이솔레이터(2)를 통해 안테나(4)로부터 공중에 전파가 복사되어 통신이 행하여진다. 일반적으로, 전원전압 Vdd는, 전지로부터 공급되기 때문에, 거의 일정전압이 된다.

휴대전화기 등으로는, 일반적으로 안테나(4)의 근방에 벽이나 도체가 위치할 가능성이 있기 때문에, 설계값의 50Ω의 임피던스로부터 벗어나 버려, 안테나(4)에서 복사된 송신전력이 증폭기(1)로 되돌아오는 경우가 있다. 이 반사파가 증폭기(1)까지 되돌아오면, 증폭기(1)의 출력 임피던스가 원하는 50Ω에서 크게 어긋나버린다. 이에 따라, 일반적으로 ACP(인접 채널 누설전력)등의 왜곡 규격을 만족하지 않게 되기 때문에, 통신채널이외의 대역에 전파를 방출하게 되는 문제가 생겼다. 이를 방지하기 위해서, 증폭기(1)와 안테나(4)의 사이에 아이솔레이터(2)가 삽입되어 있다.

그러나, 아이솔레이터(2)는, 그 부착 면적이 5×5mm²로 크고, 소형화의 장해가 되고, 또한 아이솔레이터(2)는 자석을 사용하기 때문에, 그 높이가 1.7∼1.5mm로 높고, 박형화의 장해도 되었다. 또한, 아이솔레이터(2)에서 0.68dB 정도의 손실이 생겨, 효율이 손상될 뿐만 아니라, 아이솔레이터(2)를 설치하였기 때문에, 그 만큼 고비용으로 된다고 하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 주된 목적은, 아이솔레이터를 사용하지 않고, 안테나에서 반사파가 생기더라도 왜곡 특성을 손상하지 않고, 마이크로파 등의 고주파신호를 증폭할 수 있는 증폭장치를 제공하는데 있다.

본 발명을 간단히, 말하면, 안테나에 흐르는 고주파신호를 증폭하는 증폭장치에 있어서, 입력파신호를 증폭기에 의해 증폭하여 출력파신호를 안테나에 도출하고, 이 증폭기의 출력측의 안테나로부터의 반사파량을 반사파량 검지회로에 의해 검출한 후, 이 반사파량 검지회로의 검지출력에 따라서, 제어회로가 증폭기에 공급하는 전압을 제어하고, 동작상태를 변화시킨다.

또한, 바람직하게는, 증폭기에의 공급전류를 검출하는 공급전류 검출회로를 포함하고, 제어회로는 공급전류 검출회로로부터의 전류검출 출력이 크면, 증폭기에 공급되는 전원전압을 낮게 하는 방향으로 변화시킨다.

또한, 보다 바람직하게는, 증폭기의 입력파량을 검지하는 입력파량 검지회로를 포함하고, 제어회로는 반사파량 검지회로 및 입력파량 검지회로의 각 검지출력에 따라서 증폭기에 공급되는 전원전압을 변화시킨다.

또한, 보다 바람직하게는, 외부로부터의 이득 설정값이 주어져, 증폭기의 앞단에 접속되는 가변 이득 증폭기를 포함하고, 제어회로는 가변 이득 증폭기의 이득 설정값에 따라서, 증폭기에 공급되는 전원전압을 변화시킨다.

또한, 보다 바람직하게는, 증폭기의 출력파량을 검지하는 출력파량 검지회로를 포함하고, 제어회로는 반사파량 검지회로 및 출력파량 검지회로의 각 검지출력에 따라서 증폭기에 공급되는 전원전압을 변화시킨다.

또한, 보다 바람직하게는, 증폭기의 출력과 반사파량 검지수단의 사이에 접속되어, 가변 용량 콘덴서를 갖는 필터수단을 포함하고, 제어수단은 반사파량 검지수단의 검지출력에 따라서, 가변 용량 콘덴서의 용량값을 변화시켜 증폭기의 출력임피던스를 변화시킨다.

또한, 보다 바람직하게는, 제어회로는 미리 제어값을 기억하는 메모리 테이블을 포함하고, 검지출력에 따라서 메모리 테이블로부터 대응하는 제어값을 판독하여, 전원전압을 제어하기 위한 제어신호를 출력한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 아이솔레이터를 이용하지 않고 안테나에서 반사파가 생기더라도 왜곡 특성을 손상하지 않고, 마이크로파 등의 고주파신호를 증폭할 수 있다. 그 때문에, 아이솔레이터만큼의 면적이 불필요해지고, 소형화할 수 있음과 동시에 자화를 이용하지 않음으로써, 높이를 작게할 수 있어 박형화가 가능해진다. 또한, 아이솔레이터만큼의 비용이 불필요해져 저비용화를 도모할 수 있음과 동시에, 아이솔레이터의 손실분을 제거하기 때문에, 증폭기의 효율을 향상시킬 수 있다.

[발명의 실시예]

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증폭장치를 나타낸 회로도이다. 도 1에서, 증폭기(1)의 입력단은 마이크로파 입력단자(3)에 접속되어 있고, 증폭기(1)의 출력은 출력파량 검지회로인 진행파용 결합기(8)와, 반사파량 검지회로인 반사파용 결합기(9)를 통해 안테나(4)에 접속되어 있고, 종래 예의 아이솔레이터는 사용하지 않는다. 증폭기(1)의 전압공급단자(5)에는, 전원 컨버터인 DC-DC 컨버터(7)로부터 전원전압 Vdd가 공급되고, 제어전압단자(6)에는 제어전압 Vgg이 공급된다. 이 제어전압 Vgg에 따라서 증폭기(1)에 흐르는 전류값이 설정된다.

진행파용 결합기(8)는, 진행파의 전력에 따른 신호를 추출한다. 이 신호에 따른 전압 Va가 콘덴서(11)에 의해서 추출되어 연산회로(10)에 공급된다. 반사파용 결합기(9)는, 안테나(4)로부터 반사된 반사파의 전력에 따른 신호를 추출하여, 콘덴서(12)에 의해 추출된 전압 Vb가 연산회로(10)에 공급된다. 연산회로(10)는, Si-MOSFET이나 바이폴라 트랜지스터 등으로 구성되고, 콘덴서(11, 12)로부터 공급되는 전압 Va, Vb에 따른 전압 Vcnt(=fn(Va, Vb))를 발생하여, DC-DC 컨버터(7)에 공급한다. DC-DC 컨버터(7)는, 그 전압 Vcnt에 따라서 전원전압 Vdd를 발생한다.

도 2는 도 1에 나타낸 증폭기(1)의 구체적인 회로도의 일례이다. 도 2에서, 마이크로파 입력단자(3)에 입력된 마이크로파의 입력파신호는, 콘덴서 C1 및 정합회로 M1을 통해 FETQ1의 게이트에 공급된다. 콘덴서 C1과 정합회로 M1의 접속점에는, 저항 R1을 통해 제어전압 Vgg이 공급된다. FETQ1의 드레인은, 정합회로 M2를 통해 FETQ2의 게이트에 접속되고, 더구나 이 드레인에는 정합회로 M4와 저항 R2를 통해 전원전압 Vdd가 공급된다. FETQ1의 소스는 접지되고, FETQ2의 게이트에는 정합회로 M3과 저항 R3을 통해 제어전압 Vgg이 공급된다.

FETQ2의 드레인은, 콘덴서 C2를 통해 출력단에 접속되고, 더구나 FETQ2의 드레인에는 정합회로 M4와 저항 R4를 통해 전원전압 Vdd가 공급된다. FETQ2의 소스는 접지된다. 정합회로 M1∼M4는, 예를 들면, 인덕터, 콘덴서 및 저항을 조합하여 구성된다. 이와 같이 구성된 증폭기(1)는, 마이크로파 입력단자(3)에 입력된 입력파신호를 FETQ1, Q2의 소정의 증폭율에 따라 증폭하여 출력단으로 도출한다.

이때, 도 2에 나타낸 증폭기(1)는, FET로 구성되어 있지만, 바이폴라 트랜지스터로 구성하여도 된다. 도 2에 나타낸 증폭기(1)에서는, FETQ1, Q2의 드레인에 전원전압 Vdd가 공급되고, 게이트에 제어전압 Vgg이 공급되지만, 바이폴라 트랜지스터로 구성한 경우에는, 콜렉터에 전원전압 Vdd가 공급되고, 베이스에 제어전압 Vgg이 공급된다.

도 3은 도 1에 나타낸 진행파용 결합기(8)를 구성하는 방향성 결합기의 일례를 도시한 도면이다. 기판 상에 띠 형상의 도전패턴 L1과 L2가 각각 평행하게 배치되어, 도전패턴 L1의 일단에 입력신호가 공급되고, 타단으로부터 신호가 출력된다. 도전패턴 L2의 일단 및 타단은 직각으로 꾸부러져 있고, 일단측의 선단과 접지사이에 저항 R5가 접속되고, 타단측의 선단에는 콘덴서 C3이 접속되며, 이 콘덴서 C3를 통해 진행파의 전력에 따른 신호가 추출된다.

증폭기(1)로부터의 출력신호가 도전패턴 L1의 일단에 입력되어 타단으로부터 추출되면, 도전패턴 L2에는 그 진행파에 따른 전력이 유기되어, 콘덴서 C3을 통해 그 진행파의 전력에 따른 신호가 추출된다. 한편, 안테나(4)로부터의 반사파가 도전패턴 L1의 타단으로부터 입력되어, 도전패턴 L2에 반사파의 전력이 유기되면, 그 신호성분은 저항 R5를 통해 접지측에 흐르기 때문에, 진행파의 전력에 근거하는 진행파 성분만 추출할 수 있다.

이때, 반사파 결합기(9)를 도 3에 나타낸 방향성 결합기와 같은 구성으로 하여도 되고, 구체적으로는, 반사파 결합기(9)는, 도 3의 저항 R5와 콘덴서 C3의 접속을 반대로 하여 구성되고, 이에 따라, 반사파의 전력에 따른 신호가 추출된다.

도 4는 도 1에 나타낸 증폭기의 입력전력 대 출력전력 특성을 도시한 도면이다. 일반적으로, 증폭기(1)의 특성은, 도 4에 나타낸 것처럼, 전원전압 Vdd가 높을수록, 출력전력이 신장한다. 즉, 전원전압 Vdd가 높은 전압 V1로 설정되어 있는 경우와, 낮은 전압 V2로 설정되어 있는 경우를 비교하면, 입력전력 Pin에 대한 출력전력 Pout, 왜곡(ACP) 의존성은 낮은 전압 V1과 비교하여, 높은 전압 V2쪽이 Pout가 신장하고, 왜곡(ACP)이 열화하는 입력전력 Pin도 신장한다. 이 때문에, 동일한 출력전력 Pout에서 비교하면, 낮은 전압 V1보다도 높은 전압 V2쪽이 ACP를 낮게 할 수 있는 경향에 있다.

도 5 및 도 6은, 각각 Vdd=3.4V, 4.0V에서의 증폭기중의 최종단 트랜지스터의 로드 풀 특성을 도시한 도면이다. 이 로드 풀(load pull) 특성은, 출력측의 임피던스에 대하여 특성이 어떻게 변화하는지를 나타내고, 주파수 f=1GHz, 출력전력 Pout=1W, 제어전압 Vgg은 일정값의 조건에서, 트랜지스터의 출력측의 임피던스마다의 전류 Id 및 왜곡을 보이고 있다.

이때, 임피던스는, 중심의 Z0을 트랜지스터의 출력임피던스 6Ω으로 규격화한 스미스(Smith)챠트에 의해 표시하고 있다. 도 5 및 도 6중의 사선부는, 왜곡(ACP)이 규격값 이하가 되는 영역을 나타낸다.

전류 Id는, 전원전압 Vdd에 상관없이, 거의 동일하고, 좌측아래로부터 우측위에 걸쳐서 증가하는 경향이 있다. 즉, 전류 Id가 커질수록 왜곡이 적어진다는 것을 알 수 있다. 도 5에서는 중심부의 왜곡이 양호한 데 대하여, 도 6에서는 광범위에 걸쳐 왜곡이 양호해지지만, 전원전압 Vdd가 높기 때문에 소비되는 전력은 커진다. 이 때문에, 아이솔레이터가 없더라도 왜곡을 만족하도록, 전원전압 Vdd를 높게 하면, 스미스 챠트의 중심부의 소비전력도 커져, 효율이 악화되는 문제가 있다.

그래서, 본 실시예에서는 도 7에 나타낸 출력전력 Pout에 비례한 전압 Va와, 반사전력에 비례한 전압 Vb를 사용하여, 전원전압 Vdd를 설정한다. 도 7에서 횡축은, 출력전력 Pout에 비례한 전압 Va를 나타내고, 종축은 출력전력 Pout에 비례한 전압 Va와 반사전력에 비례한 전압 Vb의 비를 나타내며, 그 실험의 결과 얻어진 값을 나타낸다. 이 도 7로부터 반사전력이 커질수록 전원전압 Vdd를 높게 설정할 필요가 있다는 것을 알 수 있다. 이때, 점선은 출력전력 Pout=1W일 때에 전압 Va의 라인을 보이고 있다.

이와 같이 도 7에 나타낸 출력전력 Pout에 비례한 전압 Va와, 반사전력에 비례한 전압 Vb의 관계를 이용하여 전원전압 Vdd를 설정하면, 반사가 없는 스미스 챠트의 중심부에서는, 낮은 전원전압 Vdd(3.4 V)로 소비전력을 적게 하면서, 반사 크기(Vb/Va)에 따라서, 전원전압 Vdd를 상승시키기 때문에, 왜곡을 만족시킬 수 있다.

도 8은 도 7의 관계를 사용하여 전원전압 Vdd를 변화시킨 경우의 최종단 트랜지스터의 로드 풀 예를 나타낸 도면이다. 도 8의 중심에서는, 전원전압 Vdd=3.4 V로 되어 있지만, 반사계수 P=Vb/Va가 커짐에 따라서 전원전압 Vdd를 크게 설정하고 있다. 이 때문에, 도 8의 사선으로 나타낸 전원전압 Vdd= 4.8V의 내측의 전체 영역에서 왜곡(ACP)이 규격을 만족하고 있다. 도 1에 나타낸 연산회로(10)에 의해서 Vcnt을 도 7의 관계로 설정함으로써, 증폭기(1)의 전원전압 Vdd가 DC-DC 컨버터(7)에서 바뀌므로, 증폭기(1)의 트랜지스터의 출력의 로드 풀 특성을 도 8에 나타낸 것처럼, 광범위하게 왜곡을 만족하도록 할 수 있다.

이 때문에, 아이솔레이터를 사용하지 않고, 안테나(4)에 의한 반사가 생기더라도 ACP를 만족할 수 있는 증폭기(1)를 구성할 수 있다. 또한, 안테나(4)에서 반사가 생길 때의 전원전압 Vdd는 낮기 때문에, 통상의 사용상태에서의 소비전력을 크게 하는 경우도 없다. 이와 같이 아이솔레이터를 제거하는 것이 가능해졌기 때문에, 아이솔레이터만큼의 면적이 불필요해져, 소형화 할 수 있음과 동시에, 아이솔레이터의 구성부품인 자석을 사용하지 않는 것에 의해, 높이를 작게 할 수 있어 박형화가 가능해진다. 또한, 아이솔레이터만큼의 비용이 불필요해져 저비용화를 꾀할 수 있음과 동시에, 아이솔레이터의 손실분을 제거하기 때문에, 증폭기(1)의 효율을 향상시킬 수 있다.

이때, 본 실시예에서는, 전원전압 Vdd를, 도 7의 관계에서 선형근사에 의해 설정하였지만, 보다 실제로 가까운 곡선 등의 다른 함수에 의해 Vdd를 변화시켜도 된다.

*또한, Va, Vb/Va에 따라서, Vcnt뿐만 아니라 증폭기(1)의 제어전압 Vgg를 변화시킴으로써, 증폭기(1)의 왜곡·효율 특성을 보다 세밀하게 제어할 수 있기 때문에, 증폭기(1)의 효율을 향상하는 것이 가능해진다.

(실시예 2)

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 증폭장치를 도시한 도면이다. 도 9에서, 본 실시예는, 증폭기(1)에의 공급전류 Id를 모니터하는 Id 모니터회로(17)를 설치하고, 모니터출력을 연산회로(10)에 공급하도록 한 것으로, 그 이외의 구성은 도 1과 동일하다. 연산회로(10)는, Id 모니터회로(17)로부터의 공급전류 Id의 모니터출력에 따른 전압 Vcnt 또는 전류를 발생한다.

도 10은 도 9에 나타낸 실시예에 따른 증폭기의 최종단 트랜지스터의 로드 풀 특성을 도시한 도면이다. 이 실시예에서는, Id 모니터회로(17)에 의해서 공급전류 Id를 모니터하고, 공급전류 Id가 큰 영역에서 전원전압 Vdd가 낮게 되도록, 연산회로(10)로 연산함으로써, 보다 넓은 범위로 전원전압 Vdd를 낮게 설정할 수 있다.

상술한 도 5 및 도 6에 나타낸 것처럼, 일반적으로 공급전류 Id가 큰 쪽이 왜곡은 작은 경향에 있기 때문에, 도 10에 나타낸 것처럼, 공급전류 Id가 큰 영역에서 전원전압 Vdd를 하강시키더라도 왜곡을 만족할 수 있다. 이 때문에, 공급전류 Id가 큰 영역에서의 소비전력을 억제할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 안테나의 임피던스가 변화되더라도 보다 넓은 임피던스 범위로 저소비전력 동작이 가능해진다.

이 도 10과 상술한 도 8을 대비하면 알 수 있듯이, 도 8에서는 사선으로 나타낸 규격을 만족하는 범위가, 전원전압 Vdd가 커짐에 따라서 동심원적으로 넓어져 가는 데 반해서, 도 10에서는 오른쪽 위로 신장하는 타원형태로 넓어지고 있고, 예를 들면 전원전압 Vdd가 4V이더라도 도 10의 교차된 사선으로 나타낸 부분이 도 8과 비교하여 개선되어 있는 것을 알 수 있다.

(실시예 3)

도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 증폭장치를 도시한 도면이다. 이 실시예는, 도 1에 나타낸 진행파용 결합기(8)를 사용하지 않고서, 증폭기(1)의 입력파신호로부터 콘덴서 15에 의해서 전압 V_T를 모니터하여 연산회로(10)에 공급함과 동시에, 반사파용 결합기(9)를 통해 콘덴서 12에 의해서 안테나(4)에서 반사된 전력에 따른 신호를 추출하여, 전압 Vb를 연산회로(10)에 공급한다. 연산회로(10)는, 이들 전압 V_T및 Vb에 따라서 전원전압 Vdd를 연산하여 증폭기(1)에 설정한다. 이 경우, 역방향 이득은 작은 것으로부터 Va∝ V_T이니까, 진행파용 결합기를 사용하지 않고서 도 1에 나타낸 증폭장치와 같은 연산이 가능해진다.

또한, 이 실시예에서는, 결합기를 1개 생략함으로써, 면적을 작게 할 수 있음과 동시에, 결합기의 손실도 1개분 줄일 수 있고, 증폭기(1)의 효율도 개선할 수 있다.

(실시예 4)

도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 증폭장치를 도시한 도면이다.

상술한 도 11에 나타낸 실시예에서는, 증폭기(AMP)(1)의 입력측에서 입력전력을 모니터하도록 하였지만, 이 도 12에 나타낸 실시예에서는, 가변 이득 증폭기(VGA)(18)의 이득설정값에 의해 가변 이득 증폭기(18)의 출력전력을 계산할 수 있기 때문에, 그 값에 의해 증폭기(1)의 입력값을 계산하는 것에 의해, 입력전력을 모니터하지 않도록 하였다. 이와 같이 하여도, 실시예 3과 동일한 효과를 얻는다.

(실시예 5)

도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 증폭장치를 도시한 도면이다. 이 실시예는, 증폭기(1)의 출력과 접지의 사이에 가변 용량 콘덴서(14)를 접속하고, 증폭기(1)의 출력과 반사파 결합기(9) 사이에 인덕터(16)를 직렬접속하여 로우패스필터를 구성한 것이다. 가변 용량 콘덴서(14)는, 예를 들면 FET나 다이오드 등으로 구성된다. 가변 용량 콘덴서(14)에는, 예를 들면 LSI 등에 의해서 용량값을 설정하기 위한 용량설정전압 Vc이 연산회로(10)로부터 공급된다. 이때, 이 예에서는 로우패스필터의 인덕터(16)는 가변 용량 콘덴서 뒤에 설치하였지만, 앞이어도 된다.

또한, 이 실시예에서는, 제 1 내지 제 4 실시예와는 달리, 전원전압 Vdd을 제어하지 않기 때문에, DC-DC 컨버터(7)가 설치되어 있지 않고, 증폭기(1)의 출력임피던스의 제어가 행하여진다. 즉, 이 실시예에서는, 연산회로(10)가 용량설정전압 Vc을 출력하여, 이 용량설정전압 Vc에 따라서 가변 용량 콘덴서(14)의 용량을 바꿈으로써, 증폭기(1)의 출력 임피던스가 변화된다. 그리고, 연산회로(10)는, 반사파 결합기(9)로부터의 반사파량을 모니터하여 검지하고, 그 검지출력에 따라서 ACP를 만족하지 않는 만큼 반사량이 증가한 경우에 ACP가 양호한 쪽으로, 증폭기(1)의 출력 임피던스가 변화되도록 용량설정전압 Vc을 제어한다.

이 실시예에서는, DC-DC 컨버터(7)를 사용하지 않고 구성되기 때문에, DC-DC 컨버터(7)분만큼 비용을 삭감할 수 있음과 동시에, 그 몫만큼 사이즈를 소형화할 수 있다.

또한, 이 실시예에 의한 용량설정전압 Vc의 제어에 덧붙여, 제어전압 Vgg의 제어를 병용하도록 하여도 된다. 물론, 상술한 전원전압 Vdd의 제어를 병용하여도 된다.

(실시예 6)

상술한 각 실시예에서 사용되는 연산회로(10)는, OP앰프 등으로 구성되지만, 연산회로를 도 14에 나타낸 구성으로 하여도 된다. 즉, 메모리(21)에는, 제어전압값이 테이블로서 기억되어 있고, 각 검출전압이 제어회로(20)에 공급되고, 제어회로(20)에 의해 메모리(21)로부터 대응하는 제어전압값을 판독하여, 그 제어전압값을 D/A 컨버터(22)에서 아날로그값으로 변환하여 제어신호 Vcnt을 DC-DC 컨버터(7)에 공급하도록 하여도 된다.

이 실시예에서는, 메모리(21)에 기억되어 있는 테이블의 제어값에 따라서 보다 세밀한 전압제어가 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 안테나로부터의 반사파량의 검지출력에 따라서, 증폭기에 공급하는 전압을 제어하여, 증폭기의 동작상태를 변화시킴으로써, 아이솔레이터를 사용하지 않고 안테나에서 반사파가 생기더라도 왜곡 특성을 손상하지 않고, 마이크로파 등의 고주파신호를 증폭할 수 있다.

또한, 그 때문에, 아이솔레이터만큼의 면적이 불필요해져, 소형화 할 수 있음과 동시에, 자석을 사용하지 않음으로써, 높이를 작게 할 수 있어 박형화가 가능해진다. 또한, 아이솔레이터만큼의 비용이 불필요해져 저비용화를 꾀할 수 있음과 동시에, 아이솔레이터의 손실분을 제거하기 때문에, 증폭기의 효율을 향상시킬 수 있다.

이번에 개시된 실시예는, 모든 점에서 예시에 제한적인 것이 아니라고 생각해야 할 것이다. 본 발명의 범위는, 상기한 설명이 아니고 특허청구범위에 의해서 나타내어지고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증폭장치를 나타낸 블록도,

도 2는 도 1에 나타낸 증폭기의 구체적인 회로도의 일 예시도,

도 3은 방향성 결합기의 일 예시도,

도 4는 도 1에 나타낸 증폭기의 입력전력 대 출력전력특성을 도시한 도면,

도 5는 Vdd=3.4V에서의 증폭기중의 최종단 트랜지스터의 로드 풀 특성을 도시한 도면,

도 6은 Vdd=4.0V에서의 증폭기중의 최종단 트랜지스터의 로드 풀 특성을 도시한 도면,

도 7은 출력전력 Pout에 비례한 전압 Va와, 반사전력에 비례한 전압 Vb를 사용하여, 설정한 전원전압 Vdd를 도시한 도면,

도 8은 도 7의 관계를 사용하여 전원전압 Vdd를 변화시킨 경우의 최종단 트랜지스터의 로드 풀 예를 나타낸 도면,

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 증폭장치를 나타낸 블록도,

도 10은 도 9에 나타낸 실시예에 따른 증폭기의 최종단 트랜지스터의 로드 풀 특성을 도시한 도면,

도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 증폭장치를 나타낸 블록도,

도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 증폭장치를 나타낸 블록도,

도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 증폭장치를 나타낸 블록도,

도 14는 연산회로의 제 6 실시예를 도시한 도면,

도 15는 종래의 휴대전화기에 사용되는 전력증폭기를 나타낸 회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 증폭기 3 : 마이크로파 입력단자

4 : 안테나 5 : 전압공급단자

6 : 제어전압단자 7 : DC-DC 컨버터

8 : 진행파용 결합기 9 : 반사파용 결합기

10 : 연산회로 11, 12, 15, 19, C1∼C3 : 콘덴서

14 : 가변 용량 콘덴서 16 : 인덕터

17 : Id 모니터 18 : 가변 이득 증폭기

20 : 제어회로 21 : 메모리

22 : D/A 컨버터 L1, L2 : 도전패턴

R1∼R5 : 저항 M1∼M4 : 정합회로

Claims

안테나에 흐르는 고주파신호를 증폭하는 증폭장치에 있어서,

입력파신호를 증폭하여 출력파신호를 상기 안테나에 도출하는 증폭기와,

상기 증폭기의 출력측의 상기 안테나로부터의 반사파량을 검지하는 반사파량 검지회로 및,

상기 반사파량 검지회로의 검지출력에 따라 상기 증폭기에 사용되는 트랜지스터의 드레인전압 또는 콜렉터전압을 제어하여, 해당 증폭기의 최대출력전력을 변화시키는 제어회로를 구비한 것을 특징으로 하는 증폭장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어회로는, 상기 반사파량 검지회로의 검지출력의 증가에 따라서, 상기 증폭기에 공급되는 전원전압이 높아지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 증폭장치.