문맥 (context)
셀룰러 핸드셋(cellular handset)과 같은 무선 통신 장치에 이용된 전력 증폭기는 장치가 동작하는 시스템의 통신 표준과 시스템이 이용하는 신호 변조의 타입을 매치하는 게인(gain)을 갖도록 요구된다. 예를 들어, GSM(global system for mobile communications) 통신 표준 및 GMSK(Gaussian minimum shift keying) 변조를 이용하는 시스템을 동작시키는 셀룰러 핸드셋에 이용된 전력 증폭기는, EDGE(enhanced data for global evolution) 통신 표준 및 EDGE 변조를 이용하는 시스템의 셀룰러 핸드셋에 이용된 전력 증폭기와는 상이한 게인을 요구한다. 따라서, 셀룰러 핸드셋과 같은 무선 통신 장치가 상이한 변조 타입들을 이용하는 2개의 상이한 시스템들에서 동작할 수 있도록 하기 위해서, 전력 증폭기는 각각의 시스템 및 변조 타입에 대해 적절한 게인을 제공할 것이 요구된다.
하나의 접근법에서, 3개의 증폭기 스테이지들을 갖는 전력 증폭기들은 스위치를 닫아 전력 증폭기 입력 스테이지의 입력 및 출력이 서로 접속되게 함으로써 낮은 게인 모드를 달성하여, 3-스테이지 증폭기를 2-스테이지 증폭기로 감소시킨다. 상기 접근법에서, 높은 게인 모드는 스위치를 열어 3개의 증폭 스테이지들을 제공함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 상기 접근법에서 활용된 스위치는 적정 구현을 위해, 전형적으로 블록킹 캐패시터들 및 인덕터들과 같은 다수의 부가적인 컴포넌트들을 요구하여 바람직하지 않게 제조 비용을 증가시킨다.
또한, 스위치는 낮은 게인 모드에서 원하지 않는 신호 손실을 일으킬 수 있고, 이러한 신호 손실은 부가적인 증폭에 의해 오프셋될 수 있다. 그러나, 신호 손실을 오프셋시키기 위해 요구되는 부가적인 증폭은 바람직하지 않게 전력 증폭기의 잡음 레벨을 증가시킬 수 있다. 또한, 실제 스위치는 제조를 위해 분리된 반도체 다이(die)를 요구할 수 있으므로, 제조 비용이 상당히 증가한다.
따라서, 낮은 게인 모드 또는 높은 게인 모드에서 선택적으로 동작할 수 있는 비용-절감적인 전력 증폭기의 필요성이 본 기술분야에 존재한다.
003c# 본 발명의 요약 003e#
본 발명은 듀얼 모드 전력 증폭기에 관한 것이다. 본 발명은 낮은 게인 모드 또는 높은 게인 모드에서 선택적으로 동작할 수 있는 비용-절감적인 전력 증폭기에 대한 본 기술분야에서의 필요성을 다루고 해결한다.
예시적인 실시예에 따르면, 증폭 모듈은 제1 게인 모드 및 제2 게인 모드에서 동작하도록 구성된 전력 증폭기를 포함한다. 전력 증폭기는 제1 게인 모드에서 선형 전력 증폭기로서 동작하고, 제2 게인 모드에서 포화(saturated) 전력 증폭기로서 동작하도록 더 구성될 수 있다. 전력 증폭기는 단일 반도체 다이 상에 제조될 수 있다. 전력 증폭기는 입력 및 출력을 갖는 제1 전력 증폭기 입력 스테이지를 포함한다. 전력 증폭기는 입력 및 출력을 갖는 제2 전력 증폭기 입력 스테이지를 더 포함하고, 여기서 제2 전력 증폭기 입력 스테이지의 출력은 제1 전력 증폭기 입력 스테이지의 출력에 연결된다. 예를 들어, 제2 전력 증폭기 입력 스테이지의 출력은 제1 전력 증폭기 입력 스테이지의 출력에 직접적으로 연결될 수 있다.
이러한 예시적인 실시예에 따르면, 제1 전력 증폭기 입력 스테이지는 제1 게인 모드에서 제1 바이어스 전압에 응답하여 턴온되고, 제2 전력 증폭기 입력 스테이지는 제2 게인 모드에서 제2 바이어스 전압에 응답하여 턴온된다. 제1 전력 증폭기 입력 스테이지는 제1 게인을 가질 수 있고, 제2 전력 증폭기 입력 스테이지는 제2 게인을 가질 수 있으며, 여기서 제2 게인은 제1 게인보다 더 크다. 전력 증폭기는 제1 및 제2 전력 증폭기 입력 스테이지들의 출력들에 접속된 입력을 갖는 전력 증폭기 중간 스테이지를 더 포함할 수 있다. 전력 증폭기는 입력 및 출력을 갖는 전력 증폭기 출력 스테이지를 더 포함할 수 있고, 여기서 전력 증폭기 출력 스테이지의 입력은 전력 증폭기 중간 스테이지의 출력에 접속되고, 전력 증폭기 출력 스테이지의 출력은 RF 출력 신호를 제공한다.
다른 실시예들에서, 제1 입력 스테이지 및 중간 스테이지는 그들 각각의 바이어스 전압들을 턴오프함으로써 스위치 오프될 수 있고, 제2 입력 스테이지는 그의 각각의 바이어스 전압을 턴온함으로써 스위치 온 될 수 있다. 이러한 실시예에서, 중간 스테이지 및 제2 입력 스테이지는 공통 출력을 공유한다. 본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 다음의 상세 설명 및 첨부하는 도면들을 검토한 후 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 보다 쉽게 명백하게 될 것이다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
기존의 스위치를 활용하여 낮은 게인 모드를 달성하는 접근법이 가진 문제점과 이를 해결하기 위해 본 발명이 지향하는 목적은 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretation기존 방식의 문제점과 본 발명의 기술적 목적을 파악해야 한다.
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2정보 추출
information_extraction기존 스위치 방식의 문제점(비용 증가, 신호 손실, 잡음 레벨 증가, 별도 다이 필요)을 추출한다.
- 스위치는 적정 구현을 위해, 전형적으로 블록킹 캐패시터들 및 인덕터들과 같은 다수의 부가적인 컴포넌트들을 요구하여 바람직하지 않게 제조 비용을 증가시킨다.
- 스위치는 낮은 게인 모드에서 원하지 않는 신호 손실을 일으킬 수 있고
- 부가적인 증폭은 바람직하지 않게 전력 증폭기의 잡음 레벨을 증가시킬 수 있다.
- 실제 스위치는 제조를 위해 분리된 반도체 다이(die)를 요구할 수 있으므로, 제조 비용이 상당히 증가한다.
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3근거 선택
evidence_selection본 발명이 해결하고자 하는 핵심 목적을 추출한다.
- 낮은 게인 모드 또는 높은 게인 모드에서 선택적으로 동작할 수 있는 비용-절감적인 전력 증폭기의 필요성이 본 기술분야에 존재한다.
- 본 발명은 낮은 게인 모드 또는 높은 게인 모드에서 선택적으로 동작할 수 있는 비용-절감적인 전력 증폭기에 대한 본 기술분야에서의 필요성을 다루고 해결한다.
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4논리 통합
logical_integration기존 방식의 비용 및 성능 저하 문제를 해결하기 위해 비용-절감적인 선택적 동작 전력 증폭기를 구현하는 것이 목적임을 연결한다.
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5결론 도출
conclusion_formulation기존 방식의 문제점(비용 증가, 신호 손실, 잡음 증가 등)을 정리하고 본 발명의 목적을 기술한다.
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6답변 생성
answer_generation질문에 대해 문제점과 목적을 나누어 명확히 답변한다.
최종 답변 (final_answer)
기존의 스위치 활용 방식은 부가적인 컴포넌트(블록킹 캐패시터, 인덕터 등) 요구로 인한 제조 비용 증가, 낮은 게인 모드에서의 신호 손실 및 이를 오프셋하기 위한 증폭 과정에서의 잡음 레벨 증가, 그리고 분리된 반도체 다이 사용에 따른 비용 상승 문제를 가지고 있다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하여 낮은 게인 모드 또는 높은 게인 모드에서 선택적으로 동작할 수 있는 비용-절감적인 전력 증폭기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
핵심 해석 (core_interpretation)
기존 스위치 방식은 제조 비용 증가와 신호 손실 및 잡음 문제를 초래하므로, 본 발명은 이를 극복하고 선택적으로 동작하는 비용-절감적인 듀얼 모드 전력 증폭기를 제공한다.