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KR100811162B1 - 통신장치 및 저잡음 증폭방법 - Google Patents

통신장치 및 저잡음 증폭방법 Download PDF

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KR100811162B1
KR100811162B1 KR1020060112936A KR20060112936A KR100811162B1 KR 100811162 B1 KR100811162 B1 KR 100811162B1 KR 1020060112936 A KR1020060112936 A KR 1020060112936A KR 20060112936 A KR20060112936 A KR 20060112936A KR 100811162 B1 KR100811162 B1 KR 100811162B1
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KR
South Korea
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signal
transistor
unit
input
generating
Prior art date
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KR1020060112936A
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Inventor
박진수
박재우
유창식
이흥배
김영일
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3036—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

통신장치 및 저잡음 증폭방법이 개시된다. 본 통신장치는 입력신호에 대한 이득조정을 수행하는 이득조정부, 이득조정부에서 이득조정된 신호를 이용하여 출력신호를 생성하는 합성부, 및 합성부에서 생성된 출력신호를 이용하여 생성한 피드백신호를 입력단으로 전달하는 피드백부를 구비한다. 이에 의해, 복수의 무선표준에서 정한 다양한 주파수 대역을 지원할 수 있고, 저항없이 로드 임피던스를 생성함에 따라 제작비용 절감 및 제품의 크기를 줄일 수 있다.
LNA, 저잡음 증폭장치, 입력임피던스 정합, 다중모드/다중대역 LNA

Description

통신장치 및 저잡음 증폭방법{Communication apparatus and method for low noise amplifier}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신장치에 대한 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저잡음 증폭기의 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저잡음 증폭기의 회로도,
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저잡음 증폭기의 회로도, 그리고
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저잡음 증폭기의 회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
140 : 저잡음 증폭기(LNA) 141 : 입력매칭부
143 : 트랜스 콘덕턴스부 145 : 출력매칭부
147 : 합성부 149 : 피드백부
본 발명은 통신장치 및 저잡음 증폭방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 낮은 전압에서 동작가능한 소스 플로어 피드백을 저잡음 증폭기 구조를 이용하여 사용하고자 하는 주파수 대역에서의 잡음지수를 감소시키고, 회로 집적도를 높일 수 있는 통신장치 및 저잡음 증폭방법에 관한 것이다.
현재 SoC(System on a chip) 구현에 가장 좋은 기술은 CMOS 기술이며, 이는 CMOS 기술에서 칩 크기가 점점 더 작아지고 있어서 집적도에 유리하기 때문이다. 그리고 이렇게 칩 크기가 작아짐에 따라 더 좋은 RF 성능을 발휘할 수 있다.
한편, 최근 들어 서로 다른 무선통신 방식의 표준이 등장하고 있으며, 이에 따라, 다양한 무선통신 표준을 기초로 하는 무선통신기기가 개발되고 있다.
그러나, 무선통신기기들은 각각 타겟으로 하는 무선통신 표준의 주파수 대역만을 지원하므로, 다양한 무선통신 서비스를 지원하기 위해서는 복수의 무선통신 표준을 기초로 하는 다중대역을 지원할 수 있는 무선통신기기가 필요하다. 즉, WCDMA, CDMA2000, WIBRO, Bluetooth, Zigbee, WLAN 등과 같이 많이 사용되는 다양한 주파수 대역을 하나의 기기에서 지원할 수 있는 다중대역 무선통신기기가 요구된다.
최근 들어, 복수의 무선표준에서 정한 다양한 주파수 대역을 지원하기 위한 RF-front-end방식 연구되고 있는데, 이 중 하나는 병렬 RF-front-end방식이다. 병렬 RF-front-end방식은 무선통신기기에서 지원하고자 하는 복수의 무선표준에서 정한 주파수 대역의 개수만큼 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier : LNA)와 혼합기(Mixer)를 사용하는 방식이다. 그런데, 병렬 RF-front-end방식은 복수의 무선표준을 지원하기 위해서는 저잡음 증폭기와 혼합기의 개수가 증가하므로 무선통신기기의 제작비용이 증가하고, 제품의 크기가 커진다.
복수의 무선표준에서 정한 다양한 주파수 대역을 지원하기 위한 다른 하나로 는 리컨피규러블 혼합기(Reconfigurable mixer) 방식이 있다. 리컨피규러블 혼합기방식은 하나의 혼합기와 복수 개의 저잡음 증폭기를 이용하여 복수의 무선표준을 지원하는 방식으로, 저잡음 증폭기의 증가에 따른 제작비용 증가 및 제품의 크기가 커지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 복수의 무선표준에서 정한 다양한 주파수 대역을 지원하고, 제작비용 절감 및 제품의 크기를 줄일 수 있는 다중모드/다중대역통신장치 및 저잡음 증폭방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 통신장치는, 입력신호에 대한 이득조정을 수행하는 이득조정부; 상기 이득조정부에서 이득조정된 신호를 이용하여 출력신호를 생성하는 합성부; 및 상기 합성부에서 생성된 출력신호를 이용하여 생성한 피드백신호를 입력단으로 전달하는 피드백부;를 포함한다.
바람직하게는, 피드백신호를 이용하여 입력임피던스를 생성하는 입력매칭부;를 더 포함할 수 있다. 이때, 피드백부는, 피드백신호를 입력매칭부로 전달할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 입력매칭부에서 생성된 입력임피던스는 아래의 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure 112006083637726-pat00001
여기서, Zin은 입력임피던스, gm3 및 gm1은 각각 트랜지스터 M3 및 M1의 콘덕턴스, ZL은 로드임피던스이다.
또한, 바람직하게는, 출력신호의 잡음지수는 아래의 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure 112006083637726-pat00002
여기서, NF는 잡음지수이고,
Figure 112006083637726-pat00003
는 기설정된 상수이고, RS는 입력매칭부에 포함된 소스저항이다.
또한, 바람직하게는, 이득조정부와 피드백부 사이에 마련되며, AC성분과 DC성분을 분리하여 피드백 신호의 AC성분을 이득조정부로 전달하는 분리소자를 더 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 분리소자는 AC 커플링 캐패시터일 수 있다.
또한, 바람직하게는, 로드임피던스를 생성하여 출력하는 출력매칭부;를 더 포함할 수 있다. 이때, 합성부는, 로드임피던스에 인가되는 신호와 이득조정된 신호를 합성하여 출력신호를 생성할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 출력매칭부는, 하나의 인덕터와 적어도 하나의 캐패시터 및 적어도 하나의 스위치를 이용하여 로드임피던스를 생성할 수있다.
또한, 바람직하게는, 출력매칭부는, 복수의 주파수 대역에 따라 스위치 중 적어도 하나를 이용하여 로드임피던스를 주파수 대역 별로 서로 다르게 생성할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 합성부는, 로드임피던스를 이용하여 출력신호를 복수의 주파수 대역에 따라 다르게 생성할 수 있다.
한편, 본 발명의 저잡음 증폭방법은, 입력신호에 대한 이득조정을 수행하는 단계; 상기 이득조정부에서 이득조정된 신호를 이용하여 출력신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성단계에서 생성된 출력신호를 이용하여 생성한 피드백신호를 입력단으로 전달하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 피드백신호를 이용하여 입력임피던스를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 피드백단계는, 피드백신호를 입력임피던스 생성단계로 전달할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 입력임피던스 생성단계에서 생성된 입력임피던스는 아래의 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure 112006083637726-pat00004
여기서, Zin은 입력임피던스, gm3 및 gm1은 각각 트랜지스터 M3 및 M1의 콘덕턴스, ZL은 로드임피던스이다.
또한, 바람직하게는, 출력신호의 잡음지수는 아래의 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure 112006083637726-pat00005
여기서, NF는 잡음지수이고,
Figure 112006083637726-pat00006
는 기설정된 상수이고, RS는 입력매칭부에 포함된 소스저항이다.
또한, 바람직하게는, 수행단계와 피드백단계 사이에 위치하고, AC성분과 DC성분을 분리하여 피드백신호의 AC성분을 수행단계로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 분리단계는 AC 커플링 캐패시터로 구성될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 로드임피던스를 생성하여 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 출력신호 생성단계는, 로드임피던스에 인가된 신호와 이득조정된 신호를 합성하여 출력신호를 생성할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 출력단계는, 하나의 인덕터, 적어도 하나의 캐패시터 및 적어도 하나의 스위치를 이용하여 로드임피던스를 생성할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 출력단계는, 복수의 주파수 대역에 따라 스위치 중 적어도 하나를 이용하여 로드임피던스를 주파수 대역 별로 서로 다르게 생성할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 출력신호 생성단계는, 로드임피던스를 이용하여 출력신호를 복수의 주파수 대역에 따라 다르게 생성할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신장치에 대한 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 본 통신장치는, 스위치 플렉서(switchplexer : 110), 필터(120), 변압기(130), 저잡음 증폭기(LNA : 140), 및 혼합기(Mixer : 150)를 포함한다.
스위치 플렉서(110)는 안테나(101)를 통해 수신된 복수의 다중 밴드 신호들 을 주파수 대역 별로 분리한다.
필터(120)는 스위치 플렉서(110)에서 분리된 신호들 중 원하는 주파수 대역의 신호만 필터링하여 출력한다. 이때, 필터(120)는 대역통과 특성을 갖는 대역통과필터(Band Pass Filter : BPF)임이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
변압기(Transformer : 130)는 필터(120)로부터 수신된 신호의 전압을 기설정된 기준전압으로 조정하여 출력한다.
저잡음 증폭기(LNA : 140)는 변압기(130)로부터 수신된 신호를 증폭하여 출력한다. 이때, 저잡음 증폭기(140)는 수신된 신호의 잡음지수를 감소시키면서 신호를 증폭한다.
혼합기(150)는 저잡음 증폭기(140)로부터 수신되는 신호의 주파수를 사용하고자 하는 표준의 기저대역 주파수로 변환하여 출력한다. 즉, 혼합기(150)는 수신된 신호의 주파수를 기저대역 주파수로 하향-변환(down-conversion)하여 출력한다. 이때, 사용하고자 하는 표준은 WCDMA, CDMA2000, WIBRO, Bluetooth, Zigbee, WLAN 등과 같은 무선표준임이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저잡음 증폭기의 블럭도이다. 도 2를 참 조하면, 본 저잡음 증폭기(140)는 입력매칭부(141), 이득조정부(143), 출력매칭부(145), 합성부(147), 및 피드백부(149)를 포함한다.
입력매칭부(141)는 안테나(101)를 통해 수신된 신호를 입력임피던스(Zin)을 이용하여 수신신호의 감쇄없이 출력한다.
입력매칭부(141)는 후술될 피드백부(149)로부터 수신된 전류(iDS3)와 기설정된 테스트전압(VT)을 이용하여 입력임피던스(Zin)를 결정하여 출력한다.
이득조정부(143)는 입력매칭부(141)로부터 입력된 신호의 이득을 조정하여 출력한다. 즉, 이득조정부(143)는 콘덕턴스외 입력된 신호의 전압을 이용하여 이득조정신호를 출력한다. 여기서, 이득조정신호는 트랜지스터 M1의 게이트-소스 간 전압차로 발생한 드레인 전류(iD1)임이 바란직하나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
출력매칭부(145)는 RLC 병렬회로에서 저항(R), 인덕터(L), 캐패시터(C) 값을 이용하여 로드임피던스(ZL)를 생성한다. 이때, 출력매칭부(145)는 통신장치를 사용하고자 하는 대역에서 로드임피던스(ZL)가 가장 높은 값을 갖도록 생성하여 출력한다.
합성부(147)는 이득조정부(143)에서 이득조정된 신호와 출력매칭부(145)로부터 로드임피던스에 인가된 신호를 합성하여 출력신호를 결정한다. 즉, 이득조정부(143) 및 출력매칭부(145)로부터 각각 수신된 전류(iD1) 및 로드임피던스(ZL)를 합성하여 출력신호를 결정한다.
구체적으로, 합성부(147)는 수신된 전류(iD1)와 로드임피던스(ZL)의 곱으로써 출력신호를 결정하고, 결정된 출력신호를 피드백부(149)로 전달한다. 여기서, 출력신호는 출력전압(Vout)임이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
피드백부(149)는 합성부(147)로부터 전달받은 출력신호를 이용하여 피드백신호를 생성하고, 생성된 피드백신호를 입력매칭부(141)로 전달한다. 즉, 피드백부(149)는 게이트와 소스 간의 전압차로 인해 발생한 전류(iDS3)를 입력매칭부(141)로 전달한다. 피드백부(149)에 대한 자세한 설명은 도 3의 회로도를 참조하여 설명기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저잡음 증폭기의 회로도이다.
도 3을 참조하면, 먼저, 입력매칭부(141)는 기설정된 테스트전류(IT) 및 테스트 전압(VT)을 이용하여 입력임피던스(Zin)를 결정하여 출력한다.
이어, 입력임피던스(Zin), 트랜지스터 M1 및 M3가 만나는 지점에서, 테스트전압(vT)는 각각 트랜지스터 M1의 게이트전압(vG1=vT) 및 트랜지스터 M3의 소스전압(vS3=vT)이 된다.
그리고, 트랜지스터 M1의 소스는 그라운드(GND)와 연결되어 있으므로, 트랜지스터 M1의 게이트-소스 간 전압(vGS1)은 M1의 게이트전압(vG1)과 동일하게 된다. 이때, 트랜지스터 M1의 게이트전압(vG1)은 테스트전압(vT)이므로, 트랜지스터 M1의 게이트-소스 간 전압(vGS1)은 테스트전압(vT)과 동일하게 된다.
이어, 트랜지스터 M1은 게이트-소스 간 전압(vGS1)을 전류(-iD1)로 변환하여 출력한다. 여기서, 트랜지스터 M1의 드레인전류(-iD1)는 트랜지스터 M1의 콘덕턴스(gm1)과 게이트-소스 간 전압(vGS1=vT)의 곱(gm1*vT)이다.
그리고, 트랜지스터 M2는 트랜지스터 M1으로부터 전달된 드레인전류(-iD1)를 합성부(147)로 전달한다. 즉, 트랜지스터 M2는 트랜지스터 M1으로부터 전달받은 드레인전류(-iD1)를 로드임피던스(ZL) 쪽으로 전달한다.
이때, 합성부(147)는 트랜지스터 M2를 통과한 트랜지스터 M1의 드레인전류(iD1)와 로드임피던스(ZL)의 곱으로서 출력전압(vout=-iD1*ZL=-gm1*vT*ZL)을 결정한다. 즉, 로드임피던스(ZL), 트랜지스터 M2, 트랜지스터 M3, 및 출력전압(vout)과 연결된 캐패시터가 만나는 지점(A)에서 출력전압(vout=-gm1*vT*ZL)이 결정된다.
이어, 합성부(147)는 결정된 출력전압(vout=-gm1*vT*ZL)을 트랜지스터 M3로 전달한다. 이에 따라, 트랜지스터 M3의 게이트전압(vG3)는 출력전압(vout=-gm1*vT*ZL)이 된다.
그리고, 트랜지스터 M3의 소스전압(vS3=vT)과 게이트전압(vG3=-gm1*vT*ZL)의 전압 차로 인해 드레인-소스 간 전류(iDS3)가 발생한다. 즉, 트랜지스터 M3의 드레인- 소스 간 전류(iDS3)는 트랜지스터 M3의 소스전압(vS3=vT)과 게이트전압(vG3=-gm1*vT*ZL)의 전압 차(vG3-vS3=-gm1*vT*ZL-vT)와 트랜지스터 M3의 콘덕턴스(gm3)의 곱((-gm1*vT*ZL-vT)*gm3)이 된다.
이어, 피드백부(149)는 결정된 트랜지스터 M3의 드레인-소스 간 전류(iDS3)를 입력매칭부(110)로 전달한다.
그리고, 입력매칭부(110)는 트랜지스터 M3의 드레인-소스 간 전류(iDS3)와 테스트전압(vT)을 이용하여 입력임피던스(Zin=vT/iDS3)를 결정하고, 결정된 입력임피던스를 트랜지스터 M1 및 M3에 전달한다. 이때, 결정된 입력임피던스(Zin)는 아래의 [수학식 1]과 같다.
Figure 112006083637726-pat00007
여기서, Zin은 입력임피던스, gm3 및 gm1은 각각 트랜지스터 M3 및 M1의 콘덕턴스, ZL은 로드임피던스이다. 여기서, gm1의 값이 매우 큰 경우, 1+gm1ZL에서 1의 값은 무시 가능하다. 즉, 1+gm1ZL과 gm1ZL는 동일하게 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 저잡음 증폭기(140)의 잡음지수는 아래의 [수학식 2]와 같다.
Figure 112006083637726-pat00008
여기서, NF는 잡음지수이고,
Figure 112006083637726-pat00009
는 기설정된 상수이고, RS는 입력매칭부에 포함된 소스저항으로 기설정된다. 이에 따라, 로드임피던스(ZL)을 조절하여 잡음지수를 낮출 수 있다. 즉, 로드임피던스(ZL)를 크게 조절함으로써 잡음지수(NF)를 낮출 수 있다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저잡음 증폭기의 회로도이다.
도 4를 참조하면, 트랜지스터 M3의 소스와 트랜지스터 M1의 게이트 사이에 캐패시터(C)를 연결함으로써 트랜지스터 M1의 DC전압을 조절할 수 있다.
구체적으로, 피드백부(149)와 이득조정부(143) 사이에 위치한 캐패시터(C)를 통해 피드백신호의 AC성분만 트랜지스터 M1로 전달되고, 트랜지스터 M1에서 출력되는 AC전압만이 트랜지스터 M3로 피드백된다. 이에 따라, 트랜지스터 M1의 DC 전압을 조절할 수 있다. 즉, 로드임피던스(ZL)뿐만 아니라 트랜지스터 M1의 트랜스 콘덕턴스(gm1)의 조절이 가능하다. 이때, 잡음지수(NF)는 트랜지스터 M1의 트랜스 콘덕턴스(gm1)와 로드임피던스(ZL) 중 적어도 하나를 크게 조절함으로써 낮출 수 있다. 여기서, 캐패시터(C)는 AC 커플링 캐패시터임이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저잡음 증폭기의 회로도이다.
도 5를 참조하면, 출력매칭부(145)는 복수의 주파수 대역에 따라 다른 로드임피던스(ZL)을 생성하여 출력한다.
구체적으로, 출력매칭부(145)는 하나의 인덕터와 적어도 하나의 캐패시터 및 적어도 하나의 스위치를 이용하여 복수의 주파수 대역 각각에서 최적이되는 로드임피던스(ZL)를 생성한다. 이때, 복수의 주파수 대역에서 최적이되는 로드임피던스(ZL)를 생성하기 위한 저항 및 캐패시터 값은 기설정되어 있고, 출력매칭부(145)는 수신된 신호의 주파수 대역에 대응되는 스위치를 연결하여 로드임피던스(ZL)를 생성한다.
즉, 제1 스위치(sw1) 및 제2 스위치(sw2)가 각각 1.6GH와 5GHz에서 최적이되는 로드임피던스(ZL)를 생성하는 인덕터 및 캐패시터와 스위칭하도록 설계된 경우를 예로 들면, 통신장치가 사용하고자 하는 주파수 대역이 1.6GHz인 경우, 출력매칭부(145)는 제1 스위치(sw1)를 온(on)시킴으로써 1.6Hz 대역에서 최적이 되는 로드임피던스(ZL)를 생성한다.
이때, 합성부(147)는 출력매칭부(145)로부터 수신된 로드임피던스(ZL)에 대응되는 회로블럭(Va~Vn)을 선택한다. 즉, 합성부(147)는 복수의 회로블럭 중 출력매칭부(145)로부터 수신된 로드임피던스(ZL)가 입력으로 들어갈 회로블럭을 선택하고, 선택된 회로블럭의 스위치를 온(on)시킨다. 여기서, 복수의 회로블럭 각각은 복수의 무선통신 표준에서 정의한 복수의 주파수 대역에서 잡음지수(NF)가 최소가 되도록 설계된 블럭이다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 저잡음 증폭장치에 있어서, 설명의 편의를 위해 출력매칭부는 복수의 스위치(sw1~swn) 중 하나의 스위치를 온 시킴으로써 로드임피던스(ZL)를 생성하는 것으로 한정하여 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것이 아니라, 출력매칭부는 복수의 스위치(sw1~swn) 중 적어도 하나를 이용하여 로드임피던스(ZL)를 생성할 수 있다.
다른 한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 저잡음 증폭장치에 있어서, 합성부(147)에서 로드임피던스(ZL)가 입력으로 들어갈 회로블럭을 복수 개로 한정하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 하나의 회로블럭을 사용할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 무선표준에서 정한 다양한 주파수 대역을 지원할 수 있고, 저항없이 로드 임피던스를 생성함에 따라 제작비용 절감 및 제품의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (20)

  1. 입력신호에 대한 이득조정을 수행하는 이득조정부;
    상기 이득조정부에서 이득조정된 신호를 이용하여 출력신호를 생성하는 합성부;
    상기 합성부에서 생성된 출력신호를 이용하여 생성한 피드백신호를 입력단으로 전달하는 피드백부; 및
    상기 피드백신호를 이용하여 입력임피던스를 생성하는 입력매칭부;를 포함하고,
    상기 피드백부는,
    상기 피드백신호를 상기 입력매칭부로 전달하는 것을 특징으로 하는 통신장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이득조정부는, 상기 입력매칭부와 연결된 트랜지스터 M1을 포함하고,
    상기 피드백부는, 상기 입력매칭부와 연결된 트랜지스터 M3를 포함하고,
    상기 입력매칭부에서 생성된 상기 입력임피던스는 아래의 수학식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 통신장치.
    Figure 112007088759110-pat00010
    여기서, Zin은 입력임피던스, gm3 및 gm1은 각각 트랜지스터 M3 및 M1의 콘덕턴스, ZL은 상기 이득조정부 및 상기 피드백부와 연결된 로드임피던스이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이득조정부는, 상기 입력매칭부와 연결된 트랜지스터 M1을 포함하고,
    상기 출력신호의 잡음지수는 아래의 수학식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 통신장치.
    Figure 112007088759110-pat00011
    여기서, NF는 잡음지수이고,
    Figure 112007088759110-pat00012
    는 기설정된 상수이고, RS는 입력매칭부에 포함된 소스저항, gm1은 트랜지스터 M1의 콘덕턴스, ZL은 상기 이득조정부 및 상기 피드백부와 연결된 로드임피던스이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이득조정부와 상기 피드백부 사이에 마련되며, AC성분과 DC성분을 분리하여 상기 피드백 신호의 AC성분을 상기 이득조정부로 전달하는 분리소자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분리소자는 AC 커플링 캐패시터인 것을 특징으로 하는 통신장치.
  7. 제1항에 있어서,
    로드임피던스를 생성하여 출력하는 출력매칭부;를 더 포함하고,
    상기 합성부는,
    상기 로드임피던스에 인가되는 신호와 상기 이득조정된 신호를 합성하여 상기 출력신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 통신장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 출력매칭부는,
    하나의 인덕터와 적어도 하나의 캐패시터 및 적어도 하나의 스위치를 이용하여 상기 로드임피던스를 생성하는 것을 특징으로 하는 통신장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 출력매칭부는,
    복수의 주파수 대역에 따라 상기 스위치 중 적어도 하나를 이용하여 상기 로드임피던스를 상기 주파수 대역 별로 서로 다르게 생성하는 것을 특징으로 하는 통신장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 합성부는,
    상기 로드임피던스를 이용하여 상기 출력신호를 상기 복수의 주파수 대역에 따라 다르게 생성하는 것을 특징으로 하는 통신장치.
  11. 입력신호에 대한 이득조정을 수행하는 단계;
    상기 이득조정된 신호를 이용하여 출력신호를 생성하는 단계;
    상기 생성단계에서 생성된 출력신호를 이용하여 피드백신호를 생성하는 단계;
    상기 피드백신호를 이용하여 입력임피던스를 생성하는 단계; 및
    상기 피드백신호를 상기 입력임피던스 생성단계로 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 입력임피던스 생성단계에서 생성된 상기 입력임피던스는 아래의 수학식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭방법.
    Figure 112007088759110-pat00013
    여기서, Zin은 입력임피던스, gm3 및 gm1은 각각 트랜지스터 M3 및 M1의 콘덕턴스이고,
    상기 트랜지스터 M1은 상기 이득조정단계에서 이득조정에 이용되는 트랜지스터, 상기 트랜지스터M3는 상기 피드백신호 생성단계에서 피드백신호 생성에 이용되는 트랜지스터, ZL은 상기 이득조정단계에서 이용되는 트랜지스터 및 피드백신호 생성단계에서 이용되는 트랜지스터 M3와 연결된 로드 임피던스이다.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 출력신호의 잡음지수는 아래의 수학식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭방법
    Figure 112007088759110-pat00014
    여기서, NF는 잡음지수이고,
    Figure 112007088759110-pat00015
    는 기설정된 상수이고, RS는 입력임피던스 생성단계에서 이용되는 소스저항, gm1은 트랜지스터 M1의 콘덕턴스이고,
    상기 트랜지스터 M1은 상기 이득조정단계에서 이득조정에 이용되는 트랜지스터, ZL은 상기 이득조정단계에서 이용되는 트랜지스터 및 피드백신호 생성단계에서 이용되는 소자와 연결된 로드 임피던스이다.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 수행단계와 상기 전달단계 사이에 위치하고, AC성분과 DC성분을 분리하여 상기 피드백신호의 AC성분을 상기 수행단계로 전달하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 분리단계는 AC 커플링 캐패시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭방법.
  17. 제11항에 있어서,
    로드임피던스를 생성하여 출력하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 출력신호 생성단계는,
    상기 로드임피던스에 인가된 신호와 상기 이득조정된 신호를 합성하여 상기 출력신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 출력단계는,
    하나의 인덕터, 적어도 하나의 캐패시터 및 적어도 하나의 스위치를 이용하여 상기 로드임피던스를 생성하는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 출력단계는,
    복수의 주파수 대역에 따라 상기 스위치 중 적어도 하나를 이용하여 상기 로드임피던스를 상기 주파수 대역 별로 서로 다르게 생성하는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 출력신호 생성단계는,
    상기 로드임피던스를 이용하여 상기 출력신호를 상기 복수의 주파수 대역에 따라 다르게 생성하는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭방법.
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