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KR19990003757A - Low noise amplifier (LNA) for high frequency (RF) transmitter and receiver and its design method - Google Patents

Low noise amplifier (LNA) for high frequency (RF) transmitter and receiver and its design method Download PDF

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KR19990003757A
KR19990003757A KR1019970027709A KR19970027709A KR19990003757A KR 19990003757 A KR19990003757 A KR 19990003757A KR 1019970027709 A KR1019970027709 A KR 1019970027709A KR 19970027709 A KR19970027709 A KR 19970027709A KR 19990003757 A KR19990003757 A KR 19990003757A
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KR
South Korea
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input
fet
capacitor
stage
terminal
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Ceased
Application number
KR1019970027709A
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Korean (ko)
Inventor
정명남
윤찬의
이병양
표현명
Original Assignee
이계철
한국전기통신공사
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이계철, 한국전기통신공사 filed Critical 이계철
Priority to KR1019970027709A priority Critical patent/KR19990003757A/en
Publication of KR19990003757A publication Critical patent/KR19990003757A/en
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Abstract

본 발명은 고주파(RF) 송/수신부용 저잡음 증폭기(LNA) 및 그 설계 방법에 관한 것으로, RF부에서는 필수적으로 필요한 저잡음 증폭기와 이에 따르는 가변이득 증폭기를 입력단 정합부와 두 단의 캐스코드 정합 증폭부를 적용하여 3단으로 구현해 소형화, 경량화 및 저전력화 하므로써, 경제적인 잇점을 수반하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a low noise amplifier (LNA) for a high frequency (RF) transmitter / receiver and a design method thereof. The low noise amplifier and the variable gain amplifier, which are necessary for the RF unit, are input stage matching units and two stage cascode matching amplification. The present invention relates to a technology with economical benefits by applying three steps to miniaturization, light weight, and low power.

Description

고주파(RF) 송/수신부용 저잡음 증폭기(LNA) 및 그 설계 방법Low noise amplifier (LNA) for high frequency (RF) transmitter and receiver and its design method

본 발명은 고주파(RF) 송/수신부용 저잡음 증폭기(LNA) 및 그 설계 방법에 관한 것으로, RF부에서 필수적으로 필요한 저잡음 증폭기와 이에 따르는 가변이득 증폭기를 소형화, 경량화 및 저전력화 시키면서 작은 변환손실과 높은 가변이득 특성을 얻도록 한 고주파(RF) 송/수신부용 저잡음 증폭기(LNA) 및 그 설계 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low noise amplifier (LNA) for a high frequency (RF) transmitter / receiver and a method of designing the same, wherein the low noise amplifier and the variable gain amplifier necessary for the RF unit are miniaturized, reduced in weight, and low in power, The present invention relates to a low noise amplifier (LNA) for a high frequency (RF) transmitter / receiver and a method of designing the same.

현대 사회는 이동 전화에 대한 수요가 급증하고 음성뿐만 아니라 데이타 통신도 필요함에 따라 아날로그 방식에서 용량이 큰 디지탈 방식으로의 전환이 필요하게 되었다.In modern society, the demand for mobile phones has increased and the need for data communication as well as voice has led to the transition from analog to large digital.

이러한 2세대 이동통신서비스가 성공적으로 상용화되기 위해서는 단말기의 소형, 경량, 저전력화 및 가격의 저렴화가 필수적이다.In order to successfully commercialize the 2nd generation mobile communication service, it is necessary to reduce the size, weight, power, and cost of the terminal.

그런데 단말기에서 고주파(RF)부는 설계면적을 많이 차지하고 전류를 많이 소모하므로 단말기의 소형화에 큰 관건이 된다.However, the high frequency (RF) part of the terminal occupies a large design area and consumes a lot of current, and thus becomes a key factor in miniaturization of the terminal.

보편적으로 단말기의 RF부는 저잡음 증폭기(LNA), 혼합기, 전압제어 발진기(VCO), 전압 증폭기 등으로 구성되며, 이들을 1칩 마이크로웨이브 집적회로(Monolithic Microwave Integrated Circuit: 이하 MMIC 라 칭한다)화 하면 RF부를 소형, 경량 및 저전력화 할 수 있으며, 양산 시 기존의 하이브리드형으로 만드는 것보다 낮은 비용으로 양산할 수 있다.Generally, the RF part of the terminal is composed of a low noise amplifier (LNA), a mixer, a voltage controlled oscillator (VCO), a voltage amplifier, and the like, and when these are converted into a one-chip microwave integrated circuit (hereinafter referred to as MMIC), the RF part is It can be compact, light weight and low power, and can be mass-produced at a lower cost than the existing hybrid type.

본 발명에서는 상기에 기술한 바와 같은 사항을 감안하여, 첫단은 잡음정합으로 이루어지고, 둘째단과 셋째단은 각각 캐스코드형으로 설계하여 뒷단의 게이트에 전압변화를 주어 가변이득특성을 얻도록 MMIC 파운다리(Foundry)를 이용하여 저잡음 증폭기와 아울러 가변이득증폭기를 3단으로 MMIC화 하는 것을 목적으로 한다.In the present invention, in consideration of the above-described matters, the first stage is made of noise matching, and the second stage and the third stage are each designed in a cascode type so that the gate of the rear stage is subjected to voltage change so as to obtain variable gain characteristics. It aims to MMIC three stages of low gain amplifier and variable gain amplifier using foundry.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 단말기의 RF송수신부 중에서 안테나에서 수신된 신호를 부가잡음을 최소화하여 증폭해 주는 기능을 하는 저잡음 증폭기를 MMIC화 한 것인데, 이때 저전압 증폭기가 미래 공중용 육상이동통신 시스템(Future Public Land Mobile Tele-communication: FPLMTS)용 단말기에 사용되기 위해서는 셀(Cell)내에서 기지국과 단말기의 상대적 위치 및 시간에 따라 단말기의 안테나에 수신된 신호의 세기를 일정하도록 가변이득 특성을 갖는 가변이득증폭기가 필요하다.In order to achieve the above object, the present invention is to MMIC a low-noise amplifier that functions to minimize and amplify the additional noise of the signal received from the antenna of the RF transmitter and receiver of the terminal, wherein the low-voltage amplifier in the future public land In order to be used for a mobile communication system (FPLMTS) terminal, a variable gain is obtained so that the strength of the signal received at the antenna of the terminal is constant according to the relative position and time of the base station and the terminal in the cell. Variable gain amplifiers with characteristics are required.

따라서 본 발명은 위와 같은 기능을 할 수 있도록 MMIC 파운다리를 이용하여 저잡음 증폭기와 가변이득증폭기를 3단으로 MMIC화 하는 것이다.Therefore, the present invention is to MMIC the low-noise amplifier and the variable gain amplifier in three stages by using the MMIC foundry to perform the above functions.

도 1은 본 발명에 의해 구현된 저잡음 증폭기(LNA)의 레이-아웃을 나타내는도면.1 shows a lay-out of a low noise amplifier (LNA) implemented by the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 입력단 정합부10: input stage matching unit

11 : RF 입력 패드11: RF input pad

12, 13, 21, 22, 31, 32, 34 : 그라운딩용 패드12, 13, 21, 22, 31, 32, 34: Grounding pad

20 : 제 1 캐스코드 정합 증폭부20: first cascode matching amplifier

23, 33 : DC 제어신호 입력패드23, 33: DC control signal input pad

30 : 제 2 캐스코드 정합 증폭부30: second cascode matching amplifier

상기와 같이 동작되도록 하는 본 발명의 저잡음 증폭기는 안테나를 통해서 입력되는 신호의 레벨을 일정하게 증폭하는 입력단 정합부와, 다수의 전계효과 트랜지스터(FET)를 캐스코드 방식으로 구현해 뒷 단에 전압변화를 주어, 기지국과 단말기의 상대적 위치 및 시간에 따라 단말기의 안테나에 수신된 신호의 세기를 일정하도록 하는 가변이득특성을 갖는 제 1 및 제 2 캐스코드 정합 증폭부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.The low-noise amplifier of the present invention which operates as described above implements an input stage matching section for amplifying the level of the signal input through the antenna and a plurality of field effect transistors (FETs) in a cascode manner to change the voltage at the rear stage. It is characterized in that it comprises a first and second cascode matching amplifier having a variable gain characteristic to make the strength of the signal received at the antenna of the terminal according to the relative position and time of the base station and the terminal.

또한, 상기와 같이 동작되도록 하는 본 발명의 저잡음 증폭기 설계 방법은 입/출력 정합을 동시에 고려한 전계효과 트랜지스터의 드레인과 게이트 바이어스용 인덕터의 인덕턴스 값을 선택하고, 또한 소스에 인덕터를 접속하여 정합 특성을 더욱 안정화시키는 입력 정합부를 구현하여 저잡음 증폭기 역할을 하도록 하고, 가변이득의 최대 이득을 얻을 수 있도록 복수의 단을 캐스코드형으로 구성해 뒷 단에 전압 변화를 주어 평탄한 이득 특성을 얻을 수 있도록 하는 각각의 캐스코드 정합 증폭부를 구현하여 가변이득 증폭기 역할을 하도록 하므로써, 각 단을 원칩화 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the low noise amplifier design method of the present invention which operates as described above selects the inductance value of the drain of the field effect transistor and the gate bias inductor considering the input / output matching at the same time, and connects the inductor to the source to improve the matching characteristics. The input matching section is further stabilized to act as a low noise amplifier, and a plurality of stages are cascoded to obtain the maximum gain of the variable gain. By implementing the cascode matching amplifier of the to act as a variable gain amplifier, each stage is characterized by one chip.

상술한 목적 및 특징들, 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.The above objects, features, and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

안테나를 통해서 입력되는 신호의 레벨을 일정하게 증폭하는 입력단 정합부(10)와, 다수의 전계효과 트랜지스터(FET)를 캐스코드 방식으로 구현해 뒷 단에 전압변화를 주어, 기지국과 단말기의 상대적 위치 및 시간에 따라 단말기의 안테나에 수신된 신호의 세기를 일정하도록 하는 가변이득특성을 갖는 제 1 및 제 2 캐스코드 정합 증폭부(20, 30)를 포함하여 구성된다.The input stage matching unit 10 which amplifies the level of the signal input through the antenna constantly and a plurality of field effect transistors (FETs) are implemented in a cascode manner to give a voltage change at the rear stage, so that the relative positions of the base station and the terminal and And first and second cascode matched amplifiers 20 and 30 having a variable gain characteristic to make the strength of the signal received by the antenna of the terminal constant over time.

이러한 3단 설계 중 첫째단은 저잡음 증폭기(LNA) 역할을 하며, 둘째단과 세째단은 가변이득 증폭기(VGA) 역할을 한다.The first stage of the three stage design serves as a low noise amplifier (LNA), and the second stage and third stage serve as a variable gain amplifier (VGA).

상기 입력단 정합부(10)는 주파수 변환기의 입력단에 구현된 RF 입력 포트(11)와, 상기 RF 입력 포트(11)의 양측에 구현된 그라운딩용 패드(12)와, 상기 RF입력 포트(11)의 일측에 연결된 제 1 전계효과 트랜지스터(FET1)와, 상기 RF입력 포트(11)와 제 1 FET(FET1) 사이에 연결되며, 각각 직류 차단 및 직류 피더 기능을 하면서 입력단의 정합회로를 형성하는 제 1 캐패시터(C1) 및 제 1 인덕터(L1)와, 상기 제 1 전계효과 트랜지스터(FET1)의 소스 바이어스역할을 하며, 일측에 접지역할을 하는 그라운딩 패드(13)가 연결된 제 2 인덕터(L2)를 포함하여 구성된다.The input stage matching unit 10 includes an RF input port 11 implemented at an input terminal of the frequency converter, a grounding pad 12 implemented at both sides of the RF input port 11, and the RF input port 11. A first field effect transistor (FET1) connected to one side of the first field effect transistor (FET1) and the RF input port (11) and the first FET (FET1). A second inductor L2 connected to a grounding pad 13, which serves as a source bias of the first capacitor C1 and the first inductor L1 and the first field effect transistor FET1, and serves as a ground, is connected to one side. It is configured to include.

그리고 본 발명에서 상기 정합회로는 제 1 FET(FET1)의 게이트단을 50오옴(Ω)에 정합시킨다.In the present invention, the matching circuit matches the gate terminal of the first FET FET1 to 50 Ω.

상기 제 1 캐스코드 정합 증폭부(20)는 상기 입력단 정합부의 출력단에 연결되며, 캐스코드 형으로 접속된 제 2, 3 FET(FET2, FET3)와, 상기 제 2 FET(FET2)와 제 1 FET(FET1) 사이에 연결되고, 각각 직류 차단 및 직류 피더 기능을 하면서 제 1 FET(FET1)의 출력단과 제 2 FET(FET2)의 입력단을 정합시키는 제 2 캐패시터(C2)와 제 3 인덕터(L3) 및 제 4 인덕터(L4)와, 상기 제 2 캐패시터(C2)와 제 2 FET(FET2) 사이에 접속되어 제 2 FET(FET2)의 소스 바이어스 역할을 하는 제 5 인덕터(L5)와, 상기 제 3 FET(FET3)의 드레인 측 정합을 위한 제 3 캐패시터(C3) 및 제 1 저 항(R1)과, 상기 제 1 저항(R1)의 일측에 연결되어 단말기(도면에는 도시하지 않음) 내의 제어부(도면에는 도시하지 않음)에서 출력되는 DC 제어신호를 입력받아, 상기 제 3 캐패시터(C3)로 입력하는 DC 제어신호 입력패드(23)를 포함하여 구성된다.The first cascode matched amplifier 20 is connected to an output terminal of the input stage matcher, and is connected to a cascode type second and third FETs (FET2 and FET3), the second FET (FET2) and the first FET. A second capacitor C2 and a third inductor L3 connected between the first and second FETs FET1 and connected between the FET1s and respectively matching the output terminal of the first FET FET1 and the input terminal of the second FET FET2, respectively. And a fifth inductor L5, a fifth inductor L5 connected between the second capacitor C2 and the second FET FET2 to serve as a source bias of the second FET FET2, and the third A control part (not shown) in the terminal (not shown) connected to the third capacitor C3 and the first resistor R1 for the drain side matching of the FET FET3 and one side of the first resistor R1. And a DC control signal input pad 23 for receiving the DC control signal output from the third capacitor C3 and receiving the DC control signal. It is sex.

그리고, 상기 제 3 인덕터(L3)와 제 4 인덕터(L4)의 일측에는 접지역할의 그라운딩용 패드(21, 22)가 연결된다.The grounding pads 21 and 22 of the ground role are connected to one side of the third inductor L3 and the fourth inductor L4.

상기 제 2 캐스코드 정합 증폭부(30)는 상기 제 1 캐스코드 정합 증폭부(20)의 출력단에 연결되며, 캐스코드 형으로 접속된 제 4, 5 FET(FET4, FET5)와, 상기 제 1 캐스코드 정합 증폭부(20)의 출력단과 제 4 FET(FET4) 사이에 연결되어, 각각 직류 차단 및 직류 피더 기능을 하면서 양측을 정합시키는 제 6, 7, 8 인덕터(L6) 및 제 4 캐패시터(C4)와, 상기 제 5 FET(FET3)의 드레인 측 정합을 위한 제 5 캐패시터(C5) 및 제 2 저항(R2)과, 상기 제 1 저항(R2)의 일측에 연결되어 단말기(도면에는 도시하지 않음) 내의 제어부(도면에는 도시하지 않음)에서 출력되는 DC 제어신호를 입력받아, 상기 제 3 캐패시터(C3)로 입력하는 DC 제어신호 입력패드(33)와, 상기 제 5 FET(FET5)의 일측에 연결되어 RF 출력신호를 정합시키는 제 6 캐패시터(C6) 및 제 9 인덕터(L9)와, 상기 제 6 캐패시터(C6)의 일측에 연결되어 주파수 변환기의 RF 출력단을 이루는 RF 출력 포트(35)와, 상기 RF 출력 포트(35)의 양측에 구현된 그라운딩용 패드(36)를 포함하여 구성 된다.The second cascode matched amplifier 30 is connected to an output terminal of the first cascode matched amplifier 20, and fourth and fifth FETs (FET4, FET5) connected in a cascode type, and the first The sixth, seventh, and eighth inductors L6 and fourth capacitors connected between the output terminal of the cascode matched amplifier 20 and the fourth FET (FET4) to match both sides while serving as DC blocking and DC feeder functions, respectively. C4), the fifth capacitor C5 and the second resistor R2 for the drain side matching of the fifth FET FET3, and one side of the first resistor R2, are connected to the terminal (not shown in the drawing). And a DC control signal input pad 33 for receiving a DC control signal output from a control unit (not shown in the drawing) and inputting it to the third capacitor C3, and one side of the fifth FET FET5. A sixth capacitor C6 and a ninth inductor L9 connected to each other to match an RF output signal, and connected to one side of the sixth capacitor C6; It is configured to include an RF output port 35 that forms the RF output terminal of the frequency converter, and a grounding pad 36 implemented on both sides of the RF output port 35.

그리고, 상기 제 7, 8, 9 인덕터(L7 ∼L9)의 일측에는 접지역할의 그라운딩용 패드(31, 32, 34)가 연결된다.The grounding pads 31, 32, and 34 are connected to one side of the seventh, eighth, and ninth inductors L7 to L9.

상기와 같이 구성된 본 발명의 주파수 혼합기의 설계 방법을 설명하면 하기와 같다.Referring to the design method of the frequency mixer of the present invention configured as described above are as follows.

입력단 정합부(10)에서 안테나를 통해서 수신된 입력신호는 듀플렉서를 통과(송/수신 신호 절환)하여, 상기 제 1 FET(FET1) 입력단에 연결된 제 1 캐패시터(C1)와, 제 1 인덕터(L1)로 수신된다.The input signal received through the antenna at the input stage matching unit 10 passes through a duplexer (transmit / receive signal switching), and the first capacitor C1 connected to the input terminal of the first FET FET1 and the first inductor L1. Is received).

이 신호는 다시 제 1 FET(FET1)의 소스 바이어스인 제 2 인덕터(L2)를 통해 제 1 FET(FET1)로 입력되어 일정레벨로 증폭된 다음 제 1 캐스코드 정합 증폭부(20)로 출력된다.The signal is input to the first FET FET1 through the second inductor L2, which is the source bias of the first FET FET1, amplified to a predetermined level, and then output to the first cascode matched amplifier 20. .

이와 같은 기능을 위해 드레인과 게이트에 바이어스용 인덕터를 선택할때 입/출력 정합도 동시에 고려하여 인덕턴스 값을 결정한다.For this function, the inductance value is determined by considering the input / output matching at the same time when selecting the inductor for the drain and the gate.

동작 주파수에서 주어진 FET의 안정도 특성은 매우 불안정하다.The stability characteristics of a given FET at its operating frequency are very unstable.

따라서 소스에 인덕터를 달아 안정도 특성을 향상 시켰으며, 입/출력 정합용으로 쓰인 인덕터의 기생 저항도 안정도를 좋게 한다.Therefore, the stability characteristics are improved by attaching the inductor to the source, and the parasitic resistance of the inductor used for input / output matching also improves the stability.

그리고, 입력단의 복소공액 정합점과 잡음을 최소화 시키는 정합점이 일치하지 않으므로 S11-10dB인 범위에서 가능한 저잡음에 정합되도록 설계 한다.In addition, since the complex conjugate matching point of the input stage and the matching point for minimizing noise do not coincide, it is designed to match as low noise as possible in the range of S11-10dB.

또한, 각 캐스코드 정합 증폭부(20, 30)는 최대이득을 얻을 수 있도록 정합을 시켰는 바, 각 단을 캐스코드형으로 구성하여 뒷 단의 게이트에 전압 변화를 주어 가변이득특성을 얻도록 설계한다.In addition, the cascode matching amplifiers 20 and 30 are matched so as to obtain the maximum gain. The cascode type is configured in a cascode type so that the gate of the rear stage is changed to obtain a variable gain characteristic. do.

각 단을 동작주파수에서 최대 이득을 얻도록 설계하면 3단 전체의 이득 특성은 매우 협대역이 된다.If each stage is designed for maximum gain at operating frequency, the gain characteristics of all three stages are very narrowband.

따라서, 첫단은 동작주파수의 중앙에서 정합을 하도록 하고, 두번째, 세번째단은 중앙 주파수에서 약간씩 벗어난 주파수에서 정합을 하도록 하여 각 3단의 평탄한 이득 특성을 얻을 수 있도록 하었다.Therefore, the first stage is matched at the center of the operating frequency, and the second and third stages are matched at a frequency slightly away from the center frequency to obtain the flat gain characteristics of each of the three stages.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 RF부에서는 필수적으로 필요한 저잡음 증폭기와 이에 따르는 가변이득 증폭기를 입력단 정합부와 두 단의 캐스코드 정합 증폭부를 적용하여 3단으로 구현해 소형화, 경량화 및 저전력화 하므로써, 경제적인 잇점을 수반한다.As described in detail above, the present invention implements the low noise amplifier and the variable gain amplifier required by the RF unit in three stages by applying an input stage matching unit and two cascode matching amplifiers, thereby miniaturizing, reducing weight, and reducing power, It is accompanied by economic advantages.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, a preferred embodiment of the present invention is disclosed for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, such modifications and modifications belong to the following claims You will have to look.

Claims (7)

안테나를 통해서 입력되는 신호의 레벨을 일정하게 증폭하는 입력단 정합부와, 다수의 전계효과 트랜지스터(FET)를 캐스코드 방식으로 구현해 뒷 단에 전압변화를 주어, 기지국과 단말기의 상대적 위치 및 시간에 따라 단말기의 안테나에 수신된 신호의 세기를 일정하도록 하는 가변이득특성을 갖는 제 1 및 제 2 캐스코드 정합 증폭부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고주파(RF) 송/수신부용 저잡음 증폭기(LNA).An input stage matching section for amplifying the level of the signal input through the antenna and a plurality of field effect transistors (FETs) are cascoded to give a voltage change at the rear stage, depending on the relative position and time of the base station and the terminal. A low noise amplifier (LNA) for a high frequency (RF) transmitter / receiver, comprising first and second cascode matched amplifiers having variable gain characteristics for keeping the strength of the signal received at the antenna of the terminal constant. 청구항 1에 있어서, 상기 입력단 정합부는 주파수 변환기의 입력단에 구현된 RF 입력 포트와, 상기 RF 입력 포트의 양측에 구현된 그라운딩용 패드와, 상기 RF입력 포트의 일측에 연결된 제 1 전계효과 트랜지스터와, 상기 RF입력 포트와 제 1 FET 사이에 연결되며, 각각 직류 차단 및 직류 피더 기능을 하면서 입력단의 정합회로를 형성하는 제 1 캐패시터 및 제 1 인덕터와, 상기 제 1 FET의 소스 바이어스 역할을 하며, 일측에는 접지역할을 하는 그라운딩 패드가 연결된 제 2 인덕터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고주파(RF) 송/수신부용 저잡음 증폭기(LNA).The method of claim 1, wherein the input stage matching unit RF input port implemented in the input terminal of the frequency converter, a grounding pad implemented on both sides of the RF input port, a first field effect transistor connected to one side of the RF input port, A first capacitor and a first inductor connected between the RF input port and the first FET, each of which functions as a DC blocking and a DC feeder, forming a matching circuit at an input terminal, and serves as a source bias of the first FET; The low noise amplifier (LNA) for a high frequency (RF) transmitting and receiving unit, characterized in that it comprises a second inductor connected to the grounding pad that serves as a ground. 청구항 2에 있어서, 상기 정합회로는 제 1 FET의 게이트단을 50오옴(Ω)에 정합시키는 것을 특징으로 하는 고주파(RF) 송/수신부용 저잡음 증폭기(LNA).The low noise amplifier (LNA) according to claim 2, wherein the matching circuit matches the gate terminal of the first FET to 50 ohms. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 캐스코드 정합 증폭부는 상기 입력단 정합부의 출력단에 연결되며, 캐스코드 형으로 접속된 제 2, 3 FET와, 상기 제 2 FET와 제 1 FET 사이에 연결되고, 각각 직류 차단 및 직류 피더 기능을 하면서 제 1 FET의 출력단과 제 2 FET의 입력단을 정합시키는 제 2 캐패시터와 제 3 인덕터 및 제 4 인덕터와, 상기 제 2 캐패시터와 제 2 FET 사이에 접속되어 제 2 FET의 소스 바이어스 역할을 하는 제 5 인덕터와, 상기 제 3 FET의 드레인 측 정합을 위한 제 3 캐패시터 및 제 1 저항과, 상기 제 1 저항의 일측에 연결되어 단말기 내의 제어부에서 출력되는 DC 제어신호를 입력받아, 상기 제 3 캐패시터로 입력하는 DC 제어신호 입력패드를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고주파(RF) 송/수신부용 저잡음 증폭기(LNA).The method of claim 1, wherein the first cascode matched amplifier is connected to an output terminal of the input stage matcher, and is connected between the second and third FETs connected in a cascode type, and between the second FET and the first FET, respectively. A second capacitor, a third inductor and a fourth inductor, which match the output terminal of the first FET and the input terminal of the second FET, while blocking and directing a DC feeder, are connected between the second capacitor and the second FET to connect the second capacitor. A fifth inductor serving as a source bias, a third capacitor and a first resistor for matching the drain of the third FET, and a DC control signal connected to one side of the first resistor and output from a controller in the terminal; And a low noise amplifier (LNA) for a high frequency (RF) transmitter / receiver, comprising a DC control signal input pad input to the third capacitor. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 캐스코드 정합 증폭부는 상기 제 1 캐스코드 정합 증폭부의 출력단에 연결되며, 캐스코드 형으로 접속된 제 4, 5 FET와, 상기 제 1 캐스코드 정합 증폭부의 출력단과 제 4 FET 사이에 연결되어, 각각 직류 차단 및 직류 피더 기능을 하면서 양측을 정합시키는 제 6, 7, 8 인덕터 및 제 4 캐패시터와, 상기 제 5 FET의 드레인 측 정합을 위한 제 5 캐패시터 및 제 2 저항과, 상기 제 1 저항의 일측에 연결되어 단말기 내의 제어부에서 출력되는 DC 제어신호를 입력받아, 상기 제 3 캐패시터로 입력하는 DC 제어신호 입력패드와, 상기 제 5 FET의 일측에 연결되어 RF 출력신호를 정합시키는 제 6 캐패시터 및 제 9 인덕터와, 상기 제 6 캐패시터의 일측에 연결되어 주파수 변환기의 RF 출력단을 이루는 RF 출력 포트와, 상기 RF 출력 포트의 양측에 구현된 그라운딩용 패드를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고주파(RF) 송/수신부용 저잡음 증폭기(LNA).The method of claim 1, wherein the second cascode matched amplifier unit is connected to an output terminal of the first cascode matched amplifier unit, and the fourth and fifth FETs connected in a cascode type, the output terminal of the first cascode matched amplifier unit and a first A sixth, seventh and eighth inductor and a fourth capacitor connected between the four FETs, respectively, serving as DC blocking and DC feeder functions, and a fifth capacitor and a second resistor for drain-side matching of the fifth FET; And a DC control signal input pad connected to one side of the first resistor and output from the control unit in the terminal and input to the third capacitor, and an RF output signal connected to one side of the fifth FET. A sixth capacitor and a ninth inductor, an RF output port connected to one side of the sixth capacitor to form an RF output terminal of the frequency converter, and both sides of the RF output port High frequency (RF) transmission / reception part-forming a low noise amplifier (LNA) characterized in that comprises a grounding pad. 입/출력 정합을 동시에 고려한 전계효과 트랜지스터의 드레인과 게이트 바이어스용 인덕터의 인덕턴스 값을 선택하고, 또한 소스에 인덕터를 접속하여 정합특성을 더욱 안정화시키는 입력 정합부를 구현하여 저잡음 증폭기 역할을 하도록하고, 가변이득의 최대 이득을 얻을 수 있도록 복수의 단을 캐스코드형으로 구성해 뒷 단에 전압 변화를 주어 평탄한 이득 특성을 얻을 수 있도록 하는 각각의 캐스코드 정합 증폭부를 구현하여 가변이득 증폭기 역할을 하도록 하므로써, 각 단을 원칩화 하는 것을 특징으로 하는 고주파(RF) 송/수신부용 저잡음 증폭기(LNA) 설계 방법.Selecting the inductance value of the drain and gate bias inductor of the field effect transistor considering the input / output matching at the same time, and also implementing the input matching unit to further stabilize the matching characteristics by connecting the inductor to the source to act as a low noise amplifier, In order to obtain the maximum gain of the gain, a plurality of stages are formed in a cascode type, and each cascode matched amplification unit that provides a flat gain characteristic by applying a voltage change to the rear stage acts as a variable gain amplifier. A low noise amplifier (LNA) design method for a high frequency (RF) transmitter / receiver, characterized in that each stage is one chip. 청구항 6에 있어서, 상기 각각의 단에서 첫째단은 동작주파수의 중앙에서 정합을 하도록 하고, 둘째단과 세째단은 각각 중앙 주파수에서 약간씩 벗어난 주파수에서 정합을 하도록 하여, 전체 단에서 평탄한 이득특성을 얻을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 고주파(RF) 송/수신부용 저잡음 증폭기(LNA) 설계 방법.The method of claim 6, wherein the first stage in each stage is matched at the center of the operating frequency, the second stage and the third stage are matched at a frequency slightly away from the center frequency, respectively, to obtain a flat gain characteristics in the entire stage A low noise amplifier (LNA) design method for a high frequency (RF) transmitter / receiver.
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CN120979359A (en) * 2025-10-21 2025-11-18 浙江星曜半导体有限公司 A feedback circuit, a multi-port low-noise amplifier, and an RF front-end module

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