(57)【要約】本発明は、ゲートに第１信号が入力され、ソースがグラウンドと連結された第１トランジスタと、ゲートに第１信号と逆位相を有する第２信号が入力され、ソースがグラウンドと連結された第２トランジスタと、ソースが第１トランジスタのソースと連結された第３トランジスタと、ソースが第２トランジスタのソースと連結された第４トランジスタと、ソースが第１トランジスタのドレインと連結され、ドレインが第１出力ポート及び第３トランジスタのドレインとそれぞれ連結された第５トランジスタと、ソースが第２トランジスタのドレインと連結され、ドレインが第２出力ポート及び第４トランジスタのドレインとそれぞれ連結された第６トランジスタと、を含み、第３トランジスタのゲートは、第２トランジスタのドレインと連結され、第４トランジスタのゲートは、第１トランジスタのドレインと連結されたモード注入を利用した差動電力増幅器を提供する。
2014528668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲートに第１信号が入力され、ソースがグラウンドと連結された第１トランジスタと、
ゲートに前記第１信号と逆位相を有する第２信号が入力され、ソースが前記グラウンドと連結された第２トランジスタと、
ソースが前記第１トランジスタのソースと連結された第３トランジスタと、
ソースが前記第２トランジスタのソースと連結された第４トランジスタと、
ソースが前記第１トランジスタのドレインと連結され、ドレインが第１出力ポート及び前記第３トランジスタのドレインとそれぞれ連結された第５トランジスタと、
ソースが前記第２トランジスタのドレインと連結され、ドレインが第２出力ポート及び前記第４トランジスタのドレインとそれぞれ連結された第６トランジスタと、を含み、
前記第３トランジスタのゲートは、前記第２トランジスタのドレインと連結され、前記第４トランジスタのゲートは、前記第１トランジスタのドレインと連結されたモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項２】
前記第３トランジスタのゲートと前記第２トランジスタのドレインとの間に連結された第１キャパシタと、
前記第４トランジスタのゲートと前記第１トランジスタのドレインとの間に連結された第２キャパシタと、
をさらに含む請求項１に記載のモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項３】
前記第５トランジスタのドレイン及び前記第６トランジスタのドレインは、入力電源と連結される請求項１に記載のモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項４】
前記第１トランジスタ及び前記第４トランジスタを通過した信号は増幅されて、前記第２出力ポートに出力され、
前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタを通過した信号は増幅されて、前記第１出力ポートに出力される請求項１に記載のモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項５】
前記第１トランジスタ及び前記第４トランジスタを通過した第３信号と、前記第２トランジスタ及び前記第６トランジスタを通過した第４信号とが合わせられて、前記第２出力ポートに出力され、
前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタを通過した第５信号と、前記第１トランジスタ及び前記第５トランジスタを通過した第６信号とが合わせられて、前記第１出力ポートに出力される請求項１に記載のモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項６】
前記第３トランジスタのゲートに印加される信号は、前記第２トランジスタのゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号であり、
前記第４トランジスタのゲートに印加される信号は、前記第１トランジスタのゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号である請求項１に記載のモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項７】
ゲートに第１信号が入力され、ソースがグラウンドと連結された第１トランジスタと、
ゲートに前記第１信号と逆位相を有する第２信号が入力され、ソースが前記グラウンドと連結された第２トランジスタと、
ソースが前記第１トランジスタのソースと連結された第３トランジスタと、
ソースが前記第２トランジスタのソースと連結された第４トランジスタと、
ソースが前記第１トランジスタのドレインと連結され、ドレインが第１出力ポートと連結された第５トランジスタと、
ソースが前記第２トランジスタのドレインと連結され、ドレインが第２出力ポートと連結された第６トランジスタと、
ソースが前記第３トランジスタのドレインと連結され、ドレインが前記第５トランジスタのドレインと連結された第７トランジスタと、
ソースが前記第４トランジスタのドレインと連結され、ドレインが前記第６トランジスタのドレインと連結された第８トランジスタと、を含み、
前記第３トランジスタのゲートは、前記第２トランジスタのドレインと連結され、前記第４トランジスタのゲートは、前記第１トランジスタのドレインと連結されたモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項８】
前記第３トランジスタのゲートと前記第２トランジスタのドレインとの間に連結された第１キャパシタと、
前記第４トランジスタのゲートと前記第１トランジスタのドレインとの間に連結された第２キャパシタと、
をさらに含む請求項７に記載のモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項９】
前記第５トランジスタのドレイン及び前記第６トランジスタのドレインは、入力電源と連結される請求項７に記載のモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項１０】
前記第１トランジスタ及び前記第４トランジスタを通過した信号は増幅されて、前記第２出力ポートに出力され、
前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタを通過した信号は増幅されて、前記第１出力ポートに出力される請求項７に記載のモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項１１】
前記第１トランジスタ、前記第４トランジスタ及び前記第８トランジスタを通過した第７信号は、前記第２トランジスタ及び前記第６トランジスタを通過した第８信号よりも大きな大きさを有し、
前記第２トランジスタ、前記第３トランジスタ及び前記第７トランジスタを通過した第９信号は、前記第１トランジスタ及び前記第５トランジスタを通過した第１０信号よりも大きな大きさを有する請求項７に記載のモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項１２】
前記第７信号と前記第８信号とが合わせられて、前記第２出力ポートに出力され、
前記第９信号と前記第１０信号とが合わせられて、前記第１出力ポートに出力される請求項１１に記載のモード注入を利用した差動電力増幅器。
【請求項１３】
前記第３トランジスタのゲートに印加される信号は、前記第２トランジスタのゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号であり、
前記第４トランジスタのゲートに印加される信号は、前記第１トランジスタのゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号である請求項１１に記載のモード注入を利用した差動電力増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モード注入を利用した差動電力増幅器に係り、より詳細には、モード注入用増幅器での発振問題を抑制することができるモード注入を利用した差動電力増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、差動電力増幅器は、２つの入力端子に差動的に入力された信号によって出力を発生させる増幅器であって、既存に多様な具現例が存在する。
【０００３】
図１は、従来の差動増幅器の例示図である。差動増幅器の構成のために、第１トランジスタ１と第２トランジスタ２とを含む２つのトランジスタで構成される。
【０００４】
第１トランジスタ１のゲートには、第１信号ＲＦＩＮ＋が入力され、第２トランジスタ２のゲートには、第２信号ＲＦＩＮ−が入力される。この際、差動構造であるために、第１信号と第２信号は、互いに逆位相を有する。したがって、第１トランジスタ１のドレインに連結された第１出力ポート３に出力される第３信号ＲＦＯＵＴ＋と第２トランジスタ２のドレインに連結された第２出力ポート４に出力される第４信号ＲＦＯＵＴ−も、互いに逆位相を有する。
【０００５】
ここで、トランジスタのゲートに入力された信号は、ドレインを通じて出力時に位相が反転され、大きさは増幅される。したがって、第３信号の位相は、前記第１トランジスタ１に入力された第１信号の位相と逆であり、第１信号よりも増幅された大きさを有する。また、第４信号の位相は、前記第２トランジスタ２に入力された第２信号の位相と逆であり、第２信号よりも増幅された大きさを有する。
【０００６】
図２は、図１にモード注入が適用された差動増幅器の例示図である。このような図２は、図１の差動増幅器の構造にモード注入方式を適用したものである。このような図２のモード注入が適用された電力増幅器は、図１と比較して、第３トランジスタ５と第４トランジスタ６とが追加されたものである。
【０００７】
第３トランジスタ５のドレインは、第１トランジスタ１のドレインと連結され、第３トランジスタ５のソースは、第１トランジスタ１のソースと連結される。第３トランジスタ５のゲートは、第２トランジスタ２のドレインと連結されており、第２トランジスタ２のドレインに出力された信号は、第３トランジスタ５の入力になる。
【０００８】
同じ方式で、第４トランジスタ６のドレインは、第２トランジスタ２のドレインと連結され、第４トランジスタ６のソースは、第２トランジスタ２のソースと連結される。第４トランジスタ６のゲートは、第１トランジスタ１のドレインと連結されており、第１トランジスタ１のドレインに出力された信号は、第４トランジスタ６の入力になる。
【０００９】
結果的に、図２による電力増幅器の入力は、第１信号ＲＦＩＮ＋と第２信号ＲＦＩＮ−とになり、出力は、第５信号ＲＦＯＵＴ＋及び第６信号ＲＦＯＵＴ−になる。この際、実際増幅を担当する部分は、図１と同様に、第１トランジスタ１及び第２トランジスタ２になるが、それ以外にも、第３トランジスタ５及び第４トランジスタ６が増幅の役割をさらに行う。したがって、第５信号ＲＦＯＵＴ＋及び第６信号ＲＦＯＵＴ−は、前記図１による第３信号及び第４信号に比べて、さらに増幅された大きさを有しうる。
【００１０】
すなわち、第３トランジスタ５及び第４トランジスタ６の入力であるゲート部分は、第２トランジスタ２と第１トランジスタ１のドレインとそれぞれ連結されているので、第３トランジスタ５及び第４トランジスタ６を駆動する信号は、第１信号ＲＦＩＮ＋と第２信号ＲＦＩＮ−ではない増幅器内部のノード（第２トランジスタ２のドレイン及び第１トランジスタ１のドレイン）になる。
【００１１】
したがって、図２のようなモード注入方式を電力増幅器に導入する場合、入力される第１信号ＲＦＩＮ＋及び第２信号ＲＦＩＮ−の大きさを増加させなくても、第３トランジスタ５及び第４トランジスタ６のような追加的な増幅を行うトランジスタが存在するために、図１による増幅器に比べて、高利得（ＧＡＩＮ）を有する特徴がある。
【００１２】
以上のような従来技術によるモード注入方式が適用された増幅器の最大の長所は、利得を向上させることができる。一方、最大の問題点は、モード注入のための追加的なトランジスタ５、６によるポジティブフィードバック（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ）現象による発振可能性が高いということである。すなわち、第１信号や第２信号が入力されないにも拘らず、第５信号や第６信号が出力される問題が発生するということである。
【００１３】
このような問題点を図２を通じて説明すれば、第１信号ＲＦＩＮ＋及び第２信号ＲＦＩＮ−が、各トランジスタ１、２に印加されないとしても、第３トランジスタ５は、第２トランジスタ６のドレインから信号を入力されて、これを第３トランジスタ５のドレインで増幅し、このように増幅された信号は、再び第４トランジスタ６のゲートに入力されて、再び第４トランジスタ６のドレインで増幅が起こり、この増幅された信号は、再び第３トランジスタ５のゲートに連結されて、再び第３トランジスタ５のドレインで信号の増幅が発生する過程を繰り返す。結果的に、モード注入方式が適用された図２の増幅器は、外部で第１信号ＲＦＩＮ＋及び第２信号ＲＦＩＮ−が印加されないにも拘らず、自体的に増幅の役割を行うが、一般的に、これを発振現象と称する。これは、直ちに与えられた増幅器の出力が入力信号をそのまま増幅させることではなく、増幅器が自体的に動作を行う可能性が高いということを意味する。
【００１４】
したがって、このような特性を有したモード注入方式を利用した増幅器を特定の無線通信システムにそのまま適用することは、非常に困難である。このような問題点を解決するために、従来、ＶＤＤあるいはＧＮＤノードにスイッチの役割を行う大きなサイズのトランジスタをさらに配置している。このように追加配置されたトランジスタは、無線通信システムで増幅器がターンオフ（Ｔｕｒｎ−Ｏｆｆ）にならなければならない場合に、第１信号ＲＦＩＮ＋及び第２信号ＲＦＩＮ−を印加しないと同時に、ＶＤＤあるいはＧＮＤノードを増幅器と遮断させる役割を行う。これは、出力信号を入力信号で制御することができて、前述した問題点をある程度解決することができるが、トランジスタがさらに使われなければならない短所がある。また、このようなスイッチの役割のトランジスタは、抵抗性損失を最小化するために、増幅器用トランジスタに比べて、大きなゲート幅（Ｇａｔｅ  Ｗｉｄｔｈ）を有さなければならない。したがって、追加されるトランジスタは、集積回路上で広い面積を占め、結果的に、集積回路の生産コストを増加させる問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、モード注入方式の電力増幅器を、メイン電力増幅器で制御可能にすることによって、増幅器の発振可能性を除去し、スイッチの役割のための別途のトランジスタが必要ないモード注入を利用した差動電力増幅器を提供するところに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、ゲートに第１信号が入力され、ソースがグラウンドと連結された第１トランジスタと、ゲートに前記第１信号と逆位相を有する第２信号が入力され、ソースが前記グラウンドと連結された第２トランジスタと、ソースが前記第１トランジスタのソースと連結された第３トランジスタと、ソースが前記第２トランジスタのソースと連結された第４トランジスタと、ソースが前記第１トランジスタのドレインと連結され、ドレインが第１出力ポート及び前記第３トランジスタのドレインとそれぞれ連結された第５トランジスタと、ソースが前記第２トランジスタのドレインと連結され、ドレインが第２出力ポート及び前記第４トランジスタのドレインとそれぞれ連結された第６トランジスタと、を含み、前記第３トランジスタのゲートは、前記第２トランジスタのドレインと連結され、前記第４トランジスタのゲートは、前記第１トランジスタのドレインと連結されたモード注入を利用した差動電力増幅器を提供する。
【００１７】
ここで、前記モード注入を利用した差動電力増幅器は、前記第３トランジスタのゲートと前記第２トランジスタのドレインとの間に連結された第１キャパシタと、前記第４トランジスタのゲートと前記第１トランジスタのドレインとの間に連結された第２キャパシタと、をさらに含みうる。
【００１８】
また、前記第５トランジスタのドレイン及び前記第６トランジスタのドレインは、入力電源と連結されうる。
【００１９】
そして、前記第１トランジスタ及び前記第４トランジスタを通過した信号は増幅されて、前記第２出力ポートに出力され、前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタを通過した信号は増幅されて、前記第１出力ポートに出力される。
【００２０】
また、前記第１トランジスタ及び前記第４トランジスタを通過した第３信号と、前記第２トランジスタ及び前記第６トランジスタを通過した第４信号とが合わせられて、前記第２出力ポートに出力され、前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタを通過した第５信号と、前記第１トランジスタ及び前記第５トランジスタを通過した第６信号とが合わせられて、前記第１出力ポートに出力される。
【００２１】
ここで、前記第３トランジスタのゲートに印加される信号は、前記第２トランジスタのゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号であり、前記第４トランジスタのゲートに印加される信号は、前記第１トランジスタのゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号であり得る。
【００２２】
また、本発明の他の実施形態によれば、ゲートに第１信号が入力され、ソースがグラウンドと連結された第１トランジスタと、ゲートに前記第１信号と逆位相を有する第２信号が入力され、ソースが前記グラウンドと連結された第２トランジスタと、ソースが前記第１トランジスタのソースと連結された第３トランジスタと、ソースが前記第２トランジスタのソースと連結された第４トランジスタと、ソースが前記第１トランジスタのドレインと連結され、ドレインが第１出力ポートと連結された第５トランジスタと、ソースが前記第２トランジスタのドレインと連結され、ドレインが第２出力ポートと連結された第６トランジスタと、ソースが前記第３トランジスタのドレインと連結され、ドレインが前記第５トランジスタのドレインと連結された第７トランジスタと、ソースが前記第４トランジスタのドレインと連結され、ドレインが前記第６トランジスタのドレインと連結された第８トランジスタと、を含み、前記第３トランジスタのゲートは、前記第２トランジスタのドレインと連結され、前記第４トランジスタのゲートは、前記第１トランジスタのドレインと連結されたモード注入を利用した差動電力増幅器を提供する。
【００２３】
ここで、前記差動電力増幅器は、前記第３トランジスタのゲートと前記第２トランジスタのドレインとの間に連結された第１キャパシタと、前記第４トランジスタのゲートと前記第１トランジスタのドレインとの間に連結された第２キャパシタと、をさらに含みうる。
【００２４】
また、前記第５トランジスタのドレイン及び前記第６トランジスタのドレインは、入力電源と連結されうる。
【００２５】
そして、前記前記第１トランジスタ及び前記第４トランジスタを通過した信号は増幅されて、前記第２出力ポートに出力され、前記第２トランジスタ及び前記第３トランジスタを通過した信号は増幅されて、前記第１出力ポートに出力される。
【００２６】
また、前記第１トランジスタ、前記第４トランジスタ及び前記第８トランジスタを通過した第７信号は、前記第２トランジスタ及び前記第６トランジスタを通過した第８信号よりも大きな大きさを有し、前記第２トランジスタ、前記第３トランジスタ及び前記第７トランジスタを通過した第９信号は、前記第１トランジスタ及び前記第５トランジスタを通過した第１０信号よりも大きな大きさを有しうる。
【００２７】
ここで、前記第７信号と前記第８信号とが合わせられて、前記第２出力ポートに出力され、前記第９信号と前記第１０信号とが合わせられて、前記第１出力ポートに出力される。
【００２８】
また、前記第３トランジスタのゲートに印加される信号は、前記第２トランジスタのゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号であり、前記第４トランジスタのゲートに印加される信号は、前記第１トランジスタのゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号であり得る。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によるモード注入を利用した差動電力増幅器によれば、モード注入方式の電力増幅器をメイン電力増幅器で制御可能にすることによって、増幅器の発振可能性を除去し、かつモード注入を利用した電力増幅器をターンオフさせるために必須的に使われるスイッチ用トランジスタの追加が全く不要であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の差動増幅器の例示図である。
【図２】図１にモード注入が適用された差動増幅器の例示図である。
【図３】本発明の一実施形態によるモード注入を利用した差動電力増幅器の構成図である。
【図４】図３の第１出力ポート及び第２出力ポートに出力される信号の概念図である。
【図５】図３にキャパシタが追加された構成図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるモード注入を利用した差動電力増幅器の構成図である。
【図７】図６の第１出力ポート及び第２出力ポートに出力される信号の概念図である。
【図８】図６にキャパシタが追加された構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について当業者が容易に実施できるように詳しく説明する。図３は、本発明の一実施形態によるモード注入を利用した差動電力増幅器の構成図である。
【００３２】
前記モード注入を利用した差動電力増幅器１００は、第１ないし第６トランジスタ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０を含む。
【００３３】
第１トランジスタ１１０は、ゲートに第１信号ＲＦＩＮ＋が入力され、ソースがグラウンドＧＮＤと連結される。第１トランジスタ１１０は、入力された第１信号を位相反転及び増幅させて、ドレインを通じて出力する。
【００３４】
第２トランジスタ１２０は、ゲートに第１信号と逆位相を有する第２信号ＲＦＩＮ−が入力され、ソースがグラウンドＧＮＤと連結される。第２トランジスタ１２０は、入力された第２信号を位相反転及び増幅させて、ドレインを通じて出力する。
【００３５】
第３トランジスタ１３０は、ソースが第１トランジスタ１１０のソースと連結される。第４トランジスタ１４０は、ソースが前記第２トランジスタ１２０のソースと連結される。
【００３６】
第５トランジスタ１５０は、ソースが前記第１トランジスタ１１０のドレインと連結されており、第５トランジスタ１５０のドレインは、第１出力ポート１５５及び第３トランジスタ１３０のドレインとそれぞれ連結されている。
【００３７】
同様に、第６トランジスタ１６０は、ソースが前記第２トランジスタ１２０のドレインと連結され、第６トランジスタ１６０のドレインが、第２出力ポート１６５及び第４トランジスタ１４０のドレインとそれぞれ連結されている。
【００３８】
ここで、前記第５トランジスタ１５０のドレイン及び前記第６トランジスタ１６０のドレインは、入力電源ＶＤＤと連結されている。また、第５トランジスタ１５０のゲート及び第６トランジスタ１６０のゲートには、任意のＤＣ電圧ＶＣＡＳが印加される。
【００３９】
そして、前記第３トランジスタ１３０のゲートは、第２トランジスタ１２０のドレインと連結され、前記第４トランジスタ１４０のゲートは、前記第１トランジスタ１１０のドレインと連結されている。
【００４０】
これにより、前記第１トランジスタ１１０及び前記第４トランジスタ１４０を順に通過した信号は増幅されて、前記第２出力ポート１６５に出力される。同様に、前記第２トランジスタ１２０及び前記第３トランジスタ１３０を順に通過した信号は増幅されて、前記第１出力ポート１５５に出力される。
【００４１】
ここで、前記第３トランジスタ１３０のゲートに印加される信号は、前記第２トランジスタ１２０のゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号である。同様に、前記第４トランジスタ１４０のゲートに印加される信号は、前記第１トランジスタ１１０のゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号に該当する。
【００４２】
このような内容に基づいて、前記第１トランジスタ１１０及び前記第４トランジスタ１４０を順に通過した‘第３信号’と、前記第２トランジスタ１２０及び前記第６トランジスタ１６０を順に通過した‘第４信号’とが互いに合わせられて、前記第２出力ポート１６５に出力される。そして、前記第２トランジスタ１２０及び前記第３トランジスタ１３０を順に通過した‘第５信号’と、前記第１トランジスタ１１０及び前記第５トランジスタ１５０を順に通過した‘第６信号’とが互いに合わせられて、前記第１出力ポート１５５に出力される。
【００４３】
以上のような信号の通過過程を、図４を参照してより詳しく説明すれば、次の通りである。図４は、図３の第１出力ポート及び第２出力ポートに出力される信号の概念図である。
【００４４】
まず、図４の（ａ）は、第２出力ポート１６５に出力される２つの経路による信号を示す。各経路を経た‘第３信号’と‘第４信号’は、互いに大きさが合わせられて、第２出力ポート１６５に出力される。
【００４５】
最初の経路として、第１トランジスタ１１０のゲートを通じて入力された第１信号ＲＦＩＮ＋は、位相反転及び大きさ増幅されて、第１トランジスタ１１０のドレインに出力された後、再び第４トランジスタ１４０のゲートに入力された後、位相反転及び大きさ増幅されて、第４トランジスタ１４０のドレインを通じて第３信号に出力される。したがって、第３信号は、第１信号以後、２回の位相反転及び２回の大きさ増幅がなされた信号である。
【００４６】
二番目の経路として、第２トランジスタ１２０のゲートを通じて入力された第２信号ＲＦＩＮ−は、位相反転及び大きさ増幅されて、第２トランジスタ１２０のドレインに出力された後、再び第６トランジスタ１６０のソースに入力された後、大きさ増幅されて、第６トランジスタ１６０のドレインを通じて第４信号に出力される。したがって、第４信号は、第２信号以後、１回の位相反転と２回の大きさ増幅とがなされた信号である。
【００４７】
結果的に、第３信号と第４信号は、位相が同一であり、２つの信号が合わせられた大きさの信号ＲＦＯＵＴ−が、第２出力ポート１６５を通じて出力される。
【００４８】
図４の（ｂ）は、第１出力ポート１５５に出力される２つの経路による信号を示す。各経路を経た第５信号と第６信号は、互いに大きさが合わせられて、第１出力ポート１５５を通じて出力される。この２つの経路についてのトランジスタ別通過信号の特性は、前記図４の（ａ）による原理と同一なので、詳細な説明は省略する。
【００４９】
以上のように、図３による本発明の構成によれば、あらゆるトランジスタが増幅の役割を行うことによって、増幅器全体の利得を増加させることができる利点がある。
【００５０】
ここで、第１トランジスタ１１０及び第２トランジスタ１２０の入力である第１信号ＲＦＩＮ＋及び第２信号ＲＦＩＮ−が印加されない場合には、第１トランジスタ１１０及び第２トランジスタ１２０は、信号の増幅を行わないので、第１トランジスタ１１０及び第２トランジスタ１２０のドレインノードでは、ＡＣ信号が除去される。すなわち、第１トランジスタ１１０及び第２トランジスタ１２０のドレインノードでは、ＡＣ信号が発生しないために、このドレインノードをＡＣ入力として使う第４トランジスタ１４０及び第３トランジスタ１４０も、信号を増幅することができなくなる。
【００５１】
したがって、従来のモード注入方式を適用した増幅器では、入力が印加されない状況でもモード注入のためのトランジスタによって増幅が起こる発振問題があったが、本発明によるモード注入を利用した電力増幅器では、発振問題が全く発生しなくなる。したがって、従来技術とは異なって、本発明は、増幅器の入力信号が印加されなければ、自動的にターンオフになるように構成されており、増幅器をターンオフさせるためのスイッチの役割を行う別途のトランジスタを使う必要が全くない。
【００５２】
図５は、図３にキャパシタが追加された構成図である。すなわち、前記第３トランジスタ１３０のゲートと前記第２トランジスタ１２０のドレインとの間には、第１キャパシタ１９０が連結されている。そして、前記第４トランジスタ１４０のゲートと前記第１トランジスタ１１０のドレインとの間には、第２キャパシタ１９５が連結されている。
【００５３】
このようなキャパシタ１９０、１９５によれば、第３トランジスタ１３０のゲート（または、第４トランジスタ１４０のゲート）と第２トランジスタ１２０のドレイン（または、第１トランジスタ１１０のドレイン）との間のＤＣ成分を互いに分離（遮断）する。したがって、第３トランジスタ１３０及び第４トランジスタ１４０のゲートには、最適化されたバイアス電圧が印加されうる。結果的に、ＤＣ−ブロッキング（Ｂｌｏｃｋｉｎｇ）用キャパシタ１９０、１９５を追加して、モード注入のためのトランジスタ１３０、１４０に最適のバイアス電圧を印加することによって、増幅器の性能を最適化することができる。
【００５４】
図６は、本発明の他の実施形態によるモード注入を利用した差動電力増幅器の構成図である。このような他の実施形態の差動電力増幅器２００は、第１ないし第８トランジスタ１１０、１２０、１３０、１４０、２５０、２６０、２７０、２８０を含む。
【００５５】
ここで、第１ないし第４トランジスタ１１０、１２０、１３０、１４０は、図３の一実施形態の場合と構成及び動作が同一なので、詳細な説明は省略する。
【００５６】
第５トランジスタ２５０は、ソースが前記第１トランジスタ１１０のドレインと連結され、ドレインが第１出力ポート２５５と連結されている。同様に、第６トランジスタ２６０は、ソースが前記第２トランジスタ１２０のドレインと連結され、ドレインが第２出力ポート２６５と連結されている。
【００５７】
ここで、前記第５トランジスタ２５０のドレイン及び前記第６トランジスタ２６０のドレインは、入力電源ＶＤＤと連結されている。第５トランジスタ２５０のゲート及び第６トランジスタ２６０のゲートには、任意のＤＣ電圧ＶＣＡＳが印加される。
【００５８】
第７トランジスタ２７０は、ソースが前記第３トランジスタ１３０のドレインと連結され、第７トランジスタ２７０のドレインが、前記第５トランジスタ２５０のドレインと連結されている。また、第８トランジスタ２８０は、ソースが前記第４トランジスタ１４０のドレインと連結され、第８トランジスタ２８０のドレインが、前記第６トランジスタ２６０のドレインと連結されている。第７トランジスタ２７０のゲート及び第８トランジスタ２８０のゲートにも、また任意のＤＣ電圧ＶＣＡＳ−２が印加される。
【００５９】
そして、前記一実施形態の場合のように、前記第３トランジスタ１３０のゲートは、第２トランジスタ１２０のドレインと連結され、前記第４トランジスタ１４０のゲートは、前記第１トランジスタ１１０のドレインと連結されている。
【００６０】
これにより、前記第１トランジスタ１１０及び前記第４トランジスタ１４０を順に通過した信号は増幅されて、今後前記第２出力ポート２６５に出力される。同様に、前記第２トランジスタ１２０及び前記第３トランジスタ１３０を順に通過した信号は増幅されて、今後前記第１出力ポート２５５に出力される。また、前記第３トランジスタ１３０のゲートに印加される信号は、前記第２トランジスタ１２０のゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号であり、前記第４トランジスタ１４０のゲートに印加される信号は、前記第１トランジスタ１１０のゲートに印加される信号と逆位相であり、大きさが増幅された信号に該当する。
【００６１】
前記の構成によって総合的に説明すれば、前記第１トランジスタ１１０と前記第４トランジスタ１４０、そして、前記第８トランジスタ２８０を順に通過した‘第７信号’と、前記第２トランジスタ１２０及び前記第６トランジスタ２６０を順に通過した‘第８信号’とが互いに合わせられて、前記第２出力ポート２６５に出力される。同様に、前記第２トランジスタ１２０と前記第３トランジスタ１３０及び前記第７トランジスタ２７０とを順に通過した‘第９信号’と、前記第１トランジスタ１１０及び前記第５トランジスタ２５０を順に通過した‘第１０信号’とが互いに合わせられて、前記第１出力ポート２５５に出力される。
【００６２】
以上のような信号の通過過程を、図７を参照してより詳しく説明すれば、次の通りである。図７は、図６の第１出力ポート及び第２出力ポートに出力される信号の概念図である。
【００６３】
まず、図７の（ａ）は、第２出力ポート２６５に出力される２つの経路による信号を示す。各経路を経た‘第７信号’と‘第８信号’は、互いに大きさが合わせられて、第２出力ポート２６５に出力される。
【００６４】
最初の経路として、第１トランジスタ１１０のゲートを通じて入力された第１信号ＲＦＩＮ＋は、位相反転及び大きさ増幅されて、第１トランジスタ１１０のドレインに出力された後、再び第４トランジスタ１４０のゲートに入力された後、位相反転及び大きさ増幅されて、第４トランジスタ１４０のドレインを通じて出力される。これは、再び第８トランジスタ２８０のソースに入力された後、大きさ増幅されて、第８トランジスタ２８０のドレインを通じて第７信号に出力される。したがって、第７信号は、第１信号以後、２回の位相反転及び３回の大きさ増幅がなされた信号である。
【００６５】
二番目の経路として、第２トランジスタ１２０のゲートを通じて入力された第２信号ＲＦＩＮ−は、位相反転及び大きさ増幅されて、第２トランジスタ１２０のドレインに出力された後、再び第６トランジスタ２６０のソースに入力された後、大きさ増幅されて、第６トランジスタ２６０のドレインを通じて第８信号に出力される。したがって、第８信号は、第２信号以後、１回の位相反転と２回の大きさ増幅とがなされた信号である。
【００６６】
結果的に、第７信号と第８信号は、位相が同一であり、２つの信号が合わせられた大きさの信号ＲＦＯＵＴ−が、第２出力ポート２６５を通じて出力される。但し、当該経路を通過する間に３回の増幅がなされた第７信号の場合、２回の増幅がある第８信号よりも大きな大きさを有する。
【００６７】
図７の（ｂ）は、第１出力ポート２５５に出力される２つの経路による信号を示す。各経路を経た第９信号と第１０信号は、互いに大きさが合わせられて、第１出力ポート２５５を通じて出力される。この２つの経路についてのトランジスタ別通過信号の特性は、前記図７の（ａ）による原理と同一なので、詳細な説明は省略する。但し、図７の（ｂ）で、当該経路を通過する間に３回の増幅がなされた第９信号の場合、２回の増幅がある第１０信号よりも大きな大きさを有する。
【００６８】
以上のように、図６による本発明の他の実施形態の構成も、あらゆるトランジスタが増幅の役割を行うことによって、増幅器全体の利得を増加させることができる利点があり、前記一実施形態でのように、第１信号ＲＦＩＮ＋及び第２信号ＲＦＩＮ−が印加されない場合には、第１トランジスタ１１０及び第２トランジスタ１２０は、信号の増幅を行わないので、第１トランジスタ１１０及び第２トランジスタ１２０のドレインノードでは、ＡＣ信号が除去され、第３及び第４トランジスタ１３０、１４０による発振問題が全く起こらない利点がある。
【００６９】
また、第５トランジスタ２５０及び第６トランジスタ２６０は、モード注入のためのトランジスタである第３トランジスタ１３０及び第４トランジスタ１４０のカスコードトランジスタである第７トランジスタ２７０及び第８トランジスタ２８０のゲートバイアス電圧を表わすが、ＶＣＡＳ及びＶＣＡＳ−２の電圧を調節することによって、トランジスタの寄生キャパシタンスと第７トランジスタ２７０及び第８トランジスタ２８０のチャネル抵抗などを調節することができて、増幅器の性能を最適化させることができる。
【００７０】
図８は、図６にキャパシタが追加された構成図である。すなわち、前記第３トランジスタ１３０のゲートと前記第２トランジスタ１２０のドレインとの間には、第１キャパシタ２９０が連結されている。そして、前記第４トランジスタ１４０のゲートと前記第１トランジスタ１１０のドレインとの間には、第２キャパシタ２９５が連結されている。このようなキャパシタによる効果は、前記一実施形態の場合と同一なので、詳細な説明は省略する。
【００７１】
以上のような本発明によるモード注入を利用した差動電力増幅器によれば、モード注入方式の電力増幅器をメイン電力増幅器で制御可能にすることによって、増幅器の発振可能性を除去し、かつモード注入を利用した電力増幅器をターンオフさせるために必須的に使われるスイッチ用トランジスタの追加が全く不要であるという利点がある。
【００７２】
本発明は、図面に示された実施形態を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、モード注入を利用した差動電力増幅器関連の技術分野に適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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