KR0140917B1

KR0140917B1 - 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기

Info

Publication number: KR0140917B1
Application number: KR1019950702845A
Authority: KR
Inventors: 레이몬드 루이스 쥬니어 베레이트; 배리 웨인 헤롤드; 그라지나 에이 파쥬넨
Original assignee: 존 에이취, 무어; 모토롤라, 인크
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 1998-07-15
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: CA2153586A1; CN1118640A; WO1995013653A1; KR960700560A; EP0682826A1; US5373249A; CN1034381C; EP0682826A4

Abstract

상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로는 바이어스 발생기, 상보적 바이어스 발생기, 캐스코드 입력단(416, 417), 캐스코드 출력단(410, 411), 상보적 캐스코드 입력단(456, 457), 및 상보적 캐스코드 출력단(450, 451)을 포함한다. 바이어스 발생기는 제1 입력 신호(420)에 응답하고 바이어스 제어 전압을 발생시킨다. 상보적 바이어스 발생기는 제2 입력(421)에 응답하고 상보적 바이어스 제어 전압을 발생시킨다. 캐스코드 출력단(410, 411) 및 상보적 캐스코드 출력단(450, 451)은 각각의 입력 신호(420, 421)에 응답하여, 그리고 바이어스 제어 전압 및 발생된 상보적 바이어스 제어 전압에 응답하여 출력 분류 신호의 부분을 발생시키기 위해 공통 출력 단자(510)에 접속된 출력을 갖는다.

Description

[발명의 명칭]

상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 사용하기에 적합한 무선 주파수 통신 시스템의 블럭도.

제2도는 본 발명에 사용하기에 적합한 제1도의 시스템에 도시된 무선 전화의 블럭도.

제3도는 본 발명에 사용하기에 적합한 제1도의 시스템에 도시된 선택 호출 수신기의 블럭도.

제4도는 본 발명의 실시예에 따라 사용하기에 적합한 캐스코드 전류 미러단의 전기적 개략도.

제5도는 본 발명의 제1의 다른 실시예에 따른 상보적 캐스코드 미러 증폭기.

제6도는 본 발명이 제2의 다른 실시예에 따른 상보적 캐스코드 미러 증폭기.

제7도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 상보적 캐스코드 미러 증폭기.

[발명의 개요]

발명은 일반적으로 전자 증폭기 회로에 관한 것으로, 특히 푸쉬 풀 상호 콘덕턴스 증폭기 회로에 관한 것이다.

[발명의 배경]

무선 주파스 통신 장치와 같은 휴대용 밧테리 동작 제품에 있어서, 밧테리 수명을 최대화시키기 위해 가능한 한 전체 전류 소모를 낮추는 것이 요망된다. 또한 제품의 총 전력 소비를 최소화시키도록 최저의 가능한 전압으로 이러한 제품을 동작시키는 것이 요망된다.

종래의 무선 주파수 통신 장치는 디지탈 논리 또는 무선 주파수 회로에 필요한 주파수를 합성하기 위해 위상동기 루프와 같은 기능을 구현하는데 하나 또는 그 이상의 특정 응용 집적 회로(application specific integrated circuits; ASIC)을 사용한다. 전력을 보존하기 위해, 특정 응용 집적 회로에서 구현된 합성기 또는 다른 회로는 보통 가능한 한 낮은 전압을 사용하여 동작되어야 한다. 또한, 보다 많은 전력을 보존하기 위해, 이들 회로는 회로들 중 하나 또는 그 이상이 활성 처리(예를 들어, 신호 송신 또는 수신, 데이타 저장, 검색 또는 표시) 주기 동안에는 스위치 온되고 슬립(sleep) 또는 레스트(rest) 주기 동안에는 스위치 오프될 수 있다. 이러한 방식으로 동작한다면, 휴대용 밧대리 동작 제품은 가용한 밧테리 수명을 실질적으로 증가시킬 수 있고, 따라서, 셀룰러 전화 등과 같은 무선 통신 장치에서 사용 가능한 토크 타임(talk time)을 증가시킬 수 있다.

종래에는, 특정 응용 집적 회로에서 구현된 저전압 회로는 전형적으로 바이폴라 아날로그 또는 I²L( 집접 주입 논리) 논리 회로로 이루어졌다. 이러한 바이폴라 회로는 빈약한 고속 동작(게이트 당 0.25mA에서 동작하는 I²L은 전형적으로 50kHz에서만 동작 가능함), 동적 범위의 결핍(종래의 저전압 아날로그 회로는 전형적으로 200mV의 포화점을 갖고, 1V 전원으로부터 600mV 미만의 범위를 생성) 및 온도에 따른 진성 동작 특성의 극도의 변화와 같은 문제를 겪고 있다.

그러므로, 요구되는 것은 저전압 CMOS(상보적 금속 산화물 반도체) 공정 및 적절한 회로 토폴로지(topologies)는 설계자로 하여금 무선 주파수 통신 장치 내의 특정 응용 집적 회로를 사용하여 아날로그와 디지탈 기능 모두를 달성하게 허용하는 것이다. 이와 같이, 저전압 CMOS 설계는 비교할 만한 바이폴라 설계보다 상당히 낮은 전력으로 동작할 것이다. 또한, 절전 모드에서 동작될 때, CMOS 설계는 개선된 회로 성능 특성을 제공하면서 보다 효과적으로 전력을 보존할 수 있다.

[발명의 요약]

따라서, 본 발명의 제1 국면에서는, 상보적 캐스코드(cascode) 푸쉬-풀 증폭기 회로는 바이어스 발생기, 상보적 바이어스 발생기, 캐스코드 입력단, 캐스코드 출력단, 상보적 캐스코드 입력단, 및 상보적 캐스코드 출력단을 포함한다. 바이어스 발생기는 바이어스 제어 입력에 접속된 제1 입력 신호에 응답한다. 바이어스 발생기는 바이어스 노드에서 바이어스 제어 전압을 발생시킨다. 상보적 바이어스 발생기는 상보적 바이어스 제어 입력에 접속된 제2 입력 신호에 응답한다. 상보적 바이어스 발생기는 바이어스 노드에서 상보적 바이어스 제어 전압을 발생시킨다.

캐스코드 입력단은 제1 및 제2 입력과 출력을 갖는다. 제1 입력은 출력 및 바이어스 제어 입력에 접속된다. 제1 입력도 또한 제1 입력 신호에 접속된다. 캐스코드 출력단은 캐스코드 입력단의 제1 및 제2 입력에 접속된 제1 및 제2 입력을 갖는다. 캐스코드 출력단은 또한 제1 입력 신호와 발생된 바이어스 제어 전압에 응답하여 출력 전류 신호의 제1 부분을 발생시키기 위해 공통 출력 단자에 접속된 출력을 갖는다.

상보적 캐스코드 입력단은 제1 및 제2 입력과 출력을 갖는다. 제1 입력은 출력 및 제1 상보적 바이어스 제어 입력에 접속된다. 제1 입력은 또한 제2 입력 신호에 접속된다. 상보적 캐스토드 출력단은 상보적 캐스코드 입력단의 제1 및 제2 입력에 접속된다. 상보적 캐스코드 출력단은 또한 제2 입력 신호와 발생된 상보적 바이어스 제어 전압에 응답하여 출력 전류 신호의 제2 부분을 발생시키기 위해 공통 출력 단자에 접속된 출력을 갖는다.

따라서, 본 발명의 제2 국면에서는, 선택 호출 무선 수신 장치는 무선 신호를 수신한다. 선택 호출 무선 수신 장치는 선택 호출 신호를 변환하며 복조하기 위한 수신기, 수신기에 접속되고 무선 신호 내의 정보를 회복하기 위한 제어기, 및 제어기에 접속되어 응답하고, 회복된 정보에 따라 경보 신호를 발생하기 위한 경보 장치를 포함한다. 수신기와 제어기 중의 적어도 일부는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로를 포함한다.

상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로는 바이어스 발생기, 상보적 바이어스 발생기, 캐스코드 입력단, 캐스코드 출력단, 상보적 캐스코드 입력단, 및 상보적 캐스코드 출력단을 포함한다. 바이어스 발생기는 바이어스 제어 입력에 접속된 제1 입력 신호에 응답한다. 바이어스 발생기는 바이어스 노드에서 바이어tm 제어 전압을 발생시킨다. 상보적 바이어스 발생기는 상보적 바이어스 제어 입력에 접속된 제2 입력 신호에 응답한다. 상보적 바이어스 발생기는 상보적 바이어스 노드에서 상보적 바이어스 제어 전압을 발생시킨다.

캐스코드 입력단은 제1 및 제2 입력과 출력을 갖는다. 제1 입력은 출력 및 바이어스 제어 입력에 접속된다. 제1 입력은 또한 제1 입력 신호에 접속된다. 캐스코드 출력단은 캐스코드 입력단의 제1 및 제2 입력에 접속된 제1 및 제2 입력을 갖는다. 캐스코드 출력단은 또한 제1 입력 신호와 발생된 바이어스 제어 전압에 응답하여 출력 전류신호의 제1 부분을 발생시키기 위해 공통 출력 단자에 접속된 출력을 갖는다.

상보적 캐스코드 입력단은 제1 및 제2 입력과 출력을 갖는다. 제1 입력은 출력 및 제1 상보적 바이어스 제어 입력에 접속된다. 제1 입력은 제2 입력 신호에 접속된다. 상보적 캐스코드 출력단은 상보적 캐스코드 입력단의 제1 및 제2 입력에 접속된 제1 및 제2 입력을 갖는다. 상보적 캐스코드 출력단은 또한 제2 입력 신호와 발생된 상보적 바이어스 제어 전압에 응답하여 출력 전류 신호의 제2 부분을 발생시키기 위해 공통 출력 단자에 접속된 출력을 갖는다.

[발명의 상세한 설명]

제1도를 참조하면, 무선 통신 시스템의 양호한 실시예는 통상적인 공중 전화 교환망(PSTN)에 의해 무선 주파수 송신시/수신기(103)의 동작을 감시하고 인바운드(inbound) 및 아웃바운드(outbound) 어드레스를 각각의 지상선과 셀룰러 무선 전화 어드레싱 요건과 호환될 수 있는 포맷으로 엔코드하고 디코드하는 시스템 제어기(102)에 접속된 전화(101)를 포함한다. 시스템 제어기(102)는 또한 무선 주파수 송신기/수신기(103)에 의해 전송하기 위해 페이징 메시지를 엔코딩하는 기능을 할 수 있다. 전화 신호는 무선 주파수 송신기/수신기(103)에 접속된 적어도 하나의 안테나(104)에 의해 무선 전화(105)에 송신되고 무선 전화(105)로부터 수신된다.

무선 주파수 송신기/수신기(103)은 또한 페이징 메시지를 선택 호출 수신기(106)에 전송하는데 사용될 수 있다.

시스템 제어기(102)는 셀룰러, 시뮬캐스트, 마스터/슬래이브, 또는 임의의 통상적인 넓고 국부적인 영역 유효 범위 방식의 혼합을 허용하는 분배 전송 제어 환경에서 동작할 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 또한 본 기술에 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있듯이, 전화 및 페이징 기능은 독립적으로 또는 네트워크식으로 동작할 수 있는 별도의 시스템 제어기 내에 상주할 수 있다.

제2도를 참조하면, 밧테리(201)로 전원이 공급되는 무선 전화(105)의 블럭도가 도시되어 있다. 무선 주파수 신호는 안테나(202)에 의해 수신 및 송신된다.

안테나는 듀플렉서(205)에 의해 수신기(203)과 송신기(204)에 접속된다. 수신된 신호는 수신된 신호 내에 포함된 임의의 정보를 회복시키기 위해 수신기(203)으로 부터 제어 회로(206)에 접속된다. 이 회복된 정보는 다음에 경보 장치(207)(셀룰러 무선 전화의 경우에는 링거)을 작동시키고, 호출에 응답한 후에 전화 접속을 지속시키는데 사용될 수 있다. 전화 접속이 완료될 때, 사용자는 스피커(208) 및 마이크로폰(209)를 통하여 다른 통화자와 음성적으로 통화할 수 있다. 제어 회로(206)은 회복된 오디오 신호를 스피커(208)에 보내고 이 스피커는 전기적 에너지를 음향 에너지로 변환하여 사용자가 임의의 통화를 들을 수 있게 된다. 마이크로폰(209)는 음향 에너지를 송신기(204)에 의해 발생되는 무선 주파수 캐리어를 변조하는데 있어서 제어 회로(206)에 의해 사용하기 위한 전기적 에너지로 변환시키는데 사용된다.

사용자는 적절한 제어(201)을 선택하고 통화할 상대방의 번호를 누름으로써 호출을 초기화할 수 있다. 번호를 눌러 송신할 때, 눌러진 다음에 송신된 번호를 확인하는 시각적 피드백을 사용자에게 제공하기 위하여, 번호가 디스플레이(211)상에 나타날 수 있다.

제3도를 참조하면, 밧테리(312)로 전원이 공급되는 선택 호출 수신기(106)의 블럭도가 도시되어 있다. 선택 호출 수신기는 안테나(313)을 통해 신호를 수신하도록 동작한다. 수신된 신호는 안테나(313)으로 부터 수신기(314)에 보내진다. 수신기(314)는 통상적인 기술을 사용하여 수신된 신호를 복조하도록 동작하고, 복조된 신호를 제어 회로(315)에 보내고, 이 제어 회로는 수신된 신호 내에 포함된 정보를 회복한다. 회복된 정보와 사용자 제어(316)에 따라, 선택 호출 수신기는 디스플레이(317) 등에 의해 정보의 적어도 일부를 표시할 수 있고 메시지가 수신된 감지 경보 장치(318)을 통해 사용자에게 알린다.

무선 전화와 선택 호출 수신기의 양호한 실시예에서, 관련된 제어 회로(206,315)는 신호 처리기(예를 들어, 디코더), 통상의 신호 멀티플렉서, 다른 무선부에 조정된 전압을 공급하는 전압 조정기와 같은 기능을 구현하는 마이크로프로세서 또는 특정 응용 집적 회로를 포함할 수 있다. 다르게는, 관련된 제어 회로(206,315)는 A/D, D/A 변환기, 프로그래머블 I/O 포트, 제어 버스, 빛이나 온도 조건 등의 환경 감지 회로, 오디오 전력 증폭기 회로, 제어 인터페이스 회로, 클럭 또는 국부 발진기 주파수 합성기, 및 디스플레이 조명 디스플레이와 같은 특징을 포함한다. 이들 소자들은 보통 고객이 요구하는 무선 전화 또는 선택 호출 수신기를 포함하는 상용화 가능한 특징을 제공하도록 조립된다.

제4도를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 사용하기에 적합한 자기 바이어스(self biased) 캐스도트 전류 미러단(400)의 전기적 개략도가 도시되어 있다. 자기 바이어스 캐스코드 전류 미러단(400)은 N-채널 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSEFT)(410, 411, 412, 415, 416 및 417)과 반드시 동일할 필요가 없는 트랜지스터 이득을 갖는 P-채널 MOSFET 트랜지스터(413 및 414)를 포함한다. 캐스코드 입력 트랜지스터 쌍은 트랜지스터(416 및 417)을 포함한다. 캐스코드 출력 트랜지스터 쌍은 트랜지스터(410 및 411)을 포함한다. 트랜지스터(412, 413, 414 및 415)를 포함하는 자기 바이어싱 회로는 바이어스 노드(428)에서 1이득의 자기 바이어스 전압을 제공하며, 이 노드는 트랜지스터(412)의 게이트 및 트랜지스터(413)의 드레인에 접속된 캐스코드 입력 및 출력 트랜지스터(410 및 416)의 게이트들을 포함한다. 본 기술에 숙련된 자에게 공지된 방식으로, 바이어스 입력 트랜지스터(415)는 입력 신호(420)에 응답하고, 바이어스 입력 전류를 트랜지스터(414)를 통과하게 하며, 트랜지스터(414)는 미러 제어 노드(425)에서 미러 바이어스 전류를 발생시키는 바이어스 전류 미러 입력 트랜지스터 회로이고, 이 미러 바이어스 신호는 바이어스 입력 전류에 비례하는 바이어스 전류 미러 출력 트랜지스터(413) 내에 미러 전류를 발생시킨다. 함께 접속되어 있고 바이어스 입력 트랜지스터(415)의 드레인에 접속된 바이어스 전류 미러 트랜지스터(413 및 414)의 공통 게이트들은 바이어스 미러 제어 노드(425)를 포함한다. 바이어스 전류 미러 출력 트랜지스터(413)은 바이어스 노드(427) 상의 자기 바이어스 전압을 다이오드 트랜지스터 출력에서 발생시키는 바이어스 입력 전류에 응답하여, 다이오드 접속 트랜지스터인 트랜지스터(412)를 통과하는 바이어스 출력 전류를 바이어스 노드(427)에서 발생시킨다. 입력 신호(420)은 트랜지스터(417, 415 및 411)의 게이트들 및 트랜지스터(416)의 드레인에 접속된다. 트랜지스터(416)의 소스는 트랜지스터(417)의 드레인에 접속된다. 트랜지스터(410)의 소스는 트랜지스터(411)의 드레인에 접속된다. 출력(430)은 트랜지스터(410)의 드레인에 접속된다. 바이어스 전류 미러 트랜지스터(413 및 414)의 소스들은 제1 기준 전압(435)보다 양의 값인 제2 기준 전압(437)에 접속된다. 트랜지스터(417, 415 및 411)의 소스들은 제1 기준 전압에 접속된다. 부트 스트랩 바이어스된 자기 바이어스 캐스코드 전류 미러단(400)은 출력(430)에 높은 출력 임피던스 전류를 발생시키고, 이 전류는 입력(420)의 입력 전류에 실질적으로 비례한다.

제5도를 참조하면, 상술한 무선 통신 장치(선택 호출 수신기(106) 및 휴대용 무선 전화)의 수신기(314) 및 수신기(203)에 사용하기 위한 상보적 캐스코드 미러 증폭기(500)이 본 발명의 제1의 다른 실시예에 따라 도시되어 있다. 상보적 캐스코드 미러 증폭기(500)은 본 기술에 숙련된 자에게 공지된 자동 주파수 제어 기능을 위해 주파수 에러 신호를 증폭하기 위해 수신기의 IF 단의 출력에 접속되나, 증폭기는 또한 주파수 합성 국부 발진기에 사용하기 위한 제어기(206 및 315)와, 디스플레이(211 및 317)에서와 같이, 선택 호출 수신기(106) 및 휴대용 무선 전화(105) 내의 다른 응용에서 사용될 수 있다. 상보적 캐스코드 전류 미러단(480)은 반드시 동일할 필요가 없는 트랜지스터 이득을 갖는 트랜지스터(450, 451, 452, 453, 454, 456 및 457)을 포함한다. 도면을 살펴보면 알 수 있는 바와 같이, P-채널 MOSFET 트랜지스터(450, 451, 452 및 455)와 N-채널 MOSFET 트랜지스터(453 및 454)의 상호 접속은 제4도 내의 N-채널 MOSFET(410, 411, 412, 415, 416 및 417)과 P-채널 MOSFET 트랜지스터(413 및 414)의 각각의 상호 접속과 동일하되 제1 및 제2 기준 준압(435 및 437)이 반전되어 있다. 바이어스 미러 제어 노드(465) 및 바이어스 노드(467)은 자기 바이어스 캐스코드 전류 미러단(400) 내의 바이어스 미러 제어 노드(425) 및 바이어스 노드(427)에 대응하는 노드들이다. 상보적 자기 바이어스 캐스코드 미러단(480)은 자기 바이어스 캐스코드 미러단(400)과 동일한 방식으로 동작한다. 자기 바이어스 미러단(400)과 상보적 자기 바이어스 캐스코드 미러단(480)은 공통 출력(510)을 형성하도록 그들의 출력에서 결합된다. 캐스코드 전류 미러단(400)과 상보적 캐스코드 전류 미러단(480)은 전류가 입력 신호(421)의 전류에 비례하여 출력(510)의 푸쉬 부를 제공하도록 트랜지스터(450)에 의해 나오고,입력 신호(420)의 전류에 비례하여 출력(510)의 풀부를 제공하도록 트랜지스터(410)에 의해 들어가는 상보적 푸쉬-풀 캐스코드 미러 증폭기(500)을 함께 형성한다. B급 동작에서 동작될 때 자기 바이어스 캐스코드 전류 미러단(400 또는 480)은 전류를 출력(510)으로 흐르게 하고, 다른 것은 비활성된다.

이제 제6도를 참조하면, 상술한 통신장치(선택 호출 수신기(106) 및 휴대용 무선 전화)의 수신기(314) 및 수신기(203)에서 사용하기 위한 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(600)이 본 발명의 제2의 다른 실시예에 따라 도시되어 있다. 본 발명의 이 제2의 다른 실시예는 동일한 응용에 사용되고 아래에 설명되는 바와 같이, 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(500)보다 우수하게 동작한다. 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(600)은 본 기술에 숙련된 자에게 공지된 자동 주파수 제어 기능을 위해, 주파수 에러 신호를 증폭하기 위해 수신기의 IF 단의 출력에 접속되나, 이 증폭기는 주파수 합성 국부 발진기와 같은 광범위하고 다양한 기능에 동일하게 사용될 수 있다. 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(600)은 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(500)과 매우 유사하나, 다음의 점이 다르다. 트랜지스터 (414)가 없고, 트랜지스터(413)이 트랜지스터(610)으로 대체되고, 바이어스 미러 제어 노드(425)가 바이어스 노드(467)에 접속되어 있고, 공통 바이어스 노드(620)을 형성한다는 점이다. 트랜지스터(610)은 적절한 전류 미러 동작을 제공하도록 이득이 트랜지스터(452)의 이득과 거의 정합하도록 변경된다는 점에서 트랜지스터(413)과 다르다.

B급 동작에서, 트랜지스터(412, 415, 610, 452, 453, 454 및 455)를 포함하는 특정한 자기 바이어스 회로는 푸쉬 및 풀 신호에 대해 1 이득 증폭기로서 기능한다. 그러나, 이것은 또한 바이어스 신호를 공유하도록 작동하여, 임의의 발생된 캐스코드 바이어스가 단(400)과 단(480)에 공통으로 인가된다. 순수 효과는 공통 게이트 트랜지스터(410 및 450)에 인가된 차동-모드 신호로부터의 부트스트랩된 자기 바이어스를 공통 모드 신호로 변환한다는 것이다. 자기 바이어스 캐스코드 전류 미러단(400 및 480)의 구성으로 인해, 공통 모드 신호는 상쇄되고 차동 모드 신호만이 출력(510)에 나타난다. 차동 모드 신호가 입력 및 출력 캐스코드 트랜지스터 쌍에서 공통 소스 트랜지스터(411 및 451)에 의해 여전히 제어되기 때문에, 나아가, 회로가 B급 동작에서 사용될 때 이들 트랜지스터(411 및 451) 중의 하나만이 도전되기 때문에, 트랜지스터(410 및 450)의 캐패시턴스를 빼내기 위해 게이트에 의해 출력에 결합된 공통 모드 신호는 상쇄되고, 용량성 부하가 없는 것처럼 출력 임피던스가 상승한다. 출력 임피던스의 이러한 상승은 본 기술에 숙련된 자에게 공지된 밀러 효과의 제거에 의한 것이고, 제5도와 관련하여 설명된 대안 실시예에서 나타난다.

다른 대안 실시예에서, 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(600)의 공통 바이어스 노드(620)은 상보적 캐스코드 전류 미러단(480)의 바이어스 미러 제어 노드(465)를 캐스코드 전류 미러단(400)의 바이어스 노드(427)에 접속하고, 트랜지스터(414) 대신에 트랜지스터(454)를 제거하며, 이득이 변경된 트랜지스터로 트랜지스터(453)을 대체함으로써 형성될 수 있다. 그러나. 이 방법은 상술한 제2의 다른 실시예만큼은 그 다지 양호하지 않다. 왜냐하면, 참조 번호(452)와 같은 N-채널 트랜지스터를 구현하는데 전형적으로 사용되는 기술은 신호에 응답하여 참조 번호(412)와 같은 P-채널 트랜지스터 보다 빠르게 동작한다.

제7도를 참조하면, 상술한 통신 장치(선택 호출 수신기(106) 및 휴대용 무선 전화)의 수신기 (314) 및 수신기(203)에 사용하기위한 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(700)이 본 발명의 양호한 실시예에 따라 도시되어 있다. 본 발명의 이 양호한 실시예는 동일한 응용에 사용되고 아래에 설명되는 바와 같이, 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(600) 보다 우수하게 동작한다. 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(700)은 본 기술에 숙련된 자에게 공지된 자동 주파수 제어 기능을 위해, 주파수 에러 신호를 증폭하기 위해 수신기의 IF 단의 출력에 접속되나, 이 증폭기는 주파수 합성 국부 발진기와 같은 광범위하고 다양한 기능에 동일하게 사용될 수 있다. 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(700)은 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(600)과 매우 유사하나, 다음의 점이 다르다. 트릭클(trickle) 바이어스 트랜지스터(710)이 회로에 부가되어 있다는 점이다. 트릭클 바이어스 트랜지스터(710)의 게이트는 트릭클 바이어스 신호(720)에 접속되고, 드레인은 공통 바이어스 노드(620)에 접속되며, 소스는 제2 기준 전압에 접속된다. 트릭클 바이어스 트랜지스터(710)은 본 기술에 숙련된 자에게 공지된 방식으로 발생된 적절한 바이어스 전압이 바이어스 입력(720)에 접속될 때, 공통 바이어스 노드(620)에 적은 (트릭클) 바이어스 전류를 제공한다. 트릭클 바이어스 전류는 노드(427 및 620)에서 발생된 자기 바이어스 전압이 각각의 제1 및 제2 기준 전압에 매우 가깝게 되는 것을 방지하는데, 이것이 방지되지 않는다면, 캐스코드단의 동작이 부임계 레벨로 동작하게 된다. 트릭클 바이어스 전류가 출력(510)에서 공통 모드 신호이므로, 그리고 트릭클 바이어스 전류가 각 캐스코드 출력 쌍에서 공통 게이트 트랜지스터(410 및 450)에만 인가되므로, 트릭클 바이어스 전류는 출력(510)에서 출력 전류를 변경하지 않으나, 트릭클 바이어스 전류는 공통 게이트 트랜지스터(410 및 450) 상에 전하를 유지시킴으로써 저출력 전류로부터 고출력 전류로의 상보적 푸쉬 풀 캐스코드 미러 증폭기(700)의 동작의 보다 신속한 전이를 하게 한다.

그러므로, 상보적 캐스코드 전류 미러단(480)의 바이어스 노드(467)을 캐스코드 전류 미러단(400)의 바이어스 미러 제어 노드(425)에 특정하게 접속시킨다면, 상보적 캐스코드 미러 증폭기의 다른 실시예들 보다 상당히 높은 출력 임피던스를 갖는 상보적 캐스코드 미러 증폭기(600)을 가능하게 하고, 트릭클 바이어스의 포함은 빠른 응답을 제공한다는 것을 알 수 있다.

Claims

바이어스 제어 입력에 집속된 제1 입력 신호(420)에 응답하여, 바이어스 노드(427)에 바이어스 제어 전압을 발생시키는 바이어스 발생기, 상보적 바이어스 제어 입력에 접속된 제2 입력 신호(421)에 응답하여, 상보적 바이어스 노드(467)에 상보적 바이어스 제어 전압을 발생시키는 상보적 바이어스 발생기, 제1 및 제2 입력과 출력을 갖고 있고, 상기 제1 입력은 상기 출력 및 상기 바이어스 제어 입력과, 상기 제1 입력 신호(420)에 접속되는, 캐스코드 입력단(416, 417), 상기 캐스코드 입력단의 상기 제1 및 제2 입력에 접속된 제1 및 제2 입력을 가지며, 상기 제1 입력 신호(420)과 발생된 상기 바이어스 제어 전압에 응답하여 출력 전류 신호의 제1 부분을 발생시키기 위해 공통 출력 단자(510)에 접속된 출력을 가지는 캐스코드 출력단(410, 411), 제1 및 제2 입력과 출력을 갖고 있고, 상기 제1 입력은 상기 출력 및 상기 제1 상보적 바이어스 제어 입력과, 상기 제2 입력 신호(421)에 접속된 상보적 캐스코드 입력단(456, 457), 및 상기 상보적 캐스코드 입력단의 상기 제1 및 제2 입력에 접속된 제1 및 제2 입력을 가지며, 상기 제2 입력 신호(421) 및 발생된 상기 상보적 바이어스 제어 전압에 응답하여 출력 전류 신호의 제2 부분을 발생시키기 위해 공통 출력 단자(510)에 접속된 출력을 가지는 상보적 캐스코드 출력단(450, 451)을 포함하는 것을 특징으로 하는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로.
제1항에 있어서, 상기 캐스코드 입력단(416, 417)은 캐스코드 구성으로 접속된 제1형의 제1 및 제2 전계 효과 트래지스터를 포함하고, 상기 캐스코드 출력단(410, 411)은 또한 캐스코드 구성으로 접속된 제1형의 제1 및 제2 전계 효과 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로.
제1항에 있어서, 상기 상보적 캐스코드 입력단(416, 417)은 캐스코드 구성으로 접속된 제2형의 제1 및 제2 전계 효과 트랜지스터를 포함하고, 상기 상보적 캐스코드 출력단(410, 411)은 또한 캐스코드 구성으로 접속된 제2형의 제1 및 제2 전계 효과 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로.
제1항에 있어서, 상기 바이어스 발생기는 제1 입력 신호(420)에 접속된 제어 입력을 갖고, 드레인 단자에 제1 입력 신호(420)의 전압에 비례하는 바이어스 입력 전류를 발생하는 제1형의 바이어스 입력 증폭기(415), 상기 바이어스 입력 증폭기(415)의 드레인 단자에 접속된 제어 입력을 가지며, 바이어스 입력 전류에 비례하는 바이어스 출력 전류를 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(414, 413)의 드레인 단자에 발생하는 제2형의 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(414, 413), 및 다이오드 접속 증폭기(412)의 제어 입력 및 드레인 단자의 접속을 포함하는 상기 바이어스 노드(427)을 가지며, 상기 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(414, 413)의 드레인 단자에 접속되며, 바이어스 출력 전류에 응답하여 자기 바이어스 전압을 발생시키는 제1형의 다이오드 접속 증폭기(412)를 포함하고, 상기 상보적 바이어스 발생기는 제1 입력 신호(421)에 접속된 제어 입력을 갖고, 드레인 단자에 제2 입력 신호(421)의 전압에 비례하는 상보적 바이어스 입력 전류를 발생시키는 제2형의 상보적 바이어스 입력 증폭기(455), 상기 상보적 바이어스 입력 증폭기(455)의 드레인 단자에 접속된 제어 입력을 가지며, 상보적 바이어스 입력 전류에 비례하는 상보적 바이어스 출력 전류를 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(454, 453)의 드레인 단자에 발생하는 제1형의 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(454, 453), 및 상보적 다이오드 접속 증폭기(452)의 제어 입력 및 드레인 단자의 접속을 포함하는 상기 상보적 바이어스 노드(467)을 가지며, 상기 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(454, 453)의 드레인 단자에 접속되며, 상보적 바이어스 출력 전류에 응답하여 상보적 자기 바이어스 전압을 발생시키는 제1형의 상보적 다이오드 접속 증폭기(452)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로.
제1항에 있어서, 상기 상보적 바이어스 노드(467)은 공통 바이어스 노드(620)에서 상기 바이어스 발생기에 접속되고, 상기 제1 입력 신호(420)과 상기 제2 입력 신호(421) 내에 나타나는 공통 모드 신호들은 상기 공통 출력 단자(510)에서 발생된 상기 출력 전류 신호 내에서 효과적으로 상쇄되는 것을 특징으로 하는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로.
제5항에 있어서, 트릭클 바이어스 전류를 발생시키기 위해 상기 공통 바이어스 노드(620)에 접속된 트릭클 바이어스 발생기(710)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로.
제5항에 있어서, 상기 바이어스 발생기는 제1 입력 신호(420)에 접속된 제어 입력을 갖고, 드레인 단자에 제1 입력 신호(420)의 전압에 비례하는 바이어스 입력 전류를 발생하는 제1형의 바이어스 입력 증폭기(415), 상기 바이어스 입력 증폭기(415)의 드레인 단자 및 상기 공통 바이어스 노드(620)에 접속된 제어 입력을 가지며, 상기 공통 바이어스 노드(620) 내의 바이어스 입력 전류에 비례하는 바이어스 출력 전류를 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(610)의 드레인 단자에 발생하는 제2형의 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(610), 및 다이오드 접속 증폭기(412)의 제어 입력 및 드레인 단자의 접속을 포함하는 상기 바이어스(427)을 가지며, 상기 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(610)의 드레인 단자에 접속되며, 바이어스 출력 전류에 응답하여 자기 바이어스 전압을 발생시키는 제1형의 다이오드 접속 증폭기(412)를 포함하고, 상기 상보적 바이어스 발생기는 제1 입력 신호(421)에 접속된 제어 입력을 갖고, 드레인 단자에 제1 입력 신호(421)의 전압에 비례하는 상보적 바이어스 입력 전류를 발생하는 제2형의 상보적 바이어스 입력 증폭기(455), 상기 상보적 바이어스 입력 증폭기(455)의 드레인 단자에 접속된 제어 입력을 가지며, 상기 공통 노드(620) 내의 상보적 바이어스 입력 전류에 비례하는 상보적 바이어스 출력 전류를 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(454, 453)의 드레인 단자에 발생하는 제1형의 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(454, 453), 및 상보적 다이오드 접속 증폭기(452)의 제어 입력 및 드레인 단자의 접속을 포함하는 상기 상보적 바이어스 노드(467)을 가지며, 상기 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(454, 453)의 드레인 단자에 접속되며, 상보적 바이어스 출력 전류에 응답하여 상보적 자기 바이어스 전압을 발생시키는 제1형의 상보적 다이오드 접속 증폭기(452)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로.
제5항에 있어서, 상기 바이어스 발생기는 제1 입력 신호(420)에 접속된 제어 입력을 갖고, 드레인 단자에 제1 입력 신호(420)의 전압에 비례하는 바이어스 입력 전류를 발생하는 제1형의 바이어스 입력 증폭기(415), 상기 바이어스 입력 증폭기(415)의 드레인 단자 및 상기 공통 바이어스 노드(620)에 접속된 제어 입력을 가지며, 상기 공통 바이어스 노드(620) 내의 바이어스 입력 전류에 비례하는 바이어스 출력 전류를 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(610)의 드레인 단자에 발생하는 제2형의 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(610), 및 다이오드 접속 증폭기(412)의 제어 입력 및 드레인 단자의 접속을 포함하는 상기 바이어스(427)을 가지며, 상기 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(610)의 드레인 단자에 접속되며, 바이어스 출력 전류에 응답하여 자기 바이어스 전압을 발생시키는 제1형의 다이오드 접속 증폭기(412)를 포함하고, 상기 상보적 바이어스 발생기는 제1 입력 신호(421)에 접속된 제어 입력을 갖고, 드레인 단자에 제1 입력 신호(421)의 전압에 비례하는 상보적 바이어스 입력 전류를 발생하는 제2형의 상보적 바이어스 입력 증폭기(455), 상기 상보적 바이어스 입력 증폭기(455)의 드레인 단자에 접속된 제어 입력을 가지며, 상기 공통 노드(620) 내의 상보적 바이어스 입력 전류에 비례하는 상보적 바이어스 출력 전류를 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(454, 453)의 드레인 단자에 발생하는 제1형의 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(454, 453), 및 상보적 다이오드 접속 증폭기(452)의 제어 입력 및 드레인 단자의 접속을 포함하는 상기 상보적 바이어스 노드(467)을 가지며, 상기 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(454, 453)의 드레인 단자에 접속되며, 상보적 바이어스 출력 전류에 응답하여 상보적 자기 바이어스 전압을 발생시키는 제1형의 상보적 다이오드 접속 증폭기(452)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로.
제8항에 있어서, 트릭클 바이어스 전류를 발생시키기 위해 상기 공통 바이어스 노드(620)에 접속된 트릭클 바이어스 발생기(710)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로.
제8항에 있어서, 상기 바이어스 발생기는 제1 입력 신호(420)에 접속된 제어 입력을 갖고, 드레인 단자에 제1 입력 신호(420)의 전압에 비례하는 바이어스 입력 전류를 발생하는 제1형의 바이어스 입력 증폭기(415), 상기 바이어스 입력 증폭기(415)의 드레인 단자에 접속된 제어 입력을 가지며, 상기 공통 노드 내의 바이어스 입력 전류에 비례하는 바이어스 출력 전류를 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(414, 413)의 드레인 단자에 발생하는 제2형의 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(414, 413), 및 다이오드 접속 증폭기(412)의 제어 입력 및 드레인 단자의 접속을 포함하는 상기 바이어스 노드(427)을 가지며, 상기 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(414, 413)의 드레인 단자에 접속되며, 상보적 바이어스 출력 전류에 응답하여 상보적 자기 바이어스 전압을 발생시키는 제1형의 다이오드 접속 증폭기(412)를 포함하고, 상기 상보적 바이어스 발생기는 제1 입력 신호(421)에 접속된 제어 입력을 갖고, 드레인 단자에 제1 입력 신호(421)의 전압에 비례하는 상보적 바이어스 입력 전류를 발생하는 제2형의 상보적 바이어스 입력 증폭기(455), 상기 상보적 바이어스 입력 증폭기(455)의 드레인 단자에 접속된 제어 입력을 가지며, 상기 공통 바이어스 노드(620) 내의 바이어스 입력 전류에 비례하는 상보적 바이어스 출력 전류를 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(610)의 드레인 단자에 발생하는 제1형의 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(610), 및 상보적 다이오드 접속 증폭기(452)의 제어 입력 및 드레인 단자의 접속을 포함하는 상기 상보적 바이어스 노드(467)을 가지며, 상기 상보적 바이어스 전류 미러 출력 증폭기(610)의 드레인 단자에 접속되며, 상보적 바이어스 출력 전류에 응답하여 상보적 자기 바이어스 전압을 발생시키는 제1형의 상보적 다이오드 접속 증폭기(452)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로.
무선 신호를 수신하기 위한 선택 호출 무선 수신 장치에 있어서, 상기 선택 호출 무선 수신 장치는 선택 호출 신호를 변환하여 복조하는 수신기, 상기 수신기에 결합되고, 무선 신호 내의 정보를 회복하는 제어기, 및 상기 제어기에 접속되어 이 제어기에 응답하며, 상기 회복된 정보에 따라 경보 표시를 발생하는 경보 장치를 포함하고, 상기 수신기와 상기 제어기 중 적어도 하나의 부분은 바이어스 제어 입력에 접속된 제1 입력 신호(420)에 응답하여, 바이어스 노드(427)에 바이어스 제어 전압을 발생시키는 바이어스 발생기, 상보적 바이어스 제어 입력에 접속된 제2 입력 신호(421)에 응답하여, 상보적 바이어스 노드(467)에 상보적 바이어스 제어 전압을 발생시키는 상보적 바이어스 발생기, 제1 및 제2 입력과 출력을 갖고 있고, 상기 제1 입력은 상기 출력 및 상기 바이어스 제어 입력과, 상기 제1 입력 신호(420)에 접속되는 , 캐스코드 입력단(416, 417), 상기 캐스코드 입력단의 상기 제1 및 제2 입력에 접속된 제1 및 제2 입력을 가지며, 상기 제1 입력 신호(420)과 발생된 상기 바이어스 제어 전압에 응답하여 출력 전류 신호의 제1 부분을 발생시키기 위해 공통 출력 단자(510)에 접속된 출력을 가지는 캐스코드 출력단(410, 411), 제1 및 제2 입력과 출력을 갖고 있고, 상기 제1 입력은 상기 출력 및 상기 제1 상보적 바이어스 제어 입력과 상기 제2 입력 신호(421)에 접속된 상보적 캐스코드 입력단(456, 457), 및 상기 상보적 캐스코드 입력단의 상기 제1 및 제2 입력에 접속된 제1 및 제2 입력을 가지며, 상기 제2 입력 신호(421) 및 발생된 상기 상보적 바이어스 제어 전압에 응답하여 출력 전류 신호의 제2 부분을 발생시키기 위해 공통 출력 단자(510)에 접속된 출력을 가지는 상보적 캐스코드 출력단(450, 451)를 포함하는 상보적 캐스코드 푸쉬-풀 증폭기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택 호출 무선 수신 장치.