KR102683473B1 - 수동 믹서, 이의 동작 방법, 및 이를 포함하는 장치 - Google Patents

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Abstract

수동 믹서의 입력 매칭 방법과 장치에 관한 기술이 개시된다. 일 실시예에 따른 수동 믹서는, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함하는 차동 트랜지스터 쌍; 일단이 상기 제1 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제1 인덕터; 일단이 상기 제2 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제2 인덕터; 및 일단이 알에프 신호를 수신하고 타단이 접지와 연결되는 제3 인덕터를 포함할 수 있다.

Description

수동 믹서, 이의 동작 방법, 및 이를 포함하는 장치{A PASSIVE MIXER, METHOD OF OPERATING THEREOF, AND DEVICES INCLUDING THE SAME}
아래의 개시는 수동 믹서, 이의 동작 방법 및 이를 포함하는 장치에 관한 것이다.
수동 믹서(passive mixer)는 차동 쌍(differential pair)을 이루는 트랜지스터 및 게인 스테이지로 구성된다. 수동 믹서는 트랜지스터 쌍의 입력 단자에 RF 입력 단자를 연결하며, 트랜지스터 쌍의 출력 단자에 게인 스테이지를 연결하여 구성된다. 트랜지스터 쌍은 스위치로서 믹서의 핵심적인 역할을 수행한다.
수동 믹서는 게인 스테이지의 임피던스가 RF 입력 단자에서 그대로 보일 수 있다. 수동 믹서를 이용한다면 입력 매칭과 게인 스테이지 디자인 사이의 트레이드 오프 관계가 발생하는 문제가 야기될 수 있다.
실시예들은 높은 선형성과 낮은 노이즈 특성을 유지하면서, 낮은 이득, 및 입력 매칭과 게인 스테이지 디자인 사이의 트레이드 오프 문제를 개선한 수동 믹서를 제공할 수 있다.
다만, 기술적 과제는 상술한 기술적 과제들로 한정되는 것은 아니며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 실시예에 따른 수동 믹서는, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함하는 차동 트랜지스터 쌍; 일단이 제1 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제1 인덕터; 일단이 상기 제2 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제2 인덕터; 일단이 RF 신호를 수신하고 타단이 접지와 연결되는 제3 인덕터를 포함할 수 있다.
상기 제1 인덕터, 상기 제2 인덕터, 및 상기 제3 인덕터는 각각 상호 유도 결합되어 3개의 변압기를 구성할 수 있다.
상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터는 상호 인덕턴스를 증가시키는 방향으로 배치될 수 있다.
상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터는 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 하나로 동일하게 권취될 수 있다.
상기 알에프 신호에 대한 증폭을 수행하기 위한 게인 스테이지를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 인덕터는, 상기 일단이 상기 제1 트랜지스터의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결될 수 있다.
상기 제2 인덕터는, 상기 일단이 상기 제2 트랜지스터의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따른 수동 믹서는, 차동 트랜지스터 쌍; 접지와 연결된 접지 노드; 알에프 신호를 수신하기 위해 일단이 입력 단자에 연결되고 타단이 상기 접지 노드에 연결된 인덕터; 상기 인덕터와 자기적으로 결합하여 변압기를 구성하며, 일단이 상기 차동 트랜지스터 중 하나와 연결되고 타단이 상기 접지 노드에 연결되는 추가 인덕터를 포함할 수 있다.
상기 추가 인덕터는, 일단이 상기 차동 트랜지스터 쌍 중 어느 하나와 연결되고 타단이 상기 접지 노드와 연결되는 제1 추가 인덕터; 일단이 상기 차동 트랜지스터 쌍 중 다른 하나와 연결되고 타단이 상기 접지 노드와 연결되는 제2 추가 인덕터를 포함할 수 있다.
상기 제1 추가 인덕터 및 상기 제2 추가 인덕터는 상호 인덕턴스를 증가시키는 방향으로 배치될 수 있다.
상기 제1 추가 인덕터 및 상기 제2 추가 인덕터는 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 하나로 동일하게 권취될 수 있다.
상기 알에프 신호에 대한 증폭을 수행하기 위한 게인 스테이지를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 추가 인덕터는, 상기 일단이 상기 차동 트랜지스터 쌍 중 어느 하나의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결될 수 있다.
상기 제2 추가 인덕터는, 상기 일단이 상기 차동 트랜지스터 쌍 중 다른 하나의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따른 알에프 신호를 송수신하기 위한 트랜시버는, 국부 발진 신호를 생성하는 국부 발진기; 국부 발진 신호에 응답하여 알에프 신호를 주파수 하향 변환하는 수동 믹서를 포함하며, 상기 수동 믹서는, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함하는 차동 트랜지스터 쌍; 일단이 상기 제1 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제1 인덕터; 일단이 상기 제2 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제2 인덕터; 일단이 알에프 신호를 수신하고 타단이 접지와 연결되는 제3 인덕터를 포함할 수 있다.
상기 제1 인덕터, 상기 제2 인덕터, 및 상기 제3 인덕터는 각각 상호 유도 결합되어 3개의 변압기를 구성할 수 있다.
상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터는 상호 인덕턴스를 증가시키는 방향으로 배치될 수 있다.
상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터는 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 하나로 동일하게 권취될 수 있다.
상기 알에프 신호에 대한 증폭을 수행하기 위한 게인 스테이지를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 인덕터는, 상기 일단이 상기 제1 트랜지스터의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결될 수 있다.
상기 제2 인덕터는, 상기 일단이 상기 제2 트랜지스터의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따른 알에프 신호를 송수신하기 위한 통신 장치는, 수동 믹서를 포함하며, 상기 수동 믹서는, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함하는 차동 트랜지스터 쌍; 일단이 상기 제1 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제1 인덕터; 일단이 상기 제2 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제2 인덕터; 일단이 알에프 신호를 수신하고 타단이 접지와 연결되는 제3 인덕터를 포함할 수 있다.
도 1은 수동 믹서의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 2는 수동 믹서의 구조의 다른 예를 나타낸다.
도 3은 수동 믹서의 구조의 또 다른 예를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 수동 믹서의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5a는 일 실시예에 따른 수동 믹서에서 변압기 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 일 실시예에 따른 수동 믹서에서 변압기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 수동 믹서의 입력 임피던스 매칭을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 일 실시예에 따른 수동 믹서의 이득과 선형성 향상을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 수동 믹서를 포함하는 트랜시버의 일 예를 나타낸다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 수동 믹서의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 수동 믹서는 차동 쌍을 이루는 트랜지스터 및 게인 스테이지를 포함할 수 있다. 기존의 수동 믹서는 트랜지스터 쌍의 입력 단자에 RF 입력 단자를 연결하며, 출력 단자에 게인 스테이지를 연결하여 구성될 수 있다. 트랜지스터 쌍은 스위치로서 믹서의 핵심적인 역할을 수행할 수 있다.
기존의 수동 믹서는 높은 선형성과 낮은 노이즈 특성을 가질 수 있다. 기존의 수동 믹서는 이득이 낮을 수 있고, 게인 스테이지의 임피던스가 RF 입력 단자에서 그대로 보일 수 있다. 기존의 수동 믹서를 이용한다면, 입력 매칭과 게인 스테이지 디자인 사이의 트레이드 오프 관계가 발생하는 문제가 야기될 수 있다.
도 2는 수동 믹서의 구조의 다른 예를 나타낸다.
도 2를 참조하여, 수동 믹서의 입력 매칭을 위해 인덕터가 부가될 수 있다. 수동 믹서에는 매우 큰 직렬 인덕터(series inductor)가 요구될 수 있다. 매우 큰 직렬 인덕터는 RF 선로 손실(line loss)을 증가시켜 NF(noise fiqure)의 증가 및 이득의 감소를 야기할 수 있다. 직렬 LC 공진에 의한 매칭은 좁은 대역 성능을 야기할 수 있다. 복잡한 매칭 네트워크를 구성하더라도, RF 선로 손실의 증가로 인한 NF(noise fiqure) 증가 및 이득 감소의 문제는 남아 있을 수 있다.
도 3은 수동 믹서의 또 다른 예를 나타낸다.
도 3을 참조하여, 수동 믹서의 입력 매칭을 위해 변압기가 추가될 수 있다. 변압기가 추가된 수동 믹서는 넓은 대역 성능을 가질 수 있다. 변압기가 추가된 수동 믹서는 차동 트랜지스터 쌍의 출력 단자에서 신호가 동상으로 유지되기 때문에, 출력 신호가 제거되어 믹서로서 동작하지 않을 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 수동 믹서의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 수동 믹서(100)는 제1 트랜지스터(111), 제2 트랜지스터(112), 제1 인덕터(121), 제2 인덕터(122), 제3 인덕터(123), 게인 스테이지(130)를 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(111) 및 제2 트랜지스터(112)는 게인 스테이지(130)의 입력측에 위치할 수 있다. 제1 인덕터(121)는 제1 트랜지스터(111)의 입력측에 위치할 수 있다. 제2 인덕터(122)는 제2 트랜지스터(112)의 입력측에 위치할 수 있다. 제3 인덕터(123)는 수동 믹서(100)의 입력측에 위치할 수 있다. 게인 스테이지(130)는 수동 믹서(100)의 출력측에 위치할 수 있다.
제1 트랜지스터(111)의 일단은 제1 인덕터(121)와 연결되고 타단은 게인 스테이지(130)과 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(111)의 소스 단자 또는 드레인 단자는 제1 인덕터(121)와 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(111)는 제1 인덕터(121)로부터 신호(예: RF 신호)를 수신할 수 있다. 제1 트랜지스터(111)는 수신한 신호를 게인 스테이지(130)에 출력할 수 있다.
제2 트랜지스터(112)의 일단은 제2 인덕터(122)와 연결되고 타단은 게인 스테이지(130)과 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(112)의 소스 단자 또는 드레인 단자는 제2 인덕터(122)와 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(112)는 제2 인덕터(122)로부터 신호(예: RF 신호)를 수신할 수 있다. 제2 트랜지스터(112)는 수신한 신호를 게인 스테이지(130)에 출력할 수 있다.
제1 트랜지스터(111) 및 제2 트랜지스터(112)는 차동 트랜지스터 쌍을 구성할 수 있다.
제1 인덕터(121)는 일단이 제1 트랜지스터(111)와 연결되고 타단이 접지(예: AC 접지 또는 DC 접지)와 연결될 수 있다. 제1 인덕터(121)는 제2 인덕터(122) 및 제3 인덕터(123)와 각각 상호 유도 결합될 수 있다. 제1 인덕터(121)는 자기적으로 결합된 제2 인덕터(122) 및 제3 인덕터(123)로부터 신호(예: RF 신호)를 수신할 수 있다. 제1 인덕터(121)은 수신한 신호를 제1 트랜지스터(111)로 출력할 수 있다.
제2 인덕터(122)는 일단이 제2 트랜지스터(112)와 연결되고 타단이 접지(예: AC 접지 또는 DC 접지)와 연결될 수 있다. 제2 인덕터(122)는 제1 인덕터(121) 및 제3 인덕터(123)와 각각 상호 유도 결합될 수 있다. 제2 인덕터(122)는 자기적으로 결합된 제1 인덕터(121) 및 제3 인덕터(123)로부터 신호(예: RF 신호)를 수신할 수 있다. 제1 인덕터(121)은 수신한 신호를 제2 트랜지스터(112)로 출력할 수 있다.
제3 인덕터(123)는 일단이 수동 믹서(100)의 입력측일 수 있고, 타단이 접지(예: AC 접지 또는 DC 접지)와 연결될 수 있다. 제3 인덕터(123)는 신호(예: RF 신호)를 수신할 수 있다. 제3 인덕터(123)는 제1 인덕터(121) 및 제2 인덕터(122)와 각각 상호 유도 결합될 수 있다. 제3 인덕터(123)는 자기적으로 결합된 제1 인덕터(121) 및 제2 인덕터(122)에 수신한 신호를 전달할 수 있다.
제1 인덕터(121) 및 제2 인덕터(122)는 상호 인덕턴스를 증가시키는 방향으로 배치될 수 있다. 제1 인덕터(121) 및 제2 인덕터(122)는 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 하나로 동일하게 권취될 수 있다. 제3 인덕터(123)의 권취 방향은 수동 믹서(100)의 사용자 또는 공급자에 의해 자유롭게 정해질 수 있다. 제1 인덕터(121), 제2 인덕터(122), 및 제3 인덕터(123)는 각각 상호 유도 결합하여 3개의 변압기를 구성할 수 있다.
게인 스테이지(130)는 일단이 제1 트랜지스터(111) 및 제2 트랜지스터(112)와 연결될 수 있고 타단이 수동 믹서(100)의 출력측일 수 있다. 게인 스테이지(130)는 수신한 신호를 증폭하여 수동 믹서(100)의 출력측으로 출력할 수 있다. 게인 스테이지(130)는 증폭기(예: RF 증폭기)를 포함할 수 있다.
도 5 a는 일 실시예에 따른 수동 믹서에서 변압기 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 일 실시예에 따른 수동 믹서에서 변압기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 변압기는 총 3개의 인덕터로 구성될 수 있다. 변압기를 구성하는 3개의 인덕터들은 브로드 사이드 결합(broad side coupled) 방식 또는 에지 결합(edge coupled) 방식에 의해 결합될 수 있다. 도 5a의 Inductor S1은 도 1의 제1 인덕터(121)에 대응될 수 있고, 도 5a의 Inductor S2는 도 1의 제2 인덕터(122)에 대응될 수 있다. 제1 인덕터(121) 및 제2 인덕터(122)에 전류를 흘려주면 상호 인덕턴스를 증가시키는 방향으로 배치될 수 있다. 도 5a를 참조하여, S1 current에 의한 S1 magnetic flux 및 S2 current에 의한 S2 magnetic flux의 방향은 서로 일치할 수 있다.
도 6a는 일 실시예에 따른 수동 믹서의 입력 임피던스 매칭을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a에서는 기존 수동 믹서, 및 직렬 인덕터를 기존 수동 믹서와 비교하여 동 믹서(100)의 입력 임피던스 매칭 효과를 나타내는 것일 수 있다.
기존 수동 믹서의 입력 임피던스는 매우 클 수 있다. 직렬 인덕터를 기존 수동 믹서에 부가한 것의 입력 임피던스는 기존 수동 믹서의 입력 임피던스보다 작을 수 있다. 부가되는 직렬 인덕터의 인덕턴스는 매우 큰 값일 수 있다. 큰 인덕턴스를 가지는 직렬 인덕터의 부가는 칩의 면적을 증가시킬 수 있고, 자체-공진 주파수(self-resonance frequency)를 유지하기 위한 추가적인 공간을 필요로 할 수 있다. 큰 사이즈 인덕터의 부가는 손실을 증가시켜 NF의 증가 및 이득의 감소를 야기할 수 있다. 직렬 LC 공진에 의한 매칭 회로는 좁은 대역 성능을 가질 수 있다. 일 실시예에 따른 수동 믹서(100)는 변압기를 사용할 수 있으며, 변압기의 권선비를 설정할 수 있다. 수동 믹서(100)는 임피던스 입력 임피던스의 조절이 용이할 수 있으며, 넓은 대역 특성을 가질 수 있다.
도 6b는 일 실시예에 따른 수동 믹서의 이득과 선형성 향상을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b를 참조하면, 기존의 수동 믹서는 1dB의 이득을 가지고, -6dBm 근처의 OP1dB를 가질 수 있다. 기존의 수동 믹서에 인덕터를 부가한 것은 1dB의 이득을 가지고, -6dBm 근처의 OP1dB를 가질 수 있다. 수동 믹서(100)는, 4dB의 이득을 가지고, -3 dBm 근처의 OP1dB를 가질 수 있다.
수동 믹서(100)는 기존의 수동 믹서와 비교하여 입력 임피던스의 매칭이 용이할 수 있다. 수동 믹서(100)는 이득과 선형성을 개선시킬 수 있으며, 변압기를 이용하므로 넓은 대역 특성을 가질 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 수동 믹서를 포함하는 트랜시버의 일 예를 나타낸다.
도 7을 참조하여, 트랜시버(700)는 안테나(710), 국부 발진 신호 생성기(730) 및 수동 믹서(750)를 포함할 수 있다. 안테나(710)는 신호(예: RF 신호)를 수신할 수 있다. 국부 발진 신호 생성기(730)는 국부 발진 신호를 생성할 수 있다.
수동 믹서(750)는 도 4의 수동 믹서(100)일 수 있다. 수동 믹서(750)는 국부 발진 신호 생성기(730)가 생성한 국부 발진 신호에 응답하여 주파수 하향 변환을 수행할 수 있다. 트랜시버(700)가 수신하는 신호는 대기 중의 신호일 수 있으며, 저잡음 증폭기(low noise amplifier)에 의해 증폭된 신호일 수 있다. 트랜시버(700)는 무선 신호를 주고받는 시스템에서 주파수 하향 변환기로 사용될 수 있다. 트랜시버는(700), 용이한 입력 임피던스 매칭 특성, 개선된 이득과 선형성, 및 넓은 대역 특성을 가질 수 있다.
도 7에 설명한 바와 같이, RF 신호를 송수신하기 위한 통신 장치는 일 실시예에 따른 수동 믹서(예: 도 4의 수동 믹서(100))를 포함할 수 있다. 통신 장치는 통신시스템이나 레이더와 같은 센서 시스템에서 대기의 신호 또는 저잡음 증폭기에 의해 증폭된 신호를 처리할 수 있다.
위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (22)

  1. 수동 믹서로서,
    제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함하는 차동 트랜지스터 쌍;
    일단이 상기 제1 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제1 인덕터;
    일단이 상기 제2 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제2 인덕터; 및
    일단이 알에프 신호를 수신하고 타단이 접지와 연결되는 제3 인덕터
    를 포함하고,
    상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터는 상호 인덕턴스를 증가시키는 방향으로 배치되어 있는, 수동 믹서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 인덕터, 상기 제2 인덕터, 및 상기 제3 인덕터는 각각 상호 유도 결합되어 3개의 변압기를 구성하는, 수동 믹서.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터는 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 하나로 동일하게 권취되는, 수동 믹서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 알에프 신호에 대한 증폭을 수행하기 위한 게인 스테이지
    를 더 포함하는, 수동 믹서.
  6. 제1항에 있어서
    상기 제1 인덕터는,
    상기 일단이 상기 제1 트랜지스터의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결된, 수동 믹서.
  7. 제1항에 있어서
    상기 제2 인덕터는,
    상기 일단이 상기 제2 트랜지스터의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결된, 수동 믹서.
  8. 수동 믹서로서,
    차동 트랜지스터 쌍;
    접지와 연결된 접지 노드;
    알에프 신호를 수신하기 위해 일단이 입력 단자에 연결되고 타단이 상기 접지 노드에 연결된 인덕터; 및
    상기 인덕터와 자기적으로 결합하여 변압기를 구성하며, 일단이 상기 차동 트랜지스터 중 하나와 연결되고 타단이 상기 접지 노드에 연결되는 추가 인덕터
    를 포함하고,
    상기 추가 인덕터는,
    일단이 상기 차동 트랜지스터 쌍 중 어느 하나와 연결되고 타단이 상기 접지 노드와 연결되는 제1 추가 인덕터; 및
    일단이 상기 차동 트랜지스터 쌍 중 다른 하나와 연결되고 타단이 상기 접지 노드와 연결되는 제2 추가 인덕터
    를 포함하고,
    상기 제1 추가 인덕터 및 상기 제2 추가 인덕터는 상호 인덕턴스를 증가시키는 방향으로 배치되어 있는, 수동 믹서.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 추가 인덕터 및 상기 제2 추가 인덕터는 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 하나로 동일하게 권취되는, 수동 믹서.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 알에프 신호에 대한 증폭을 수행하기 위한 게인 스테이지
    를 더 포함하는, 수동 믹서.
  13. 제8항에 있어서
    상기 제1 추가 인덕터는,
    상기 일단이 상기 차동 트랜지스터 쌍 중 어느 하나의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결된, 수동 믹서.
  14. 제8항에 있어서
    상기 제2 추가 인덕터는,
    상기 일단이 상기 차동 트랜지스터 쌍 중 다른 하나의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결된, 수동 믹서.
  15. 알에프 신호를 송수신하기 위한 트랜시버로서,
    국부 발진 신호를 생성하는 국부 발진기; 및
    국부 발진 신호에 응답하여 알에프 신호를 주파수 하향 변환하는 수동 믹서를 포함하며,
    상기 수동 믹서는,
    제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함하는 차동 트랜지스터 쌍;
    일단이 상기 제1 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제1 인덕터;
    일단이 상기 제2 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제2 인덕터; 및
    일단이 알에프 신호를 수신하고 타단이 접지와 연결되는 제3 인덕터
    를 포함하고,
    상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터는 상호 인덕턴스를 증가시키는 방향으로 배치되어 있는, 트랜시버.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 인덕터, 상기 제2 인덕터, 및 상기 제3 인덕터는 각각 상호 유도 결합되어 3개의 변압기를 구성하는, 트랜시버.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터는 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 하나로 동일하게 권취되는, 트랜시버.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 알에프 신호에 대한 증폭을 수행하기 위한 게인 스테이지
    를 더 포함하는, 트랜시버.
  20. 제15항에 있어서
    상기 제1 인덕터는,
    상기 일단이 상기 제1 트랜지스터의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결된, 트랜시버.
  21. 제15항에 있어서
    상기 제2 인덕터는,
    상기 일단이 상기 제2 트랜지스터의 소스 단자 또는 드레인 단자에 연결된, 트랜시버.
  22. 알에프 신호를 송수신하기 위한 통신 장치로서,
    수동 믹서를 포함하며,
    상기 수동 믹서는,
    제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함하는 차동 트랜지스터 쌍;
    일단이 상기 제1 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제1 인덕터;
    일단이 상기 제2 트랜지스터와 연결되고 타단이 접지와 연결되는 제2 인덕터; 및
    일단이 알에프 신호를 수신하고 타단이 접지와 연결되는 제3 인덕터
    를 포함하고,
    상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터는 상호 인덕턴스를 증가시키는 방향으로 배치되어 있는, 통신 장치.

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102880253B1 (ko) * 2024-08-26 2025-10-31 충남대학교산학협력단 역위상 신호 합성을 이용한 위상 천이 감쇠기

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170141730A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 Linear Technology Corporation Double-balanced field-effect transistor mixer with direct single-ended intermediate frequency outputs

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275687B1 (en) * 1998-11-30 2001-08-14 Conexant Systems, Inc. Apparatus and method for implementing a low-noise amplifier and mixer
US7629929B2 (en) 2005-09-26 2009-12-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Antenna using proximity-coupled feed method, RFID tag having the same, and antenna impedance matching method thereof
KR100912811B1 (ko) 2007-08-10 2009-08-18 한국전자통신연구원 믹서 및 이를 구비한 송수신 장치
US8270499B2 (en) 2009-05-15 2012-09-18 Qualcomm, Incorporated Receiver with balanced I/Q transformer
US8571511B2 (en) 2011-06-10 2013-10-29 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for a wideband RF mixer
KR101270101B1 (ko) 2011-11-11 2013-05-31 레이디오펄스 주식회사 임피던스 매칭을 향상시키는 알에프 무선 송수신기용 칩 패키지
KR102338073B1 (ko) 2019-10-11 2021-12-10 충남대학교 산학협력단 2차 비선형성 개선을 위한 수동 믹서 및 주파수 변환기
US11533075B1 (en) * 2021-09-17 2022-12-20 Qualcomm Incorporated Interface for a transceiver

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170141730A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 Linear Technology Corporation Double-balanced field-effect transistor mixer with direct single-ended intermediate frequency outputs

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