MAXIM MAX2251

19-1773; Rev 1; 11/00
L
MANUA
ION KIT HEET
T
A
U
L
EVA
TA S
WS DA
FOLLO
概要 ___________________________________
特長 ___________________________________
MAX2251は、TDMA/AMPSデュアルモード電話の
アプリケーション用に設計された低電圧のリニアパワー
アンプ(PA)です。本製品は超小型(2.06mm×2.06mm)
のチップスケールパッケージ(CSP)で提供され、TDMA
動作において+30dBm以上のリニアパワーを供給します。
内蔵のシャットダウン機能により消費電流が1µA(typ)
にまで低減されるため、外部電源スイッチは必要あり
ません。
◆ 超小型4×4 CSP：2.06mm × 2.06mm
MAX2251には外部リファレンス電圧やバイアス回路は
必要なく、少数の外部マッチング部品のみを使用します。
この製品のもう1つの機能として外付バイアス抵抗が
あり、これによって無駄な「セーフティマージン」電流を
省けます。この機能は更に、低出力電力レベルにおける
電流のスロットルバックを可能にしているため、全電力
レベルにおいて最高の効率が維持されます。
◆ 高効率：+30dBm POUT(TDMA)で41%(typ)
◆ 内蔵電力検出器
◆ シャットダウンモードにおけるICC：1µA未満
◆ 真の単一電源動作：+2.8V∼+4.5V
◆ T A = -40℃から+85℃への利得変化：±0.9dB
◆ PDM又はDAC信号により電流調整可能
◆ 外部ロジックインタフェース回路が不要
型番 ___________________________________
PART
アプリケーション _______________________
TEMP.
RANGE
セルラバンドTDMA/AMPSデュアルモード電話
MAX2251EBE -40°C to +85°C
PAモジュール
双方向ページャ
PINPACKAGE
TOP MARK
2251
EBE
4×4 UCSP
_ _ _ (LOT #)
_ _ _ (DATE CODE)
標準動作回路はデータシートの最後に記載されています。
コードレス電話
ピン配置 __________________________________________________________________________
TOP VIEW
MAX2251
PIN A1
INDICATOR
BIAS2
GND
GND
GND
A1
A2
A3
A4
POWER
DETECTOR
B1
B2
B3
B4
PD_OUT
GND
OUT
OUT
BIAS1
GND
VCC
GND
C1
C2
C3
C4
LOGIC AND
BIAS
D1
D2
D3
D4
VCC
IN
SHDN
MODE
________________________________________________________________ Maxim Integrated Products
1
本データシートに記載された内容は、英語によるマキシム社の公式なデータシートを翻訳したものです。翻訳により生じる相違及び誤りに
ついての責任は負いかねます。正確な内容の把握にはマキシム社の英語のデータシートをご参照下さい。
無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。www.maxim-ic.com
MAX2251
+2.8V、単一電源、
セルラバンドリニアパワーアンプ
MAX2251
+2.8V、単一電源、
セルラバンドリニアパワーアンプ
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
VCC to GND ..........................................................-0.3V to +4.5V
SHDN, MODE to GND ................................-0.3V to (VCC + 0.3V)
BIAS_ to GND.............................................-0.3V to (VCC + 0.3V)
RF Input Power ...............................................................+10dBm
Continuous Power Dissipation (TA = +70°C)
(derate 80mW/°C above TA = +70°C) ...............................4W
Operating Temperature Range ...........................-40°C to +85°C
Junction Temperature ......................................................+150°C
Thermal Resistance from Junction to Backside.................1°C/W
Thermal Resistance from Junction to Ambient
(using MAX2251 EV kit)...............................................40°C/W
Storage Temperature Range .............................-65°C to +150°C
Bump Reflow Temperature .............................................+235°C
Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional
operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to
absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.
DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(VCC = +2.8V to +4.5V, no RF signal applied, SHDN = high, TA = -40°C to +85°C, unless otherwise noted. Typical values are measured at VCC = +3.3V and TA = +25°C.)
PARAMETER
Idle Supply Current
CONDITIONS
MIN
MODE = high
Logic High Threshold
TYP
MAX
UNITS
205
255
mA
2.0
V
Logic Low Threshold
Shutdown Supply Current
0.8
SHDN = MODE =
GND
VCC = +2.8V to +4.0V
0.6
10
VCC = +4.5V
60
120
Logic High Input Current
Logic Low Input Current
2
-1
_______________________________________________________________________________________
V
µA
5
µA
+1
µA
+2.8V、単一電源、
セルラバンドリニアパワーアンプ
(MAX2251 EV kit, fIN = 824MHz to 849MHz, VCC = VMODE = V SHDN = +3.3V, 50Ω system, NADC modulation, duty cycle = 100%,
TA = +25°C, unless otherwise noted. Typical values are at fIN = 836MHz, TA = +25°C.) (Note 1)
PARAMETER
CONDITIONS
MIN
-4.5σ
TYP
27.8
Frequency Range (Note 2)
VMODE = VCC or GND
824
Power Gain
POUT = +30dBm
25.7
26.1
Extreme Condition Power Gain
TA = -40oC to +85°C, POUT = +30dBm
24.8
25.2
Output Power
VCC = +3.3V, meets ACPR
specifications
Adjacent/Alternate-Channel
Power Ratio
fOFFSET = 30/60kHz in
25kHz bandwidth
4.5σ
MAX
UNITS
849
MHz
dB
dB
dBm
30
TA = +25oC
-29.3/
-47.5
TA = +85°C
-28/
-48
-27.4/
-45.4
-27/
-44.6
dBc
AMPS Output Power
VMODE = VCC, PIN = +8dBm single tone
Power-Added Efficiency
POUT = +30dBm
AMPS Power-Added Efficiency
PIN = +8dBm single tone at 836MHz
31.8
Turn-On Time (Note 3)
Input VSWR
32
dBm
41.2
%
51
%
2
5
1.2:1
1.76:1
µs
Maximum Nonharmonic
Spurious Due to Load
Mismatch
VCC = +2.8V to +4.5V, all input power
levels, VSWR = 4:1 all phase angle,
TA = -40°C to +85°C
Noise Power
fRF = 849MHz, noise measured at
869MHz, POUT = +30dBm
-121
dBm/
Hz
AMPS Noise Power
fRF = 836MHz, noise measured at
881MHz, POUT = +31dBm
-141
dBm/
Hz
45
dBc
29.4
dB
-55
Harmonic Suppression (Note 4)
Power Detector Range
(Note 5)
Power Detector Settling Time
(Note 6)
CDET = 4700pF
27
2
3
dBc
µs
Guaranteed by design and characterization.
Operation outside the frequency range is possible, but has not been characterized.
Time when V SHDN transitions to VCC until POUT is within 1dB of its final mean power.
Harmonics are measured on the MAX2251 EV kit. The output matching provides some harmonic attenuation in addition to the
rejection provided by the IC. The combined suppression is specified.
Note 5: The range is defined by the difference between the rated linear output power and the output power that corresponds to
VPD = 0.57V.
Note 6: Time from when V SHDN transitions high until detector output reaches within 10% of its final value.
Note 1:
Note 2:
Note 3:
Note 4:
_______________________________________________________________________________________
3
MAX2251
AC CHARACTERISTICS, TDMA OPERATION
標準動作特性 ______________________________________________________________________
(MAX2251 EV kit, VCC = VMODE = V SHDN = +3.3V, fIN = 836MHz, TDMA modulation, TA = +25°C, unless otherwise noted.)
TA = +25°C
10
5
200
150
TA = +25°C
TA = -40°C
100
50
TA = -40°C
0
4.5
TA = +25°C
400
300
TA = -40°C
200
0
3.6
2.8
SUPPLY VOLTAGE (V)
4.5
2.8
GAIN vs. OUTPUT POWER
30
MAX2251-05
30
MAX2251-04
WITHOUT THROTTLEBACK
28
28
100
26
TA = +85°C
TA = -40°C
24
22
50
-10
-5
0
5
15
GAIN vs. FREQUENCY
MAX2251-07
30
28
28
26
26
24
20
25
30
10
15
20
GAIN vs. FREQUENCY
GAIN vs. FREQUENCY AMPS
VCC = VMODE = VSHDN = +2.8V
POUT = +28dBm
34
TA = -40°C
24
30
POUT = +31dBm
32
GAIN (dB)
GAIN (dB)
TA = +25°C
25
OUTPUT POWER (dBm)
VMODE = GND
30
TA = +85°C
VCC = +4.5V
OUTPUT POWER (dBm)
OUTPUT POWER (dBm)
POUT = +30dBm
VCC = +3.3V
20
10
10
VCC = +2.8V
26
22
20
0
30
TA = +25°C
GAIN (dB)
GAIN (dB)
200
WITH THROTTLEBACK (MAINTAIN
ACPR = -29dBc, ALT <-50dBc)
4.5
SUPPLY VOLTAGE (V)
GAIN vs. OUTPUT POWER
300
150
3.6
SUPPLY VOLTAGE (V)
SUPPLY CURRENT
vs. OUTPUT POWER
250
TA = +85°C
500
100
0
3.6
2.8
SUPPLY CURRENT (mA)
MAX2251-02
250
600
MAX2251-06
15
TA = +85°C
MAX2251-09
20
300
VMODE = GND
NO INPUT DRIVE
700
QUIESCENT CURRENT (mA)
TA = +85°C
25
800
MAX2251-08
SHUTDOWN CURRENT (nA)
30
NO INPUT DRIVE
350
QUIESCENT CURRENT (mA)
VSHDN = VMODE = GND
NO INPUT DRIVE
35
400
MAX2251-01
40
QUIESCENT CURRENT
vs. SUPPLY VOLTAGE
MAX2251-03
QUIESCENT CURRENT
vs. SUPPLY VOLTAGE
SHUTDOWN vs. SUPPLY VOLTAGE
GAIN (dB)
MAX2251
+2.8V、単一電源、
セルラバンドリニアパワーアンプ
24
28
26
VMODE = VCC
24
22
22
22
20
20
824
829
834
839
FREQUENCY (MHz)
4
844
849
20
824
829
834
839
FREQUENCY (MHz)
844
849
824
829
834
839
FREQUENCY (MHz)
_______________________________________________________________________________________
844
849
+2.8V、単一電源、
セルラバンドリニアパワーアンプ
(MAX2251 EV kit, VCC = VMODE = V SHDN = +3.3V, fIN = 836MHz, TDMA modulation, TA = +25°C, unless otherwise noted.)
44
30
42
25
20
TA = +85°C
34
5
32
VCC = +2.8V
PO = +28dBm
TA = +25°C
26
28
30
30
824
829
OUTPUT POWER (dBm)
839
844
824
849
50
-30
ACPR/ALT (dBc)
40
30
20
POUT = +30dBm
10
ACPR
TA = +25°C
-35
-40
ALT
TA = +85°C
-45
ACPR
TA = +85°C
ALT
TA = +25°C
28
30
32
829
OUTPUT POWER (dBm)
-100
MAX2251-16
fIN = 836MHz
-25
-110
NOISE POWER (dBm/Hz)
-30
-35
ACPR
-45
ALT
834
839
844
24
26
OUTPUT POWER (dBm)
ALT
824
829
POUT = +30dBm
TA = -40°C
fIN = 849MHz
-130
-140
fIN = 824MHz
-150
28
30
839
844
849
NOISE POWER vs. FREQUENCY AMPS
fIN = 836MHz
-120
834
FREQUENCY (MHz)
-100
-110
POUT = +32dBm
TA = -40°C
-120
fIN = 849MHz
-130
-140
fIN = 836MHz
fIN = 824MHz
-150
-160
-170
-60
22
-45
849
-160
-55
20
ACPR
-40
NOISE POWER vs. FREQUENCY
ACPR/ALT vs. OUTPUT POWER
-50
-35
FREQUENCY (MHz)
-20
-40
VSHDN = VCC = +2.8V
POUT = +28dBm
-55
824
NOISE POWER (dBm/Hz)
26
849
-50
MAX2251-17
24
844
-30
-55
22
839
ACPR/ALT vs. FREQUENCY
-25
-50
0
834
FREQUENCY (MHz)
ACPR/ALT vs. FREQUENCY
-25
MAX2251-13
VMODE = VCC
20
829
FREQUENCY (MHz)
POWER-ADDED EFFICIENCY
vs. OUTPUT POWER, AMPS
60
834
ACPR/ALT (dBc)
24
38
32
MAX2251-14
22
40
34
30
20
VMODE = GND
42
36
36
0
PAE (%)
44
40
10
VMODE = VCC
46
TA = +25°C
38
15
ACPR/ALT (dBc)
TA = -40°C
POUT = +31dBm
48
MAX2251-15
35
50
MAX2251-18
46
PAE (%)
40
POUT = +30dBm
PAE (%)
48
MAX2251-11
45
PAE (%)
50
MAX2251-10
50
POWER-ADDED EFFICIENCY
vs. FREQUENCY, AMPS
POWER-ADDED EFFICIENCY
vs. FREQUENCY
MAX2251-12
POWER-ADDED EFFICIENCY
vs. OUTPUT POWER
-170
869
874
879
884
FREQUENCY (MHz)
889
894
869
874
879
884
889
894
FREQUENCY (MHz)
_______________________________________________________________________________________
5
MAX2251
標準動作特性(続き)_________________________________________________________________
標準動作特性(続き)_________________________________________________________________
(MAX2251 EV kit, VCC = VMODE = V SHDN = +3.3V, fIN = 836MHz, TDMA modulation, TA = +25°C, unless otherwise noted.)
EVM vs. FREQUENCY
EVM (% RMS)
4
3
2
3
TA = +85°C
TA = +25°C
2
1
1
0
0
20
22
24
26
28
30
829
834
839
844
1.0
TA = +85°C
0.5
0
849
5
2.0
TA = -40°C
TA = +25°C
1.5
1.0
TA = +85°C
0.5
10
fIN = 836MHz SINGLE-TONE SINE WAVE
VSHDN = VCC = +3.3V
VMODE = VCC
2.5
2.0
TA = -40°C
1.5
TA = +25°C
1.0
TA = +85°C
0.5
0
0
5
10
15
20
OUTPUT POWER (dBm)
25
30
15
20
OUTPUT POWER (dBm)
3.0
POWER DETECTOR VOLTAGE (V)
VMODE = GND
fIN = 836MHz SINGLE-TONE SINE WAVE
MAX2251-22
POWER DETECTOR VOLTAGE (V)
TA = +25°C
1.5
POWER DETECTOR vs. OUTPUT POWER
0
6
TA = -40°C
2.0
FREQUENCY (MHz)
POWER DETECTOR vs. OUTPUT POWER
2.5
2.5
0
824
OUTPUT POWER (dBm)
3.0
MAX2251-21
POUT = +30dBm
VSHDN = VMODE = VCC = +3.3V
MAX2251-23
4
POWER DETECTOR vs. OUTPUT POWER
3.0
POWER DETECTOR VOLTAGE (V)
MAX2251-19
5
MAX2251-20
EVM vs. OUTPUT POWER
5
EVM (% RMS)
MAX2251
+2.8V、単一電源、
セルラバンドリニアパワーアンプ
0
5
10
15
20
25
30
OUTPUT POWER (dBm)
_______________________________________________________________________________________
25
30
+2.8V、単一電源、
セルラバンドリニアパワーアンプ
端子
PIN
名称
NAME
機 能
FUNCTION
A1
BIAS2
Second Stage Bias Control. Connect an 11kΩ resistor to GND to set the bias current for the second
第2段バイアス制御。11kΩの抵抗をGNDに接続してPAの第2段のバイアス電流を設定して下さい。
stage of the PA.
A2, A3, A4,
B2, C2, C4
GND
グランド。インダクタンス経路をできるだけ低くしてPCボードのグランドプレーンに接続して
Ground. Connect to the PC board ground plane with as low an inductance path as possible.
下さい。
B1
PD_OUT
Power
Detector Output. This output is a DC voltage indicating the PA output power. Connect a
電力検出器の出力。この出力はPA出力電力を示すDC電圧です。コンデンサを接続して時定数を
設定して下さい。セトリング時間は4700pFのコンデンサで2µs(typ)です。
capacitor
to set time constant. The settling time is typically 2µs with a 4700pF capacitor.
B3, B4
OUT
C1
BIAS1
First
Stage Bias Control. Connect an external 47.5kΩ resistor to ground to set the bias current for
第1段バイアス制御。47.5Ωの外付抵抗をグランドに接続してドライバ段のバイアス電流を
設定して下さい。
the
driver stage.
C3
VCC
Driver
Stage Supply Voltage. Connect a pullup inductor
to VCC. The pullup inductor can be a PC
ドライバ段の電源電圧。プルアップインダクタをV
CCに接続して下さい。
プルアップインダクタにはPCボードトレースを使用できます。
board
trace.
D1
VCC
電源電圧。100pFと0.01µFのコンデンサでグランドにバイパスして下さい。
Supply
Voltage. Bypass to ground with 100pF and 0.01µF capacitors.
D2
IN
D3
SHDN
Shutdown
Input. Drive logic low to place the device in shutdown mode. Drive logic high for normal
シャットダウン入力。ロジックローに駆動してシャットダウンモードにします。
通常動作を行うにはロジックハイに駆動して下さい。
operation.
D4
MODE
Mode
Selection Input. Drive logic high for TDMA/AMPS mode. Drive logic low for higher gain AMPS
モード選択入力。ロジックハイに駆動してTDMA/AMPSモードにして下さい。より高い利得の
AMPS動作を行うにはロジックローに駆動して下さい。
operation.
RF
Output. Connect a pullup high-Q inductor
to VCC. Requires matching network. Connect B3 and
RF出力。プルアップハイQインダクタをV
CCに接続して下さい。マッチングネットワークが
必要です。B3とB4をまとめて接続して下さい。
B4
together.
RF入力。ハイパスLセクションインピーダンスマッチングネットワークが必要です。
RF
Input. Requires a highpass L-section impedance matching network.
詳細 ___________________________________
MAX2251は、TDMA/AMPSデュアルモードアプリケー
ション用のリニアPAです。このPAは、824MHz∼
849MHzの米国セルラバンドに完全に対応しています。
PAはドライバ段及び出力段から成り、これらには外付
抵抗を使用して個別にバイアスがかけられます。
MAX2251には更に電力検出器が集積されています。
バイアス制御
C1及びA1に接続されている外付抵抗がドライバ段と
出力段のバイアス電流をそれぞれ個別に設定します。
内部のバンドギャップリファレンスは、C1及びA1に
おける電圧を固定します。R BIAS1 は47.5kΩ(typ)で、
R BIAS2は11kΩ(typ)です。バイアス電流は、DACなど
の外部ソースを使用して電流を目的のバイアスピンに
集めることにより、自動的に調整できます。「標準動作
回路」を参照して下さい。「標準動作特性」の「Supply
Current vs. Output Power」のグラフは、低出力レベル
でのスロットルバックによって電流が抑えられている
ことを示しています。
電力検出器
内蔵の電力検出器は出力電力を監視します。電力検出器
は出力電力に比例した電圧を出力します。フィルタ
コンデンサをPD_OUTからGNDに接続し、電力検出器の
時定数を設定して下さい。この電力検出器の統合により、
外部検出回路の必要性が省かれています。
アプリケーション情報 ___________________
外部マッチング
MAX2251の正常動作には、入力、段間及び出力マッ
チング回路が必要です。推奨される部品値については、
「標準動作回路」を参照して下さい。最高の効率を得る
には、出力マッチング回路のL2及びC12に高Qの部品を
使用して下さい。MAX2251EVキットは段間マッチング
用のプルアップインダクタ(約2nH)としてトレースを
使用します。
モード選択
MAX2251には高リニアモードと高利得モードの2つの
動作モードがあります。TDMA動作を行うには、MODE
をハイに駆動するかVCCに接続して下さい。AMPS動作を
行うには、MODEをハイに駆動して高PAEを得るか、
MODEをローに駆動して高利得を得るようにして下さい。
レイアウト及び熱管理に関する考慮
MAX2251EVキットはレイアウトの指針として使用
できます。高周波の入力及び出力全てに対し、一定の
インピーダンスラインを使用して下さい。できるだけ
低いインダクタンス経路を使用して、GNDをPCボード
のグランドプレーンに接続して下さい。GNDピンは
ヒートシンクとしても機能します。GNDピンは全て
上部のR Fグランドに直接接続して下さい。グランド
プレーンが部品側にない基板では、メッキされたスルー
_______________________________________________________________________________________
7
MAX2251
端子説明 __________________________________________________________________________
MAX2251
+2.8V、単一電源、
セルラバンドリニアパワーアンプ
ホール付きのグランドプレーンのパッケージに近い場所
に全てのGNDピンを接続して下さい。GNDピンを接続
しているPCボードトレースは、ヒートシンクとしても
機能します。トレースの幅が十分広いことを確認して
下さい。
UCSPの信頼性 _________________________
ウルトラチップスケールパッケージ(UCSP)は固有の
パッケージ形態要素を持っており、従来の機械式信頼性
試験においてパッケージ化された製品と同等の性能を
示さないことがあります。CSPの信頼性は、ユーザの
組立て方法、回路ボードの素材、及び使用環境に関係
します。CSPを使用する際は、これらの要素を十分
確認して下さい。動作寿命試験や耐湿性試験における
性能は、ウエハ製造プロセスによって主に決定される
ため、影響はありません。
8
CSPでは機械的ストレス性能を十分考慮する必要が
あります。CSPは直接的なハンダ接触によりユーザの
PC基板に接続されるため、パッケージ化された製品の
リードフレームに本来備わっているストレス緩和特性が
得られません。ハンダ結合の接触完全性を考慮する
必要があります。CSPの信頼性を確認するための試験
では、環境ストレス下で信頼性のある性能を発揮できる
ことが示されています。環境ストレス試験の結果及び
補足の使用データや推奨事項の詳細は、UCSPアプリ
ケーションノートに含まれています。これはマキシム社
のホームページ(www.maxim-ic.com)からアクセス
できます。
_______________________________________________________________________________________
+2.8V、単一電源、
セルラバンドリニアパワーアンプ
TOP VIEW
OPTIONAL BIAS CURRENT
THROTTLEBACK CONTROL
DAC
RTB1
RTB2
MAX2251
PIN A1
INDICATOR
VCC
R4
11k
BIAS2
GND
GND
GND
A1
A2
A3
A4
L2
7.15nH
POWER
DETECTOR
W = 85
L = 315
GND
B1
C9
4700pF
C7
0.01µF
B2
PD_OUT
B3
B4
OUT
OUT
BIAS1
GND
VCC
GND
C1
C2
C3
C4
C14
4.7pF
C13
220pF
RFOUT
C12
10pF
W = 12
L = 125
FERRITE
BEAD
R3
47.5k
VCC
C10
0.01µF
C11
100pF
LOGIC AND
BIAS
VCC
IN
D1
D2
C6
100pF
MODE
D3
D4
W=3
L = 76
W = 35
L = 187
VCC
C5
100pF
C4
0.01µF
SHDN
C3
9pF
RFIN
L1
4.7nH
W = 18
L = 80
W = 18
L = 150
SHUTDOWN
LOGIC INPUT
MODE SELECT
INPUT
ALL TRANSMISSION LINE UNITS ARE IN MILS.
_______________________________________________________________________________________
9
MAX2251
標準動作回路 ______________________________________________________________________
MAX2251
+2.8V、単一電源、
セルラバンドリニアパワーアンプ
パッケージ ________________________________________________________________________
10
______________________________________________________________________________________