NJG1802K51 ハイパワー SPDT スイッチ GaAs MMIC 概要 NJG1802K51 は LTE/UMTS/CDMA/GSM 等の通信端末用途に最適 なハイパワーSPDT スイッチです。 本製品は切替電圧 1.8V に対応し、低損失、高アイソレーション、 高線形性を 2.7GHz までカバーすることを特徴としています。 本製品は消費電流を削減するためにシャットダウン機能を有して います。保護素子を内蔵することにより高い ESD 耐圧を有していま す。DC ブロッキングキャパシタが不要であるため実装面積の縮小が 可能です（DC バイアス印加時は除く）。 外形 NJG1802K51 アプリケーション LTE, UMTS, CDMA, GSM 用途 PA 出力切替、アンテナ切替、バンド切替 及びその他汎用用途 特徴 低切替電圧 低動作電圧 低歪み VCTL(H)=1.8V typ. VDD=2.7V typ. IIP3=+73dBm typ. @f=829+849MHz, PIN=24dBm IIP3=+73dBm typ. @f=1870+1910MHz, PIN=24dBm 2nd/3rd harmonics=-90dBc/ 90dBc typ. @f=0.9GHz, PIN=35dBm 高線形性 P-0.1dB=+36dBm min. 低挿入損失 0.18dB/ 0.20dB/ 0.23dB typ. @f=0.9GHz/ 1.9GHz/ 2.7GHz 超小型・超薄型パッケージ QFN12-51 (Package size: 2.0 x 2.0 x 0.375mm.) RoHS 対応, ハロゲンフリー, MSL1 端子配列 (TOP VIEW) 9 10 8 7 6 DECODER 11 5 12 4 1 2 端子配列 1. GND 7. VCTL1 2. PC 8. VCTL2 3. GND 9. VDD 4. NC (GND) 10. GND 5. P1 11. P2 6. NC (GND) 12. NC (GND) Exposed PAD: GND 3 真理値表 VCTL1 Don’t care H L “H”=VCTL(H), “L”=VCTL(L) VCTL2 通過経路 L Shutdown H PC-P2 H PC-P1 注： 本資料に記載された内容は、予告なく変更することがありますので、ご了承下さい。 Ver.2014-04-25 -1- NJG1802K51 絶対最大定格 (Ta=+25°C, Zs=Zl=50Ω) 項目 記号 条件 定格 単位 入力電力 PIN VDD =2.7V, on-state ports 37 dBm 電源電圧 VDD VDD terminal 5.0 V 切替電圧 VCTL VCTL1, VCTL2 terminal 5.0 V 消費電力 PD 1190 mW 動作温度 Topr -40~+85 °C 保存温度 Tstg -55~+150 °C 4 層(101.5x114.5mm スルーホール有) FR4 基板実装時, Tj=150°C 電気的特性 1 (DC) (共通条件: Ta=+25°C, VDD=2.7V, VCTL(L)=0V, VCTL(H)=1.8V) 項目 記号 条件 電源電圧 VDD VDD 端子 動作電流 IDD シャットダウン電流 IOFF 最小値 標準値 最大値 単位 2.5 2.7 5.0 V RF 無信号時, VDD=2.7V - 100 200 µA シャットダウンモード - 8 20 µA 切替電圧(LOW) VCTL(L) VCTL1, VCTL2 端子 0 - 0.45 V 切替電圧(HIGH) VCTL(H) VCTL1, VCTL2 端子 1.35 1.8 5.0 V - 4 10 µA 切替電流 ICTL VCTL(H)=1.8V -2- NJG1802K51 電気的特性 2 (RF) (共通条件: Ta=+25°C, Zs=Zl=50Ω, VDD=2.7V, VCTL(L)=0V, VCTL(H)=1.8V) 項目 記号 条件 最小値 標準値 最大値 単位 挿入損失 1 LOSS1 f=0.9GHz, PIN=35dBm - 0.18 0.33 dB 挿入損失 2 LOSS2 f=1.9GHz, PIN=33dBm - 0.20 0.40 dB 挿入損失 3 LOSS3 f=2.7GHz, PIN=27dBm - 0.23 0.43 dB アイソレーション 1 ISL1 f=0.9GHz, PIN=35dBm 45 50 - dB アイソレーション 2 ISL2 f=1.9GHz, PIN=33dBm 33 38 - dB アイソレーション 3 ISL3 f=2.7GHz, PIN=27dBm 28 33 - dB 0.1dB 圧縮時入力電力 P-0.1dB f=0.9GHz, 1.9GHz, 2.7GHz 36 - - dBm 第 2 高調波 1 2fo(1) f=0.9GHz, PIN=35dBm - -90 -70 dBc 第 2 高調波 2 2fo(2) f=1.9GHz, PIN=33dBm - -100 -70 dBc 第 2 高調波 3 2fo(3) f=2.7GHz, PIN=27dBm - -100 -70 dBc 第 3 高調波 1 3fo(1) f=0.9GHz, PIN=35dBm - -90 -70 dBc 第 3 高調波 2 3fo(2) f=1.9GHz, PIN=33dBm - -85 -70 dBc 第 3 高調波 3 3fo(3) f=2.7GHz, PIN=27dBm - -90 -70 dBc 入力 3 次インターセプ トポイント(1) IIP3(1) f=829+849MHz, PIN=24dBm each +65 +73 - dBm 入力 3 次インターセプ トポイント(2) IIP3(2) f=1870+1910MHz, PIN=24dBm each +65 +73 - dBm 定在波比 VSWR ON 状態, f=2.7GHz - 1.1 1.4 スイッチング速度 TSW 50% VCTL to 10/90% RF - 1 5 µs Wake Up Time TWK Shutdown state to any RF switch state - - 20 µs *1: IIP3 は以下の式にて定義します IIP3=(3 x Pout-IM3)/2+LOSS -3- NJG1802K51 端子説明 端子番号 端子記号 機 能 1 GND 接地端子です。RF 特性を劣化させないために IC ピン近傍で接地電位に接続 してください。 2 PC 送信及び受信をする RF 端子です。DC ブロッキングキャパシタは不要です （DC バイアス印加時は除く）。特に高い ESD 耐圧が必要な場合には対 GND 間にインダクタを接続してください。 3 GND 接地端子です。RF 特性を劣化させないために IC ピン近傍で接地電位に接続 してください。 4 NC(GND) この端子はチップ内部との接続がありません。基板上で接地電位に接続して 下さい。 5 P1 送信及び受信をする RF 端子です。DC ブロッキングキャパシタは不要です （DC バイアス印加時は除く）。 6 NC(GND) この端子はチップ内部との接続がありません。基板上で接地電位に接続して 下さい。 7 VCTL1 経路切替用制御信号入力端子です。この端子の印加電圧をハイ レベル (+1.35~+5.0V)またはローレベルに(0~+0.45V)にセットしてください。 8 VCTL2 シャットダウンモード制御信号入力端子です。この端子の印加電圧をハイレ ベル(+1.35~+5.0V)またはローレベルに(0~+0.45V)にセットしてください。 9 VDD 電源端子です。正電源電圧(+2.5~+5V)を印加して下さい。良好な RF 特性を 得るためには対 GND 間にバイパス用キャパシタを接続してください。 10 GND 接地端子です。RF 特性を劣化させないために IC ピン近傍で接地電位に接続 してください。 11 P2 送信及び受信をする RF 端子です。DC ブロッキングキャパシタは不要です （DC バイアス印加時は除く）。 12 NC(GND) この端子はチップ内部との接続がありません。基板上で接地電位に接続して 下さい。 Exposed Pad GND IC 裏面の接地端子(0V)です。 -4- NJG1802K51 特性例(指定の測定回路による) Loss, ISL vs Frequency CTL(H) CTL(L) (PC-P2 ON, V =0V) -0.4 -10 -0.8 -20 -1.2 -30 -1.6 -40 -2.0 -50 -2.4 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0.0 0 Insertion Loss (dB) DD =1.8V, V PC-P2 Isolation (dB) Insertion Loss (dB) 0.0 =2.7V, V CTL(H) =1.8V, V CTL(L) =0V) 0 -0.4 -10 -0.8 -20 -1.2 -30 -1.6 -40 -2.0 -50 -2.4 0.0 -60 6.0 =2.7V, V DD 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 PC-P1 Isolation (dB) Loss, ISL vs Frequency (PC-P1 ON, V -60 6.0 Frequency (GHz) Frequency (GHz) ISL vs Frequency (V =2.7V, V DD CTL(H) =1.8V, V CTL(L) =0V) 0 PC-P1_ON PC-P2_ON P1-P2 Isolation (dB) -10 -20 -30 -40 -50 -60 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 Frequency (GHz) VSWR vs Frequency (PC-P1 ON, V =2.7V, V DD CTL(H) =1.8V, V CTL(L) VSWR vs Frequency =0V) (PC-P2 ON, V =2.7V, V DD 2.0 CTL(H) =1.8V, V =0V) PCport P2Port 1.8 1.8 1.6 1.6 VSWR VSWR PCPort P1Port 1.4 1.2 1.0 0.0 CTL(L) 2.0 1.4 1.2 1.0 2.0 3.0 4.0 Frequency (GHz) 5.0 6.0 1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 Frequency (GHz) -5- NJG1802K51 特性例(指定の測定回路による) Output Power, I DD (f=0.9GHz, PC-P1 ON, V 38 vs Input Power CTL(H) =1.8V, V CTL(L) =0V) OUT OUT 120 V =5.0V DD 100 30 28 80 26 60 24 40 22 20 20 20 22 24 26 28 30 Output Power, I DD (f=1.9GHz, PC-P1 ON, V 38 32 34 36 -10 -0.4 DD VV =2.5V_Loss =2.7V DD DD V =2.7V_Loss DD VV =3.5V_Loss =3.5V -0.6 V =5.0V DD DD -0.8 -40 -1.0 -50 20 vs Input Power CTL(H) =1.8V, V 22 24 CTL(L) 140 V =3.5V_P VV =5.0V_P =3.5V DD OUT DD OUT DD V =5.0V 32 120 DD 30 100 28 80 26 60 24 40 22 20 20 20 22 24 26 28 Output Power, I 30 DD (f=2.7GHz, PC-P1 ON, V 38 32 34 36 0 Output Power (dBm) CTL(H) =1.8V, V CTL(L) 140 OUT V =5.0V 120 DD 30 100 28 80 26 60 40 24 20 22 24 26 -20 DD DD VV =3.5V_Loss =3.5V DD DD V =5.0V_Loss -0.6 -30 DD V =5.0V DD -0.8 -40 -1.0 -50 20 22 24 26 28 0.0 30 32 34 36 -60 CTL(H) =1.8V, V CTL(L) =0V) 0 -0.2 -10 -0.4 -20 -0.6 -30 V =2.5V -0.8 28 30 32 Input Power (dBm) 34 36 0 -40 DD VV =2.5V_Loss =2.7V DD DD V =2.7V_Loss VV =3.5V_Loss =3.5V DD -1.0 -50 DD DD V =5.0V_Loss V =5.0V 20 22 20 0 160 OUT DD 32 =0V) Loss, ISL vs Input Power 180 V =3.5V DD CTL(L) DD =0V) V =5.0V_P 34 =1.8V, V VDD=2.7V_Loss (f=2.7GHz, PC-P1 ON, V Insertion Loss (dB) OUT DD CTL(H) VV =2.5V_Loss =2.7V vs Input Power V =3.5V_P V =2.7V V =2.7V_P DD -60 V =2.5V -0.4 -1.2 Operation Current I (µ µ A) DD OUT DD 36 Input Power (dBm) V =2.5V V =2.5V_P 36 34 -10 Input Power (dBm) DD DD 32 -0.2 Insertion Loss (dB) Output Power (dBm) 34 0.0 Operation Current I (µ µ A) DD OUT 30 160 DD OUT 28 (f=1.9GHz, PC-P1 ON, V 180 V =2.5V_P DD 26 Loss, ISL vs Input Power =0V) VV =2.7V_P =2.7V DD -30 DD DD V =5.0V_Loss -1.2 0 -20 V =2.5V Input Power (dBm) V =2.5V DD 0 -0.2 Input Power (dBm) 36 =0V) PC-P2 Isolation (dB) DD DD 32 CTL(L) PC-P2 Isolation (dB) DD =1.8V, V PC-P2 Isolation (dB) 140 V =3.5V_P V =3.5V V =5.0V_P Insertion Loss (dB) 34 OUT Operation Current I (µ µ A) DD Output Power (dBm) OUT DD DD CTL(H) 160 DD V =2.5V_P V =2.7V V =2.7V_P DD 0.0 180 V =2.5V 36 Loss, ISL vs Input Power (f=0.9GHz, PC-P1 ON, V DD DD -1.2 20 22 24 26 28 30 32 34 36 -60 Input Power (dBm) -6- NJG1802K51 特性例(指定の測定回路による) I DD vs V I DD (No RF input, PC-P1 ON, V CTL(H) CTL =1.8V, V CTL(L) =0V) vs V CTL (No RF input, PC-P1 ON, V 200 =2.7V) DD 12 10 150 (uA) (uA) 8 6 I I DD CTL 100 4 50 2 0 2.5 3 3.5 4 V DD 4.5 0 5 1.5 2 2.5 (V) 3 V CTL 3.5 4 4.5 5 (V) Switching Time vs Ambient Temperature (PC-P1 ON, V Switching Time (µ µ s) 5 =1.8V) CTL V =2.5V DD V =2.7V DD V =3.5V DD V =5.0V 4 DD 3 2 1 0 -50 0 50 100 o Ambient Temperature ( C) I DD vs Ambient Temperature (No RF Signal, PC-P1 ON, V 200 150 CTL(H) =1.8V, V CTL(L) I CTL =0V) (No RF Signal, PC-P1 ON, V 12 V =2.5V DD V =2.7V DD V =3.5V DD V =5.0V V 10 V V 8 (uA) DD V V =2.7V) DD =1.35V CTL =1.8V CTL =2.7V CTL =3.5V CTL =5.0V CTL 6 CTL 100 I I DD (uA) vs Ambient Temperature 4 50 2 0 -50 0 50 100 o Ambient Temperature ( C) 0 -50 0 50 100 o Ambient Temperature ( C) -7- NJG1802K51 特性例(指定の測定回路による) Loss, ISL vs Ambient Temperature Loss, ISL vs Ambient Temperature (f=0.9GHz, PC-P1 ON, P =35dBm) -10 DD V =2.5V_Loss VV =2.7V_Loss =2.7V DD DD DD -0.6 VVV =3.5V_Loss =3.5V =5.0V_Loss -30 DD DD DD V =5.0V DD -0.8 -40 -1 -50 -1.2 -50 0 -60 100 50 0 -10 -0.2 Insertion Loss (dB) -20 V =2.5V IN 0 PC-P2 Isolation (dB) Insertion Loss (dB) -0.2 -0.4 (f=1.9GHz, PC-P1 ON, P =33dBm) 0 -0.4 DD -20 V =2.5V_Loss VV =2.7V_Loss =2.7V DD DD DD VV =3.5V_Loss =3.5V DD -0.6 V DD=5.0V_Loss DD -30 V =5.0V DD -0.8 -40 -1 -50 -1.2 -50 o V =2.5V 0 PC-P2 Isolation (dB) IN 0 -60 100 50 o Ambient Temperature ( C) Ambient Temperature ( C) Loss, ISL vs Ambient Temperature (f=2.7GHz, PC-P1 ON, P =27dBm) IN 0 -0.2 -10 -0.4 -20 -0.6 -30 -0.8 V =2.5V V =2.5V_Loss -40 DD DD V =2.7V_Loss V =2.7V DD V DD =3.5V_Loss DD -1 V =5.0V_Loss V =3.5V PC-P2 Isolation (dB) Insertion Loss (dB) 0 -50 DD DD V =5.0V DD -1.2 -50 0 -60 100 50 o Ambient Temperature ( C) -8- NJG1802K51 外部回路図 (TOP VIEW) 1000pF C1 VCTL2 0/1.8V VCTL1 0/1.8V VDD 2.7V 9 10 8 7 6 DECODER P2 P1 11 5 12 4 1 2 PC 3 L1 68nH 注：各RF端子にDCブロッキングキャパシタは不要です(DCバイアス印加時は除く)。 *PC 端子に特に高い ESD 耐圧が必要な場合は対 GND 間にインダクタ L1 を接続してください。 各 RF 端子を厳密に GND レベルに保つためにはインダクタ L1 を接続することをお勧めします。 部品表 番号 定数 備考 C1 1000pF 村田製作所(GRM15) L1 68nH 太陽誘電(HK1005) -9- NJG1802K51 基板実装図 (TOP VIEW) VCTL1 VCTL2 VDD GND PCB サイズ: 19.4 x 15.0 mm PCB: FR-4, t=0.2mm キャパシタ サイズ: 1005 ストリップライン幅: 0.38mm C1 P2 P1 コネクタ損失を含む基板損失, Ta=+25°C 周波数 (GHz) 基板損失 (dB) 0.9 0.15 1.9 0.25 2.7 0.32 PC パッケージ周辺拡大図(QFN12-51) (TOP VIEW) PCB PKG Terminal PKG Outline GND Via Hole 直径: φ= 0.2mm 基板レイアウトの注意事項 [1] 各 RF 端子に DC ブロッキングキャパシタは不要です。ただし、本製品の各 RF 端子は GND レベルにバ イアスされているため、本製品に接続される他のデバイスの端子が DC バイアスされている場合には、そ の端子には DC ブロッキングキャパシタが必要です。 [2] RF 特性の劣化を防止するためにバイパスコンデンサ(C1)は VDD 端子のできるだけ近傍に配置して下さ い。 [3] 良好な RF 特性を得るためには、全ての GND 端子は基板の GND に接続するようにして下さい。そして、 GND 用スルーホールも同端子のできるだけ近傍に配置して下さい。 [4] IC 裏面の TAB パッドは GND 用スルーホールを設置したパターンに接続して下さい。 - 10 - NJG1802K51 QFN12-51 パッケージ推奨フットパターン PKG: 2.0mm x 2.0mm Pin pitch: 0.5mm : Land : Mask (Open area) *Metal mask thickness: 100um : Resist (Open area) Detail A - 11 - NJG1802K51 パッケージ外形図 (QFN12-51) 単位 基板 端子処理 モールド樹脂 重量 : mm : Cu : Ni/Pd/Au : エポキシ樹脂 : 4.7mg Exposed PAD Ground connection is required. A Details of “A” part ガリウムヒ素(GaAs)製品取り扱い上の注意事項 製品取り扱い上の注意事項 ガリウムヒ素 この製品は、法令で指定された有害物のガリウムヒ素(GaAs)を使用しております。危険防止のた め、製品を焼いたり、砕いたり、化学処理を行い気体や粉末にしないでください。廃棄する場合 は、関連法規に従い、一般産業廃棄物や家庭ゴミとは混ぜないでください。 この製品は静電放電 ･ サージ電圧により破壊されやすいため、取り扱いにご注意下さい。 ＜注意事項＞ このデータブックの掲載内容の正確さには 万全を期しておりますが、掲載内容について 何らかの法的な保証を行うものではありませ ん。とくに応用回路については、製品の代表 的な応用例を説明するためのものです。また、 工業所有権その他の権利の実施権の許諾を伴 うものではなく、第三者の権利を侵害しない ことを保証するものでもありません。 - 12 -