NJG1143UA2 GPS 用低雑音増幅器 GaAs MMIC 概要 NJG1143UA2 は GNSS(Global Navigation Satellite System)で の使用を主目的としたスタンバイ機能付き低雑音増幅器です。 本製品は小型、低雑音指数、高利得、および、低消費電流を特 徴とします。1.5V~3.6V の広い電源電圧で動作するとともに、ス タンバイ機能を有し、通信機器の低消費電流に貢献します。外部 回路は整合回路 2 素子含む計 3 素子で構成できます。パッケージ に超小型・超薄型(1.0mmx1.0mmx0.37mm)、鉛フリー、RoHS 指 定対応、ハロゲンフリーの EPFFP6-A2 を採用しました。 外形 アプリケーション GPS、GLONASS、Galileo 及び COMPASS などを含む GNSS 用途 特徴 低動作電圧 低切替電圧 低消費電流 +2.85V typ. +1.8V typ. 4.0mA typ. 7µA typ. 20.0dB typ. 0.70dB typ. -16.5dBm typ. -2.0dBm typ. 高利得 低雑音指数 1dB 利得圧縮時入力電力 高入力 IP3 スタンバイ機能 小型パッケージ EPFFP-A2 ESD 保護回路内蔵 鉛フリー・RoHS 指令対応・ハロゲンフリー 端子配列 (+1.5V~+3.6V) (+1.5V~+3.6V) @VDD=2.85V, VCTL=1.8V @VDD=2.85V, VCTL=0V, スタンバイモード @VDD=2.85V, VCTL=1.8V, f=1575MHz @VDD=2.85V, VCTL=1.8V, f=1575MHz @VDD=2.85V, VCTL=1.8V, f=1575MHz @VDD=2.85V, VCTL=1.8V, f=1575+1575.1MHz (パッケージサイズ: 1.0mmx1.0mmx0.37mm typ.) (Top View) GND 5 4 6 RFIN VDD Bias Circuit GND Logic Circuit RFOUT 端子配列 1. GND 2. VCTL 3. RFOUT 4. VDD 5. GND 6. RFIN 3 1 2 VCTL 真理値表 “H”=VCTL(H), “L”=VCTL(L) VCTL LNA モード H アクティブモード L スタンバイモード 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。 Ver. 2013-04-15 -1- NJG1143UA2 絶対最大定格 Ta=+25°C, Zs=Zl=50Ω 項目 記号 条件 定格 単位 電源電圧 VDD 5.0 V 切替電圧 VCTL 5.0 V 入力電力 PIN VDD=2.85V +15 dBm 消費電力 PD 4 層スルーホール付き FR4 基板実装時 (101.5 x 114.5mm), Tj=150oC 590 mW 動作温度 Topr -40~+85 °C 保存温度 Tstg -55~+150 °C 電気的特性 1 (DC 特性) 共通条件: Ta=+25°C, Zs=Zl=50Ω 項目 電源電圧 記号 条件 最小 標準 最大 単位 VDD VDD 端子 1.5 - 3.6 V 切替電圧(High) VCTL(H) VCTL 端子 1.5 1.8 3.6 V 切替電圧(Low) VCTL(L) VCTL 端子 0 0 0.3 V 動作電流 1 IDD1 アクティブモード, VDD 端子 VDD=2.85V, VCTL=1.8V - 4.0 6.5 mA 動作電流 2 IDD2 アクティブモード, VDD 端子 VDD=1.8V, VCTL=1.8V - 3.0 4.7 mA 動作電流 3 IDD3 - 7.0 15.0 µA 動作電流 4 IDD4 - 4.0 10.0 µA 切替電流 ICTL - 5.0 12.0 µA -2- スタンバイモード VDD 端子 VDD=2.85V, VCTL=0V スタンバイモード VDD 端子 VDD=1.8V, VCTL=0V VCTL=1.8V, VCTL 端子 NJG1143UA2 電気的特性 2 (RF 特性, VDD =2.85V) 共通条件:VDD=2.85V, VCTL=1.8V, Freq=1.575GHz, Ta=+25°C, Zs=Zl=50Ω, 指定の外部回路による 項目 小信号電力利得 1 雑音指数 1 1dB 利得圧縮時 入力電力 1 入力 3 次インター セプトポイント 1 記号 条件 Gain1 NF1 基板、コネクタ 損失(0.08dB)除く P-1dB(IN)1 IIP3_1 f1=Freq f2=Freq+100kHz Pin=-34dBm 最小 標準 最大 単位 17.5 20.0 22.0 dB - 0.70 0.95 dB -19.0 -16.5 - dBm -6.0 -2.0 - dBm RF IN VSWR1 VSWRi1 - 1.5 2.0 - RF OUT VSWR1 VSWRo1 - 1.5 2.0 - 電気的特性 3 (RF 特性, VDD =1.8V) 共通条件:VDD=1.8V, VCTL=1.8V, Freq=1.575GHz, Ta=+25°C, Zs=Zl=50Ω, 指定の外部回路による 項目 小信号電力利得 2 雑音指数 2 記号 条件 Gain2 NF2 1dB 利得圧縮時 入力電力 2 P-1dB(IN)2 入力 3 次インター セプトポイント 2 IIP3_2 基板、コネクタ 損失(0.08dB)除く f1=Freq f2=Freq+100kHz Pin=-34dBm 最小 標準 最大 単位 16.5 19.0 21.0 dB - 0.75 1.10 dB -22.0 -19.5 - dBm -10.0 -6.0 - dBm RF IN VSWR2 VSWRi2 - 1.5 2.3 - RF OUT VSWR2 VSWRo2 - 1.3 1.7 - -3- NJG1143UA2 端子情報 -4- 番号 端子名 機能説明 1 GND 2 VCTL 3 RFOUT 4 VDD LNA の電源電圧供給端子です。端子近傍にバイパスキャパシタを接続して下 さい。 5 GND 接地端子(0V)です。端子近傍で接地電位に接続して下さい。 6 RFIN RF 信号入力端子です。外部整合回路を介して RF 信号が入力されます。 この端子には DC ブロッキングキャパシタが内蔵されています。 接地端子(0V)です。端子近傍で接地電位に接続して下さい。 切り替え電圧印加端子です。この端子に”High”の電圧を印加した場合には LNA がアクティブ状態に、”Low”の電圧を印加した場合には LNA がスタン バイ状態になります。 RF 信号出力端子です。外部回路図に示す C1 を介して RF 信号が出力され ます。C1 は出力整合素子と DC ブロッキングキャパシタの役割を兼ねてお ります。 NJG1143UA2 特性例 共通条件: VDD=2.85V, VCTL=1.8V, Ta=+25oC, Zs=Zl=50Ω, 指定の外部回路による S11, S22 S21, S12 VSWR Zin, Zout S11, S22 (f=50MHz~20GHz) S21, S12 (f=50MHz~20GHz) -5- NJG1143UA2 特性例 共通条件: VDD=2.85V, VCTL=1.8V, Ta=+25oC, Zs=Zl=50Ω, 指定の外部回路による IDD, ICTL vs. VCTL NF, Gain vs. frequency (VDD=2.85V, VCTL=1.8V) 21 6 20 5 2 19 4 1.5 18 3 30 25 1 2 16 1 15 1.75 0 0.5 20 3 17 NF IDD ICTL (uA) IDD (mA) Gain Gain (dB) Noise Figure (dB) 2.5 (VDD=2.85V, RF OFF) 15 10 ICTL 5 (NF: Exclude PCB, Connector Losses) 1.55 1.6 1.65 1.7 0 0 0.5 1 1.5 Pout vs. Pin Gain, IDD vs. Pin (VDD=2.85V, VCTL=1.8V, fRF=1575MHz) (VDD=2.85V, VCTL=1.8V, fRF=1575MHz) 24 22 5 Pout Gain (dB) Pout (dBm) 0 -5 -10 -15 P-1dB(IN)=-16.0dBm -25 -40 10 9 Gain 20 8 18 7 16 6 IDD 14 5 4 -30 -20 -10 0 10 2 8 -40 10 20 0 -30 -20 -10 0 10 Pin (dBm) Pout, IM3 vs. Pin OIP3, IIP3 vs. frequency (VDD=2.85V, VCTL=1.8V, fRF=1575+1575.1MHz) (VDD=2.85V, VCTL=1.8V, df=100kHz, Pin=-34dBm) 24 22 Pout 20 OIP3 (dBm) -20 -40 -60 IM3 -80 -100 -40 3 P-1dB(IN)=-16.0dBm Pin (dBm) Pout, IM3 (dBm) 3 12 -20 IIP3=-1.3dBm -30 -20 -10 Pin (dBm) -6- 2.5 VCTL (V) frequency (GHz) 10 2 IDD (mA) 1.5 0 10 10 8 OIP3 6 18 4 16 2 14 0 IIP3 12 -2 10 -4 8 1.45 1.5 1.55 1.6 1.65 frequency (GHz) 1.7 -6 1.75 IIP3 (dBm) 0 1.45 NJG1143UA2 特性例 共通条件: VDD=2.85V, VCTL=1.8V, Ta=+25oC, Zs=Zl=50Ω, 指定の外部回路による (VDD=2.85V, VCTL=1.8V/0V, RF OFF) Gain (dB) 20 Gain 6 3 5 2.5 18 2 16 1.5 NF 14 1 12 0.5 IDD (mA) @active mode 22 3.5 30 25 IDD (Active mode) 4 20 3 15 2 10 IDD (Standby mode) 1 5 IDD (uA) @standby mode IDD vs. Temperature (VDD=2.85V, VCTL=1.8V, fRF=1575MHz) Noise Figure (dB) 24 Gain, NF vs. Temperature (NF: Exclude PCB, Connector Losses) 10 -50 0 0 -50 0 100 50 0 Temperature (oC) Temperature (oC) OIP3, IIP3 vs. Temperature P-1dB(IN) vs. Temperature -8 0 100 50 (VDD=2.85V, VCTL=1.8V, fRF=1575+1575.1MHz, Pin=-34dBm) 15 30 (VDD=2.85V, VCTL=1.8V, fRF=1575MHz) -10 -14 -16 P-1dB(IN) -18 10 OIP3 20 5 15 0 IIP3 -20 -5 10 -22 -24 -50 0 50 5 -50 100 0 Temperature (oC) Temperature (oC) k factor vs. frequency VSWR vs. Temperature 3 (VDD=2.85V, VCTL=1.8V, fRF=1575MHz) (VDD=2.85V, VCTL=1.8V) 20 VSWRi 2.5 VSWRo 15 2 k factor VSWRi, VSWRo -10 100 50 1.5 10 +85oC 1 5 +25oC 0.5 -40oC 0 -50 0 0 50 Temperature (oC) 100 0 5 10 15 20 frequency (GHz) -7- IIP3 (dBm) OIP3 (dBm) P-1dB(IN) (dBm) 25 -12 NJG1143UA2 特性例 共通条件: VDD=1.8V, VCTL=1.8V, Ta=+25oC, Zs=Zl=50Ω, 指定の外部回路による -8- S11, S22 S21, S12 VSWR Zin, Zout NJG1143UA2 特性例 共通条件: VDD=1.8V, VCTL=1.8V, Ta=+25oC, Zs=Zl=50Ω, 指定の外部回路による NF, Gain vs. frequency (VDD=1.8V, RF OFF) 20 5 25 2 19 4 20 1.5 18 2.5 Gain NF 1 0.5 IDD (mA) 6 Gain (dB) 21 3 Noise Figure (dB) IDD, ICTL vs. VCTL 30 IDD 15 3 17 2 16 1 15 1.75 0 ICTL (uA) (VDD=1.8V, VCTL=1.8V) 10 ICTL 5 (NF: Exclude PCB, Connector Losses) 1.5 1.55 1.6 1.65 1.7 0 0 0.5 1 1.5 frequency (GHz) Pout vs. Pin Gain, IDD vs. Pin (VDD=1.8V, VCTL=1.8V, fRF=1575MHz) (VDD=1.8V, VCTL=1.8V, fRF=1575MHz) 24 20 Gain (dB) Pout (dBm) 8 Gain 7 Pout -15 -20 18 6 16 5 14 3 P-1dB(IN)=-20.0dBm -30 -20 -10 0 10 8 -40 10 1 -30 -20 0 Pout, IM3 vs. Pin OIP3, IIP3 vs. frequency (VDD=1.8V, VCTL=1.8V, fRF=1575+1575.1MHz) (VDD=1.8V, VCTL=1.8V, df=100kHz, Pin=-34dBm) 20 16 -40 -60 IM3 -80 10 6 4 18 Pout OIP3 (dBm) Pout, IM3 (dBm) -10 Pin (dBm) -20 -100 -40 2 P-1dB(IN)=-20.0dBm Pin (dBm) 0 4 IDD 12 -25 20 9 22 -10 -30 -40 3 VCTL (V) 0 -5 2.5 2 OIP3 14 0 12 -2 -4 10 IIP3 8 -6 6 -8 IIP3=-5.6dBm -30 -20 -10 Pin (dBm) IDD (mA) 5 2 0 10 4 1.45 1.5 1.55 1.6 1.65 1.7 -10 1.75 frequency (GHz) -9- IIP3 (dBm) 0 1.45 NJG1143UA2 特性例 共通条件: VDD=1.8V, VCTL=1.8V, Zs=Zl=50Ω, 指定の外部回路による IDD vs. Temperature 3 Gain 20 2.5 18 2 16 1.5 NF 14 1 12 IDD (mA) @active mode Gain (dB) 22 5 3.5 Noise Figure (dB) 24 (VDD=1.8V, V CTL=1.8V, fRF=1575MHz) 4 (VDD=1.8V, V CTL=1.8V/0V, RF OFF) 25 20 IDD (Active mode) 3 15 2 10 IDD (Standby mode) 1 5 0.5 IDD (uA) @standby mode Gain, NF vs. Temperature (NF: Exclude PCB, Connector Losses) 0 0 -50 0 100 50 0 Temperature (oC) Temperature (oC) OIP3, IIP3 vs. Temperature P-1dB(IN) vs. Temperature -12 (VDD=1.8V, VCTL=1.8V, fRF=1575+1575.1MHz, Pin=-34dBm) 18 4 (VDD=1.8V, V CTL=1.8V, fRF=1575MHz) 16 14 -16 OIP3 (dBm) P-1dB(IN) (dBm) -14 -18 -20 P-1dB(IN) -22 2 OIP3 0 12 -2 10 -4 8 IIP3 -6 -24 6 -8 -26 4 -10 -28 -50 0 50 2 -50 100 0 k factor vs. frequency VSWR vs. Temperature 3 -12 100 50 Temperature (oC) Temperature (oC) (VDD=1.8V, VCTL=1.8V, fRF=1575MHz) (VDD=1.8V, V CTL=1.8V) 20 VSWRi 2.5 VSWRo 15 2 k factor VSWRi, VSWRo 0 100 50 1.5 10 +85oC 1 5 +25oC 0.5 0 -50 -40oC 0 0 50 Temperature (oC) - 10 - 100 0 5 10 frequency (GHz) 15 20 IIP3 (dBm) 10 -50 NJG1143UA2 特性例 共通条件: RF OFF, Zs=Zl=50Ω, 指定の外部回路による 5 IDD vs. VCTL IDD vs. VDD (VDD=2.85V, RF OFF) (VCTL=1.8V, RF OFF) 6 5 4 +85oC 4 IDD (mA) IDD (mA) 3 +85oC 2 +25oC 3 +25oC 2 -40oC -40oC 1 IDD 1 0 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 1 1.5 2 2.5 VCTL (V) 14 12 3.5 4 4.5 VDD (V) IDD vs. VDD ICTL vs. Temperature (VCTL=0V, RF OFF) (VDD=2.85V or 1.8V, V CTL=1.8V, RF OFF) 14 12 +85oC 10 ICTL (uA) 10 IDD (uA) 3 8 IDD 6 8 6 ICTL o 4 4 +25 C -40oC 2 2 0 1 1.5 2 2.5 3 VDD (V) 3.5 4 4.5 0 -50 0 50 100 Temperature (oC) - 11 - NJG1143UA2 特性例 共通条件: VCTL=1.8V, Ta=+25oC, Zs=Zl=50Ω, 指定の外部回路による (VCTL=1.8V/0V, RF OFF) 6 2.5 5 Gain (dB) Gain 19 2 18 1.5 NF 17 1 16 0.5 IDD (mA) @active mode 20 3 30 25 IDD (Active mode) 4 20 3 15 2 10 IDD (Standby mode) 1 5 IDD (uA) @standby mode IDD vs. VDD (VCTL=1.8V, fRF=1575MHz) Noise Figure (dB) 21 Gain, NF vs. VDD (NF: Exclude PCB, Connector Losses) 15 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 0 4.5 4 1 1.5 2 2.5 3.5 4 0 4.5 VDD (V) VDD (V) -5 3 P-1dB(IN) vs. VDD OIP3, IIP3 vs. VDD (VCTL=1.8V, fRF=1575MHz) (VCTL=1.8V, fRF=1575+1575.1MHz, Pin=-34dBm) 22 8 20 6 18 4 -15 P-1dB(IN) -20 16 2 OIP3 0 14 IIP3 12 -2 10 -4 8 -6 -25 -30 6 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 1 4.5 1.5 2 VDD (V) VSWR vs. VDD 3.5 4 -8 4.5 k factor vs. frequency (VCTL=1.8V) 20 VSWRi 2.5 VSWRo 15 2 k factor VSWRi, VSWRo 3 VDD (V) (VCTL=1.8V, fRF=1575MHz) 3 2.5 1.5 10 VDD=1.2V 1 VDD=2.85V, 4V 5 0.5 0 0 1 1.5 2 2.5 3 VDD (V) - 12 - 3.5 4 4.5 0 5 10 frequency (GHz) 15 20 IIP3 (dBm) OIP3 (dBm) P-1dB(IN) (dBm) -10 NJG1143UA2 外部回路図 (Top View) L1 9.1nH GND 5 4 6 RF IN RFIN VDD C2 1000pF VDD Bias Circuit Logic Circuit GND C1 2pF RFOUT 3 1 RF OUT 2 VCTL VCTL ・L1 は入力整合用インダクタです。 ・C1 は出力整合用キャパシタと DC ブロッキングキャパシタを兼ねています。 ・C2 はバイパスキャパシタです。 基板実装図 (Top View) チップ部品リスト 部品番号 型名 L1 村田製作所製 LQP03T_02 シリーズ VDD RF IN L1 C2 C1, C2 村田製作所製 GRM03 シリーズ RF OUT C1 PCB 基板材質：FR-4 VCTL 基板厚：0.2mm マイクロストリップライン幅：0.4mm (Z0=50Ω) 外形サイズ：14.0mm×14.0mm - 13 - NJG1143UA2 NF 測定ブロックダイアグラム 使用測定器 ・NF アナライザ ：Agilent 8973A, 8975A ・ノイズソース ：Agilent 346A NF アナライザ設定 ・Measurement mode form Device under test ：Amplifier System downconverter ：off ・Mode setup form ：LSB Sideband ・Averages ：16 ・Average mode ：Point ・Bandwidth ：4MHz ・Loss comp ：off ・Tcold ：ノイズソース本体の温度を入力 NF Analyzer (Agilent 8973A, 8975A) Noise Source (Agilent 346A) ※ノイズソースと NF Input (50Ω) Noise Source Drive Output アナライザは直接接続 キャリブレーション時 NF Analyzer (Agilent 8973A, 8975A) Noise Source (Agilent 346A) ※ノイズソースと DUT、 DUT と NF アナライザは IN DUT OUT NF 測定時 - 14 - Input (50Ω) Noise Source Drive Output 直接接続 NJG1143UA2 パッケージ外形図（EPFFP6-A2） 単位 基板 端子処理 モールド樹脂 重量 ガリウムヒ素 製品取り ガリウムヒ素(GaAs)製品取 製品取り扱い上の注意事項 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。 ：mm ：FR-4 ：Au メッキ ：エポキシ樹脂 ：0.855mg ＜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。 - 15 -