19-1764; Rev 0; 7/00 概要 ___________________________________ 特長 ___________________________________ MAX3524は、ケーブルテレビ受信機及びケーブルモデム アプリケーション用に特別に設計された広帯域アンプ です。この製品はシングルエンド入力、差動出力を 備えた低ノイズアンプ(LNA)で、15dBの利得を提供し ます。MAX3524は、+4.75V∼+5.25V単一電源で 動作します(44MHz∼880MHz)。MAX3524は、LNAの 入力における外付PINアッテネータ回路を制御するための オペアンプを備えています。通常このアッテネータは、 大きな信号に対して高度の直線性を維持できる値まで 入力信号を安定化させるために使用します。MAX3524 はエクスポーズドパッド(EP)付の1 0ピンµMAXパッ ケージで提供され、拡張温度範囲(-40℃∼+85℃)で 動作します。 ◆ シングルエンド入力、差動出力 アプリケーション _______________________ 型番 ___________________________________ ◆ 電源：+4.75V∼+5.25V単一 ◆ 広帯域：44MHz∼880MHz ◆ 低雑音指数：4.2dB ◆ 高直線性：IIP2(42dBm)、IIP3(14dBm) ◆ 電圧利得：15dB ◆ 独立内蔵オペアンプ ケーブルモデム PART ケーブルセットトップボックス MAX3524EVB 広帯域アンプ TEMP. RANGE PIN-PACKAGE -40°C to +85°C 10 µMAX-EP* * エクスポーズドパッド CATVインフラストラクチャ 標準アプリケーション回路 __________________________________________________________ VCC = 5V 10µF INPUT: 44-880MHz 75-2kΩ 1 0.1µF 2 PIN ATTENUATOR RFOUT- VCC RFIN MAX3524 VCC 10 0.1µF L1 = 0.5 TO 1nH CL < 1.8pF OUTPUT TO TUNER (DIFFERENTIAL DRIVE) 9 VCC = 5V 10µF 10nF 0.1µF 3 4 8 RFGND L2 = 0.5 TO 1nH RFOUT+ OPIN+ OPOUT 7 0.1µF R1 3k FROM DEMOD IC TO CONTROL PIN ATTENUATOR OP AMP D2 CMDSH-3 5 OPIN- BIAS GND R2 3k 6 LBIAS = 680nH RBIAS = 5.9Ω * D1 CMDSH-3 *EXPOSED PADDLE ピン配置はデータシートの最後に記載されています。 ________________________________________________________________ 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 MAX3524 低ノイズ、高直線性、 広帯域アンプ MAX3524 低ノイズ、高直線性、 広帯域アンプ ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS VCC to GND ...........................................................-0.3V to +7.0V RFIN ....................................................................................+2.0V PRFIN ...................................................................................0dBm RBIAS (MINIMUM) .......................................................................5Ω RFOUT+, RFOUT-, OPIN-, OPIN+, OPOUT...-0.3V to (VCC + 0.3V) RFOUT+, RFOUT- Short-Circuit Duration ...............................10s Continuous Power Dissipation (TA = +70°C) 10-Pin µMAX (derate 10.3mW/°C above +70°C) .........825mW Operating Temperature Range ...........................-40°C to +85°C Storage Temperature Range .............................-65°C to +150°C Junction Temperature ......................................................+150°C Lead Temperature (soldering, 10s) .................................+300°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 (Typical Application Circuit, VCC = +4.75V to +5.25V, RBIAS = 5.9Ω, LBIAS = 680nH, TA = -40°C to +85°C, unless otherwise indicated. Typical values measured at VCC = +5.0V, TA = +25°C.) (Notes 1, 2) PARAMETERS CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS SUPPLY Supply Voltage 4.75 Supply Current 85 OPERATIONAL AMPLIFIER Common-Mode Input Range 0.5 Maximum Output Voltage IO = 20mA Minimum Output Voltage IO = 20mA 5.25 V 95 mA 3.0 VCC - 0.5 V V 0.5 V AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS (MAX3524 EV kit as shown in Figure 1, VCC = +4.75V to +5.25V, PRFIN = -20dBm, ZS = 75Ω, RBIAS = 5.9Ω, LBIAS = 680nH, fIN = 44MHz, ZL = 50Ω || 2pF, TA = +25°C. Typical values are at VCC = +5V, unless otherwise indicated.) (Notes 2, 3) PARAMETERS CONDITIONS Operating Frequency Range Power Gain (Note 4) MIN TYP 44 TA = +25°C 8.0 TA = -40°C to +85°C 7.6 9.8 RL = 3kΩ 15 Noise Figure (Note 3) fRFIN = 300MHz 4.2 IIP2 (Notes 3, 6) Output-to-Input Isolation fRFIN = 300MHz UNITS 880 MHz 11 11.5 Voltage Gain (Note 5) IIP3 (Notes 3, 6) MAX dB dB 4.9 dB 12 14 dBm 40 42 dBm 40 60 dB Note 1: Parameters are production tested at TA = +25°C and TA = +85°C. Limits are guaranteed by design and characterization for TA = -40°C to +25°C. Note 2: For optimum linearity, the DC resistance of LBIAS in series with RBIAS must be approximately 7.3Ω. Note 3: Guaranteed by design and characterization. Note 4: Gain is guaranteed over the operating frequency range, by design and characterization. Insertion loss of balun is subtracted. Production tested at 44MHz and 880MHz. Note 5: Corresponding voltage gain at RL = 3kΩ, calculated as in Figure 2. Note 6: Frequencies and input power levels: 275MHz, 325MHz, and -20dBm per tone. 2 _______________________________________________________________________________________ 低ノイズ、高直線性、 広帯域アンプ (MAX3524 EV kit as shown in Figure 1, VCC = +5V, PRFIN = -20dBm, ZL = 50Ω || 2pF, RBIAS = 5.9Ω, LBIAS = 680nH, insertion loss of balun subtracted, TA = +25°C.) POWER GAIN vs. FREQUENCY Zs = 50Ω CL = 1.5pF TA = -45°C TA = +25°C 10 GAIN (dB) 87 86 TA = +25°C TA = +85°C 9 TA = +85°C 7 40 140 240 340 440 540 640 740 840 940 40 140 240 340 440 540 640 740 840 940 VCC (V) FREQUENCY (MHz) FREQUENCY (MHz) 10 9 GAIN (dB) VCC = 4.75, 5.00, 5.25 8 7 7 6 VCC = 4.75, 5.00, 5.25 9 8 MAX3524 toc06 TA = +85°C 5 4 TA = +25°C 3 TA = -40°C 2 1 0 6 40 140 240 340 440 540 640 740 840 940 40 140 240 340 440 540 640 740 840 940 40 140 240 340 440 540 640 740 840 940 FREQUENCY (MHz) FREQUENCY (MHz) FREQUENCY (MHz) IIP3 vs. FREQUENCY IIP2 vs. FREQUENCY 1dB COMPRESSED OUTPUT POWER vs. FREQUENCY TA = -40°C Zs = 75Ω 55 12 POUT (dBm) IIP2 (dBm) 50 TA = +85°C 14 TA = +85°C 16 TA = +25°C 16 TA = +25°C 45 12 40 10 35 TA = -40°C MAX3524toc09 18 60 MAX3524 toc07 Zs = 75Ω MAX3524 toc08 GAIN (dB) TA = +25°C Zs = 75Ω CL = 1.5pF NOISE FIGURE (dB) 11 6 MAX3524 toc05 MAX3524 toc04 TA = +25°C Zs = 50Ω CL = 1.5pF NOISE FIGURE vs. FREQUENCY POWER GAIN vs. FREQUENCY 12 10 IIP3 (dBm) 6 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 POWER GAIN vs. FREQUENCY 14 TA = +85°C 7 6 82 20 TA = +25°C 10 8 83 11 TA = -40°C 11 9 8 84 12 Zs = 75Ω CL = 1.5pF 12 TA = -40°C 85 13 GAIN (dB) 88 11 POWER GAIN vs. FREQUENCY 14 MAX3524 toc03 MAX3524toc01 89 ICC (mA) 12 MAX3524 toc02 CURRENT vs. VOLTAGE 90 VCC = 5.25V 10 8 VCC = 4.75V VCC = 5.00V 8 6 4 30 50 150 250 350 450 550 650 750 850 950 FREQUENCY (MHz) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 FREQUENCY (MHz) 40 140 240 340 440 540 640 740 840 940 FREQUENCY (MHz) _______________________________________________________________________________________ 3 MAX3524 標準動作特性 ______________________________________________________________________ 標準動作特性(続き)_________________________________________________________________ (MAX3524 EV kit as shown in Figure 1, VCC = +5V, PRFIN = -20dBm, ZL = 50Ω || 2pF, RBIAS = 5.9Ω, LBIAS = 680nH, insertion loss of balun subtracted, TA = +25°C.) ISOLATION vs. FREQUENCY MAX3524toc11 -45 -45 -50 -50 -55 -55 PSRR (dB) ISOLATION (dB) PSRR vs. FREQUENCY -40 MAX3524toc10 -40 -60 -60 -65 -65 -70 -70 -75 -75 -80 -80 40 440 240 640 840 20 ZIN = R II C OP AMP CLOSED-LOOP VOLTAGE GAIN OF 2 vs. FREQUENCY 2.5 6 350 5 CAPACITANCE 150 1.5 4 VGAIN (dB) 2.0 250 CAPACITANCE (pF) RESISTANCE 200 220 MAX3524 toc13 MAX3524 toc12 300 170 FREQUENCY (MHz) RESISTANCE AND CAPACITANCE vs. FREQUENCY 400 120 70 FREQUENCY (MHz) RESISTANCE (Ω) MAX3524 低ノイズ、高直線性、 広帯域アンプ 3 2 100 1 50 1 0 40 240 440 640 0 840 0 0.5 FREQUENCY (MHz) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 FREQUENCY (MHz) 端子説明 __________________________________________________________________________ 4 PIN 端子 NAME 名称 1, 9 VCC Supply Voltage Input. Connect both pins together. Bypass with a 10µF and 47pF capacitor to 電源電圧入力。両方の端子をまとめて接続して下さい。10μF及び47pFのコンデンサでGNDに バイパスして下さい。 GND. 2 RFIN LNAのRF入力。DCブロッキングコンデンサが必要です。 RF Input of LNA. Requires DC blocking capacitor. 3 RFGND 10nFのコンデンサでGNDにバイパスして下さい。 Bypass to GND through 10nF capacitor. 4 OPOUT オペアンプ出力 Operational Amplifier Output 5 OPIN- Inverting Input of Operational Amplifier オペアンプの反転入力 6 BIAS LNA Bias Setting Pin. For nominal bias, connect 5.9Ω resistor in series with 680nH to GND LNAバイアス設定ピン。公称バイアスに対しては、5.9Ωの抵抗を680nHと直列にGNDに (total DC resistance = resistance=ofRBIAS[$]の抵抗 RBIAS + DC resistance of the inductor = 7.3Ω). The value of 接続して下さい(DC抵抗の合計 + インダクタのDC抵抗 = 7.3Ω)。 抵抗値はLNAの電流、つまり直線性を変化させるために調整します。 the resistor is adjusted to alter the current and therefore linearity of the LNA. FUNCTION 機 能 7 OPIN+ Noninverting Input of Operational Amplifier オペアンプの非反転入力 8 RFOUT- Inverting Output of LNA LNAの反転出力 10 RFOUT+ Slug GND Noninverting Output of LNA LNAの非反転出力 Ground グランド _______________________________________________________________________________________ 低ノイズ、高直線性、 広帯域アンプ MAX3524は、シングルエンド入力及び差動出力を 備えた広帯域アンプで、外部アッテネータ回路の制御用 オペアンプを内蔵しています。図1に、MAX3524EV キットの回路図を示します。 低ノイズアンプ 低ノイズアンプは44MHz∼880MHzの範囲で動作し、 特にケーブルテレビ及びケーブルモデムアプリケー ション用として設計されています。LNAは3kΩ負荷の 駆動時に、1 5 d Bの挿入電圧利得(図2を参照)を提供 します。300MHzにおける雑音指数は4.2dBで、IIP2 及びIIP3はそれぞれ42dBm及び14dBmです。 オペアンプ オペアンプは、PINアッテネータ回路とのインタフェース に適しています。PINアッテネータ回路は通常LNAの 入力に取り付けます。コモンモード入力範囲は0.5V∼ 3Vで、20mAのシンク又はソース電流での出力電圧 スイングは0.5V∼VCC - 0.5Vです。入力バイアス電流 及び入力オフセット電圧はそれぞれ1µA及び1mVです。 開ループ電圧利得は10,000以上です。利得帯域幅積は 1の閉ループ電圧利得に対して1MHz以上です。 VCC C15 0.1µF C1 47pF R1 13.3Ω C10 RF INPUT 0.1µF VCC VCC RFIN VCC R2 C11 0.1µF RF OUTPUT C14 47pF C15 0.1µF VCC2 C2 2pF RF OUT+ R4 50kΩ C12 0.1µF TO ATTENUATOR RF OUT- RFGND R3 50kΩ R9 100Ω OPIN+ 0.1µF OP OUT R10 3k BIAS D1 OP IN R8 3k R7 10k D2 LBIAS VCC RBIAS 5.81Ω D1, D2 SMALL-SIGNAL SCHOTTKY DIODES, TYPICALLY CMDSH-3 図1. MAX3524EVキットの回路図 VCC (PIN9) 75Ω RFIN AV = (VRFOUT +) - (VRFOUT-) = 5.7 VIN AV(dB) = 20log10 AV = 15dB V1 ZS 330Ω 2VIN 1.8pF 30Ω 30Ω RFOUT+ 0.06V1 RFOUT- 図2. LNA等価回路及びオープン回路電圧利得の計算 _______________________________________________________________________________________ 5 MAX3524 詳細 ___________________________________ MAX3524 低ノイズ、高直線性、 広帯域アンプ オペアンプを使用したRF入力電力制御 表1. シャント抵抗の雑音指数値 RSHUNT(Ω) S11(LNA) (dB) NOISE FIGURE (dB) 450 -6 5–5.5 250 -8 5.5–6 125 -10 6–6.5 アプリケーション情報 ___________________ バイアス電流 BIASとGNDの間に接続されている抵抗R BIASは、LNA 電流を制御します。電流が温度変化に影響されないよう、 R BIASに対して1%の低温度係数抵抗を選択して下さい。 LNAが消費する電流は、次式を使用して求めます。 IBIAS ≈ 0.58V / (RBIAS + LBIASのDC抵抗) ここで、通常1Ω∼2Ωのインダクタ抵抗を加味する ことが重要です。MAX3524EVキットは公称1.4Ωの DC抵抗を持つインダクタを使用しています。R BIASに、 より高い値を使用すると直線性は低下しますが、消費 電流を大幅に低減できます。回路基板のレイアウトと ソースインピーダンスによっては、最良の直線性を得る ためにI BIASの値を最適化する必要が生じる場合があり ます。 入力及び出力 LNA入力はシングルエンドです。R F入力信号は、DC ブロッキングコンデンサを通じてRFINにカップリング されています。LNA出力は、DCブロッキングコンデンサ を通じてミキサなどの差動負荷を駆動します。図2に 示すように、等価入力LNAインピーダンスは1.8pfと 並列接続された330Ωの抵抗です。LNAの等価差動出力 インピーダンスは約60Ωです。-6dB以下のS11を実現 するには、ケーブル入力とMAX3524の間に1dB以上の 挿入損失が必要です。この損失は、通常ケーブルモデム アプリケーションにおけるディプレクサ及びPINアッテ ネータから生じます。シャント抵抗をLNAの入力に追加 して、反射減衰量(S11)を改善することもできます。 システムの反射減衰量は、上記で説明されているように 通常2dB良くなります。差動シャント抵抗のS11及び 雑音指数値は、表1を参照して下さい。 6 ケーブルシステムでは、直線性を維持するために、 LNA入力における電力レベルが通常最大値に制限されて います。これは可変アッテネータをLNAの入力に接続し、 オペアンプ出力により減衰を変化させることによって 実現できます。オペアンプはLNA出力電力に比例する DC制御入力を受け取ります。「標準アプリケーション 回路」を参照して下さい。 レイアウト上の考慮 適正に設計されたPC基板は、あらゆるRF/マイクロ波 回路に不可欠です。高周波入力及び出力に対しては、 短い相互接続ライン及びインピーダンスの制御された ラインを使用して下さい。全てのGNDノードに対して グランドへの低インダクタンス接続を使用し、全てのVCC 接続にできるだけ近づけてデカップリングコンデンサを 配置して下さい。EPはMAX3524用のグランドで、 適正に動作させるにはグランドにハンダ付けする必要が あります。 ピン配置 _______________________________ TOP VIEW VCC 1 RFIN 2 RFGND 3 OPOUT OPIN- 10 RFOUT+ 9 VCC 8 REFOUT- 4 7 OPIN+ 5 6 BIAS MAX3524 µMAX チップ情報 _____________________________ TRANSISTOR COUNT: 550 _______________________________________________________________________________________ 低ノイズ、高直線性、 広帯域アンプ 10LUMAX.EPS 販売代理店 〒169 -0051東京都新宿区西早稲田3-30-16（ホリゾン1ビル） TEL. (03)3232-6141 FAX. (03)3232-6149 マキシム社では全体がマキシム社製品で実現されている回路以外の回路の使用については責任を持ちません。回路特許ライセンスは明言されていません。 マキシム社は随時予告なしに回路及び仕様を変更する権利を保留します。 Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600 _____________________ 7 © 2000 Maxim Integrated Products is a registered trademark of Maxim Integrated Products. MAX3524 パッケージ ________________________________________________________________________