NJG1148MD7 5GHz 帯低雑音増幅器 GaAs MMIC I 概要 NJG1148MD7 は、5GHz 帯無線 LAN、無線映像伝送、高度道 路交通システムでの使用を主目的としたバイパス機能付き低 雑音増幅器(LNA)です。動作周波数 4.9~5.95GHz において低雑 音、低歪みを実現し、かつ外部素子によるインピーダンス整合 を不要としました。ESD 保護回路を内蔵しており、高 ESD 耐 圧を有します。 パッケージには小型･薄型の EQFN14-D7 を採用しました。 I 外形 NJG1148MD7 I アプリケーション 5GHz 帯域(4.95GHz～5.9GHz)用途 無線 LAN、無線映像伝送及び高度道路交通システムなど用途 I 特徴 G電源電圧 G低消費電流 3.3V 7.0mA typ. @VDD=3.3V, VCTL=1.8V （LNA モード） 5µA typ. @VDD=3.3V, VCTL=0V （Bypass モード） G利得 12.5dB typ. @VDD=3.3V, VCTL=1.8V （LNA モード） G低雑音指数 1.5dB typ. @VDD=3.3V, VCTL=1.8V （LNA モード） G高 IIP3 +5.0dBm typ. @VDD=3.3V, VCTL=1.8V （LNA モード） G挿入損失 5.0dB typ. @VDD=3.3V, VCTL=0V （Bypass モード） G外部素子 1 個（バイパスキャパシタ） G小型･薄型パッケージ EQFN14-D7（Package size: 1.6mm x 1.6mm x 0.397mm typ.） G鉛フリー・ハロゲンフリー対応 I 端子配列 (Top View) 1PIN INDEX NC(GND) NC(GND) 14 13 1 GND 12 11 Bypass circuit NC(GND) 2 10 LNA circuit RFIN RFOUT 3 9 Logic circuit GND VDD 4 NC(GND) I 真理値表 端子配列 1. NC (GND) 2. RFIN 3. GND 4. NC (GND) 5. GND 6. GND 7. VCTL NC(GND) 8 5 6 7 GND GND VCTL 8. NC (GND) 9. VDD 10. RFOUT 11. NC (GND) 12. GND 13. NC (GND) 14. NC (GND) NC(GND) VCTL LNA回路 Bypass回路 動作状態 H ON OFF LNA モード L OFF ON Bypass モード "H"=VCTL(H), "L"=VCTL(L) 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.2014-05-22 -1- NJG1148MD7 I 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=3.3V +15 dBm 消費電力 PD 4 層(76.2×114.3mm スルーホール有) FR4 基板実装時、Tj=150°C 1300 mW 動作温度 T opr -40~+85 °C 保存温度 T stg -55~+150 °C I 電気的特性 1 (DC 特性) VDD=3.3V, Ta=+25°C, Zs =Zl=50Ω 項目 最小 標準 最大 単位 VDD 2.7 3.3 4.5 V 切替電圧(High) VCTL(H) 1.6 1.8 4.5 V 切替電圧(Low) VCTL(L) 0 0 0.4 V 電源電圧 記号 条件 動作電流 1 IDD1 RF OFF, VCTL=1.8V - 7.0 11.0 mA 動作電流 2 IDD2 RF OFF, VCTL=0V - 5 9 µA 切替電流 ICTL RF OFF, VCTL=1.8V - 6 10 µA -2- NJG1148MD7 I 電気的特性 2 (LNA モード) VDD=3.3V, VCTL=1.8V, freq=4900~5950MHz, Ta =+25°C, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路 項目 小信号電力利得 雑音指数 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 最小 標準 最大 単位 Gain 基板、コネクタ損失除く ※1 9.5 12.5 16.0 dB NF 基板、コネクタ損失除く ※2 - 1.5 2.2 dB -12.0 -5.0 - dBm P-1dB (IN)1 IIP3_1 f1=freq, f2=freq+100kHz, P IN=-25dBm 0.0 +5.0 - dBm 1dB 利得圧縮時 妨害波入力電力 Psat (Tx-1dB) 希望波: f1=5500MHz, Pin=-30dBm 妨害波: f2=1710MHz, 1940MHz, 2170MHz 希望波の利得 1dB 圧縮時 の妨害波入力 -17.0 -8.0 - dBm アイソレーション ISL - 35.0 - dB 8.0 12.0 - dB 5.0 12.0 - dB RF IN ポート RLi1 リターンロス 1 RF OUT ポート RLo1 リターンロス 1 ※1 基板、コネクタ損失（入出力）: 0.58dB (5500MHz) ※2 基板、コネクタ損失（入力）: 0.29dB (5500MHz) I 電気的特性 3 (Bypass モード) VDD=3.3V, VCTL=0V, freq=4900~5950MHz, Ta=+25°C, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路 項目 挿入損失 記号 Loss 条件 基板、コネクタ損失除く ※1 1dB 利得圧縮時 P-1dB (IN)2 入力電力 2 入力 3 次インター f1=freq, f2=freq+100kHz, IIP3_2 P IN=-10dBm セプトポイント 2 RF IN ポート RLi2 リターンロス 2 RF OUT ポート RLo2 リターンロス 2 ※1 基板、コネクタ損失（入出力）: 0.58dB (5500MHz) 最小 標準 最大 単位 - 5.0 7.0 dB -1.0 +10.0 - dBm +3.0 +10.0 - dBm 7.0 12.0 - dB 8.0 12.0 - dB -3- NJG1148MD7 I 端子情報 番号 端子名 機能説明 1, 4, 8, 11, 13, 14 NC(GND) NC 端子です。この端子は IC 内部回路と接続されていません。GND 端 子と同様に端子近傍で接地電位に接続して下さい。 2 RFIN RF 信号入力端子です。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。 3, 5, 6, 12 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。 7 VCTL 切替電圧供給端子です。 9 VDD LNA およびロジック回路の電源電圧供給端子です。外部回路図に示す バイパスキャパシタ C1 を端子近傍に接続して下さい。 10 RFOUT RF 信号出力端子です。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。 -4- NJG1148MD7 I 特性グラフ (LNA モード) 共通条件： VDD=3.3V, VCTL=1.8V, Ta=25oC, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路による Pout vs. Pin Gain, IDD vs. Pin (f=5500MHz) 15 (f=5500MHz) 15 10 15 5 10 0 Gain (dB) Pout (dBm) P-1dB(OUT)=8.6dBm -5 Pout -10 -15 IDD 0 -20 IDD (mA) 10 5 20 Gain 5 -25 P-1dB(IN)=-2.5dBm -35 -30 -25 -20 -15 -10 P-1dB(IN)=-2.5dBm -5 -5 -40 0 0 -35 -30 -25 Pin (dBm) Gain (dB) Pout, IM3 (dBm) Pout -20 -40 IM3 3.5 13 3 12 2.5 11 2 10 1.5 9 -80 1 NF 8 -20 -15 -10 -5 Pin (dBm) 0 5 0.5 (Exclude PCB, connector losses) IIP3=+6.9dBm -25 0 4 Gain 14 20 -100 -30 -5 15 OIP3=+18.7dBm -60 -10 Gain, NF vs. frequency (f1=5500MHz, f2=f1+100kHz) 0 -15 Pin (dBm) Pout, IM3 vs. Pin 40 -20 NF (dB) -30 -40 10 7 4000 4500 5000 5500 6000 6500 0 7000 freqency (MHz) -5- NJG1148MD7 I 特性グラフ (LNA モード) 共通条件： VDD=3.3V, VCTL=1.8V, Ta=25oC, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路による P-1dB(IN) vs. frequency OIP3, IIP3 vs. frequency (f=4900~5950MHz) 5 (f1=4900~5950MHz, f2=f1+100kHz, Pin=-25dBm) 30 P-1dB(IN) OIP3, IIP3 (dBm) P-1dB(IN) (dBm) 25 0 -5 OIP3 20 15 10 -10 IIP3 5 -15 4500 4750 5000 5250 5500 5750 0 4500 6000 5000 frequency (MHz) Gain vs. Interference Power 16 5500 6000 frequency (MHz) K factor vs. frequency (f=5500MHz, Pin=-30dBm, f Tx =1940MHz) 20 (f = 50MHz ~ 20GHz) 20 16 14 15 12 12 10 8 8 4 K factor Gain (dB) Gain 10 5 Psat(Tx-1dB)=-10.0dBm 6 -40 0 -35 -30 -25 -20 -15 -10 Interference Power (dBm) -5 0 0 0 5 10 15 20 frequency (GHz) -6- NJG1148MD7 I 特性グラフ (LNA モード) 共通条件： VDD=3.3V, VCTL=1.8V, Ta=25oC, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路による S11, S22 (0.05~10GHz) VSWRi, VSWRo (0.05~10GHz) S11, S22 (0.05~20GHz) S21, S12 (0.05~10GHz) Zin, Zout (0.05~10GHz) S21, S12 (0.05~20GHz) -7- NJG1148MD7 I 特性グラフ (LNA モード) 共通条件： VCTL=1.8V, Ta=25oC, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路による Gain, NF vs. VDD IDD vs. VDD (RF off) 14 4 13 12 3.5 Gain (dB) 8 6 12 3 11 2.5 10 2 9 1.5 NF 8 4 NF (dB) Gain 10 IDD (mA) (f=5500MHz) 14 1 7 0.5 Exclude PCB, Connector Losses 2 6 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 2 2.5 3 4 4.5 5 VDD (V) VDD (V) RL vs. VDD P-1dB(IN) vs. VDD (f=5500MHz) 20 3.5 (f=5500MHz) 10 RLi P-1dB(IN) (dBm) RLi, RLo (dB) 15 10 RLo 5 5 0 -5 0 -10 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 2 2.5 3 VDD (V) 4.5 5 (f=5500MHz) 0 OIP3 Psat(Tx-1dB) (dBm) OIP3, IIP3 (dBm) 20 4 Psat(Tx-1dB) vs. VDD IIP3, OIP3 vs. VDD (f1=5500MHz, f2=f1+100kHz, Pin1=Pin2=-25dBm) 25 3.5 VDD (V) 15 10 -5 -10 -15 5 IIP3 0 -20 2 2.5 3 3.5 VDD (V) 4 4.5 5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 VDD (V) -8- NJG1148MD7 I 特性グラフ (LNA モード) 共通条件： VDD=3.3V, VCTL=1.8V, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路による Gain, NF vs. Temperature IDD vs. Temperature (RF off) 10 (f=5500MHz) 15 4 14 3.5 8 Gain 6 4 3 12 2.5 11 2 10 1.5 NF (dB) Gain (dB) IDD (mA) 13 NF 9 1 8 0.5 2 0 -40 -20 0 20 40 60 80 7 -40 100 -20 0 20 60 80 0 100 Temperature ( oC) Temperature (oC) RL vs. Temperature P-1dB(IN) vs. Temperature (f=5500MHz) 20 40 (f=5500MHz) 5 RLin P-1dB(IN) (dBm) RL (dB) 15 10 5 0 -40 RLout -20 0 0 P-1dB(IN) -5 -10 20 40 60 80 -15 -40 100 -20 20 40 60 80 100 Psat(Tx-1dB) vs. Temperature OIP3, IIP3 vs. Temperature 25 0 Temperature (oC) Temperature (oC) (f1=5500MHz, f2=f1+100kHz, Pin=-25dBm) 0 (f1=5500MHz, Pin=-30dBm, f2=1940MHz) OIP3 P-1dB(IN) (dBm) OIP3, IIP3 (dBm) 20 15 10 5 IIP3 -5 Psat(Tx-1dB) -10 -15 0 -5 -40 -20 0 20 40 60 Temperature (oC) 80 100 -20 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Temperature (oC) -9- NJG1148MD7 I 特性グラフ (LNA モード) 共通条件： VDD=3.3V, VCTL=1.8V, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路による Kfactor vs. Temperature IDD vs. VCTL (f=50MHz~20GHz) 20 (RF off) 10 -40(oC) -20(oC) 15 8 0(oC) IDD (mA) K factor 25(oC) 60(oC) 85(oC) 10 6 -40(oC) 4 -20(oC) 0(oC) 25(oC) 5 2 60(oC) 85(oC) 0 0 0 5 10 Frequency(GHz) 15 20 0 0.5 1 1.5 2 VCTL (V) - 10 - NJG1148MD7 I 特性グラフ (Bypass モード) 共通条件： VDD=3.3V, VCTL=0V, Ta=25oC, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路による Pout vs. Pin Loss, IDD vs. Pin (f=5500MHz) (f=5500MHz) 3 P-1dB(OUT)=8.1dBm Loss (dB) 10 Pout (dBm) 20.0 Loss 0 Pout -10 4 16.0 5 12.0 6 8.0 IDD 7 -20 4.0 P-1dB(IN)=+13.0dBm -30 -20 -15 -10 -5 0 5 P-1dB(IN)=+13.0dBm 10 8 -20 15 0.0 -15 -10 -5 0 5 10 15 Pin (dBm) Pin (dBm) Pout, IM3 vs. Pin Loss vs. frequency (f1=5500MHz, f2=f1+100kHz) 20 IDD (uA) 20 0 OIP3=+6.9dBm 0 2 -20 Loss (dB) Pout, IM3 (dBm) Pout -40 -60 4 Loss 6 IM3 8 -80 (Exclude PCB, connector losses) 10 4000 IIP3=+10.8dBm -100 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 4500 5000 5500 6000 6500 7000 frequency(MHz) Pin (dBm) P-1dB(IN) vs. frequency 25 OIP3, IIP3 vs. frequency (f=4900~5950MHz) 16 (f1=4900~5950MHz, f2=f1+100kHz, Pin=-10dBm) OIP3, IIP3 (dBm) P-1dB(IN) (dBm) 14 20 15 P-1dB(IN) 10 12 IIP3 10 8 6 OIP3 5 4500 5000 5500 frequency (MHz) 6000 4 4500 5000 5500 6000 frequency (MHz) - 11 - NJG1148MD7 I 特性グラフ (Bypass モード) 共通条件： VDD=3.3V, VCTL=0V, Ta=25oC, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路による S11, S22 (0.05~10GHz) VSWRi, VSWRo (0.05~10GHz) S11, S22 (0.05~20GHz) S21, S12 (0.05~10GHz) Zin, Zout (0.05~10GHz) S21, S12 (0.05~20GHz) - 12 - NJG1148MD7 I 特性グラフ (Bypass モード) 共通条件： VCTL=0V, Ta=25oC, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路による Loss vs. VDD IDD vs. VDD (RF off) 10 2 Loss (dB) IDD (uA) 8 6 4 4 6 8 2 10 0 2 2.5 3 3.5 4 4.5 2 5 2.5 3 3.5 4 VDD (V) VDD (V) RL vs. VDD P-1dB(IN) vs. VDD (f=5500MHz) 20 18 RLo 16 RLi 14 4.5 5 4.5 5 (f=5500MHz) 20 P-1dB(IN) (dBm) RLi, RLo (dB) (f=5500MHz) 0 15 10 5 12 10 0 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 2 2.5 3 3.5 4 VDD (V) VDD (V) OIP3, IIP3 vs. VDD (f=5500MHz) 14 IIP3 OIP3, IIP3 (dBm) 12 10 8 6 OIP3 4 2 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 VDD (V) - 13 - NJG1148MD7 I 特性グラフ (Bypass モード) 共通条件： VDD=3.3V, VCTL=1.8V, Zs=Zl=50Ω, 回路は指定の外部回路による IDD vs. Temperature Loss vs. Temperature (RF off) 10 (f=5500MHz) 0.0 1.0 8 Loss (dB) IDD (uA) 2.0 6 4 3.0 4.0 5.0 6.0 2 7.0 0 -40 -20 0 20 40 60 80 8.0 -40 100 -20 0 20 40 60 80 Temperature ( oC) Temperature (oC) RL vs. Temperature P-1dB(IN) vs. Temperature (f=5500MHz) 20 100 (f=5500MHz) 20 RLo P-1dB(IN) (dBm) 15 RL (dB) RLi 10 5 0 -40 15 P-1dB(IN) 10 5 -20 0 20 40 60 80 0 -40 100 -20 0 40 60 100 (50MHz~20GHz) (f1=5500MHz, f2=f1+100kHz, Pin=-10dBm) 20 -40(oC) IIP3 -20(oC) 12 0(oC) 15 25(oC) 60(oC) 10 Kfactor OIP3, IIP3 (dBm) 80 Kfactor vs. Temperature OIP3, IIP3 vs. Temperature 14 20 Temperature ( oC) Temperature ( oC) OIP3 8 6 4 -40 85(oC) 10 5 -20 0 20 40 60 Temperature ( oC) 80 100 0 0 5 10 15 20 Frequency(GHz) - 14 - NJG1148MD7 I 外部回路図 (Top View) 1PIN INDEX NC(GND) 14 1 GND NC(GND) 13 12 11 Bypass circuit NC(GND) RF IN NC(GND) 2 10 LNA circuit RFIN RFOUT 3 9 Logic circuit GND VDD 4 NC(GND) RF OUT VDD C1 1000pF 8 5 6 GND 7 GND NC(GND) VCTL VCTL I 基板実装図 チップ部品リスト 部品番号 型名 C1 村田製作所製 GRM03 シリーズ C1 RF OUT RF IN 1PIN INDEX VCTL VDD PCB 基板材質 : FR4 基板厚 : 0.2mm マイクロストリップライン幅 : 0.40mm (Z0=50Ω) 外形サイズ : 17.0mm x 17.0mm デバイス使用上の注意 ・バイパスキャパシタ C1 は IC 近傍に実装して下さい ・ RFIN 端子と RFOUT 端子の結合を防ぐために、IC の下にグランドパターンを配置して下さい ・GND 端子は極力インダクタンスが小さくなるように接地して下さい - 15 - NJG1148MD7 I 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 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 (300K) NF Analyzer (Agilent 8975A) Noise Source (Agilent 346A) ※測定精度向上のため、プリ Preamplifier (Gain=12.5dB, NF=1.5dB) アンプを使用しています Input (50Ω) Noise Source Drive Output ※ノイズソース、プリアン プ、NF アナライザはケー ブルを使わず直結してい ます キャリブレーション時 NF Analyzer (Agilent 8975A) Preamplifier (Gain=12.5dB, NF=1.5dB) Noise Source (Agilent 346A) ※ノイズソース、DUT、プリ アンプ、NF アナライザは IN DUT OUT Input (50Ω) Noise Source Drive Output ケーブルを使わず直結し ています NF 測定時 - 16 - NJG1148MD7 I パッケージ外形図（EQFN14-D7） 単位 基板材質 端子処理 モールド樹脂 重量 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。 ：mm ：Cu ：SnBi メッキ ：エポキシ樹脂 ：3.4mg ＜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。 - 17 -