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AAT1171IUP-1-T1

器件型号:AAT1171IUP-1-T1
器件类别:半导体    电源管理   
厂商名称:Skyworks
厂商官网:http://www.skyworksinc.com
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器件描述

Switching Voltage Regulators 600mA VoltageScaling Buck Converter

参数

产品属性属性值
Product AttributeAttribute Value
制造商:
Manufacturer:
Skyworks
产品种类:
Product Category:
Switching Voltage Regulators
RoHS:YES
安装风格:
Mounting Style:
SMD/SMT
封装 / 箱体:
Package / Case:
WLCSP-12
Topology:Buck
封装:
Packaging:
Cut Tape
封装:
Packaging:
MouseReel
封装:
Packaging:
Reel
类型:
Type:
Step-Up
商标:
Brand:
Skyworks Solutions, Inc.
工厂包装数量:
Factory Pack Quantity:
3000
单位重量:
Unit Weight:
0.002328 oz

AAT1171IUP-1-T1器件文档内容

                                                                                                                                                                   DATA SHEET

                                                                                                                                                                   AAT1171

                                                                                                   600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                                   for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

General Description                                                                                Features

The AAT1171 SwitchReg™ dynamically controls the oper-                                              •  VIN Range: 2.7V to 5.5V

ating   voltage     of   a   WCDMA           or        CDMA        power         amplifier         •  Variable Output Voltage: 0.6V to 3.6V

inside  single-cell,     lithium-ion              battery-powered                systems.          •  600mA Output Current

The AAT1171 outputs a voltage between 0.6V and 3.6V,                                               •  DAC Input: 0.2V to 1.2V

thereby  optimizing          the       amplifier       efficiency         at     both      low     •  High Output Accuracy: ±3%

and high transmit levels.                                                                          •  45μA No Load Quiescent Current

The AAT1171 output voltage is controlled via an analog                                             •  Internal Soft Start Limits Startup Current and Output

signal   from    the     baseband            processor.             It    can        deliver          Voltage Overshoot

600mA    of   continuous              load   current         while  maintaining               a    •  Synchronizable to External 19.8MHz System Clock

low 45μA of no load quiescent current. The 2MHz switch-                                            •  Over-Temperature and Current Limit Protection

ing frequency minimizes the size of external components                                            •  Integrated 85mΩ Bypass MOSFET

while   keeping     switching          losses          low.  To    further       improve           •  2MHz Operation

system efficiency, an 85mΩ bypass MOSFET transistor is                                             •  PWM/LL Control with Override

also included to allow the PA to be powered directly from                                          •  Fast Start-Up:

the battery.                                                                                          ▪        50μs (AAT1171-4, AAT1171-5)

                                                                                                      ▪        150μs (AAT1171-1)

The    AAT1171      maintains             high     efficiency       thoughout                 the  •  100% Duty Cycle Operation

entire load range in Light Load (LL) mode, and can be                                              •  <30μs Output Voltage Response Time

forced into Pulse Wide Modulation (PWM) mode for low                                               •  3x3mm 12-Pin TDFN or 1.535x2.235mm 12-Pin

noise   operation        or  can       be    synchronized           to    an     external             WLCSP Package

clock.                                                                                             •  Temperature Range: -40°C to +85°C

The    AAT1171      is   available           in    a   Pb-free,          space-saving

TDFN33-12       or       12-pin        wafer-level           chip   scale        package           Applications

(WLCSP) and is rated over the -40°C to +85°C tempera-                                              •  WCDMA or CDMA PA in Cellular Phones, Smartphones,

ture range.                                                                                           Feature Phones, etc.

                                                                                                   •  Express Card

                                                                                                   •  PCMCIA Data Cards

Typical Application

                                                       L1                                                                                                          L1

                                  VIN                  2.2μH        0.6V - 3.6V                                                   VIN                              4.7μH       0.6V - 3.6V

                                  VCC              LX                                                                             VCC                          LX

                                       AAT1171-1/                                                                 CIN                 AAT1171-5

         CIN                           AAT1171-4                         COUT                                     4.7μF                                                        COUT

–        4.7μF                                                           4.7μF                        –                           BYPASS                VOUT                   10μF

                                  BYPASS     VOUT

                                  MODE/SYNC                                                                                       MODE/SYNC

                                  EN                                                                                              EN

                                  DAC      GNDx2                          VCC2   VCONT                                            DAC                   GNDx2                        VCC2   VCONT

                                                                    VREF                VCC2                                                                                   VREF                VCC2

                                                                                 PA                                                                                                         PA

                 DAC                                         TX                                                          DAC                                           TX

              Baseband                                                                                                 Baseband

              Processor                                      RX                                                        Processor                                       RX

                Skyworks Solutions, Inc.           •   Phone [781] 376-3000             •  Fax [781] 376-3100  •  sales@skyworksinc.com   •             www.skyworksinc.com

                         201999B  •    Skyworks Proprietary Information   •     Products and Product Information are Subject to Change Without Notice.  •      March 20, 2013                            1
                                                                                                                                                  DATA SHEET

                                                                                                                                                 AAT1171

                                                                         600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                               for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Pin Descriptions

         Pin #

   TDFN33-12    WLCSP-12              Symbol                   Function

   1                   N/A                N/C                  Not connected.

                                                               Feedback input pin. This pin is connected to the converter output. It is used to

   2, 3                5, 9           VOUT                     complete the control loop, regulating the output voltage to the desired value.

                                                               When in bypass mode, a low resistance MOSFET is connected between this pin

                                                               and VIN.

   4                   7                  VCC                  Bias supply. Supply power for the internal circuitry. Connect to input power via

                                                               low pass filter with decoupling to AGND.

   5                   6              AGND                     Analog ground. Connect the return of all small signal components to this pin.

   6                   1                 DAC                   Control voltage input from a DAC. Input voltage between 0.2V and 1.2V to con-

                                                               trol output voltage of the converter. Force pin to 1.3V for bypass switch enable.

   7                   2                  EN                   Enable DC/DC converter, active high.

   8                   3              BYPASS                   Enable control to bypass the DC/DC converter when PA transmitting at full

                                                               power from low battery voltage. Active high.

                                                               This pin is used to program the device between PWM and LL mode:

                                                               HIGH - PWM Mode Only

   9                   4              MODE/SYNC                LOW - LL Mode: PWM operation for loads above 100mA and variable switching

                                                               frequency for loads below 100mA. Connecting the SYNC pin to the system clock

                                                               (19.8MHz) will override the internal clock and force the switching frequency to

                                                               the external clock frequency divided by 10.

   10                  12                 VIN                  Input supply voltage for the converter.  Must be closely decoupled.

   11               8, 11             PGND                     Main power ground. Connect to the output and input capacitor return.

   12                  10                 LX                   Switching node. Connect the inductor to this pin. It is connected internally to

                                                               the drain of both low- and high-side MOSFETs.

   EP                  N/A                                     Exposed paddle (bottom). Connect to ground directly beneath the package.

Pin Configuration

                       TDFN33-12                                                                              WLCSP-5

                       (Top View)                                                                            (Top View)

                                                                                                                11: PGND

                                                                                                                8: PGND

              N/C   1                 12  LX                                                            LX      10                     11     12  VIN

              VOUT  2                 11  PGND

              VOUT  3                 10  VIN                                                        VOUT       9                      8      7   VCC

              VCC   4                 9   MODE/SYNC                                      MODE/SYNC              4                      5      6   AGND

         AGND       5                 8   BYPASS

              DAC   6                 7   EN                                             BYPASS                 3                      2      1   DAC

                                                                                                                5: VOUT

                                                                                                                    2: EN

         Skyworks Solutions, Inc.  •  Phone [781] 376-3000     •  Fax [781] 376-3100  •  sales@skyworksinc.com     •                   www.skyworksinc.com

2             201999B  •  Skyworks Proprietary Information  •  Products and Product Information are Subject to Change Without Notice.      •  March 20, 2013
                                                                                                                                                       DATA SHEET

                                                                                                                                                  AAT1171

                                                                          600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                          for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Absolute      Maximum Ratings1

    Symbol    Description                                                                                                                         Value                Units

    VCC, VIN  Input Voltage and Bias Power to GND                                                                                                 6.0                  V

    VLX       LX to GND                                                                                                          -0.3 to VIN + 0.3                     V

    VOUT      VOUT to GND                                                                                                        -0.3 to VIN + 0.3                     V

    VN        EN, DAC, BYPASS, MODE/SYNC to GND                                                                                                -0.3 to 6.0             V

    TJ        Operating Junction Temperature Range                                                                                             -40 to 150              °C

    TLEAD     Maximum Soldering Temperature (at leads,                    10 sec)                                                                 300                  °C

Thermal       Information2

    Symbol    Description                                                                                                                         Value                Units

    PD        Maximum Power Dissipation, TA = 25°C                                                  TDFN33-122, 3                                 2.0                  W

                                                                                                    WLCSP-122, 4                                  0.88

    θJA       Thermal Resistance, TA = 25°C                                                            TDFN33-12                                  50                   °C/W

                                                                                                       WLCSP-12                                   114

1.  Stresses above those listed in Absolute Maximum Ratings may cause permanent damage to the device.     Functional operation at conditions other than the operating  conditions

    specified is not implied.  Only one Absolute Maximum Rating should be applied at any one time.

2.  Mounted on FR4 board; for the WLCSP package, use the NSMD (none-solder mask defined) pad style for tighter control on the copper etch process.

3.  Derate 20mW/°C above 25°C ambient.

4.  Derate 8.8mW/°C above 25°C ambient.

              Skyworks Solutions, Inc.   •  Phone [781] 376-3000       •  Fax [781] 376-3100           •  sales@skyworksinc.com  •             www.skyworksinc.com

              201999B          •  Skyworks Proprietary Information  •  Products and Product Information are Subject to Change Without Notice.  •  March 20, 2013              3
                                                                                                                                                        DATA SHEET

                                                                                                                                                    AAT1171

                                                                                     600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                     for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Electrical Characteristics1

TA = -40°C to +85°C, unless otherwise noted.                             VIN = VCC = 3.6V;   typical  values  are  TA      =                     25°C.

Symbol          Description                                              Conditions                                                              Min    Typ         Max    Units

    VIN         Input Voltage                                                                                                                    2.7                  5.5       V

    VUVLO       UVLO Threshold                                           VIN Rising                                                                     2.6                     V

                UVLO Hysteresis                                                                                                                         200                     mV

    VOUT        VOUT Programmable Range                                                                                                          0.6                  3.6       V

    VDACIN      Input Voltage Range from DAC                                                                                                     0.2                  1.2       V

    IQ          Quiescent Current                                        No Load, Light Load                                                            45            70        μA

                                                                         No Load, PWM, VCC Bias Current                                                 420

    ISHDN       Shutdown Current                                         EN = AGND = PGND, MODE/SYNC =        VIN   or                                                1.0       μA

                                                                         GND

    ILIM        P-Channel Current Limit                                  TA = 25°C                                                               1.2    1.6                     A

    RDS(ON)H    High Side Switch On Resistance                                                                                                          230                     mΩ

    RDS(ON)L    Low Side Switch On Resistance                                                                                                           230                     mΩ

    RDS(ON)BP   Bypass Switch Resistance                                 VDAC = 1.3V or BYPASS = VIN                                                    85                      mΩ

    ILXLEAK     LX Leakage Current                                       VCC = 5.5V, VLX = 0 to VCC, EN = 0V                                                          1         μA

    ∆VOUT/      Load Regulation                                          ILOAD = 0 to 500mA                                                                           0.5       %

    VOUT

    ∆VOUT/      Line Regulation                                                                                                                                       0.2  %/V

VOUT/∆VIN

    ROUT        Feedback Impedance                                                                                                                      170                     kΩ

    VOUT        Output Voltage Accuracy                                  VDAC = 0.6V, ILOAD = 0                                                  1.746  1.8         1.854       V

    FOSC        Oscillator Frequency                                                                                                                    2.0                MHz

    TSD         Over-Temperature Shutdown Threshold                                                                                                     140                     °C

    THYS        Over-Temperature Shutdown Hysteresis                                                                                                    15                      °C

    ILL         Light Load Load Current Threshold                                                                                                       100                     mA

    tVOUTS      Output Voltage Settling Time                             VOUT = 0.6V to VOUT(MAX), MODE/SYNC = VIN                                                    30        μs

PWM/Light Load/EN

    VEN(L)      Enable Threshold Low                                                                                                                                  0.6       V

    VEN(H)      Enable Threshold High                                                                                                            1.4                            V

    IEN         Input Low Current                                        VCC = 5.5V                                                              -1.0                 1.0       μA

                                                                         AAT1171-1: EN = Low to High, MODE/SYNC                                         150

    tEN         Turn-On Enable Response Time                             = High, VDAC = 1.2V                                                                                    μs

                                                                         AAT1171-4/AAT1171-5: EN = Low to High,                                         50

                                                                         MODE/SYNC = High, VDAC = 1.2V

MODE/SYNC

    FMODE/SYNC  Synchronization Frequency                                Sync to 19.8MHz2                                                               19.8               MHz

    VMODE/      MODE/SYNC High Level Threshold                                                                                                   VIN-                           V

    SYNC(H)                                                                                                                                      0.4

    VMODE/      MODE/SYNC Low Level Threshold                                                                                                                         0.4       V

    SYNC(L)

    IMODE/SYNC  MODE/SYNC Low Current                                    VSYNC = GND or VCC                                                      -1.0                 1.0       μA

DAC Input

    Gain        Output Voltage/DAC Voltage3                                                                                                             3                       V/V

1.  The AAT1171 is guaranteed to meet performance specifications over the -40°C to +85°C operating temperature range and is assured by design, characterization,           and  correla-

    tion with statistical process controls.

2.  Please contact Sales for other synchronization frequencies.

3.  Please contact Sales for other output voltage/DAC voltage gains.

                Skyworks Solutions, Inc.     •  Phone [781] 376-3000     •  Fax [781] 376-3100   •  sales@skyworksinc.com  •                     www.skyworksinc.com

4               201999B  •     Skyworks Proprietary Information       •  Products and Product Information are Subject to Change Without Notice.  •  March 20, 2013
                                                                                                                                                                DATA SHEET

                                                                                                                                                            AAT1171

                                                                                         600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                         for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Typical Characteristics

                      Efficiency vs. Output Current                                                                                        Load Regulation

                                     (LL Mode; VOUT = 3.3V)                                                                                (LL Mode; VOUT = 3.3V)

            100                                                                                                              1.0

            90        VIN = 3.9V                                                                             (%)

(%)                                                                                                          Error           0.5                                VIN = 5.0V

            80

Efficiency  70                         VIN = 4.2V                                                            Output Voltage  0.0

            60                       VIN = 5.0V                                                                                                                 VIN = 3.6V

                                                                                                                             -0.5                                           VIN = 4.2V

            50

            40                                                                                                               -1.0

                 0.1              1              10              100           1000                                               0.1   1                   10              100         1000

                                     Output Current (mA)                                                                                            Output  Current (mA)

                      Efficiency vs. Output Current                                                                                        Load Regulation

                                  (PWM Mode; VOUT = 3.3V)                                                                               (PWM Mode; VOUT = 3.3V)

            100                                                                                                              1.0

            90                                                                                               (%)

            80                                                                                               Error           0.5                                            VIN = 5.0V

(%)         70                                       VIN = 4.2V

Efficiency  60        VIN  =  3.6V                                                                           Output Voltage

            50                                                                                                               0.0

            40                                   VIN = 5.0V                                                                                                     VIN = 3.6V

            30                                                                                                               -0.5

            20                                                                                                                                                                   VIN =  4.2V

            10

            0                                                                                                                -1.0

               0.1                1              10            100             1000                                                0.1  1                   10              100         1000

                                     Output      Current (mA)                                                                                       Output Current (mA)

                      Efficiency vs. Output Current                                                                                        Load Regulation

                                     (LL Mode; VOUT = 2.5V)                                                                                (LL Mode; VOUT = 2.5V)

            100                                                                                                              1.0

            90        VIN = 3.0V                                                                             (%)

(%)                                                                                                          Error           0.5                                VIN = 5.0V

            80

Efficiency                                           VIN = 4.2V                                              Output Voltage                                 VIN = 4.2V

            70                                                                                                               0.0

            60                       VIN = 5.0V                                                                                                                 VIN = 3.0V

                                                                                                                             -0.5

            50

            40                                                                                                               -1.0

                 0.1              1              10            100             1000                                                0.1  1                   10              100         1000

                                     Output Current (mA)                                                                                            Output Current (mA)

                      Skyworks Solutions, Inc.       •  Phone [781] 376-3000         •   Fax [781] 376-3100  •               sales@skyworksinc.com  •   www.skyworksinc.com

                              201999B  •  Skyworks Proprietary Information  •  Products  and Product Information are Subject to Change Without Notice.  •   March 20, 2013                    5
                                                                                                                                                                                 DATA SHEET

                                                                                                                                                                             AAT1171

                                                                                                  600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                                  for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Typical Characteristics

                               Efficiency vs. Output Current                                                                                                  Load Regulation

                                       (PWM Mode; VOUT = 2.5V)                                                                                             (PWM Mode; VOUT = 2.5V)

                100                                                                                                                             1.0

                90                                                                                                    Output Voltage Error (%)

                80             VIN        = 3.0V                                                                                                0.5                              VIN = 5.0V

Efficiency (%)  70

                60                                        VIN = 4.2V                                                                                                             VIN = 3.0V

                50                                                                                                                              0.0

                40                                                                                                                                                                                VIN =  4.2V

                30                                    VIN = 5.0V                                                                                -0.5

                20

                10

                0                                                                                                                               -1.0

                     0.1               1              10              100               1000                                                          0.1  1                 10              100         1000

                                          Output   Current (mA)                                                                                                        Output Current (mA)

                               Efficiency vs. Output Current                                                                                                  Load Regulation

                                          (LL Mode; VOUT = 1.8V)                                                                                              (LL Mode; VOUT = 1.8V)

                100                                                                                                                             1.0

                90        VIN  = 2.7V                                                                                 Output Voltage Error (%)

Efficiency (%)                                                                                                                                  0.5                                          VIN = 3.6V

                80                                                                                                                                                               VIN = 4.2V

                70                                    VIN = 4.2V

                                       VIN = 3.6V                                                                                               0.0

                60

                50                                                                                                                              -0.5                             VIN = 2.7V

                40

                30                                                                                                                              -1.0

                     0.1               1              10              100               1000                                                          0    1                 10              100         1000

                                          Output Current (mA)                                                                                                          Output Current (mA)

                               Efficiency vs. Output Current                                                                                                  Load Regulation

                                       (PWM Mode; VOUT = 1.8V)                                                                                             (PWM Mode; VOUT = 1.8V)

                100                                                                                                                             1.0

                90                                                                                                    Output Voltage Error (%)

                80                        VIN = 2.7V                                                                                                                                         VIN = 3.6V

Efficiency (%)  70                                                                                                                              0.5                              VIN = 4.2V

                60                                           VIN = 3.6V

                50                                                                                                                              0.0

                40                                                                                                                                                                           VIN = 2.7V

                30                                        VIN = 4.2V

                20                                                                                                                              -0.5

                10

                0                                                                                                                               -1.0

                     0.1               1              10              100               1000.                                                         0.1  1                 10              100         1000

                                          Output Current (mA)                                                                                                          Output Current (mA)

                               Skyworks Solutions, Inc.   •  Phone [781] 376-3000              •  Fax [781] 376-3100  •                         sales@skyworksinc.com  •  www.skyworksinc.com

6                                      201999B  •  Skyworks Proprietary Information  •  Products  and Product Information are Subject to Change Without Notice.           •  March 20, 2013
                                                                                                                                                                                                                DATA SHEET

                                                                                                                                                                                                           AAT1171

                                                                                                                        600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                                                        for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Typical Characteristics

                                     Output Voltage vs. Supply Voltage                                                                                                       Output Voltage vs. Supply Voltage

                                                    (LL Mode; VOUT = 1.5V)                                                                                                             (PWM Mode; VOUT = 1.5V)

                          1.514                                                                                                                                  1.514

(V)                       1.510                                                           IOUT =    50mA                                    (V)                  1.510                                                     IOUT  =   50mA

Voltage                   1.506                                                                                                             Voltage              1.506                                                     IOUT  =   300mA

                                                                                          IOUT =    300mA

Output                    1.502                                                                                                             Output               1.502

                          1.498                                                           IOUT =    600mA                                                        1.498                                                     IOUT  =   600mA

                          1.494                                                                                                                                  1.494

                                2.7  2.9  3.1  3.3  3..5     3.7  3..9  4.1  4.3     4.5  4.7  4.9  5.1  5.3  5.5                                                       2.7  2.9  3.1  3.3  3.5  3.7  3.9  4.1  4.3  4.5   4.7  4.9  5.1  5.3  5.5

                                                         Supply Voltage              (V)                                                                                                         Supply    Voltage   (V)

                                     Output Voltage vs. Temperature                                                                                                          Bypass Mode Dropout Voltage

                                     (VIN = 3.6V; VOUT = 1.8V; VDAC = 0.6V; RL = 10)                                                                                                        vs. Load Current

Output Voltage Error (%)  1.0                                                                                                                                    0.05

                                                                                                                                            Dropout Voltage (V)  0.00

                          0.5

                                                                                                                                                                 -0.05

                          0.0                                                                                                                                    -0.10

                          -0.5                                                                                                                                   -0.15

                                                                                                                                                                 -0.20

                          -1.0

                                                                                                                                                                 -0.25

                          -1.5                                                                                                                                   -0.30

                                -40            -15           10              35                60             85                                                        0.1            1                   10              100                 1000

                                                          Temperature (°C)                                                                                                                       Load Current (mA)

                                     Supply         Current vs. Supply Voltage                                                                                               Supply    Current vs. Supply Voltage

                                                    (No Load; LL Mode)                                                                                                                      (No Load; PWM Mode)

                          70                                                                                                                                     7.0

                          65                                                                                                                Supply Current (mA)  6.5

Supply Current (µA)                                       VOUT = 1.8V                                                                                            6.0                                            VOUT = 1.8V

                          60                                                                                                                                     5.5

                          55                                                                                                                                     5.0

                          50                                                                                                                                     4.5

                          45                                                                                                                                     4.0

                                                          VOUT = 0.6V                                                                                            3.5

                          40                                                                                                                                     3.0                                            VOUT = 0.6V

                          35                                                                                                                                     2.5

                          30                                                                                                                                     2.0

                                2.7       3.1       3.5           3.9        4.3          4.7       5.1       5.5                                                     2.7         3.1       3.5       3.9       4.3        4.7       5.1       5.5

                                                         Supply Voltage (V)                                                                                                                      Supply Voltage (V)

                                          Skyworks Solutions, Inc.                •  Phone [781] 376-3000          •    Fax [781] 376-3100  •                    sales@skyworksinc.com           •  www.skyworksinc.com

                                                    201999B  •    Skyworks Proprietary Information       •    Products  and Product Information are Subject to Change Without Notice.                 •    March 20, 2013                            7
                                                                                                                                                                                                                DATA SHEET

                                                                                                                                                                                                           AAT1171

                                                                                                                           600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                                                           for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Typical Characteristics

                                     P-Channel RDS(ON) vs. Input Voltage                                                                                                     Bypass RDS(ON) vs. Input Voltage

                           400                                                                                                                                     140

                           350         TJ = 120°C                             TJ = 85°C                                                                            120                           TJ = 120°C          TJ = 85°C

                           300                                                                                                                                     100

(mΩ)                       250                                                                                                                 (mΩ)                80

RDS(ON)                    200         TJ = 25°C                                                                                               RDS(ON)                       TJ = 25°C

                                                                                                                                                                   60

                           150

                           100                                                                                                                                     40

                           50                                                                                                                                      20

                           0                                                                                                                                       0

                                2.7    2.9  3.1  3.3  3.5  3.7     3.9  4.1   4.3     4.5   4.7  4.9   5.1  5.3  5.5                                                    2.7  2.9  3.1  3.3  3.5  3.7  3.9  4.1  4.3   4.5   4.7  4.9  5.1  5.3   5.5

                                                           Input Voltage (V)                                                                                                                     Input Voltage (V)

                                 Switching Frequency vs. Temperature                                                                                                         Output Voltage vs. DAC Voltage

                                                 (VIN = 3.6V; VOUT = 1.8V; RL = 10)                                                                                                         (VIN = 4.2V; LL Mode)

Switching Frequency (MHz)  2.06                                                                                                                                    4.5

                           2.04                                                                                                                                    4.0

                           2.02                                                                                                                Output Voltage (V)  3.5                                          25°C

                           2.00        PWM                                                                                                                         3.0                                                                     85°C

                                                                                                                                                                   2.5

                           1.98                  LL                                                                                                                2.0

                           1.96                                                                                                                                                                                 -40°C

                                                                                                                                                                   1.5

                           1.94                                                                                                                                    1.0

                           1.92                                                                                                                                    0.5

                           1.90                                                                                                                                    0.0

                                -40.0       -20.0          0.0          20.0          40.0       60.0       80.0                                                        0.2       0.4            0.6       0.8         1.0            1.2        1.4

                                                           Temperature (°C)                                                                                                                      DAC Voltage (V)

                                       Heavy Load Switching Waveform

                           (VIN = 3.6V; VOUT = 1.8V; RL = 3Ω; COUT = 4.7µF; L =                             2.2µH)

                                 VOUT

(AC coupled)

                           20mV/div

                                       IL

                           200mA/div

                                       0

                                     VLX

                                2V/div

                                       0

                                                                   Time (200ns/div)

                                            Skyworks Solutions, Inc.               •  Phone [781] 376-3000            •    Fax [781] 376-3100  •                   sales@skyworksinc.com         •    www.skyworksinc.com

8                                                    201999B    •  Skyworks Proprietary Information         •    Products  and Product Information are Subject to Change Without Notice.              •    March 20, 2013
                                                                                                                                                      DATA SHEET

                                                                                                                                                AAT1171

                                                                           600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                           for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Typical Characteristics

                Light Load Switching Waveform                                                                       Light Load Switching Waveform

                (PWM Mode; VIN = 4.2V; VOUT = 0.6V; RL = 10Ω;                                                       (LL Mode; VIN = 4.2V; VOUT = 0.6V; RL = 10Ω;

                        COUT = 4.7µF; L = 2.2µH)                                                                          COUT = 4.7µF; L = 2.2µH)

          VOUT                                                                                             VOUT

(AC coupled)                                                                                   (AC coupled)

20mV/div                                                                                          20mV/div

          IL                                                                                                    IL

100mA/div                                                                                         200mA/div

          0                                                                                                     0

          VLX                                                                                              VLX

2V/div                                                                                                  2V/div

          0                                                                                                     0

                            Time (200ns/div)                                                                                                    Time (1µs/div)

DAC       Transient     Response in PWM Mode                                                      DAC           Transient Response in                       LL  Mode

(VIN      = 3.6V; RL =  10Ω; COUT = 4.7µF; L = 2.2µH)                                                   (VIN =  3.6V; RL = 10Ω; COUT = 4.7µF;               L=  2.2µH)

VOUT                                    3.3V                                                      VOUT                                                3.3V

1V/div                                                                                            1V/div

                                  0.6V                                                                                                                             0.6V

0                                                                                                       0

                                  1.2V                                                                                                          1.2V

VDAC                                                                                              VDAC

0.5V/div                    0.2V                                                               0.5V/div                                   0.2V

0                                                                                                       0

                         Time (25µs/div)                                                                                  Time (25µs/div)

          Bypass Transient Response                                                                        Bypass Transient Response

(PWM Mode; VIN = 3.6V; RL = 10Ω; COUT = 4.7µF;    L  =  2.2µH)                                 (LL Mode; VIN = 3.6V; RL = 10Ω; COUT = 4.7µF; L                  =  2.2µH)

                                  3.5V                                                                                                          3.5V

VOUT                                                                                              VOUT

1V/div                                                                                         1V/div

                0.6V                                                                                                0.6V

0                                                                                                 0

VBYP                                                                                              VBYP

1V/div                                                                                         1V/div

0                                                                                                 0

                         Time (25µs/div)                                                                                  Time (25µs/div)

                Skyworks Solutions, Inc.  •   Phone [781] 376-3000  •      Fax [781] 376-3100  •  sales@skyworksinc.com   •               www.skyworksinc.com

                201999B  •  Skyworks Proprietary Information  •  Products  and Product Information are Subject to Change Without Notice.  •     March 20, 2013             9
                                                                                                                                                          DATA SHEET

                                                                                                                                                   AAT1171

                                                                                 600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                 for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Typical Characteristics

    DAC to Bypass Transient Response                                                                                           Enable Soft Start

(LL Mode; VIN = 4.2V; RL = 10Ω; COUT = 4.7µF; L = 2.2µH)                                                                 (VIN  = 3.6V; VOUT = 1.8V; RL = 3.9Ω;

                                                                                                                               COUT = 4.7µF; L = 2.2µH)

                                         4.2V                                                           VOUT

                                                                                                        1V/div                    1.8V

                                                                                                        0V

    VOUT                                                                                                Enable

1V/div

                   0.6V                                                                                 2V/div

    0                                              1.3V                                                 0V

    VDAC                                                                                                IIN

0.5V/div                                                                                             200mA/div

                                  0.2V

    0                                                                                                   0A

                               Time (25µs/div)                                                                                                  Time (20µs/div)

                      Load Transient Response                                                                            Load Transient Response

          (VIN  =  4.2V; VOUT = 3.3V; COUT = 4.7µF; L =   2.2µH)                                                (VIN  =  3.6V; VOUT = 1.8V; COUT = 4.7µF; L =              2.2µH)

          VOUT                           3.51V                                                          VOUT                                       1.914V

(AC coupled)                                                                                         (AC coupled)

    20mV/div                                                                                            20mV/div

                                                   3.26V                                                                                                           1.798V

                                                                                                                                                   500mA

                                  525mA

          IOUT                                     250mA                                                IOUT

200mA/div                                                                                               100mA/div                                                  200mA

                                  Time (20µs/div)                                                                                                  Time (20µs/div)

                      Line Transient Response

          (VOUT    =  1.5V; RL = 10Ω; COUT = 4.7µF; L = 2.2µH)

          VIN                                      3.6V

    0.5V/div

                                                          3.0V

                                  1.56V

          VOUT

(AC coupled)                                       1.44V

    50mV/div

                                  Time (50µs/div)

                Skyworks Solutions, Inc.        •  Phone [781] 376-3000  •       Fax [781] 376-3100  •  sales@skyworksinc.com  •                www.skyworksinc.com

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                                                                                                                                                    DATA SHEET

                                                                                                                                                AAT1171

                                                                             600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                             for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Functional Block Diagram

                                                                 VOUT              VCC                                                   VIN

                                                                             Comp                                 DH

                                                                 Error

                                                                 Amp

                                 DAC

                                                                                                 Logic                                              LX

                                 EN

                                                                                                                  DL

                         BYPASS

                   MODE/SYNC                                     MODE/SYNC

                                                                 Interface

                                                                                                           AGND                          PGND

Functional Description                                                       In    addition            to  the    converter                 output,      an  additional   low

                                                                             resistance          bypass           MOSFET                 (85mΩ)       can    be   connected

The AAT1171 is a 600mA 2MHz peak current mode syn-                           between the battery input and the converter output (VIN

chronous step-down (buck) converter designed to oper-                        to VOUT), bypassing the converter and output inductor to

ate from a single-cell lithium-ion battery with a 2.7V to                    improve headroom and extend the WCDMA PA full power

4.2V   input  range.  The   output         voltage  is        dynamically    range. This reduces the battery voltage necessary for a

programmed by the DAC input voltage.                                         WCDMA               RF    power      amplifier              to     meet      linearity  require-

To maximize converter efficiency over all load conditions,                   ments,              thus   extending        operating                  time.    In  dual    mode

the converter automatically transitions to a variable fre-                   systems, the bypass mode may also be used when the

quency light load (LL) mode when the load is less than                       WCDMA               RF    power      amplifier                 is  in  GSM      mode.       Bypass

100mA.    When  combined         with   the  very     low        quiescent   mode is activated by setting the bypass input high or by

current, the LL mode maintains a high efficiency over the                    forcing the baseband DAC output voltage to 1.3V.

complete  load  range.      For  noise     sensitive          applications,  The            AAT1171        requires    only              three      external     components

the converter can be forced into a fixed frequency PWM                       for   operation               (CIN,  COUT,  LX).               The     high    2MHz     switching

mode.  Provisions  are   also    made      for  synchronization         of   frequency           reduces          the  inductor                 size  required       to  2.2μH

the converter to an external system clock.                                   for            the  AAT1171-1/AAT1171-4                                and     4.7μH    for  the

The   synchronous  buck     converter      power    output       devices     AAT1171-5. This reduces the DC resistance and improves

are sized at 230mΩ for a 600mA full load output current.                     the            converter      efficiency    while                  minimizing    the    inductor

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                                                                                                                                                             DATA SHEET

                                                                                                                                                        AAT1171

                                                                                         600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                         for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

footprint and height. The output voltage of the converter                                LL/PWM Control

is regulated to within 0.5% and will settle in less than                                 Two control modes are available with the AAT1171: LL

30μs (according to WCDMA specifications) in response to                                  mode                and              PWM      mode.   PWM      mode     maintains          a   fixed

any step change in the DAC input.                                                        switching frequency regardless of load. The fixed switch-

Under-voltage lockout, internal compensation, soft-start,                                ing frequency gives the advantage of lower output ripple

over-current, and over-temperature protection are also                                   and             simplified                output    and  input      noise      filtering.      PWM

included.                                                                                mode also provides a faster output voltage response to

                                                                                         changes in the DAC voltage.

DAC Output Voltage Control                                                               In          LL      mode,                 the  converter       transitions      to    a   variable

The output voltage is programmed by way of the DAC                                       switching frequency as the load decreases below 100mA.

input voltage. The DAC to output gain for the AAT1171                                    Above 100mA, where switching losses no longer domi-

is 3.                                                                                    nate,           the        switching           frequency       is   fixed.     The    LL   mode’s

                                                                                         effect              on   the              DAC  to   output     voltage     response        time  is

                        VOUT = 3 · VDAC                                                  most notable when transitioning from a high output volt-

                                                                                         age             to  a    low              voltage.   When      the  converter         is  in   PWM

                                                                                         mode, the inductor current can be reversed and the out-

The DAC input voltage range is 0.2V to 1.2V, which cor-                                  put             voltage              actively       discharged      by     the  synchronous

responds to an output voltage range of 0.6V to 3.6V (see                                 MOSFET.                 While             in   LL  mode,    the     output     voltage     is  dis-

Figure  1).   For  a  1.3V     DAC   level,  the    bypass                   switch  is  charged by the load only, resulting in a slower response

activated    and   the  output   voltage     level   is  equivalent                  to  to a DAC transition from a high to a low voltage.

the input voltage minus the bypass MOSFET (RDS(ON)(bp))                                  For PWM mode, apply a                                 logic level high to the MODE/

drop.

                                                                                         SYNC               pin;              for  LL   mode,  apply    a    logic      level  low  to  the

Bypass Mode                                                                              MODE/SYNC pin.

In  bypass    mode,     the    AAT1171       bypasses                  the   output      Soft Start/Enable

inductor,  connecting       the  input     directly  to                the   output

through    a  low  RDS(ON)     85mΩ     MOSFET.     Bypass                   mode    is  The AAT1171 soft-start control prevents output voltage

initiated by applying 1.3V to the DAC input or by apply-                                 overshoot and limits inrush current when either the input

ing a logic high to the bypass input. When not activated,                                power or the enable input is applied. When pulled low,

a logic level low must be applied to the bypass input pin.                               the enable input forces the converter into a low-power,

The bypass MOSFET current is limited to 600mA.                                           non-switching state with less than 1μA bias current.

                                                                       V IN

                                                                       4V

                                                                       3.6V

                                                         Output to PA  3V

                                                                       2V                                        BYPASS MODE

                                                                       1V

                                                                       0.6V

                                                                             0.2V                    1V  1.2V 1.3V

                                                                                         DAC Output

                                                                             Figure  1: VOUT vs. VDAC.

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                                                                                                                                                         DATA SHEET

                                                                                                                                                   AAT1171

                                                                                   600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                   for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Low Dropout Operation                                                              Applications Information

For conditions where the input voltage drops to the out-

put voltage level, the converter duty cycle increases to                           Inductor Selection

100%. As 100% duty cycle is approached, the minimum                                The step-down converter uses peak current mode con-

off-time initially forces the high-side on-time to exceed                          trol           with  slope   compensation                       to    maintain     stability  for

the 2MHz clock period, reducing the converter switching                            duty           cycles    greater   than                   50%.        Because    the    required

frequency. Once the input drops to the level where the                             slope             compensation       varies                  with     output     voltage,     the

output can no longer be regulated, the high-side P-channel                         AAT1171              varies  the   slope                  compensation           to  match    the

MOSFET is enabled continuously for 100% duty cycle. The                            output voltage. This allows the use of a single inductor

output voltage then tracks the input voltage minus the IR                          value for all output voltage levels. The inductor value is

drop of the high side P-channel MOSFET RDS(ON).                                    2.2μH for the AAT1171-1/AAT1171-4 and 4.7μH for the

                                                                                   AAT1171-5.

UVLO Shutdown                                                                      Manufacturer’s               specifications                     list  both  the   inductor    DC

Under-voltage lockout (UVLO) circuitry monitors the input                          current           rating,    which   is  a                thermal        limitation,    and   the

voltage and disables the converter when the input voltage                          peak current rating, which is determined by the satura-

drops  to    2.4V,   guaranteeing      sufficient   operating              input   tion characteristics.

voltage to maintain output voltage regulation and control.                         The inductor should not show any appreciable saturation

For a rising input voltage, the UVLO circuitry enables the                         under             normal   load    conditions.                  The      inductor    ripple   cur-

converter 200mV above the shutdown level at 2.6V.                                  rent varies with both the input voltage and the output

Current Limit and                                                                  voltage and peaks at the maximum input voltage with

Short-Circuit Protection                                                           the output at one half of the input voltage. For the typi-

                                                                                   cal   AAT1171,            this   corresponds                    to    a  4.2V    input  voltage

The high-side P-channel MOSFET current limit compara-                              and            a  2.1V   output    voltage.                  With     the   suggested   2.2μH

tor  limits  the    peak     inductor  current  to  1.6A.              In     PWM  inductor, this corresponds to 239mA peak-to-peak ripple

mode, the synchronous MOSFET current limit compara-                                current. For a 600mA DC load current, the peak inductor

tor limits the peak negative inductor current, and output                          current would be 718mA. In order to prevent saturation

capacitor discharge current is limited to 1A. In bypass                            under normal load conditions, the peak inductor current

mode, the bypass MOSFET current is limited to 600mA.                               should be less than the inductor saturation current.

In the event of an overload or short-circuit condition, the

current limit protects the load and the AAT1171 power                                                      IPK(MAX) = IO +  VIN(MAX)

devices. Upon removal of the short-circuit or fault condi-                                                                  8 ∙ L ∙ FS

tion, the AAT1171 output automatically recovers to the                                                                                                   4.2V

regulated level.                                                                                                   =  0.6A  +                8  ∙  2.2μH ∙     2MHz

Thermal Overload Protection                                                                                        = 0.6A + 0.12A

The  maximum         junction   temperature     is  limited            by     the                                  = 0.72A

AAT1171 over-temperature shutdown protection circuit-

ry.  Both    the    step-down   converter          and            the  bypass

MOSFET       are  disabled      when   the  junction              temperature      Some              inductors  may     meet                    peak     and   average     current

reaches      140°C.  Normal     operation       resumes              once     the  requirements yet result in excessive losses due to a high

junction temperature drops to 125°C.                                               DCR.              Always  consider       the              losses      associated      with    the

                                                                                   DCR and its effect on the total converter efficiency when

External Synchronization                                                           selecting            an   inductor.  The                  inductor       losses  can    be   esti-

                                                                                   mated by using the full load output current. The output

The AAT1171 switching frequency can be synchronized to                             inductor losses can then be calculated to estimate their

an external square wave clock via the MODE/SYNC input.                             effect on overall device efficiency.

The external clock frequency range and logic levels for

which the AAT1171 will remain synchronized are listed in

the Electrical Characteristics table of this datasheet.

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                                                                                                                                                                   DATA SHEET

                                                                                                                                                            AAT1171

                                                                                      600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                      for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

         PL = IO2 ⋅ DCR = 0.6A2 ⋅ 0.14Ω = 50mW                                        Input Capacitor Selection

                   PO                   3.4 ⋅ 0.6A                                    A 10V X5R or X7R ceramic capacitor is suggested for the

         η  =  PO + PL     =   3.4V     ⋅ 0.6A + 50mW           =   97%               input capacitor with typical values ranging from 4.7μF to

                                                                                      10μF.            To  estimate       the       required                   input   capacitance       size,

                                                                                      determine the acceptable input ripple level (VPP) and solve

The 2.2μH inductor selected for the AAT1171 evaluation                                for C, as shown below. The calculated value varies with

board has a 140mΩ DCR and a 0.91A DC current rating.                                  input voltage and is a maximum when VIN is double the

At 600mA load current, the inductor loss is 50mW which                                output voltage. Always examine the ceramic capacitor DC

gives  2.4%    loss    in  efficiency        for    a  600mA        3.4V  output      voltage              coefficient           characteristics                   when   selecting      the

voltage with an inductor that measures 3.2x3.2x1.2mm.                                 proper value. For example, due to the voltage coefficient

                                                                                      of  a         10μF   6.3V           X5R    ceramic                 capacitor,      with   an  applied

Output Capacitor Selection                                                            voltage of 5V DC the capacitance decreases to 6μF.

The    AAT1171-1/AAT1171-4                   are  designed          for  use    with                                                VO           ·  ⎛⎝1 -       VO ⎞

4.7μF    10V   X5R     ceramic          output      capacitors,          while  the                                       CIN =     VIN                         VIN ⎠

AAT1171-5      is   designed            for  use    with    10μF         10V    X5R                                              ⎛ VPP              - ESR⎞⎠ · FS

ceramic     output     capacitors.           Although       a   larger    output                                                 ⎝      IO

capacitor provides improved response to large load tran-

sients, it also limits the output voltage rise and fall time                                                              VO     ·  ⎛⎝1 -           VO ⎞        =  1

in response to the DAC input. For stable operation, with                                                                  VIN                       VIN ⎠          4

sufficient  phase      and     gain     margin,        the  internal      voltage

loop compensation limits the minimum output capacitor                                                              CIN(MIN) = ⎛ VPP                         1

value to 4.7μF. Increased output capacitance will reduce                                                                                            - ESR⎞⎠ · 4 · FS

the crossover frequency with greater phase margin.                                                                               ⎝      IO

The output voltage droop due to load transients is dom-                               The           maximum input capacitor RMS current                                   is:

inated by the output capacitor. During a step increase in

load current, the output capacitor supplies the load cur-

rent while the control loop responds. Within two or three                                                          IRMS = IO ·                   VO      ·  ⎛⎝1 -  VO ⎞

switching cycles, the inductor current increases to match                                                                                        VIN               VIN ⎠

the load current demand. The relationship of the output

voltage  droop     during       the     three     switching     cycles    to    the   The           input  capacitor             RMS    ripple              current      varies    with  the

output capacitance can be estimated by:                                               input and output voltage and will always be less than or

                                                                                      equal to half of the total DC load current.

                           COUT      =  3 · ∆ILOAD

                                        VDROOP · FS                                                        VO   · ⎛⎝1 -   VO ⎞                                            0.52      1

                                                                                                           VIN            VIN ⎠     =            D · (1 - D) =                  =   2

Once the average inductor current increases to the DC

load level, the output voltage recovers. The above equa-

tion establishes a limit on the minimum output capacitor                                            for VIN = 2 · VO

value  necessary       to  meet         a    given  output     voltage    droop

requirement (VDROOP) for a given load transient.                                                                                                            IO

The maximum output capacitor RMS ripple current is:                                                                              I = RMS(MAX)               2

            I = RMS(MAX)     1       ·  VOUT · (VIN(MAX) - VOUT)

                           2·     3          L · FS · VIN(MAX)                                             VO   ·  ⎛⎝1 -  VO ⎞

                                                                                      The term             VIN            VIN ⎠  appears in both the input voltage

Dissipation due to the RMS current in the ceramic output                              ripple and input capacitor RMS current equations and is

capacitor ESR is typically minimal, resulting in less than                            a   maximum               when      VIN       is  twice               Vo;    therefore,    the   input

a few degrees rise in hot-spot temperature.                                           voltage ripple and the input capacitor RMS current ripple

                                                                                      are a maximum at 50% duty cycle.

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                                                                                                                                                       DATA SHEET

                                                                                                                                                   AAT1171

                                                                                    600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                    for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

The input capacitor provides a low impedance loop for                               Thermal Calculations

the edges of pulsed current drawn by the AAT1171. Low                               There            are  three   types     of                losses   associated         with  the

ESR/ESL X7R and X5R ceramic capacitors are ideal for                                AAT1171               step-down    converter:                  switching       losses,      con-

this function. To minimize stray inductance, the capaci-                            duction losses, and quiescent current losses. Conduction

tor should be placed as closely as possible to the IC. This                         losses           are  associated   with                   the  RDS(ON)  characteristics     of

keeps   the  high   frequency       content      of  the   input      current       the power MOSFET devices. Switching losses are domi-

localized, minimizing EMI and input voltage ripple.                                 nated by the gate charge of the power MOSFET devices.

The proper placement of the input capacitor (C1) can be                             The AAT1171 main and synchronous power MOSFETs are

seen in the evaluation board layout in Figure 4.                                    sized         to   have  similar   RDS(ON)                values   that        track  with  the

A  laboratory   test  set-up     typically       consists         of  two     long  input voltage. At full load, assuming continuous conduc-

wires running from the bench power supply to the eval-                              tion          mode    (CCM),    a  simplified                  form     of     the  step-down

uation board input voltage pins. The inductance of these                            converter losses is given by:

wires, along with the low-ESR ceramic input capacitor,

can create a high Q network that may affect converter                                                PTOTAL = IO2 · RDS(ON) + (tSW · FS · IO + IQ) · VIN

performance.    This    problem     often        becomes          apparent    in

the form of excessive ringing in the output voltage dur-                            IQ   is       the     step-down    converter                   quiescent       current.     The

ing  load   transients    with   errors      in  loop  phase          and     gain  term tsw is used to estimate the full load switching loss-

measurements.                                                                       es, which are dominated by the gate charge losses.

Since   the  inductance      of  a  short    PCB     trace        feeding     the   For the condition where the buck converter is at 100%

input voltage is significantly lower than the power leads                           duty cycle dropout, the total device dissipation reduces

from the bench power supply, most applications do not                               to:

exhibit this problem.

In applications where the input power source lead induc-                                                     PTOTAL = IO2 · RDS(ON) + IQ · VIN

tance cannot be reduced to a level that does not affect                             In bypass mode, the bypass MOSFET RDS(ON)(bp) is used to

the converter performance, a high ESR tantalum or alu-                              determine the losses. The power MOSFET RDS(ON) increas-

minum electrolytic capacitor (C3 of Figure 5) should be                             es   with          decreasing      input                  voltage  and         the  associated

placed in parallel with the low ESR, ESL bypass ceramic                             losses           are  a  maximum        at                the  minimum         input  voltage

capacitor. This dampens the high Q network and stabi-                               (2.7V).

lizes the system.

                                                                                                             PTOTAL = IO2 · RDS(ON)(bp) + IQ · VIN

DAC Programming Gain

The output voltage is dynamically controlled by the DAC                             Since the RDS(ON), quiescent current, and switching losses

input voltage. The DAC to output gain is fixed at 3. The                            all  vary         with   input   voltage,                 the  total    losses      should  be

typical response time for a 0.2V to 1.2V pulsed signal on                           investigated over the complete input voltage range.

the DAC input is less than 30μs. The DAC gain can be                                After calculating the total losses, the maximum junction

reduced     by  an  external     resistive       divider          at  the     DAC   temperature can be derived from the θJA for the TDFN33-

input,  as   shown    in  the    evaluation      board            schematic   in    12 package which is typically 50°C/W.

Figures 2 and 3. For a DAC to output gain of 2 and R2

at 10kΩ, R1 is 4.99kΩ.                                                                                       TJ(MAX) = PTOTAL · ΘJA + TAMB

        R1 =    (3- GDAC)R2      =  (3 - 2)10kΩ        = 4.99kΩ

                    GDAC                     2

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                                                                                                                                        DATA SHEET

                                                                                                                                 AAT1171

                                                                         600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                          for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

                                        U1                                               L1

                                        AAT1171-1/AAT1171-4                              2.2μH

                                     1                        12                                                                     VOUT

                                        N/C            LX

                                     2                        11

                                        VOUT          PGND                                                                       C2

                                     3                        10                                                                 4.7μF

                                        VOUT           VIN

                                     4                        9                                                                      GND

                                        VCC      MODE/SYNC                                         C1

                                     5                        8                                    4.7μF

                                        AGND          BYPASS

    GND                              6                        7                                                                      VIN

                                        DAC            EN

    DAC         R1               R2

                                                              1    2  3   3   2  1       1   2  3

                                                              ENABLE      BYPASS         SYNC

                                                              Off     On  On     Off     LL  PWM

                Figure           2:     AAT1171-1/AAT1171-4 Evaluation Board                       Schematic.

                                        U2                                               L1

                                        AAT1171-5                                        4.7μH

                                     1                        12                                                                     VOUT

                                        N/C            LX

                                     2                        11

                                        VOUT          PGND                                                                       C2

                                     3                        10                                                                 10μF

                                        VOUT           VIN

                                     4                        9                                                                      GND

                                        VCC      MODE/SYNC                                         C1

                                     5                        8                                    4.7μF

                                        AGND          BYPASS

    GND                              6                        7                                                                      VIN

                                        DAC            EN

    DAC         R1               R2

                                                              1    2  3   3   2  1       1   2  3

                                                              ENABLE      BYPASS         SYNC

                                                              Off     On  On     Off     LL  PWM

                              Figure         3:  AAT1171-5 Evaluation Board Schematic.

    Skyworks Solutions, Inc.  •  Phone [781] 376-3000  •      Fax [781] 376-3100      •  sales@skyworksinc.com  •             www.skyworksinc.com

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                                                                                                                                              AAT1171

                                                                          600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                       for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

WLCSP Package Light Sensitivity                                                        3.  The PCB trace connected to VOUT (Pins 2 and 3) is

The electrical performance of the WLCSP package can be                                     tied to the bypass path, as well as the feedback path

adversely affected by exposing the device to certain light                                 for the control loop. In bypass mode, the full load

sources such as direct sunlight or a halogen lamp whose                                    current is delivered directly from the battery input;

wavelengths  are  red   and  infra-reds.  However,              fluores-                   therefore,        this  trace      should          be  sufficient    to    handle

cent lighting has very little effect on the electrical per-                                current up to the bypass current limit level.

formance of the WLCSP package.                                                         4.  The resistance of the trace from the load return to

                                                                                           PGND (Pin 11) should be kept to a minimum. This

                                                                                           minimizes any error in DC regulation due to differ-

Layout                                                                                     ences in the potential of the internal signal ground

The suggested PCB layout for the AAT1171 is shown in                                       and the power ground.

Figures 4 and 5. The following guidelines should be used                               5.  For         good  thermal    coupling,             PCB  vias         are  required

to ensure a proper layout.                                                                 from        the   pad   for  the      TDFN         exposed         paddle  to  the

                                                                                           ground plane. The via diameter should be 0.3mm to

1.  The input capacitor (C1) should connect as closely                                     0.33mm and positioned on a 1.2mm grid.

    as possible to VIN (Pin 10) and PGND (Pin 11).

2.  C2 and L1 should be connected as closely as possi-

    ble. The connection of L1 to the LX pin should be as

    short as possible.

    Figure 4: AAT1171 Evaluation Board                                                                 Figure 5: AAT1171 Evaluation Board

             Top Side Layout.                                                                                Bottom Side Layout.

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                                                                                                                                                        AAT1171

                                                                                           600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                              for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

PA Step-Down Converter Design Example

Specifications

VO(BUCK)      0.6V to 3.4V           with RL =10Ω

VIN           2.7V to 4.2V           (3.6V nominal)

FS            2.0MHz

TAMB          85°C

Output Inductor

L1 = 2.2μH

For Copper Electronics SD3112, 2.2μH, DCR = 140mΩ.

ΔIL1(MAX)   =       VO     ⋅  ⎛⎝1 -  VO ⎞   =        2.1V                 ⋅  ⎛     2.1V ⎞
                                                                             ⎝1 -          =  239mA
                 L  ⋅ FS             VIN ⎠     2.2µH ⋅ 2.0MHz                      4.2V⎠

The maximum inductor ripple current occurs at 50% duty cycle at                                           the  maximum  input       voltage.

IPKL1  =  IO  +  ΔIL1(MAX)    =      0.6A   +  0.118A  =  0.718A

                        2

PL1 = IO2 ⋅ DCR = 0.6A2 ⋅ 140mΩ = 50mW

Output Capacitor

Specify that VDROOP = 0.2V for a 600mA load pulse.

COUT   =    3 · ΔILOAD        =         3 · 0.6A       = 4.5µF

           VDROOP · FS               0.2V · 2.0MHz

IRMS   =      1     · (VO) · (VIN(MAX) - VO) =         1     ·  3.4V · (4.2V - 3.4V)             = 69mArms

          2·     3         L1 · FS · VIN(MAX)        2·   3     4.7µH · 2.0MHz · 4.2V

PESR = ESR · IRMS2 = 5mΩ · (69mA)2 = 24µW

Input Capacitor

Specify a maximum input voltage ripple                          of VPP = 25mV.

CIN(MIN) =                    1                =                             1                =  3.4µF

              ⎛ VPP       - ESR⎞⎠ · 4 · FS        ⎛  25mV       - 5mΩ⎞⎠ · 4 · 2.0MHz

              ⎝     IO                            ⎝    0.6A

IRMS =    IO   = 0.3Arms

          2

P = ESR · IRMS2 = 5mΩ · (0.3A)2 = 0.45mW

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                                                                                                                                   AAT1171

                                                                   600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                   for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

AAT1171 Losses

PTOTAL = IO2 · RDS(ON) + (tsw · FS · IO + IQ) · VIN

= 0.62 · 0.29Ω + (5ns · 2.0MHz · 0.6A + 60µA) · 4.2V = 104mW

TJ(MAX) = PTOTAL · ΘJA + TAMB = 104mW · 50°C/W = 5.2°C + 70°C = 75.2°C

AAT1171 Dropout Losses

PTOTAL = IO2 · RDS(ON)(HS) + IQ · VIN

= 0.62 · 310mΩ + 100µA · 3.5V = 112mW

TJ(MAX) = PTOTAL · ΘJA + TAMB = 112mW · 50°C/W = 5.6°C + 70°C = 75.6°C

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                                                                                                                                           AAT1171

                                                                      600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                      for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

    Manufacturer           Value  Device                                                  Voltage  Case Size                               Part Number

    AVX                    10μF   Output Capacitor                                           10V   0805                                    0805ZD106KAT

    www.avxcorp.com

    Murata                 4.7μF  Output or Input Capacitor                                  10V   0805                                    GRM21BR61A475KA73L

    www.murata.com                Input Capacitor                                            6.3V  0603                                    GRM188R60J475KE19D

                           10μF   Output Capacitor                                           10V   0805                                    GRM21BR61A106K

    TDK                    4.7μF  Output or Input Capacitor                                  10V   0805                                    C2012X5R1A475K

    www.tdk.com                   Input Capacitor                                            6.3V  0603                                    C1608X5ROJ475K

                           10μF   Output Capacitor                                           10V   0805                                    C2012X5R1A106K

    Taiyo Yuden            4.7μF  Output or Input Capacitor                                  10V   0805                                    LMK212BJ475MG

    www.t-yuden.com               Input Capacitor                                            6.3V  0603                                    JMK107BJ475MA

                                                                                                   Case Size

    Manufacturer           Value                             ISAT     IRMS                   DCR   (mm)                                    Part Number

    Cooper Electronics     2.2μH  1.12A                               0.91A               140mΩ    3.1x3.1x1.2                             SD3118-2R2

    www.cooperet.com       4.7μH                             0.8A     0.74A               246mΩ    3.1x3.1x1.2                             SD3112-4R7-R

    Sumida                 2.2μH                             1.1A     1.3A                   96mΩ  3.2x3.2x1.2                             CDRH2D11/HP

    www.sumida.com         4.7μH  0.75A                               0.85A               238mΩ    3.2x3.2x1.2                             CDRH2D11/HP

    ABCO Electronics       2.2μH                                      0.52A               200mΩ    2.0x2.0x1.0                             LPF2010-2R2M

    www.abco.co.kr         2.2μH                                      0.55A               110mΩ    2.0x2.0x1.4                             LPF2010-2R2M

                                  Table 1: Suggested Component Selection.

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                                                                                                                                                         AAT1171

                                                                                                  600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                                  for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

Ordering Information

              Package                              Marking1                                                       Part Number (Tape and Reel)2

              TDFN33-12                                RXXYY                                                                   AAT1171IWP-1-T1

              TDFN33-12                                XCXYY                                                                   AAT1171IWP-4-T1

              TDFN33-12                                XDXYY                                                                   AAT1171IWP-5-T1

              WLCSP-12                                 UGYW3                                                                   AAT1171IUP-1-T1

              Skyworks Green™ products are compliant with

              all applicable legislation and are halogen-free.

              For additional information, refer to Skyworks

              Definition of Green™, document number

              SQ04-0074.

Package Information4

                                                                                        TDFN33-12

              Index Area                                                                          Detail "A"                                          0.43 ± 0.05

                                                                                                                                                                   0.1 REF

                                                       0.05                                                       0.05                          C0.3

                                                       ±                                                          ±

                                                       3.00                                                       2.40                                                   0.05

                                                                                                                                                                         ±

                                                                                                                               Pin 1 Indicator                           0.45

                                                                                                                               (optional)

                                   3.00 ± 0.05                                                    1.70 ± 0.05                                                            0.23 ± 0.05

                                   Top View                                             Bottom View

                                                                                                                                                Detail "A"

                                                                        0.75 ± 0.05                               0.23 ± 0.05

                                                                                     0.05 ± 0.05

                                                                                        Side View

All dimensions in millimeters.

1.  XYY = assembly and date code.

2.  Sample stock is generally held on part numbers listed in BOLD.

3.  YW = data code (year, week) for WLCSP-12 package.

4.  The leadless package family, which includes QFN, TQFN, DFN, TDFN and STDFN, has exposed copper (unplated) at the           end of the lead terminals           due                to  the  manufacturing

    process.  A solder fillet at the exposed copper edge cannot be guaranteed and is not required to ensure a proper bottom    solder connection.

                                                                                        WLCSP-12

              Skyworks Solutions, Inc.          •  Phone [781] 376-3000              •  Fax [781] 376-3100     •  sales@skyworksinc.com         •     www.skyworksinc.com

              201999B           •  Skyworks Proprietary Information  •  Products and Product Information are Subject to Change Without Notice.        •  March 20, 2013                        21
                                                                                                                                                                                  DATA SHEET

                                                                                                                                                                                  AAT1171

                                                                                                                  600mA Voltage-Scaling Step-Down Converter

                                                                                                                  for RF Power Amplifiers with Bypass Switch

                                                                      1.535 ± 0.035                                      0.300

                                                                                                                  0.200

                                                                                               Line 1:                                          Line 2:

                                                                                               Part Code                                        Year Code and

                                                                                                                                                Bi-Week Code

                                                                                                                                                (laser marking)

                                   0.500 BSC

                                   0.250                                                1.500                                                   0.300

                                                                                                                                         0.100

                                                                                                                                         ø 0.2  (Ref.)

                                                                                                                                         Pin 1  indication

                                                                      1.000

                                                     Bottom View                                                  Top View

                                                     0.310 ± 0.025

                                   0.645 ± 0.085                                                                                                         0.245 ± 0.025

                                                                                                                                                         0.330 ± 0.025

                                                                                                                                                0.070 ± 0.035

                                                                                                                  2.235 ± 0.035

                                                                      End View                                    Side View

All dimensions in millimeters.

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22            201999B           •  Skyworks Proprietary Information          •       Products and Product Information are Subject to Change Without Notice.      •      March 20, 2013
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