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MGA-52543-TR2

器件型号:MGA-52543-TR2
器件类别:热门应用    无线/射频/通信   
厂商名称:HP(Keysight)
厂商官网:http://www.semiconductor.agilent.com/
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器件描述

400 MHz - 6000 MHz RF/MICROWAVE WIDE BAND LOW POWER AMPLIFIER

参数
MGA-52543-TR2最大输入功率 20 dBm
MGA-52543-TR2最大工作频率 6000 MHz
MGA-52543-TR2最小工作频率 400 MHz
MGA-52543-TR2加工封装描述 LEAD FREE, MINIATURE, SC-70, SOT-343, 4 PIN
MGA-52543-TR2无铅 Yes
MGA-52543-TR2欧盟RoHS规范 Yes
MGA-52543-TR2中国RoHS规范 Yes
MGA-52543-TR2状态 ACTIVE
MGA-52543-TR2最大电压驻波比 2
MGA-52543-TR2结构 COMPONENT
MGA-52543-TR2端子涂层 MATTE TIN
MGA-52543-TR2阻抗特性 50 ohm
MGA-52543-TR2微波射频类型 WIDE BAND LOW POWER

文档预览

MGA-52543-TR2器件文档内容

                                     Agilent MGA-52543
                                     Low Noise Amplifier

                                     Data Sheet

                                                                           Features
                                                                            Lead-free Option Available

Description                          typically draws 53 mA. This            Operating frequency: 0.4 GHz ~
Agilent Technologies' MGA-52543      alignment results in an Input           6.0 GHz
is an economical, easy-to-use GaAs   Intercept Point of 17.5 dBm.
MMIC Low Noise Amplifier (LNA),                                             Minimum noise figure: 1.61 dB at
which is designed for use in LNA     The MGA-52543 is a GaAs MMIC,           1.9 GHz
and driver stages. While a capable   fabricated using Agilent
RF/microwave amplifier for any       Technologies' cost-effective,          Associated gain : 15 dB at 1.9 GHz
low noise and high linearity 0.4 to  reliable PHEMT (Pseudomorphic
6 GHz application, the LNA focus     High Electron Mobility Transistor)    1.9 GHz performance tuned for
is Cellular/PCS base stations.       process. It is housed in the SOT-343    VSWR < 2:1
                                     (SC70 4-lead) package. This             Noise figure: 1.9 dB
To attain NFmin condition, some      package offers miniature size           Gain: 14 dB
simple external matching is re-      (1.2 mm by 2.0 mm), thermal             P1dB: +17.5 dBm
quired. The MGA-52543 features a     dissipation, and RF characteristics.    Input IP3: +17.5 dBm
calculated NFmin of 1.61 dB and 15
dB associated gain at 1.9 GHz from   Surface Mount Package                  Single supply 5.0 V operation
a cascode stage, feedback FET        SOT-343/4-lead SC70
amplifier. The input and output are                                        Applications
partially matched to be near 50 .    Pin Connections and421                Cellular/PCS base station radio
                                     Package Marking          GND
For base station radio card unit                                             card LNA
LNA application where better than                  3      2
2:1 VSWR is required, a series         INPUT                  OUTPUT       High dynamic range amplifier for
inductor on the input and another                             & Vd           base stations, WLL, WLAN, and
series inductor on the output can                  4                         other applications
be added externally. The resulting        GND
Noise Figure is typically 1.9 dB                                                           Attention:
with 14 dB Gain at 1.9 GHz. With a                                                         Observe precautions for
single 5.0V supply, the LNA                                                                handling electrostatic
                                                                                           sensitive devices.
Simplified Schematic
                                                                           ESD Machine Model (Class A)
                                                                           ESD Human Body Model (Class 1A)
                                                                           Refer to Agilent Application Note A004R:
                                                                           Electrostatic Discharge Damage and Control.

                                     Vd 5V

        360 pF                              22 nH

3.3 nH                  2.2 nH 18 pF
        MGA-52543
MGA-52543 Absolute Maximum Ratings[1]

Symbol Parameter                             Units         Absolute Maximum  Thermal Resistance:[2]

Vd          Maximum Input Voltage            V             0.5              jc = 150C/W
                                                           7.0
Vd          Supply Voltage                   V             425               Notes:
                                                           +20               1. Operation of this device in excess of any of
Pd          Power Dissipation[2,3]           mW            160
                                                           -65 to 150           these limits may cause permanent damage.
                                                                             2. Tcase = 25C

Pin         CW RF Input Power                dBm

Tj          Junction Temperature             C

TSTG        Storage Temperature              C

Electrical Specifications
Tc = +25C, Zo = 50 , Vd = 5V, unless noted

Symbol      Parameter and Test Condition            Frequency  Units Min. Typ.          Max.  [3]

Id test     Current drawn                           N/A        mA            45  53     65    3.57
NF [1]      Noise Figure
Gain [1]    Gain                                    1.9 GHz    dB                1.9    2.3   0.15
IIP3 [1]    Input Third Order Intercept Point       0.9 GHz
Fmin[2]     Minimum Noise Figure                                                 1.8
Ga[2]       Associated Gain at Fmin                 1.9 GHz
OIP3 [1]    Output Third Order Intercept Point      0.9 GHz    dB            13  14.2   15.5  0.26
P1dB [1]    Output Power at 1 dB Gain Compression
RLin[1]     Input Return Loss                       1.9 GHz                      15
RL out [1]  Output Return Loss                      0.9 GHz
ISOL [1]    Isolation |s12|2                                   dBm           14  +17.5        2.28
                                                    1.9 GHz
                                                    0.9 GHz                      +18

                                                    1.9 GHz    dB                1.6
                                                    0.9 GHz                      1.5

                                                    1.9 GHz    dB                15.0
                                                    0.9 GHz                      16.2

                                                    1.9 GHz    dBm               31.7
                                                    0.9 GHz                      33.0

                                                    1.9 GHz    dBm               +17.4
                                                    0.9 GHz                      +18

                                                    1.9 GHz    dB                11
                                                    0.9 GHz                      15

                                                    1.9 GHz    dB                20
                                                    0.9 GHz                      22

                                                               dB                -25
                                                                                 -25

Notes:

1. Measurements obtained from a fixed narrow band tuning described in Figure 1. This circuit designed to optimize Noise Figure and IIP3 while
   maintaining VSWR better than 2:1.

2. Minimum Noise Figure and Associated Gain at Fmin computed from S-parameter and Noise Parameter data measured in an automated NF system.
3. Standard deviation data are based on at least 400 part sample size and 11 wafer lots.

RF          Input              42                              Vd
Input       Match
                                                               RF
                                             Output Match      Output
                                             and DC Bias

Figure 1. Block Diagram of Test Fixture.
See Figure 7 in the Applications section for an equivalent schematic of 1.9 GHz circuit; Figure 11 in the Applications section for 900 MHz circuit.

2
MGA-52543 Typical Performance
All data are measured at Tc = 25C, Vd = 5V, and in the following test system unless stated otherwise.

                                 ICM Fixture                                Vd

RF              Tuner                                                 Bias  RF
Input                                                                 Tee   Output
                                    42

                                                               Tuner

Figure 2. Test Circuit for S, Noise, and Power Parameters over Frequency.

           2.7                                            2.7                                                                         20

                                                               -40C

           2.4                                            2.4  +25C                                                                  17
                                                               +85C

           2.1                                            2.1

Fmin (dB)                                     Fmin (dB)                                                                   Ga (dB)     14

           1.8                                            1.8

                                                                                                                                      11

           1.5                                            1.5

           1.2                      4.5 V                 1.2                                                                         8                    4.5 V
                                    5.0 V
                                                                                                                                                           5.0 V

                                    5.5 V                                                                                                                  5.5 V

           0.9                                 0.9                                                                                    5
               012 3456 7                           012 3456 7                                                                          012 3456 7

                FREQUENCY (GHz)                                   FREQUENCY (GHz)                                                         FREQUENCY (GHz)

Figure 3. Minimum Noise Figure vs.            Figure 4. Minimum Noise Figure vs.                                          Figure 5. Associated Gain vs. Frequency
Frequency and Voltage[1].                     Frequency and Temperature[1].                                               and Voltage[1].

           20                                             40                                                                          40

           17                                             35                                                                          35

Ga (dB)    14                                 OIP3 (dBm)  30                                                              OIP3 (dBm)  30

           11                                             25                                                                          25
                                                                                                                   4.5 V                                                                      -40C
           8                        -40C                                                                          5.0 V                                                                      +25C
                                    +25C                                                                          5.5 V                                                                      +85C

                                    +85C                 20                                                                          20
                                                              012 3456 7                                                                  012 3456 7
           5                                                                FREQUENCY (GHz)                                                             FREQUENCY (GHz)
             012 3456 7
                                                        Figure 7. Output Third Order Intercept Point                                Figure 8. Output Third Order Intercept Point
                           FREQUENCY (GHz)              vs. Frequency and Voltage[2].                                               vs. Frequency and Temperature[2].

   Figure 6. Associated Gain vs. Frequency
   and Temperature[1].

Notes:

1. Minimum Noise Figure and Associated Gain at Fmin computed from S-parameter and Noise Parameter data measured in an automated NF system.
2. Tuners on input and output were set for narrow band tuning designed to optimize NF and OIP3 while keeping VSWRs better than 2:1. See Figure 9

   for corresponding return losses at each frequency band.

3
MGA-52543 Typical Performance, continued
All data are measured at Tc = 25C, Vd = 5V, and in the following test system unless stated otherwise.

                  35                                                                         3.2                                                                         3.2

                      RLin

                  30  RLout                                                                  2.8                                                                         2.8

RETURN LOSS (dB)  25                                                             NF (dB)     2.4                                                             NF (dB)    2.4

                  20                                                                         2.0                                                                        2.0

                  15                                                                         1.6                    4.5 V                                               1.6
                                                                                                                                                                                                                                 -40C
                  10                                                                                                5.0 V                                                                                                        +25C
                                                                                                                                                                                                                                 +85C
                    5                                                                                               5.5 V
                      012 3456 7                                                                                                                                        1.2
                                     FREQUENCY (GHz)                                         1.2                                                                             012 3456 7
                                                                                                 012 3456 7                                                                                FREQUENCY (GHz)
                Figure 9. Return Losses at each Narrow
                Band Tuning.                                                                      FREQUENCY (GHz)                                                      Figure 11. Noise Figure vs. Frequency and
                                                                                                                                                                       Temperature.
                                                                                 Figure 10. Noise Figure vs. Frequency and
                                                                                 Voltage.

                  25                                                                         20                                                                          20

                  22                                                                         17                                                                          17

P1dB (dBm)        19                                                             GAIN (dB)   14                                                              GAIN (dB)   14

                  16                                                                         11                                                                          11

                  13         4.5 V                                                           8                      4.5 V                                                8                                -40C

                             5.0 V                                                                                  5.0 V                                                                                 +25C

                             5.5 V                                                                                  5.5 V                                                                                 +85C

                  10                                                                         5                                                                           5
                     012 3456 7                                                                012 3456 7                                                                  012 3456 7

                                    FREQUENCY (GHz)                                                          FREQUENCY (GHz)                                                  FREQUENCY (GHz)

                Figure 12. Output Power at 1 dB Compression                      Figure 13. Gain vs. Frequency and                                                     Figure 14. Gain vs. Frequency and
                vs. Frequency and Voltage.                                       Temperature.                                                                          Temperature.

                  25                                                                         21                                                                          21

P1dB (dBm)        22                                                             IIP3 (dBm)  19                                                              IIP3 (dBm)  19

                  19                                                                         17                                                                          17

                  16                                                                         15                                                                          15
                                                                                                                                                      4.5 V                                                                      -40C
                  13                                                                                                                                  5.0 V                                                                      +25C
                                                                          -40C                                                                       5.5 V                                                                      +85C
                                                                          +25C
                                                                          +85C              13                                                                          13
                                                                                                 012 3456 7                                                                  012 3456 7
                  10                                                                                           FREQUENCY (GHz)                                                             FREQUENCY (GHz)
                      012 3456 7
                                    FREQUENCY (GHz)                                        Figure 16. Input Third Order Intercept Point                                Figure 17. Input Third Order Intercept Point
                                                                                           vs. Frequency and Voltage.                                                  vs. Frequency and Temperature.
                Figure 15. Output Power at 1dB Compression
                vs. Frequency and Temperature.

Note:
All data reported from Figures 7 through 17 using test setup described in Figure 2. Tuners on input and output were set for narrow band tuning
designed to optimize NF and OIP3 while keeping VSWRs better than 2:1. See Figure 9 for corresponding return losses at each frequency band.

4
MGA-52543 Typical Performance, continued

                ICM Fixture                                     Vd

RF              42                                   Bias       RF
Input                                                Tee        Output

Figure 18. Test Circuit for Figures 19 through 24 (Input and Output presented to 50).

                3.0                                             20                                                                               32

                2.6                                             17                                                                               28

NF (dB)         2.2                                  GAIN (dB)  14                                                              IP3, P1dB (dBm)  24
                                                                                                                                                                                                         OIP3
                1.8                                             11
                                                                                                                                                                                                         P1dB
                1.4                                               8                                                                                                                                      IIP3
                                                                                                                                                 20
                1.0                                               5
                    012 3456 7                                      012 3456 7                                                                   16
                                   FREQUENCY (GHz)                                FREQUENCY (GHz)
                                                                                                                                               12
              Figure 19. Noise Figure vs. Frequency           Figure 20. Gain vs. Frequency.                                                       012 3456 7
              (in 50).
                                                                  5                                                                                               FREQUENCY (GHz)
               -15
                                                                  4                                                                           Figure 21. Input IP3, Output IP3 and P1dB vs.
               -19                                                                                                                            Frequency.
                                                                  3
               -23                                                                                                                               70
                                                                  2
               -27                                                                                                         In                    60
                                                                                                                           Out
ISOLATION (dB) -31                                                                                                              CURRENT (mA)     50
                                                                  1
               -35                                   VSWR           012 3456 7                                                                   40
                    012 3456 7                                                    FREQUENCY (GHz)
                                   FREQUENCY (GHz)                                                                                               30
                                                              Figure 23. Input and Output VSWR vs.
              Figure 22. Isolation vs. Frequency.             Frequency.                                                                       20                                   Id (-40C)
                                                                                                                                                                                    Id (+25C)
                                                                                                                                               10                                   Id (+85C)

                                                                                                                                                 0                                 678
                                                                                                                                                   012 345
                                                                                                                                                                           Vs (V)

                                                                                                                                              Figure 24. Current vs. Vd.

5
MGA-52543 Typical Scattering Parameters
TC = 25C, Vd = 5.0V, Id = 53 mA, ZO = 50 , (from S and Noise Parameters in ICM test fixture)

Freq   s11 (m) s11 (a) s21 (dB) s21 (m) s21 (a) s12 (dB) s12 (m) s12 (a) s22 (m) s22 (a) K

0.2    0.64        -17.42  14.92  5.57     168.30  -22.90  0.072  16.89                        0.53  -14.49   1.00
0.3
0.4    0.62        -18.44  14.76  5.47     166.18  -22.62  0.074  9.26                         0.51  -15.38   1.04
0.5
0.6    0.61        -20.41  14.67  5.41     163.57  -22.56  0.074  4.62                         0.51  -17.35   1.06
0.7
0.8    0.60        -23.21  14.60  5.37     160.09  -22.58  0.074  0.54                         0.49  -18.04   1.08
0.9
1      0.60        -26.02  14.54  5.33     156.98  -22.66  0.074  -2.26                        0.48  -20.59   1.09
1.1
1.2    0.60        -29.01  14.46  5.28     153.79  -22.78  0.073  -4.58                        0.48  -23.14   1.10
1.3
1.4    0.60        -31.88  14.37  5.23     150.67  -22.92  0.071  -6.59                        0.47  -25.89   1.12
1.5
1.6    0.60        -35.42  14.28  5.18     147.57  -23.06  0.070  -8.26                        0.46  -28.24   1.13
1.7
1.8    0.60        -38.48  14.19  5.13     144.53  -23.23  0.069  -9.68                        0.45  -31.05   1.14
1.9
2      0.60        -41.81  14.10  5.07     141.44  -23.40  0.068  -10.91                       0.44  -33.35   1.16
2.1
2.2    0.61        -45.23  14.01  5.02     138.48  -23.58  0.066  -12.02                       0.44  -35.96   1.17
2.3
2.4    0.61        -48.69  13.92  4.96     135.50  -23.76  0.065  -13.01                       0.43  -38.26   1.19
2.5
3      0.61        -52.14  13.82  4.91     132.59  -23.95  0.063  -13.77                       0.42  -40.57   1.21
3.5
4      0.61        -55.73  13.73  4.86     129.67  -24.14  0.062  -14.46                       0.41  -42.72   1.22
4.5
5      0.61        -59.22  13.63  4.80     126.78  -24.34  0.061  -15.00                       0.41  -44.90   1.25
5.5
6      0.61        -62.73  13.54  4.75     123.96  -24.53  0.059  -15.44                       0.40  -46.95   1.27
6.5
7      0.61        -66.34  13.45  4.70     121.14  -24.72  0.058  -15.78                       0.39  -48.94   1.29
7.5
8      0.61        -69.85  13.36  4.66     118.37  -24.93  0.057  -16.07                       0.39  -50.92   1.32

       0.61        -73.41  13.27  4.61     115.53  -25.10  0.056  -16.19                       0.38  -52.95   1.34

       0.61        -76.93  13.19  4.57     112.76  -25.29  0.054  -16.23                       0.37  -54.81   1.36

       0.61        -80.55  13.10  4.52     109.97  -25.48  0.053  -16.15                       0.37  -56.73   1.39

       0.61        -84.18  13.02  4.48     107.22  -25.69  0.052  -16.20                       0.36  -58.62   1.42

       0.61        -87.95  12.95  4.44     104.46  -25.88  0.051  -16.12                       0.36  -60.36   1.46

       0.60        -91.46  12.87  4.40     101.71  -26.04  0.050  -15.93                       0.35  -62.11   1.48

       0.59        -109.93 12.46  4.20     88.05   -26.89  0.045  -13.42                       0.33  -69.84   1.66

       0.58        -128.36 12.02  3.99     74.65   -27.67  0.041  -8.35                        0.32  -76.05   1.89

       0.57        -146.55 11.56  3.79     61.39   -28.07  0.040  -0.44                        0.30  -81.51   2.08

       0.56        -164.07 11.10  3.59     48.43   -27.72  0.041  9.10                         0.29  -87.17   2.11

       0.55        179.17  10.60  3.39     35.70   -26.66  0.046  16.13                        0.28  -93.37   1.99

       0.55        163.86  10.09  3.19     23.34   -25.28  0.054  19.97                        0.26  -101.07  1.81

       0.55        148.85  9.58   3.01     11.08   -23.76  0.065  20.39                        0.25  -111.19  1.62

       0.56        134.84  9.01   2.82     -0.85   -22.33  0.076  17.75                        0.24  -124.51  1.48

       0.57        121.13  8.44   2.64     -12.44  -21.13  0.088  13.58                        0.23  -137.46  1.38

       0.58        108.36  7.85   2.47     -23.66  -20.03  0.100  9.01                         0.23  -151.87  1.30

       0.58        95.90   7.25   2.31     -34.68  -19.00  0.112  3.27                         0.24  -165.58  1.22

Noise Parameters

Freq         Fmin          opt    opt              Rn/Zo   Ga
                           Mag    Ang                      (dB)
(GHz)        (dB)                                  0.37
                           0.32   10.51            0.35    16.5
0.5          1.46          0.31   21.95            0.34    16.3
                           0.31   28.21            0.34    16.19
0.8          1.49          0.3    32.89            0.33    16.1
                           0.3    39.85            0.30    16.0
0.9          1.50          0.29   45.05            0.28    15.61
                           0.28   50.05            0.27    15.2
1            1.51          0.28   57.75            0.27    15.02
                           0.27   59.67            0.26    14.9
1.1          1.52          0.27   63.12            0.26    14.8
                           0.26   64.28            0.25    14.65
1.5          1.57          0.26   68.3             0.24    14.58
                           0.25   75.25            0.24    14.48
1.8          1.60          0.25   78.03            0.21    14.39
                           0.23   94.06            0.18    13.98
1.9          1.61          0.21   121.52           0.16    13.39
                           0.2    141.87           0.15    12.9
2            1.62          0.21   172.98           0.14    12.45
                           0.24   -169.13          0.16    12
2.1          1.63          0.28   -146.48          0.19    11.59
                           0.31   -133.04                  11.1
2.2          1.64

2.3          1.65

2.4          1.66

2.5          1.68

3            1.73

3.5          1.78

4            1.84

4.5          1.89

5            1.94

5.5          2.00

6            2.05

6
Part Number Ordering Information

      Part Number                     No. of   Container
   MGA-52543-TR1                     Devices      7" Reel
   MGA-52543-TR2                                 13" Reel
   MGA-52543-BLK                       3000
   MGA-52543-TR1G                     10000   antistatic bag
   MGA-52543-TR2G                                 7" Reel
   MGA-52543-BLKG                       100      13" Reel
                                       3000
                                      10000   antistatic bag
                                        100

Note: For lead-free option, the part number will have the
         character "G" at the end.

Package Dimensions
Outline 43
SOT-343 (SC70 4-lead)

                        1.30 (.051)
                            BSC

   HE                                    E

                                         1.15 (.045) BSC

                     b1
              D

       A                                 A2

           b                         A1                       C

                                                          L

              DIMENSIONS (mm)

   SYMBOL     MIN.                   MAX.     NOTES:
        E     1.15                   1.35     1. All dimensions are in mm.
        D     1.85                   2.25     2. Dimensions are inclusive of plating.
       HE     1.80                   2.40     3. Dimensions are exclusive of mold flash & metal burr.
        A     0.80                   1.10     4. All specifications comply to EIAJ SC70.
       A2     0.80                   1.00     5. Die is facing up for mold and facing down for trim/form,
       A1     0.00                   0.10
        b     0.25                   0.40         ie: reverse trim/form.
       b1     0.55                   0.70     6. Package surface to be mirror finish.
        c     0.10                   0.20
        L     0.10                   0.46

7
Device Orientation

              REEL

                                                                                   TOP VIEW                                   END VIEW
                                                                                 4 mm

                                          CARRIER            8 mm            42  42  42                               42
                                             TAPE
USER
FEED            COVER TAPE
DIRECTION

Tape Dimensions                                                           D                                           P2
For Outline 4T

                                            P

                                                   P0

                                                                                                                                        E

                                                                                                                                        F
                                                                                                                                                 W

   C

                                                                                                                  D1          Tt (COVER TAPE THICKNESS)
                                                   t1 (CARRIER TAPE THICKNESS)

                                                   10 MAX.                      K0                                           10 MAX.

                                               A0                                                                         B0

   CAVITY       DESCRIPTION                        SYMBOL        SIZE (mm)       SIZE (INCHES)

                  LENGTH                               A0    2.40 0.10         0.094 0.004
                  WIDTH                                B0    2.40 0.10         0.094 0.004
                  DEPTH                                K0    1.20 0.10         0.047 0.004
                  PITCH                                P     4.00 0.10         0.157 0.004
                  BOTTOM HOLE DIAMETER                 D1    1.00 + 0.25         0.039 + 0.010

   PERFORATION  DIAMETER                               D     1.55 0.10         0.061 + 0.002
                PITCH                                  P0    4.00 0.10         0.157 0.004
                POSITION                               E     1.75 0.10         0.069 0.004

   CARRIER TAPE WIDTH                                  W     8.00 + 0.30 - 0.10  0.315 + 0.012
                             THICKNESS                 t1    0.254 0.02        0.0100 0.0008

   COVER TAPE   WIDTH                                  C     5.40 0.10         0.205 + 0.004
   DISTANCE     TAPE THICKNESS                         Tt    0.062 0.001       0.0025 0.0004
                                                       F                         0.138 0.002
                CAVITY TO PERFORATION                        3.50 0.05
                (WIDTH DIRECTION)
                                                       P2    2.00 0.05         0.079 0.002
                CAVITY TO PERFORATION
                (LENGTH DIRECTION)

8
MGA-52543 Applications                RF Input                               While the RF input terminal of the
Information                           To achieve lowest noise figure         MGA-52543 is at DC ground
                                      performance, the input of the          potential, it should not be used as
Description                           MGA-52543 should be matched            a current sink. If the input is
The MGA-52543 is a low noise,         from the system impedance              connected directly to a preceding
linear RFIC amplifier GaAs            (typically 50) to the optimum          stage that has a DC voltage
PHEMT (Pseudomorphic High             source impedance for minimum           present, a blocking capacitor
Electron Mobility Transistor)         noise, opt. Since the real part of     should be used.
designed for receiver applications    the input of the device impedance
in the 300 MHz to 6.0 GHz             is near 50 and the reactive part       Setting the Bias Voltage for Linearity
frequency range. The device           is capacitive, a simple series         The MGA-52543 will operate from
combines low noise performance        inductor at the input is often all     approximately 2 volts with
with high linearity to make it a      that is needed to provide a            reduced performance. The MGA-
desirable choice for receiver front   suitable noise match for many          52543 typically pulls 53 mA at 5V.
end stages as well as driver          applications.                          The higher voltage increases
applications.                                                                amplifier linearity by boosting
                                      RF Output                              output power (P1dB) typically from
The MGA-52543 operates from a         The RF Output port is closely          14 dBm at 3V to 18 dBm at 5V. An
+5 volt power supply and draws a      matched to 50 , a simple series        absolute maximum recommended
nominal current of 55 mA. The         inductor at the output will help to    supply voltage for this device is
RFIC is contained in a miniature      improve the input match, gain and      5.5V. Optimum linearity perfor-
SOT-343 (SC-70 4-lead) package to     power response of the device.          mance is obtained at 5V supply.
minimize printed circuit board
space. This package also offers       DC Bias                                Typical performance of gain, noise
excellent thermal dissipation and     DC bias is applied to the MGA-         figure and P1dB output power over
RF characteristics. The device is     52543 through the RF Output            a wide range of bias voltage is
focused at cellular/PCS               connection. Figure 1 shows how         shown in Figure 2.
basestation applications.             an inductor (RFC) is used to
                                      isolate the RF signal from the DC                               20
The high frequency response of        supply. The bias line is capaci-
the MGA-52543 extends through         tively bypassed to keep RF from        NF, GAIN, and P1dB (dB)  16
6 GHz making it an excellent          the DC supply lines and prevent
choice for use in 5 GHz RLL as        resonant dips or peaks in the                                   12
well as 2.4 and 5.7 GHz spread        response of the amplifier.
spectrum and ISM/license-free                                                                                                    NF
band applications.                                                                                    8                          Gain

Internal, on-chip capacitors limit    The DC schematic for an MGA-                                                               P1dB
the low end frequency response to     52543 amplifier circuit is shown in
applications above approximately      Figure 1.                                                       4
300 MHz.
                                                                                                      0
Application Guidelines
The MGA-52543 is very easy to                              C1                                             1  2  3  4                   5
use. For most applications, all that
is required to operate the MGA-               L2                                                             SUPPLY VOLTAGE (V)
52543 is to apply +5 volts to the
RF output pin, and match the RF           42      RFC                        Figure 2. Gain, Noise Figure and Output Power
input and output.                                                            vs. Supply Voltage.

                                      L1               C2                    Input and output impedance and
                                                                             noise figure for the amplifier are
                                              +5V                            unaffected by increasing the
                                                                             supply voltage from 3V to 5V.
                                      Figure 1. Schematic Diagram with Bias
                                      Connections.

                                      A DC blocking capacitor (C1) is        PCB Layout
                                      used at the output of the MMIC to      A recommended PCB pad layout
                                      isolate the supply voltage from        for the miniature SOT-343 (SC-70)
                                      succeeding circuits.                   package that is used by the MGA-
                                                                             52543 is shown in Figure 3.

9
              1.30                                        groundplane on the backside of        Agilent       MGA - 5X
              0.051                                       the PCB by means of plated            Technologies    IP 9/99
                                                          through holes (vias). The ground
1.00                                                      vias should be placed as close to
0.039                                                     the package terminals as practical.
                                                          At least one via should be located
                                                          next to each ground pin to assure     IN
                                                          good RF grounding. It is a good
       0.60                                       2.00    practice to use multiple vias to
       0.024                                      0.079   further minimize ground path
                                                          inductance.
                                                                                                              OUT
                                                          PCB Materials
                                                  .090    FR-4 or G-10 type materials are                                   Vd
                                                  0.035   good choices for most low cost
                                                          wireless applications using single    Figure 5. Multi-purpose PCB Layout.
              1.15                                        or multi-layer printed circuit
              0.045                                       boards. Typical single-layer board    1.9 GHz Design
                                                          thickness is 0.020 to 0.031 inches.   To illustrate the simplicity of using
                                   Dimensions in  inches  Circuit boards thicker than 0.031     the MGA-52543, a 1.9 GHz ampli-
                                                   mm     inches are not recommended due        fier for PCS type receiver applica-
                                                          to excessive inductance in the        tions is presented.
Figure 3. Recommended PCB Pad Layout for                  ground vias.
Agilent's SC70 4L/SOT-343 Products.                                                             For low noise amplifier applica-
                                                          For noise figure critical or higher   tions, the MGA-52543 is internally
This layout provides ample                                frequency applications, the           matched for low noise figure. The
allowance for package placement                           additional cost of PTFE/glass         magnitude of opt at 1900 MHz is
by automated assembly equipment                           dielectric materials may be           typically 0.27, additional imped-
without adding parasitics that                            warranted to minimize transmis-       ance matching may improve noise
could impair the high frequency                           sion line loss at the amplifier's     figure by 0.1 dB.
RF performance of the MGA-                                input.
52543. The layout is shown with a                                                               Without external matching the
footprint of a SOT-343 package                            Application Example                   typical input return loss for the
superimposed on the PCB pads for                          The printed circuit layout in         MGA-52543 is approximately 5 dB.
reference.                                                Figure 5 is a multi-purpose layout    The input return loss may be
                                                          that will accommodate compo-          improved significantly with the
Starting with the package pad                             nents for using the MGA-52543 for     addition of a series inductor. At
layout in Figure 3, an RF layout                          RF inputs from 100 MHz through        1900 MHz for example, the
similar to the one shown in                               6 GHz. This layout is a               addition of a series inductor of
Figure 4 is a good starting point                         microstripline design (solid          3.3 nH will improve the input
for microstripline designs using                          groundplane on the backside of        return loss to greater than 10 dB.
the MGA-52543 amplifier.                                  the circuit board) with 50
                                                          interfaces for the RF input and       The output of the MGA-52543 is
                                                  RF      output. The circuit is fabricated on  already well matched to 50 and
                                                  OUTPUT  0.031-inch thick FR-4 dielectric      no additional matching is needed.
                                                          material. Plated through holes        However, using another series
                               42                         (vias) are used to bring the ground   inductor on the output of the
     RF                                                   to the top side of the circuit where  MGA-52543 significantly improves
INPUT                                                     needed. Multiple vias are used to     the output match, gain and the IP3
                                                          reduce the inductance of the paths    performance of the device.
Figure 4. RF Layout.                                      to ground.

RF Grounding
Adequate grounding of pins 1 and
4 of the RFIC are important to
maintain device stability and RF
performance. Each of the ground
pins should be connected to the

10
                2.2 nH 18 pF             The completed 1.9 GHz amplifier                The amplifier input intercept point
                                         for this example with all compo-
            42  22 nH                    nents and SMA connectors                       IIP3 was measured at a nominal
                          360 pF         assembled is shown in Figure 8.
    3.3 nH                                                                              +17.5 dBm. P1dB measured
                 +5V                                                                    +17.5 dBm.

                                         L1   3.3 nH LL1608-FH3N3                                                          16
                                                                                                                                                                         Gain
                                         L2   2.2 nH LL2012-F2N2                        GAIN and NOISE FIGURE (dB)
                                                                                                                           12
Figure 7. Schematic of 1.9 GHz Circuit.
                                         RFC  22 nH LL1608-FH22N

A schematic diagram of the               C1   18 pF chip capacitor                                                         8
complete 1.9 GHz circuit with the
input and output match and DC            C2   470 pF chip capacitor
biasing is shown in Figure 7.
DC bias is applied to the                C3   10000 pF chip capacitor                                                      4
MGA-52543 through the RFC at
the RF output pin. The power             Table 1. Component Parts List for the                                                                        NF
supply connection is bypassed to         MGA-52543 Amplifier at 1900 MHz.
ground with capacitor C2. Provi-
sion is made for an additional                                                                                             0
bypass capacitor, C3, to be added
to the bias line near the +5 volt                                                                                          1.6 1.8   2  2.2 2.4 2.6
connection. C3 will not normally
be needed unless several stages          Performance of MGA-52543                                                                    FREQUENCY (GHz)
are cascaded using a common              1900 MHz Amplifier
power supply.                            The amplifier is biased at a Vd of             Figure 9. Gain and Noise Figure Results.
                                         5 volts. The measured noise figure
Since the input terminal of the          and gain of the completed ampli-               INPUT and OUTPUT RETURN LOSS (dB)  0
MGA-52543 is at ground potential,        fier is shown in Figure 9. Noise
an input DC blocking capacitor is        figure is a nominal 2.0 to 2.2 dB                                                 -4
not needed unless the amplifier is       from 1800 through 2000 MHz. Gain                                                                                          Input RL
connected to a preceding stage           is a minimum of 14.3 dB from
that has a voltage present at this       1800 MHz through 2000 MHz.                                                        -8
point. The values of the DC
blocking and RF bypass capaci-           Measured input and output return                                                  -12
tors should be chosen to provide         loss is shown in Figure 10. The
a small reactance (typically < 5)        input return loss at 1900 MHz is                                                  -16
at the lowest operating frequency.       11.2 dB with a corresponding                                                                                                Output RL
For this 1.9 GHz design example,         output return loss of 21.9 dB.
18 pF capacitors with a reactance                                                                                          -20
of 4.5  are adequate. The reac-
tance of the RF choke (RFC)                                                                                                -24
should be high (i.e., several
hundred ohms) at the lowest                                                                                                1.6 1.8   2  2.2 2.4 2.6
frequency of operation. A 22 nH
inductor with a reactance of 262                                                                                                     FREQUENCY (GHz)
at 1.9 GHz is sufficiently high to
minimize the loss from circuit                                                          Figure 10. Input and Output Return Loss
loading.                                                                                Results.

                                              Agilent                                                                           MGA - 5X
                                              Technologies                                                                        IP 9/99

                                                                                L2                                              C1

                                              IN L1 42                                                                          RFC

                                                                                        C2

                                                                                            OUT

                                                                                        C3

                                                                                             Vd

                                         Figure 8. Complete 1.9 GHz Amplifier Circuit.

11
900 MHz Design                                   16GAIN and NOISE FIGURE (dB)                                                         For frequencies below 1000 MHz,
The 900 MHz example follows the                                                                Gain                                   the series input inductor approach
same design approach that was                                                                                                         provides a good match but may
described in the previous                        12                                                                                   not completely noise match the
1900 MHz design. A schematic                                                                                                          MGA-52543. A two-element
diagram of the complete 900 MHz                    8                                                                                  matching circuit may be required
circuit with the input and output                                                                                                     at lower frequencies to exactly
match and DC biasing is shown in                   4                                                                                  match the input to opt. At lower
Figure 11 and the component part                                                               NF                                     frequencies, the real part of opt
list is show in Table 2. The magni-                                                                                                   has started to move away from
tude of opt at 900MHz is typically                 0                                                                                  50 (i.e., away from the R = 1
0.33. See note on designs at other                  0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4                                                           circle on the Smith chart) as the
frequencies for more information.                                                                                                     angle of opt decreases. A small
                                                                   FREQUENCY (GHz)                                                    shunt capacitor (typically 1.0 pF at
                              3.3 nH 56 pF                                                                                            900 MHz to 1.8 pF at 400 MHz)
                                            Figure 12. Gain and Noise Figure Results.                                                 added between the input pin and
                                                                                                                                      the adjacent ground pad to create
            42  47 nH                       INPUT and OUTPUT RETURN LOSS (dB)  -2                                                     a shunt C-series L matching
                                                                                                                                      network will realize an improve-
                             1000 pF                                                                                        Input RL  ment in noise figure of several
                                                                               -6                                                     tenths of a dB. A lower value for
                                                                                                                                      L1 may be needed depending on
     12 nH                                                                     -10                                                    the actual length of the input line
                                                                                                                                      between pin 1 and L1 as well as
                +5V                                                            -14                                                    the value of the shunt C.

Figure 11. Schematic of 900 MHz Circuit.                                       -18                                                    For frequencies above 3.0 GHz,
                                                                                                                                      the input inductor, L1, can be
                                                                               -22                                                    replaced by a small shunt capaci-
                                                                                                                                      tor to optimize the input and noise
L1   12nH LL1608-FH12N                                                         -26                                                    match.

L2   3.3nH LL2012-F3N3                                                         -30                                    Output RL
                                                                                  0.4
RFC  47nH LL1608-FH47N                                                                 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
                                                                                           FREQUENCY (GHz)

C1   56pF chip capacitor                    Figure 13. Input and Output Return Loss
                                            Results.
C2   1000pF chip capacitor

C3   10000pF chip capacitor

Table 2. Component Parts List for the       Measured input and output return                                                          Frequency L1, nH L2, nH C4, pF
MGA-52543 Amplifier at 900 MHz.             loss is shown in Figure 13. The
                                            input return loss at 900 MHz is
                                            15.2 dB with a corresponding                                                              400 MHz   22   8.2  2.2
                                            output return loss of 21.9 dB.
Performance of MGA-52543 900 MHz                                                                                                      900 MHz   10   3.3  1.0
Amplifier                                   The amplifier input intercept point
The amplifier is biased at a Vd of          IIP3 was measured at a nominal                                                            1900 MHz  3.3  2.2  none
5 volts. The measured noise figure          +17.5 dBm. P1dB measured
and gain of the completed ampli-            +17.8 dBm.                                                                                2.4 GHz   1.5  none 1.0*
fier is shown in Figure 12. Noise
figure is a nominal 2.0 to 2.2 dB                                                                                                     3.5GHz    none none 1.0*
from 800 through 1000 MHz. Gain
is a minimum of 15.3 dB from                                                                                                          5.8GHz    none none 0.5
800 MHz through 1000 MHz.
                                            Designs for Other Frequencies                                                             Table 3. Input and Output Inductor Values for
                                            The same basic design approach                                                            Various Operating Frequencies.
                                            described above for 1.9 GHz can
                                            be applied to other frequency                                                             Actual component values may
                                            bands. Inductor values for match-                                                         differ slightly from those shown in
                                            ing the input for low noise figure                                                        Table 3 due to variations in circuit
                                            are shown in Table 3.                                                                     layout, grounding, and component
                                                                                                                                      parasitics. A CAD program such as
                                                                                                                                      Agilent Technologies ADS is
                                                                                                                                      recommended to fully analyze and
                                                                                                                                      account for these circuit variables.

12
Final Note on Performance                 circuits to ensure stable operation.   characterization data, in which
An effective way of lowering              In multistage circuits, feedback       automated measurements are
production costs is to replace            through bias lines can also lead to    made on of a minimum of 400
lumped elements with microstrip           oscillation.                           parts taken from three non-
components. The inductors for the                                                consecutive process lots of
input and output match maybe              Components of insufficient quality     semiconductor wafers. The data
printed elements as well as               for the frequency range of the         derived from product character-
lumped elements. To save board            amplifier can sometimes lead to        ization tends to be normally
space the use of lumped elements          instability. Also, component values    distributed, e.g., fits the standard
at lower frequencies is recom-            that are chosen to be much higher      bell curve.
mended. The effects of leaving the        in value than is appropriate for the
MGA-52543 unmatched can have a            application can present a problem.     Parameters considered to be the
negative effect on the perfor-            In both of these cases, the compo-     most important to system perfor-
mance of the device. Gain and             nents may have reactive parasitics     mance are bounded by minimum
OIP3 performance are greatly              that make their impedances very        or maximum values. For the
reduced by using the device               different than expected. Chip          MGA-52543, these parameters are:
unmatched. Table 4 gives typical          capacitors may have excessive          Input IP3 (IIP3test), Gain (Gtest),
performance at 1900 MHz for the           inductance, or chip inductors can      Noise Figure (NFtest), and Device
MGA-52543 in an unmatched                 exhibit resonances at unexpected       Current (Id). Each of the guaran-
configuration using the evaluation        frequencies. For example it is a       teed parameters is 100% tested as
board shown in Figure 5.                  good idea not to use the same          part of the manufacturing process.
                                          type/value of inductors for L1 and
Test      Unmatched Matched               L2. It can be shown that if the self-  Values for most of the parameters
                                          resonant frequency of the induc-       in the table of Electrical Specifica-
          Results   Results               tors used on the input and the         tions that are described by typical
                                          output of the MGA-52543 are the        data are the mathematical mean
Gain      12.5 dB   14.3 dB               same, then the device can be left      (), of the normal distribution
                                          unterminated at high frequencies.      taken from the characterization
OIP3      30.0 dBm  31.8 dBm                                                     data. For parameters where
                                           A Note on Supply Line                measurements or mathematical
IIP3      17.5 dBm  17.5 dBm              Bypassing                              averaging may not be practical,
                                          Multiple bypass capacitors are         such as S-parameters or Noise
P1dB      17.0 dBm  17.5 dBm              normally used throughout the           Parameters and the performance
Input RL  5.1 dB    10.2 dB               power distribution within a            curves, the data represents a
                                          wireless system. Consideration         nominal part taken from the
Out RL    10.2 dB   21.9 dB               should be given to potential           center of the characterization
                                          resonances formed by the combi-        distribution. Typical values are
Table 4. Results of Matching Circuits on  nation of these capacitors and the     intended to be used as a basis for
MGA-52543.                                inductance of the DC distribution      electrical design.
                                          lines. The addition of a small value
Hints and Troubleshooting                 resistor in the bias supply line       To assist designers in optimizing
Oscillation                             between bypass capacitors will         not only the immediate amplifier
Unconditional stability of the            often de-Q the bias circuit and        circuit using the MGA-52543, but
MGA-52543 is dependent on                 eliminate resonance effects.           to also evaluate and optimize
having very good grounding.                                                      trade-offs that affect a complete
Inadequate device grounding or            Statistical Parameters                 wireless system, the standard
poor PCB layout techniques could          Several categories of parameters       deviation () is provided for many
cause the device to be potentially        appear within this data sheet.         of the Electrical Specifications
unstable.                                 Parameters may be described with       parameters (at 25C) in addition
                                          values that are either "minimum or     to the mean. The standard devia-
Even though a design may be               maximum," "typical," or "standard      tion is a measure of the variability
unconditionally stable (K > 1 and         deviations."                           about the mean. It will be recalled
B1 > 0) over its full frequency                                                  that a normal distribution is
range, other possibilities exist that     The values for parameters are          completely described by the mean
may cause an amplifier circuit to         based on comprehensive product         and standard deviation.
oscillate. One thing to check for, is
feedback in bias circuits. It is
important to capacitively bypass
the connections to active bias

13
Standard statistics tables or           circuit board material, conductor                        These parameters are typical for a
calculations provide the probabil-      thickness and pattern, type of                           surface mount assembly process
ity of a parameter falling between      solder alloy, and the thermal                            for the MGA-52543. As a general
any two values, usually symmetri-       conductivity and thermal mass of                         guideline, the circuit board and
cally located about the mean.           components. Components with a                            components should be exposed
Referring to Figure 14 for ex-          low mass, such as the SOT-343                            only to the minimum temperatures
ample, the probability of a param-      package, will reach solder reflow                        and times necessary to achieve a
eter being between 1 is 68.3%;         temperatures faster than those                           uniform reflow of solder.
between 2 is 95.4%; and be-            with a greater mass.
tween 3 is 99.7%.                                                                               Electrostatic Sensitivity
                                        The MGA-52563 is qualified to the                        RFICs are electro-
                           68%          time-temperature profile shown in                        static discharge (ESD)
                                        Figure 16. This profile is represen-                     sensitive devices.
                           95%          tative of an IR reflow type of                           Although the MGA-52543 is robust
                                        surface mount assembly process.                          in design, permanent damage may
                           99%          After ramping up from room                               occur to these devices if they are
       -3 -2 -1 Mean () +1 +2 +3       temperature, the circuit board                           subjected to high energy electro-
                                        with components attached to it                           static discharges. Electrostatic
                            (typical)   (held in place with solder paste)                        charges as high as several thou-
                       Parameter Value  passes through one or more                               sand volts (which readily accumu-
                                        preheat zones. The preheat zones                         late on the human body and on
Figure 14. Normal Distribution.         increase the temperature of the                          test equipment) can discharge
                                        board and components to prevent                          without detection and may result
Phase Reference Planes                  thermal shock and begin evaporat-                        in degradation in performance,
The positions of the reference          ing solvents from the solder paste.                      reliability, or failure.
planes used to specify S-param-         The reflow zone briefly elevates
eters and Noise Parameters for the      the temperature sufficiently to                          Electronic devices may be sub-
MGA-52543 are shown in                  produce a reflow of the solder.                          jected to ESD damage in any of
Figure 15. As seen in the illustra-     The rates of change of tempera-                          the following areas:
tion, the reference planes are          ture for the ramp-up and cool-                            Storage & handling
located at the point where the          down zones are chosen to be low                           Inspection & testing
package leads contact the test          enough to not cause deformation                           Assembly
circuit.                                of the board or damage to compo-                         In-circuit use
                                        nents due to thermal shock. The
              Reference Planes          maximum temperature in the                               The MGA-52543 is an ESD Class 1
                                        reflow zone (TMAX) should not                            device. Therefore, proper ESD
                  Test Circuit          exceed 235C.                                            precautions are recommended
                                                                                                 when handling, inspecting, testing,
                                                                                                 assembling, and using these
                                                                                                 devices to avoid damage.

                                                                       250                                                    TMAX
Figure 15. Phase Reference Planes.

                                                          200

SMT Assembly                            TEMPERATURE (C)

Reliable assembly of surface                              150

mount components is a complex                                                                    Reflow
                                                                                                  Zone
process that involves many                                100
                                                                                                              Cool Down
material, process, and equipment                                                   Preheat                        Zone
                                                                                    Zone
factors, including: method of

heating (e.g., IR or vapor phase                          50

reflow, wave soldering, etc.)

                                                          0

                                                                            0  60           120  180                     240        300

                                                                                                TIME (seconds)
                                        Figure 16. Surface Mount Assembly Profile.

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