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VMMK-2403

器件型号:VMMK-2403
器件类别:热门应用    无线/射频/通信   
厂商名称:AVAGO
厂商官网:http://www.avagotech.com/
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器件描述

2000 MHz - 4000 MHz RF/MICROWAVE WIDE BAND LOW POWER AMPLIFIER

2000 MHz - 4000 MHz 射频/微波宽带低功率放大器

参数
VMMK-2403最大输入功率 20 dBm
VMMK-2403最大工作频率 4000 MHz
VMMK-2403最小工作频率 2000 MHz
VMMK-2403加工封装描述 1 X 0.50 MM, 0.25 MM HEIGHT, HALOGEN FREE AND ROHS COMPLIANT, WLP 0402
VMMK-2403无铅 Yes
VMMK-2403欧盟RoHS规范 Yes
VMMK-2403状态 ACTIVE
VMMK-2403结构 COMPONENT
VMMK-2403端子涂层 MATTE TIN
VMMK-2403阻抗特性 50 ohm
VMMK-2403微波射频类型 WIDE BAND LOW POWER

VMMK-2403器件文档内容

VMMK-2403
2 to 4 GHz GaAs High Linearity LNA in Wafer Level Package

Data Sheet

Description                                                  Features

Avago's VMMK-2403 is an easy-to-use, high linearity low       1 x 0.5 mm Surface Mount Package
noise amplifier in a miniaturized wafer level package         Ultrathin (0.25mm)
(WLP). The low noise and unconditionally stable perfor-       Unconditionally Stable
mance makes this amplifier ideal as a primary or subse-       50Ohm Input and Output Match
quent gain block of an RF receiver in applications from       RoHS6 + Halogen Free
24GHz. A 3V, 38mA power supply is required for optimal
performance.                                                 Specifications (Vdd = 3.0V, Idd = 37mA)

This amplifier is fabricated with enhancement E-pHEMT         Output IP3: 28dBm
technology and industry leading revolutionary wafer level    Small-Signal Gain: 16dB
package. The GaAsCap wafer level sub-miniature leadless       Noise Figure: 1.7dB
package is small and ultra thin yet can be handled and
placed with standard 0402 pick and place assembly. This      Applications
product is easy to use since it requires only positive DC
voltages for bias and no matching coefficients are required   2.4 GHz, 3.5GHz WLAN and WiMax notebook computer,
for impedance matching to 50  systems.                          access point and mobile wireless applications

WLP 0402, 1mm x 0.5mm x 0.25 mm                               802.16 & 802.20 BWA systems
                                                             Radar, radio and ECM systems
                    FY

Pin Connections (Top View)

Input              FY       Output
/ Vc                        / Vdd

Input                       Output                           Attention: Observe precautions for
                             / Vdd                           handling electrostatic sensitive devices.
/ Vc               Amp                                       ESD Machine Model = 50V
                                                             ESD Human Body Model = 125V
                                                             Refer to Avago Application Note A004R:
                                                             Electrostatic Discharge, Damage and Control.

Note:
"F" = Device Code
"Y" = Month Code
Table 1. Absolute Maximum Ratings [1]

   Sym           Parameters/Condition                                                             Unit         Absolute Max
                                                                                                               5
   Vd            Supply Voltage (RF Output) [2]                                                   V            60
                                                                                                               +20
   Id            Device Current [2]                                                               mA           300
                                                                                                               150
   Pin, max      CW RF Input Power (RF Input) [3]                                                 dBm          160

   Pdiss         Total Power Dissipation                                                          mW                Maximum
                                                                                                                     45
   Tch           Max channel temperature                                                          C                 2.2
                                                                                                                     17
   jc            Thermal Resistance [4]                                                           C/W               
                                                                                                                     
Notes                                                                                                               
1. Operation in excess of any of these conditions may result in permanent damage to this device.                     
2. Bias is assumed DC quiescent conditions
3. With the DC (typical bias) and RF applied to the device at board temperature Tb = 25C
4. Thermal resistance is measured from junction to board using IR method

Table 2. DC and RF Specifications
TA = 25C, Frequency = 3 GHz, Vd = 3V, Zin = Zout = 50 (unless otherwise specified)

   Sym           Parameters/Condition                            Unit  Minimum                          Typ.
                                                                 mA    30                               37
   Id            Device Current                                  dB                                    1.7
                                                                 dB    14                               16
   NF [1,2]      Noise Figure                                    dBm   +26                              +27.8
                                                                 dBm                                    +16.5
   Ga [1,2]      Associated Gain                                       
                                                                 dB                                    -12
   OIP3 [1,2,3]  Output 3rd Order Intercept                      dB                                     -12

   P-1dB[1,2]    Output Power at 1dB
                 Gain Compression

   IRL [1,2]     Input Return Loss

   ORL [1,2]     Output Return Loss

Notes:
1. Losses of test systems have been de-embedded from final data
2. Measure Data obtained from wafer-probing
3. OIP3 test condition: F1=3.0GHz, F2=3.01GHz, Pin=-20dBm

2
Product Consistency Distribution Charts at 3.0 GHz, Vd = 3V

   LSL                                       USL             LSL                                                   USL

  .031 .033 .035 .037 .039 .041 .043                              15  16                                       17
Id, LSL=0.030 A, Nominal=0.037 A, USL=0.045 A
                                                             Gain @ 3GHz, LSL=14 dB, Nominal=16 dB, USL=18 dB

   LSL                                                       LSL                                                   USL

        27  28  29                           30              .5 .6 .7 .8 .9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

OIP3 at 3GHz, LSL=26 dBm, Nominal=27.85 dBm                  NF @ 3GHz, Nominal=1.69 dB, USL=2.20 dB

Note: Distribution data based on 500 part sample size from skew lots during initial characterization.
Measurements were obtained using 300um G-S production wafer probe.
Future wafers allocated to this product may have nominal values anywhere between the upper and lower limits.

3
VMMK-2403 Typical Performance

(TA = 25C, Vdd = 3V, Idd = 38mA, Zin = Zout = 50  unless noted)

          20                                                                                                        5

          15                                                                                                        4

S21 (dB)  10                                            NoiseFigure (dB)                                            3

          5                                                                                                         2

          0                                                                                                         1

               1  2              3  4             5  6                                                                 1     2     3  4             5         6

                                 Frequency (GHz)                                                                                   Frequency (GHz)

Figure 1. Small-signal Gain [1]                         Figure 2. Noise Figure [1]

          0                                                                                                            0

S11 (dB)   -5                                                                                     S22 (dB)
                                                                                               -10

          -10

                                                                                               -20
          -15

          -20                                                                                                       -30

               1         2       3  4             5  6                                                                    1     2  3  4             5         6

                                 Frequency (GHz)                                                                                   Frequency (GHz)

Figure 3. Input Return Loss [1]                         Figure 4. Output Return Loss [1]

          0                                                                                                         35

          -10                                                                                     IP3 & P1dB (dBm)  25

S12 (dB)

          -20                                                                                                       15

                                                                                                                                                       OIP3
                                                                                                                                                       OP1dB

          -30                                                                                                          5
              1
                         2       3  4             5  6                                                                    1     2  3  4             5         6

                                 Frequency (GHz)                                                                                   Frequency (GHz)

Figure 5. Isolation [1]                                 Figure 6. Output IP3 & Output P1dB [1,2]

Notes:
1. Data taken on a G-S-G probe substrate fully de-embedded to the reference plane of the package
2. Output IP3 data taken at Pin=-15dBm

4
VMMK-2403 Typical Performance (continue)

(TA = 25C, Vdd = 3V, Idd = 38mA, Zin = Zout = 50  unless noted)

          20                                                                                                  80

          15                                                                                                  60

S21 (dB)  10                                             Idd (mA)                                             40

          5       5V                                                                                          20

                  4V

                  3V

          0                                                                                                   0

               1      2      3              4  5      6                                                            1  2  3           4    5      6

                             Frequency (GHz)                                                                                Vdd (V)

Figure 7. Gain over Vdd [1]                              Figure 8. Total Current [1]

          0                                                                                                   5.0

                                                                                                              4.0                            3V
                                                                                                                                             4V
                                                         NoiseFigure (dB)                                                                    5V

          -10

S11 (dB)                                                                                                      3.0

          -20

                                                  5V                                                          2.0
                                                  4V
                                                  3V

          -30         2      3              4  5      6                                                       1.0     2  3           4    5      6
               1                                                                                                  1

                             Frequency (GHz)                                                                             Frequency (GHz)

Figure 9. Input Return Loss over Vdd [1]                 Figure 10 Noise Figure over Vdd [1]

          0                                                                                                   20

                                                  5V

                                                  4V

          -5                                      3V

                                                                                                 OP1dB (dBm)  15

S22 (dB)  -10

                                                                                               10                                            3V
          -15                                                                                                                                4V
                                                                                                                                             5V

          -20                                                                                                 5
              1
                      2      3              4  5      6                                                            1  2  3           4    5      6

                             Frequency (GHz)                                                                             Frequency (GHz)

Figure 11. Output Return Loss Over Vdd [1]               Figure 12. Output P1dB Over Vdd [1]

Notes:
1. Data taken on a G-S-G probe substrate fully de-embedded to the reference plane of the package

5
VMMK-2403 Typical Performance (continue)

(TA = 25C, Vdd = 3V, Idd = 38mA, Zin = Zout = 50  unless noted)

             20                                                                35

             15                                                                30

OP1dB (dBm)  10                                              OIP3 (dBm)        25

             5         25C                                                     20                                     3V
                                                                                                                      4V
                       -40C                                                                                           5V

                       85C

             0                                                                 15

                    1       2   3           4    5        6                         1  2          3       4        5        6

                                Frequency (GHz)                                                   Frequency (GHz)

Figure 13. Output P-1dB over Temp [3]                        Figure 14. Output IP3 Over Vdd [2,3]

             20                                                                5.0

             15                                                                4.0                                    -40C
                                                                                                                      25C
                                                                                                                      85C

S21 (dB)     10                                              NoiseFigure (dB)  3.0

             5         25C                                                     2.0

                       85C

                       -40C

             0                                                                 1.0

                    1       2   3           4    5        6                         1  2          3       4        5        6

                                Frequency (GHz)                                                   Frequency (GHz)

Figure 15. Gain over Temp [3]                                Figure 16 Noise Figure over Temp [3]

                 0                                                             0

             -10                                                               -10

S11 (dB)                                                     S22 (dB)

             -20                                                               -20

                                                    25C                                                               25C
                                                    -40C                                                              85C
                                                    85C                                                               -40C

             -30             2  3           4    5        6                    -30     2          3       4        5        6
                  1                                                                1

                                Frequency (GHz)                                                   Frequency (GHz)

Figure 17. Input Return Loss Over Temp [3]                   Figure 18. Output Return Loss Over Temp [3]

Notes:
1. Data taken on a G-S-G probe substrate fully de-embedded to the reference plane of the package
2. Output IP3 data taken at Pin=-15dBm
3. Over temp data taken on a test fixture (Figure 20) without de-embedding

6
VMMK-2403 Typical S-parameters

TA = 25C, Vdd = 3V, Idd = 38mA, Zin = Zout = 50  unless noted)

Freq  S11                     S21                                S12                 S22
                Phase Mag dB
GHz   Mag   dB                         Phase                     Mag   dB  Phase     Mag   dB  Phase

1     0.65  -3.79 113.52 5.47    14.76 -144.36 0.04                    -28.13 87.94  0.28  -11.18 -10.64

1.5   0.36  -8.82 81.05   7.05   16.97 -178.05 0.05                    -24.97 60.57  0.27  -11.46 -58.54

2.0   0.13  -17.40 55.74  7.16   17.09 155.06 0.06                     -24.10 42.05  0.24  -12.53 -87.61

2.5   0.03  -31.80 -133.91 6.71  16.53 134.46 0.06                     -23.90 30.73  0.21  -13.69 -100.64

3.0   0.12  -18.13 -151.55 6.12  15.74 117.90 0.06                     -23.97 23.43  0.20  -14.03 -105.66

3.5   0.20  -14.05 -163.87 5.55  14.88 104.00 0.06                     -24.04 19.19  0.20  -13.96 -107.15

4.0   0.25  -12.00 -174.32 5.04  14.05 91.92                     0.06  -24.14 15.78  0.22  -13.22 -106.91

4.5   0.29  -10.89 175.98 4.58   13.22 81.08                     0.06  -24.14 13.35  0.24  -12.42 -108.59

5.0   0.31  -10.13 167.30 4.19   12.44 71.14                     0.06  -24.12 12.04  0.26  -11.58 -110.59

5.5   0.33  -9.59 159.43 3.84    11.69 61.94                     0.06  -24.07 10.81  0.29  -10.73 -113.90

6.0   0.35  -9.16 151.41 3.54    10.97 53.04                     0.06  -24.01 9.65   0.32  -9.87 -118.40

6.5   0.36  -8.91 143.69 3.26    10.27 44.57                     0.06  -23.89 8.81   0.35  -9.03 -123.20

7.0   0.37  -8.69 136.41 3.02    9.59  36.31                     0.07  -23.74 8.13   0.39  -8.27 -128.23

7.5   0.38  -8.50 129.27 2.79    8.91  28.19                     0.07  -23.58 7.21   0.42  -7.52 -133.56

8.0   0.38  -8.36 122.37 2.58    8.25  20.21                     0.07  -23.39 6.48   0.46  -6.81 -139.38

8.5   0.39  -8.21 115.19 2.39    7.56  12.37                     0.07  -23.22 5.74   0.49  -6.17 -144.98

9.0   0.39  -8.12 108.46 2.20    6.85  4.43                      0.07  -23.06 4.98   0.53  -5.53 -151.26

9.5   0.40  -7.98 101.84 2.02    6.11  -3.50                     0.07  -22.83 4.19   0.56  -4.98 -158.01

10.0  0.41  -7.83 95.04   1.84   5.30  -11.35                    0.07  -22.60 3.57   0.60  -4.39 -164.68

10.5  0.41  -7.72 88.39   1.66   4.40  -19.19                    0.08  -22.34 2.72   0.64  -3.88 -172.30

11.0  0.42  -7.59 82.22   1.48   3.39  -26.92                    0.08  -22.09 2.06   0.67  -3.42 179.91

11.5  0.43  -7.42 76.20   1.29   2.22  -34.30                    0.08  -21.79 1.40   0.71  -2.99 171.62

12.0  0.43  -7.25 70.01   1.10   0.82  -41.13                    0.08  -21.46 0.40   0.74  -2.67 162.75

7
VMMK-2403 Application and Usage

(Please always refer to the latest Application Note AN5378 in website)

Biasing and Operation                                                    Figure 20. Evaluation/Test Board (available to qualified customer request)

The VMMK-2403 is normally biased with a positive drain
supply connected to the output pin through an external
bias-tee and with bypass capacitors as shown in Figure
19. The recommended drain supply voltage is 3 V and
the corresponding drain current is approximately 38mA.
Aspects of the amplifier performance may be improved
over a narrower bandwidth by application of additional
conjugate, linearity, or low noise (opt) matching.

                                                                    Vdd

                                             0.1 uF                                                                   Vdd
                                             100 pF
                                                                                                                      0.1 uF

   Size: 1.1 mm x 0.6 mm (0402 component)                                                                             100 pF

                                                                         Size: 1.1 mm x 0.6 mm (0402 component)

Input                                                  Output                                                              15 nH
                                                                                                                                 Output
                  Input  Amp         Output  Bias-Tee                    Input                    Amp
                   Pad                                                         100 pF Input           Ground               100 pF
        50 Ohm line          Ground  Pad                                                     Pad       Pad    Output
                               Pad                                                                             Pad

                                     50 Ohm line

                                                                         50 Ohm line                          50 Ohm line

Figure 19. Usage of the VMMK-2403

Biasing the device at 3V results in slightly lower noise                 Figure 21. Example application of VMMK-2403 at 3.5GHz
figure. In a typical application, the bias-tee can be con-
structed using lumped elements. The value of the output                  S Parameter Measurements
inductor can have a major effect on both low and high
frequency operation. The demo board uses a 15 nH                         The S-parameters are measured on a .016 inch thick
inductor which provides an optimum value for 2 to 4 GH                   RO4003 printed circuit test board, using G-S-G (ground
operation. If operation is desired at frequencies higher                 signal ground) probes. Coplanar waveguide is used to
than 4 GHz then a smaller value such as 8.2 nH may be                    provide a smooth transition from the probes to the device
required to keep the self resonant frequency higher than                 under test. The presence of the ground plane on top of
the maximum desired frequency of operation.                              the test board results in excellent grounding at the device
                                                                         under test. A combination of SOLT (Short - Open - Load
Another approach for broadbanding the VMMK-2403 is                       - Thru) and TRL (Thru - Reflect - Line) calibration tech-
to series two different value inductors with the smaller                 niques are used to correct for the effects of the test board,
value inductor placed closest to the device and favoring                 resulting in accurate device S-parameters. The reference
the higher frequencies. The larger value inductor will then              plane for the S Parameters is at the edge of the package.
offer better low frequency performance by not loading
the output of the device. The parallel combination of the                The product consistency distribution charts shown on
100pF and 0.1uF capacitors provide a low impedance                       page 2 represent data taken by the production wafer probe
in the band of operation and at lower frequencies and                    station using a 300um G-S wafer probe. The ground-signal
should be placed as close as possible to the inductor. The               probing that is used in production allows the device to be
low frequency bypass provides good rejection of power                    probed directly at the device with minimal common lead
supply noise and also provides a low impedance termi-                    inductance to ground. Therefore there will be a slight dif-
nation for third order low frequency mixing products                     ference in the nominal gain obtained at the test frequency
that will be generated when multiple in-band signals are                 using the 300um G-S wafer probe versus the 300um G-S-G
injected into any amplifier.                                             printed circuit board substrate method.

Refer the Absolute Maximum Ratings table for allowed DC
and thermal conditions.

8
                 Outline Drawing                                                   Side View          Recommended SMT Attachment

                                              Top View                                                The VMMK Packaged Devices are compatible with high
                                                                                                      volume surface mount PCB assembly processes.
                 0.5 mm                 FY
                                                                                                      Manual Assembly for Prototypes
                                                                               0.25mm1.00mm
                 0.5mm                                                                                1. Follow ESD precautions while handling packages.
                                      0.8mm
                                   0.7mm                                                              2. Handling should be along the edges with tweezers or
                          0.3mm                                                                          from topside if using a vacuum collet.
                         0.2mm
                                                                                                      3. Recommended attachment is solder paste. Please
                                            Bottom View                                                  see recommended solder reflow profile. Conductive
                                                                                                         epoxy is not recommended. Hand soldering is not
                 Notes:                                                                                  recommended.
                 1. indicates pin 1
                 2. Dimensions are in millimeters                                                     4. Apply solder paste using either a stencil printer or
                 3. Pad Material is minimum 5.0 um thick Au                                              dot placement. The volume of solder paste will be
                                                                                                         dependent on PCB and component layout and should
                                                                                                         be controlled to ensure consistent mechanical and
                                                                                                         electrical performance. Excessive solder will degrade RF
                                                                                                         performance.

                                                                                                      5. Follow solder paste and vendor's recommendations
                                                                                                         when developing a solder reflow profile. A standard
                                                                                                         profile will have a steady ramp up from room
                                                                                                         temperature to the pre-heat temp to avoid damage
                                                                                                         due to thermal shock.

                                                                                                      6. Packages have been qualified to withstand a peak
                                                                                                         temperature of 260C for 20 to 40 sec. Verify that the
                                                                                                         profile will not expose device beyond these limits.

                                                                                                      7. Clean off flux per vendor's recommendations.

                                                                                                      8. Clean the module with Acetone. Rinse with alcohol.
                                                                                                         Allow the module to dry before testing.

                 Suggested PCB Material and Land Pattern

                                        1.2 (0.048)

fy the device                                                    0.400 (0.016)
rial with one
tal. Soldering   0.100 (0.004)         0.200                     0.100 (0.004)          0.7 (0.028)
sion than FR5                           (0.008)
materials with   0.500 (0.020)                                     0.500 (0.020)
ge of the base                            0.200
evice circuitry  Part of                  (0.008)                        Part of
GaAs package     Input                                                   Output
to damaging     Circuit                                                  Circuit
s RO4003 and
al and should

ng                0.076 max                                       0.254 dia PTH
                  (0.003) 2pl -                                    (0.010) 4pl
  source leads   see discussion                                             Solder Mask
  leads of the
unt. The rec-        0.381 (0.015) 2pl                                0.400 dia
ern is shown                                                         (0.016) 4pl
ned footprint
t borders the   NFoigtuerse:5. Recommended PCB layout for VMMK devices
en.              1. 0.010" Rogers RO4350

re any plated   9Aofs tahgeesnoeldraelrrmuales,kifbauVt InAoits  within .004" (100u) of the edge
ng and tests                                                      under the device, then the VIA
hin .003") and
ure 5 provides   should be filled. Any VIA which is covered by the solder

                 mask and is beyond .004" (100u) of the solder mask edge
Ordering Information  Devices Per  Container
                      Container    Antistatic Bag
Part Number          100          7" Reel
VMMK-2403-BLKG
VMMK-2403-TR1G       5000

Package Dimension Outline          Die dimension:

            D                      Dim  Range      Unit

                             E     D 1.004 - 1.085 mm

                             A     E 0.500 - 0.585 mm
Note:
All dimensions are in mm          A 0.225 - 0.275 mm

Reel Orientation                                   Device Orientation

REEL                                                           USER FEED DIRECTION
                                                                      4 mm

                                                                                      FY  8 mm
                                                                          FY                    END VIEW
                                                              FY
                                                   FY

USER                  CARRIER                                          TOP VIEW
FEED                   TAPE
DIRECTION                                          Note:
                                                   "C" = Device Code
                                                   "Y" = Month Code

10
Tape Dimensions

Note: 2          Do                    Note: 1                                                                                        T
                                                                                                                          5 (Max)
        P2                             Po              B

     A           A                                                B  E
R0.1                         P1            D1                             F
                                                                               Note: 2
                     Ao                                                             W
                                                                                              Bo
                             5 (Max)                                                                                        Scale 5:1

                                                                                                                  BB SECTION

                                                                                                                          Ko

                                                Ao = 0.730.05 mm

                Scale 5:1                       Bo = 1.260.05 mm

            AA SECTION                          Ko  =  0.35  +0.05   mm
                                                             +0

Unit: mm         Spec.                          Notice:
                                               1. 10 Sprocket hole pitch cumulative tolerance is 0.1mm.
Symbol          4.00.10                       2. Pocket position relative to sprocket hole measured as true position
K1              4.00.10
Po              2.00.05                           of pocket not pocket hole.
P1              1.550.05                      3. Ao & Bo measured on a place 0.3mm above the bottom of the
P2              0.50.05
Do              1.750.10                          pocket to top surface of the carrier.
D1              3.500.05                      4. Ko measured from a plane on the inside bottom of the pocket to
E               40.00.10
F               8.00.20                           the top surface of the carrier.
10Po            0.200.02                      5. Carrier camber shall be not than 1m per 100mm through a length
W
T                                                  of 250mm.

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