75040A Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/75040A-html.html
background image

PR

OPRIET

AR

Y AND

 CONFIDENTIAL

A Microchip Technology Company

©2011 Silicon Storage Technology, Inc.

DS75040A

12/11

Data Sheet

www.microchip.com

Features

• Gain:

– Typically 12 dB gain across 2.4–2.5 GHz for Receiver

(RX) chain.

– Typically 29 dB gain across 2.4–2.5 GHz over temperature

0°C to +80°C for Transmitter (TX) chain.

• Low-Noise Figure

– Typical 1.45 dB across 2.4–2.55 GHz

• 50

Input/Output matched along RX chain.

• Rx IIP3

– >1 dbm across 2.4–2.55 GHz

• High linear output power:

– >26.5 dBm P1dB
– Meets 802.11g OFDM ACPR requirement up to 23 dBm
– ~3% added EVM up to 19 dBm for

54 Mbps 802.11g signal

– Meets 802.11b ACPR requirement up to 24 dBm

• High power-added efficiency/Low operating cur-

rent for both 802.11g/b applications

– ~22%/210 mA @ P

OUT

= 22 dBm for 802.11g

– ~26%/240 mA @ P

OUT

= 23.5 dBm for 802.11b

• Low idle current

– ~70 mA I

CQ

• Low shut-down current (Typical 2.5 µA)

• Built-in, Ultra-low I

REF

power-up/down control

– I

REF

<4 mA

• High-speed power-up/down

– Turn on/off time (10%- 90%) <100 ns
– Typical power-up/down delay with driver delay included

<200 ns

• High temperature stability

– ~1 dB gain/power variation between 0°C to +85°C

• Simple input/output matching

• Single positive power supply

• Packages available

– 24-contact WQFN – 4mm x 4mm

• All devices are RoHS compliant

Applications

• WLAN

• Bluetooth

• Wireless Network

2.4 GHz Front-End Module

SST12LF01

The SST12LF01 is a 2.4 GHz Front-End Module (FEM) that combines a high-per-
formance Low-Noise Amplifier (LNA) and a Power Amplifier (PA). Designed in
compliance with IEEE 802.11 b/g/n applications and based on GaAs PHEMT/HBT
technology, the SST12LF01 operates within the frequency range of 2.4- 2.55 GHz
at a very low DC-current consumption. The Transmitter chain has excellent linear-
ity, typically <3% added EVM up to 19 dBm output power, which is essential for 54
Mbps 802.11g operation while meeting 802.11g spectrum mask at 23 dBm. The
SST12LF01 is offered in a 24-contact WQFN package.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/75040A-html.html
background image

PR

OPRIET

AR

Y AND

 CONFIDENTIAL

©2011 Silicon Storage Technology, Inc.

DS75040A

12/11

2

2.4 GHz Front-End Module

SST12LF01

Data Sheet

A Microchip Technology Company

Product Description

The SST12LF01 is a 2.4 GHz Front-End Module (FEM) that combines a high-performance Low-Noise
Amplifier (LNA) and a Power Amplifier (PA).

Designed in compliance with IEEE 802.11 b/g/n applications and based on GaAs PHEMT/HBT tech-
nology, the SST12LF01 operates within the frequency range of 2.4–2.55 GHz at a very low DC-current
consumption. There are two components to the FEM: the Receiver (RX) chain and the Transmitter
(TX) chain.

The RX chain consist of a cost effective Low-Noise Amplifier (LNA) cell which requires no external RF-
matching components. This device is based on the 0.5m GaAs PHEMT technology, and complies with
802.11 b/g/n applications.

The LNA provides high-performance, low-noise, and moderate gain operation within the 2.4–2.55 GHz
frequency band. Across this frequency band, the LNA typically provides 12 dB gain and 1.45 dB noise
figure.

This LNA cell is designed with a self DC-biasing scheme, which maintains low DC current consump-
tion, nominally at 11 mA, during operation. Optimum performance is achieved with only a single power
supply and no external bias resistors or networks are required. The input and output ports are singled-
ended 50 Ohm matched. RF ports are also DC isolated requiring no dc blocking capacitors or match-
ing components to reduce system board Bill of Materials (BOM) cost.

The TX chain includes a high-efficiency PA based on InGaP/GaAs HBT technology. The PA typically
provides 30 dB gain with 22% power-added efficiency at P

OUT

= 22 dBm for 802.11g and 27% power-

added efficiency at P

OUT

= 24 dBm for 802.11b.

The Transmitter chain has excellent linearity, typically <4% added EVM up to 20 dBm output power,
which is essential for 54 Mbps 802.11g operation while meeting 802.11g spectrum mask at 23 dBm.

The SST12LF01 is offered in 24-contact WQFN package. See Figure 2 for pin assignments and Table 1
for pin descriptions.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/75040A-html.html
background image

PR

OPRIET

AR

Y AND

 CONFIDENTIAL

©2011 Silicon Storage Technology, Inc.

DS75040A

12/11

3

2.4 GHz Front-End Module

SST12LF01

Data Sheet

A Microchip Technology Company

Functional Blocks

Figure 1: Functional Block Diagram

2

5

6

8

16

15

1

14

4

9

11

12

10

13

3

7

17

18

19

20

21

22

23

24

1330 B1.1

LNA

PA

DC Block

DC Block

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/75040A-html.html
background image

PR

OPRIET

AR

Y AND

 CONFIDENTIAL

©2011 Silicon Storage Technology, Inc.

DS75040A

12/11

4

2.4 GHz Front-End Module

SST12LF01

Data Sheet

A Microchip Technology Company

Pin Assignments

Figure 2: Pin Assignments for 24-contact WQFN

2

5

6

8

16

15

1

14

4

9

11

12

10

13

V

REF

NC

V

CCb

NC

NC

V

DD

_RX

3

NC

LNA

IN

NC

7

1330 P1.1

17

18

19

20

21

22

23

24

Top View

(contacts facing down)

RF and DC GND

0

PA

OUT

V

CC

_TX2

LNA

OUT

PA

IN

NC

V

CC

_TX1

NC

NC

NC

NC

NC

NC

NC

NC

PA

OUT

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/75040A-html.html
background image

PR

OPRIET

AR

Y AND

 CONFIDENTIAL

©2011 Silicon Storage Technology, Inc.

DS75040A

12/11

5

2.4 GHz Front-End Module

SST12LF01

Data Sheet

A Microchip Technology Company

Pin Descriptions

Table 1: Pin Description

Symbol

Pin No.

Pin Name

Type

1

1. I=Input, O=Output

Function

LNA

IN

1

I

LNA RF Input

NC

2

No Connection

Unconnected pin

NC

3

No Connection

Unconnected pin

PA

OUT

4

O

PA RF output

PA

OUT

5

O

PA RF output

V

CC

_TX2

6

Power Supply

PWR

PA power supply, 2

nd

stage

NC

7

No Connection

Unconnected pin

NC

8

No Connection

Unconnected pin

V

CC

_TX1

9

Power Supply

PWR

PA power supply,1

st

stage

V

REF

10

PWR

PA-enable and current control

V

CCb

11

Power Supply

PWR

PA power supply, bias circuit

NC

12

No Connection

Unconnected pin

NC

13

No Connection

Unconnected pin

PA

IN

14

I

PA RF input

NC

15

No Connection

Unconnected pin

NC

16

No Connection

Unconnected pin

NC

17

No Connection

Unconnected pin

LNA

OUT

18

O

LNA RF Output

NC

19

No Connection

Unconnected pin

NC

20

No Connection

Unconnected pin

NC

21

No Connection

Unconnected pin

V

DD

_RX

22

Power Supply

PWR

LNA power supply

NC

23

No Connection

Unconnected pin

NC

24

No Connection

Unconnected pin

T1.0 75040

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/75040A-html.html
background image

PR

OPRIET

AR

Y AND

 CONFIDENTIAL

©2011 Silicon Storage Technology, Inc.

DS75040A

12/11

6

2.4 GHz Front-End Module

SST12LF01

Data Sheet

A Microchip Technology Company

Electrical Specifications

The AC and DC specifications for the power amplifier interface signals. Refer to Table 3 for the DC voltage and
current specifications. Refer to Figures 3 through 14 for the RF performance.

Absolute Maximum Stress Ratings (Applied conditions greater than those listed under “Absolute
Maximum Stress Ratings” may cause permanent damage to the device. This is a stress rating only and
functional operation of the device at these conditions or conditions greater than those defined in the
operational sections of this data sheet is not implied. Exposure to absolute maximum stress rating con-
ditions may affect device reliability.)

Input power to pins 1 (LNA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 dBm

Input power to pins 14 (PA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -5 dBm

Average output power pins 4 and 5 (P

OUT

)

1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 dBm

1. Never measure with CW source. Pulsed single-tone source with <50% duty cycle is recommended. Exceeding the max-

imum rating of average output power could cause permanent damage to the device.

Average output power pin 18 (P

OUT

)

1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 dBm

Supply Voltage at pins 6, 9, and 11 (V

CC

) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -0.3V to +4.6V

Supply Voltage at pin 22 (V

DD

) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -0.3V to +4.6V

Reference voltage to pin 10 (V

REF

) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -0.3V to +3.6V

DC supply current to pin 10 (I

DD

) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 mA

DC supply current to pin 6, 9, and 11 (I

CC

) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 mA

Operating Temperature (T

A

) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -40ºC to +85ºC

Storage Temperature (T

STG

) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -40ºC to +120ºC

Maximum Junction Temperature (T

J

) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +150ºC

Surface Mount Solder Reflow Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260°C for 10 seconds

Table 2: Operating Range

Range

Ambient Temp

V

CC

/ V

DD

Commercial

-0 to 80ºC

2.9–4.2V

T2.1 75040

Table 3: DC Electrical Characteristics

Symbol

Parameter

Min.

Typ

Max.

Unit

V

CC

Supply Voltage at pins 6, 9, 11, and 22

3.3

4.2

V

I

CC

Supply Current at pin 22

10

mA

for 802.11g, 22 dBm at pins 6, 9, and 11

210

mA

for 802.11b, 23.5 dBm at pins 6, 9, and 11

260

mA

I

CQ

Idle current for 802.11g to meet EVM<4% @ 20 dBm

75

mA

I

OFF

Shut down current

2.5

µA

V

REF

1

1. V

REF

and V

REG

are defined in Figure 15. Three combinations of resistor values and applied voltages of V

REG

are sug-

gested in Table 3.

Reference Voltage at pin10 with R

REG

= 0

 resistor

2.7

V

Reference Voltage at pin 10 with R

REG

= 120

 resistor

2.7

2.9

3.1

V

Reference Voltage at pin 10 with R

REG

= 220

 resistor

2.9

3.1

3.3

V

T3.1 75040

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/75040A-html.html
background image

PR

OPRIET

AR

Y AND

 CONFIDENTIAL

©2011 Silicon Storage Technology, Inc.

DS75040A

12/11

7

2.4 GHz Front-End Module

SST12LF01

Data Sheet

A Microchip Technology Company

Table 4: AC Electrical Characteristics for RX Chain

Symbol

Parameter

Min.

Typ

Max.

Unit

F

L-U

Frequency range

2400

2550

MHz

G

Small signal gain

10

12

dB

NF

Noise Figure

1.45

dB

IIP3

2.4–2.55 GHz

1

3

dBm

T4.1 75040

Table 5: AC Electrical Characteristics for TX Chain

Symbol

Parameter

Min.

Typ

Max.

Unit

F

L-U

Frequency range

2400

2485

MHz

P

OUT

Output power

@ PIN = -6 dBm 11b signals

23

dBm

@ PIN = -9 dBm 11g signals

20

dBm

G

Small signal gain

28

29

33

dB

G

VAR1

Gain variation over band (2400~2485 MHz)

±0.5

dB

G

VAR2

Gain ripple over channel (20 MHz)

0.2

dB

ACPR

Meet 11b spectrum mask

23

dBm

Meet 11g OFDM 54 Mbps spectrum mask

22

dBm

Added EVM @ 20 dBm output with 11g OFDM 54 Mbps signal

4

%

2f, 3f, 4f, 5f

Harmonics at 22 dBm, without external filters

-40

dBc

T5.1 75040

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/75040A-html.html
background image

PR

OPRIET

AR

Y AND

 CONFIDENTIAL

©2011 Silicon Storage Technology, Inc.

DS75040A

12/11

8

2.4 GHz Front-End Module

SST12LF01

Data Sheet

A Microchip Technology Company

Typical Performance Characteristics

Test Conditions: V

DD

= 3.0V, T

A

= 25°C, unless otherwise specified

Figure 3: S-Parameters, RX Chain

Frequency (GHz)

Frequency (GHz)

S11 versus Frequency

S12 versus Frequency

S22 versus Frequency

S21 versus Frequency

1330-sparm1.3

Frequency (GHz)

-40

-30

-20

-10

0

10

20

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Frequency (GHz)

S11 (dB)

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

0

2

4

6

8

10

S12 (dB)

1

3

5

7

9

S21 (dB)

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

0

2

4

6

8

10

S22 (dB)

1

3

5

7

9

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/75040A-html.html
background image

PR

OPRIET

AR

Y AND

 CONFIDENTIAL

©2011 Silicon Storage Technology, Inc.

DS75040A

12/11

9

2.4 GHz Front-End Module

SST12LF01

Data Sheet

A Microchip Technology Company

Figure 4: Noise Figure versus Frequency, RX Chain

Frequency (GHz)

1330 F8.1

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Frequency (GHz)

Noise Figure (dB)

Temp = -10 degree

Temp = 25 degree

Temp = 80 degree

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/75040A-html.html
background image

PR

OPRIET

AR

Y AND

 CONFIDENTIAL

©2011 Silicon Storage Technology, Inc.

DS75040A

12/11

10

2.4 GHz Front-End Module

SST12LF01

Data Sheet

A Microchip Technology Company

Figure 5: Frequency Response of Gain (S21) over three Temperatures

1330 F12.1

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

1

2

3

4

Frequency (GHz)

Ga

in

 (d

B

)

Tem p = - 10 degree

Room temp

Tem p = 80 degree

Maker
Microchip Technology Inc.
Datasheet PDF Download