United Monolithic Semiconductors CHA2097a99F-00 Datasheet

CHA2097a

20-40GHz Variable Gain Amplifier

GaAs Monolithic Microwave IC

Description

The CHA2097a is a variable gain broadband
three-stage monolithic amplifier. It is designed
for a wide range of applications, from military to
commercial communication systems. The
backside of the chip is both RF and DC grounds.
This helps simplify the assembly process.

The circuit is manufactured with a PM-HEMT
process, 0.25µm gate length, via holes through
the substrate, air bridges and electron beam
gate lithography.
It is available in chip form.

Main Features

■ Broadband performances : 20-40GHz

■ 14dBm output power ( 1dB gain comp. )

■ 18dB ±1.5dB gain

■ 10dB gain control range.

■ Low DC power consumption, 140mA @ 3.5V

■ Chip size : 2.04 X 0.97 X 0.10 mm

Vd1 Vd23

In

Vctrl Vg1 Vg2 Vg3

Typical on wafer measurements

25
20
15
10

5
0

-5

-10

Gain & Rloss (dB)

-15

-20

-25
0 102030405060

frequency (GHz)

S22

S11

Out

Main Characteristics

Tamb. = 25°C

Symbol Parameter Min Typ Max Unit

Fop Operating frequency range 20 40 GHz

G Small signal gain 16 18 dB

Gctrl Gain control range 10 dB

P1dB Output power at 1dB gain compression 13 14 dBm

Id Bias current 140 200 mA

ESD Protection : Electrostatic discharge sensitive device. Observe handling precautions !

Ref. : DSCHA20978021

Route Départementale 128 - B.P.46 - 91401 Orsay Cedex France

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United Monolithic Semiconductors S.A.S.

Tel. : [phone] - Fax : [phone]

Specifications subject to change without notice

CHA2097a

20-40GHz Variable Gain Amplifier

Electrical Characteristics for Broadband Operation

Tamb = +25°C, Vd1,2,3 = 3.5V

Symbol Parameter Min Typ Max Unit

Fop Operating frequency range (1) 20 40 GHz

G Small signal gain (1) 16 18 dB

∆G

Is Reverse isolation (1) 40 dB

P1dB Output power at 1dB gain compression (1) 13 14 dBm

P03 Output power at 3dB gain compression 15 16 dBm

VSWRin Input VSWR (1) 3.0:1

VSWRout Output VSWR (1) 3.0:1

Gctrl Gain control dynamic 12 dB

Vdc DC voltage Vd

Id Bias current 140 200 mA

(1) These values are representative of on-wafer measurements that ar e made without bonding

wires at the RF ports.

Small signal gain flatness (1)

Vg
Vctrl

-2.0

-2.0

±1.5

3.5 4.0

0.4

0.4

dB

V
V
V

Absolute Maximum Ratings

Tamb. = 25°C (1)

Symbol Parameter Values Unit

Vd Drain bias voltage 4.0 V

Id Drain bias current 200 mA
Vg Gate bias voltage -2.0 to +0.4 V
Ta Operating temperature range -40 to +85 °C

Tstg Storage temperature range -55 to +155 °C

(1) Operation of this device above anyone of these parameters may cause permanent damage.

Ref. : DSCHA20978021

Route Départementale 128 , B.P.46 - 91401 ORSAY Cedex - FRANCE

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20-40GHz Variable Gain Amplifier

CHA2097a

Typical Scattering Parameters (On wafer Sij measurements):

Bias Conditions: Vd=3.5V, Vg=0V, Vctrl=-1V, Id=140mA

F(GHz) S11 S11 S12 S12 S21 S21 S22 S22

dB /° dB /° dB /° dB /°
10 -4,75 -115,2 -67,47 -177,7 3,66 -94,8 -3,4 -177,9
11 -5,92 -124 -67,62 150,7 6,93 -125,4 -3,95 167,5
12 -6,95 -131 -66,42 148,4 9,91 -157,6 -4,6 152,2
13 -8,07 -137,6 -70,21 118,4 12,47 170,1 -5,43 135,1
14 -9 -142,7 -71,68 102,8 14,8 136,8 -6,68 115,1
15 -9,96 -147,7 -69,5 -77,6 16,79 101,8 -8,99 90,3
16 -10,75 -151,4 -71,34 -153,6 18,03 66,8 -12,02 64,8
17 -11,26 -154,7 -61,82 -169,2 18,79 31,6 -17,57 28,2
18 -11,52 -160,8 -58,85 171,5 19 0,7 -23,88 -12
19 -12,03 -170,5 -55,51 126,7 19,51 -29,1 -20,12 -71,4
20 -12,71 -179,1 -54,34 111,5 19,91 -57,6 -16,3 -97,4
21 -14,68 174,8 -50,54 51,9 19,56 -93,1 -10,26 -139,8
22 -14,55 168,3 -68,27 -0,3 19,32 -113,6 -11,59 -176,9
23 -17,06 154,2 -55,58 74,8 19,23 -134 -15,39 170,8
24 -19,6 155,1 -55,02 34,8 19,68 -161,4 -15,8 -174,6
25 -21,82 160,7 -54,34 25,3 19,69 172,4 -14,44 -170,8
26 -21,99 166 -52,57 4,1 19,71 147,7 -12,93 -176,7
27 -23,66 162,2 -53,35 -36,2 19,75 121,7 -12,25 174,8
28 -24,37 169 -55,75 -48,6 19,57 96 -11,11 169,8
29 -24,22 171,5 -53,54 -47,9 19,23 71,9 -10,96 156,3
30 -25,56 178,6 -56,09 -85,8 19,19 48,2 -10,95 149,1
31 -24,43 177,5 -52,89 -80,7 19,09 24,1 -11,22 142
32 -25,44 169,7 -51,25 -117,3 19,02 -0,4 -11,25 137
33 -25,52 171,3 -49,33 -147,8 18,95 -25,9 -10,52 130
34 -26,11 165,7 -50,85 -165,7 18,79 -50,8 -10,42 120,3
35 -26,98 157,4 -47,32 174,7 18,71 -76,2 -10,4 112,1
36 -28,03 132,1 -47,19 145,5 18,71 -102,2 -10,59 102,2
37 -29,59 80 -45,61 115 18,5 -130,4 -10,34 93
38 -25,97 10,7 -45,29 68,8 18,31 -158 -10,39 81,8
39 -19,91 -36,7 -48,48 57,1 18,2 172,1 -10,1 75,9
40 -15,11 -70 -47,05 65,8 17,69 139,1 -9,2 62,2
41 -11,72 -101 -45,42 28,8 16,63 105,7 -8,86 48,1
42 -9,51 -133,1 -46,37 -3,4 15,5 71,9 -8,56 35,7
43 -8,19 -167,2 -49,95 -13,7 13,76 37,9 -8,16 19,1
44 -7,23 160,6 -49,34 -29,7 11,68 4,6 -7,96 2,8
45 -6,98 127,9 -48,29 -64,6 9,12 -26,4 -7,6 -10,6
46 -7 95,8 -43,43 -46,4 6,31 -56 -7,27 -24,1
47 -6,99 64,6 -41,24 -68,1 3,32 -83,9 -7,08 -38,4
48 -6,78 34,2 -38,37 -97,4 0,15 -111,7 -6,78 -50,8
49 -6,66 7,2 -40,96 -138,5 -3,25 -137,9 -6,27 -62,1
50 -6,47 -18,1 -46,95 -70,4 -6,78 -160,6 -5,98 -75,1
51 -6,32 -40,8 -42,32 -101,2 -11,11 -178,6 -5,72 -83,4
52 -6,05 -60,5 -40,63 -176,6 -14,83 163,5 -5,3 -93,5
53 -5,89 -77,5 -48,84 171,4 -19,24 157,2 -5,1 -102,7
54 -5,71 -94,2 -61,19 111,7 -21,88 148,7 -4,8 -110,9
55 -5,58 -107,5 -56,96 103,7 -24,47 133,5 -4,35 -120,8
56 -5,1 -121,6 -55,14 166,4 -24,78 114,8 -4,18 -130,4
57 -5,23 -132,4 -50,04 30,3 -25,65 89,9 -3,86 -135,8
58 -4,98 -144,5 -54,03 -125,9 -28,47 60,3 -3,47 -145,5
59 -5,18 -155,1 -55,65 179,7 -30,93 30,8 -3,21 -153,3

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