FEATURES

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3898m-html.html
background image

 

- 1 - 

 

JANURARY 18, 2013 | DATA SHEET |    Rev 3.5 

IR3898 

6A Highly Integrated SupIRBuck

TM

  

Single-Input Voltage, Synchronous Buck Regulator  

 

PD-97662 

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

0.6

1.2

1.8

2.4

3

3.6

4.2

4.8

5.4

6

Load Current (A)

Efficiency (

%)

1.2Vout

3.3Vout

12Vin,Internal bias,Frequency 600KHz

FEATURES 

 

 

Single 5V to 21V application 

 

Wide Input Voltage Range from 1.0V to 21V with 
external Vcc  

 

Output Voltage Range: 0.5V to 0.86× Vin 

 

Enhanced Line/Load Regulation with Feed-Forward 

 

Programmable Switching Frequency up to 1.5MHz 

 

Internal Digital Soft-Start/Soft-Stop 

 

Enable input with Voltage Monitoring Capability 

 

Thermally Compensated Current Limit with robust 
hiccup mode over current protection 

 

Smart Internal LDO to improve light load and full load 
efficiency  

 

External Synchronization with Smooth Clocking

 

 

 

Enhanced Pre-Bias Start-Up 

 

Precision Reference Voltage (0.5V+/-0.5%) with 
margining capability 

 

Vp for Tracking Applications (Source/Sink Capability  
+/-6A) 

 

Integrated MOSFET drivers and Bootstrap Diode 

 

Thermal Shut Down 

 

Programmable Power Good Output with tracking 
capability 

 

Monotonic Start-Up 

 

Operating temp: -40

o

C  < Tj < 125

o

C  

 

Small Size: 4mm x 5mm PQFN 

 

Lead-free, Halogen-free and RoHS Compliant 

 

BASIC APPLICATION 

Boot

Vcc/

LDO_out

Fb

Comp

Gnd

PGnd

SW

Vo

PGood

Rt/Sync

5V <Vin<21V

PVin

Vp

Vin

Enable

Vref

Vsns

S_Ctrl

IR3898

Vp

PGood

  

    Figure 1: IR3898 Basic Application Circuit 

 

DESCRIPTION 

The IR3898 SupIRBuck

TM 

is an easy-to-use, fully 

integrated and highly efficient DC/DC regulator.  
The onboard PWM controller and MOSFETs make 
IR3898 a space-efficient solution, providing accurate 
power delivery. 

IR3898 is a versatile regulator which offers 
programmable switching frequency and the fixed 
internal current limit while operates in wide input and 
output voltage range. 

The switching frequency is programmable from 300kHz 
to 1.5MHz for an optimum solution.  

It also features important protection functions, such as 
Pre-Bias startup, thermally compensated current limit, 
over voltage protection and thermal shutdown to give 
required system level security in the event of fault 
conditions. 

 

APPLICATIONS 

 

 

Netcom Applications 

 

Embedded Telecom Systems 

 

Server Applications 

 

Storage Applications 

 

Distributed Point of Load Power Architectures 

 

 
 

 

 

 

           

                 Figure 2:IR3898 Efficiency 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3898m-html.html
background image

 

- 2 - 

 

JANURARY 18, 2013 | DATA SHEET |    Rev 3.5 

IR3898 

6A Highly Integrated SupIRBuck

TM

  

Single-Input Voltage, Synchronous Buck Regulator  

 

PD-97662 

ORDERING INFORMATION 

 

  IR3898

 ―

         

       
 

 

 

 
 
 
 
 

Package 

Tape & Reel Qty 

Part Number 

750 

IR3898MTR1PBF 

4000 

IR3898MTRPBF 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

PIN DIAGRAM 
4mm x 5mm POWER QFN 

TOP VIEW 

 

 

R

t/

Sy

n

c

P

G

o

o

d

S_

C

tr

l

Enable

12

14

15

16

2

8

9

10

Fb

V

re

f

C

o

m

p

G

n

d

SW

3

4

5

6

1

7

V

sns

V

in

Vcc/LDO_Out

V

P

Boot

17

GND

13

PV

in

11

PGND

PBF

 – Lead Free 

TR/TR1 – Tape and Reel 

M – Package Type 

-

32

/

2

/

o

JA

o

J PCB

C W

C W


/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3898m-html.html
background image

 

- 3 - 

 

JANURARY 18, 2013 | DATA SHEET |    Rev 3.5 

IR3898 

6A Highly Integrated SupIRBuck

TM

  

Single-Input Voltage, Synchronous Buck Regulator  

 

PD-97662 

BLOCK DIAGRAM 

 

 

 

 

GATE

DRIVE

LOGIC

+

-

SOFT

START

+

CONTROL  

LOGIC

FAULT

VCC

Vp

Fb

Rt/Sync

Boot

SW

PGnd

PVin

Enable

E/A

VCC

Vcc/ LDO_out

OVER CURRENT 

PROTECTION

FAULT 

CONTROL

UVcc

UVEN

FAULT

FAULT

  

PGood

OC

THERMAL 

SHUT DOWN

TSD

HDin

Comp

LDin

Intl_SS

UVcc

UVEN

VREF

+

HDrv

LDrv

Vin

+

-

V

LDO_Ref

LDO

Vref

SSOK

0.5V

FB

VREF

Vp

POR

POR

POR

POR

UVcc

POR

Gnd

ZERO CROSSING 

COMPARATOR

DCM

DCM

Vsns

OC

S_Ctrl

OVER VOLTAGE

PROTECTION

OV

VREF

OV

OV

Vin

Rff

0.15V

 

 

Figure 3: IR3898 Simplified Block Diagram 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3898m-html.html
background image

 

- 4 - 

 

JANURARY 18, 2013 | DATA SHEET |    Rev 3.5 

IR3898 

6A Highly Integrated SupIRBuck

TM

  

Single-Input Voltage, Synchronous Buck Regulator  

 

PD-97662 

PIN DESCRIPTIONS 

 

PIN # 

PIN NAME 

PIN DESCRIPTION 

Fb 

Inverting input to the error amplifier. This pin is connected to the output of the 
regulator via resistor divider to set the output voltage and provide feedback to 
the error amplifier. 

Vref 

Internal reference voltage, it can be used for margining operation also. In normal 
mode and sequencing mode, a 100pF ceramic capacitor is recommended 
between this pin and Gnd.  In tracking mode operation, Vref should be tied to 
Gnd.  

Comp 

Output of error amplifier. An external resistor and capacitor network is typically 
connected from this pin to Fb to provide loop compensation. 

Gnd 

Signal ground for internal reference and control circuitry. 

Rt/Sync 

Multi-function pin to set switching frequency. Use an external resistor from this 
pin to Gnd to set the free-running switching frequency. Or use an external clock 
signal to connect to this pin through a diode, the device’s switching frequency is 
synchronized with the external clock. 

S_Ctrl 

Soft start/stop control. A high logic input enables the device to go into the 
internal soft start; a low logic input enables the output soft discharged. Pull this 
pin high if this function is not used. 

PGood 

Power Good status pin. Output is open drain. Connect a pull up resistor (49.9K) 
from this pin to the voltage lower than or equal to the Vcc. 

Vsns 

Sense pin for over-voltage protection and PGood. It is optional to tie this pin to 
FB pin directly instead of using a resistor divider from Vout. 

Vin 

Input voltage for Internal LDO. A 1.0µF capacitor should be connected between 
this pin and PGnd. If external supply is connected to Vcc/LDO_out pin, this pin 
should be shorted to Vcc/LDO_out pin. 

10 

Vcc/LDO_Out 

Input Bias for external Vcc Voltage/ output of internal LDO. Place a minimum 
2.2µF cap from this pin to PGnd. 

11 

PGnd 

Power Ground. This pin serves as a separated ground for the MOSFET drivers 
and should be connected to the system’s power ground plane. 

12 

SW 

Switch node. This pin is connected to the output inductor. 

13 

PVin 

Input voltage for power stage. 

14 

Boot 

Supply voltage for high side driver, a 100nF capacitor should be connected 
between this pin and SW pin. 

15 

Enable 

Enable pin to turn on and off the device, if this pin is connected to PVin pin 
through a resistor divider, input voltage UVLO can be implemented. 

16 

Vp 

Input to error amplifier for tracking purposes. In the normal operation, it is left 
floating and no external capacitor is required. In the sequencing or the tracking 
mode operation, an external signal can be applied as the reference.  

17 

Gnd 

Signal ground for internal reference and control circuitry. 

  
 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3898m-html.html
background image

 

- 5 - 

 

JANURARY 18, 2013 | DATA SHEET |    Rev 3.5 

IR3898 

6A Highly Integrated SupIRBuck

TM

  

Single-Input Voltage, Synchronous Buck Regulator  

 

PD-97662 

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 

 

Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are 
stress ratings only and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the 
operational sections of the specifications are not implied. 
 

PVin, Vin 

-0.3V  to  25V 

Vcc/LDO_Out 

-0.3V  to  8V (Note 2) 

Boot 

-0.3V  to  33V 

SW 

-0.3V  to  25V (DC), -4V to 25V (AC, 100ns) 

Boot to SW 

-0.3V  to  VCC + 0.3V (Note 1) 

S_Ctrl, PGood 

-0.3V  to  VCC + 0.3V (Note 1) 

Other Input/Output Pins 

-0.3V  to  +3.9V 

PGnd to Gnd 

-0.3V  to  +0.3V 

Storage Temperature Range 

-55°C  to  150°C 

Junction Temperature Range 

-40°C  to  150°C (Note 2) 

ESD Classification (HBM JESD22-A114) 

2kV  

Moisture Sensitivity Level 

JEDEC Level 2@260°C  

 
Note 1: Must not exceed 8V 
Note 2: Vcc must not exceed 7.5V for Junction Temperature between -10°C and -40°C 
 

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3898m-html.html
background image

 

- 6 - 

 

JANURARY 18, 2013 | DATA SHEET |    Rev 3.5 

IR3898 

6A Highly Integrated SupIRBuck

TM

  

Single-Input Voltage, Synchronous Buck Regulator  

 

PD-97662 

ELECTRICAL  SPECIFICATIONS 

RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS FOR RELIABLE OPERATION WITH MARGIN 

 

SYMBOL 

MIN 

MAX 

UNITS 

Input Voltage Range* 

PVin 

1.0 

21 

  

Input Voltage Range** 

Vin 

21 

Supply Voltage Range*** 

V

CC

 

4.5 

7.5 

Supply Voltage Range 

Boot to SW 

4.5 

7.5 

Output Voltage Range 

V

O

 

0.5 

0.86xVin 

Output Current Range 

I

O

 

±6 

Switching Frequency 

F

S

 

300 

1500 

kHz 

Operating Junction Temperature 

T

J

 

-40 

125 

°C 

*Maximum SW node voltage should not exceed 25V. 

** For internally biased single rail operation. When Vin drops below 6.8V, the internal LDO enters dropout.  Please refer to Smart LDO 
section and Over Current Protection for detailed application information.         

***Vcc/LDO_Out can be connected to an external regulated supply. If so, the Vin pin should be connected to Vcc/LDO_Out pin. 

 

ELECTRICAL CHARACTERISTICS 

Unless otherwise specified, these specifications apply over, 6.8V < Vin = PVin < 21V, Vref = 0.5V in 0°C < T

J

 < 125°C.  

Typical values are specified at T

a

 = 25°C. 

PARAMETER 

SYMBOL 

CONDITIONS 

MIN 

TYP 

MAX 

UNIT 

Power Stage 

Power Losses 

P

LOSS

 

Vin

 

= 12V, V

O

 = 1.2V, I

O

 = 6A,  

Fs = 600kHz, L = 1uH,  
Vcc = 6.4V, Note 4 

  

0.85 

  

Top Switch 

R

ds(on)_Top

 

VBoot-Vsw= 6.4V,I

O

= 6A,T

j

=25°C      

  

17.5 

22.5 

mΩ 

Bottom Switch 

R

ds(on)_Bot

 

Vcc = 6.4V, I

O

 = 6A, T

j

=25°C 

  

11.4 

14.8  

Bootstrap Diode Forward Voltage 

  

I(Boot) = 10mA 

180  

260 

470 

mV 

SW Leakage Current 

I

SW

 

SW = 0V, Enable = 0V 

  

  

µA 

SW = 0V, Enable = high,  
Vp = 0V 

 

 

Dead Band Time 

T

db

 

Note 4 

10 

30 

ns 

Supply Current 

VIN Supply Current (standby) 

I

in(Standby)

 

EN = Low, No Switching 

  

  

100 

µA 

VIN Supply Current (dynamic) 

I

in(Dyn)

 

EN = High, Fs = 600kHz,  
Vin = PVin = 21V 

  

11 

15 

mA 

Vcc/ LDO_Out 

Output Voltage 

V

cc

 

 Vin(min) = 6.8V, Icc = 0-30mA, 
Cload = 2.2uF, DCM = 0 

6.0 

6.4 

6.7 

 Vin(min) = 6.8V, Icc = 0-30mA, 
Cload = 2.2uF, DCM = 1 

4.0 

4.4 

4.8 

LDO dropout Voltage 

V

cc_drop

 

 Icc=30mA,Cload=2.2uF 

 

 

0.7 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3898m-html.html
background image

 

- 7 - 

 

JANURARY 18, 2013 | DATA SHEET |    Rev 3.5 

IR3898 

6A Highly Integrated SupIRBuck

TM

  

Single-Input Voltage, Synchronous Buck Regulator  

 

PD-97662 

PARAMETER 

SYMBOL 

CONDITIONS 

MIN 

TYP 

MAX 

UNIT 

Short Circuit Current 

Ishort 

 

 

70 

 

mA 

Zero-crossing Comparator Delay 

Tdly_zc 

Note 4 

 

256/Fs 

 

Zero-crossing Comparator Offset 

Vos_zc 

Note 4 

-4 

mV 

Oscillator 

Rt Voltage 

Vrt 

  

  

1.0  

  

Frequency Range 

F

s

 

Rt = 80.6K 

270 

300 

330 

kHz 

Rt = 39.2K 

540 

600 

660 

Rt = 15.0K 

1350 

1500 

1650 

Ramp Amplitude 

Vramp 

Vin = 7.0V, Vin slew rate max = 
1V/µs, Note 4 

 

1.05 

 

Vp-p 

Vin = 12V, Vin slew rate max = 
1V/µs, Note 4 

 

1.80 

 

Vin = 16V, Vin slew rate max = 
1V/µs, Note 4 

 

2.39 

 

Vin =Vcc=5V, For external Vcc 
operation, Note 4 

 

0.75 

 

Ramp Offset 

Ramp(os) 

Note 4 

 

0.16 

 

Min Pulse Width 

Tmin(ctrl) 

Note 4 

 

 

60 

ns 

Max Duty Cycle 

Dmax 

Fs = 300kHz, PVin = Vin = 12V 

86 

 

 

Fixed Off Time 

Toff 

Note 4 

 

200 

250 

ns 

Sync Frequency Range 

Fsync 

 

270 

 

1650 

kHz 

Sync Pulse Duration 

Tsync 

 

100 

200 

 

ns 

Sync Level Threshold 

High  

 

 

 

Low 

 

 

 

0.6 

Error Amplifier 

Input Offset Voltage 

Vos_Vref 

VFb – Vref, Vref = 0.5V 

-1.5 

  

+1.5 

Vos_Vp 

VFb – Vp, Vp = 0.5V 

-1.5 

 

+1.5 

Input Bias Current 

IFb(E/A) 

 

-1 

 

+1 

µA 

Input Bias Current 

IVp(E/A) 

 

 

+4 

Sink Current 

Isink(E/A) 

 

0.4 

0.85 

1.2 

mA 

Source Current 

Isource(E/A) 

 

7.5 

11 

mA 

Slew Rate 

SR 

Note 4 

12 

20 

V/µs 

Gain-Bandwidth Product 

GBWP 

Note 4 

20 

30 

40 

MHz 

DC Gain 

Gain 

Note 4 

100 

110 

120 

dB 

Maximum output Voltage 

Vmax(E/A) 

 

1.7 

2.0 

2.3 

Minimum output Voltage 

Vmin(E/A) 

 

 

 

100 

mV 

Common Mode input Voltage 

 

 

 

1.2 

Reference Voltage 

Feedback Voltage 

Vfb 

Vref and Vp pin floating 

 

0.5 

  

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3898m-html.html
background image

 

- 8 - 

 

JANURARY 18, 2013 | DATA SHEET |    Rev 3.5 

IR3898 

6A Highly Integrated SupIRBuck

TM

  

Single-Input Voltage, Synchronous Buck Regulator  

 

PD-97662 

PARAMETER 

SYMBOL 

CONDITIONS 

MIN 

TYP 

MAX 

UNIT 

Accuracy 

 

0°C < Tj < +70°C 

-0.5 

 

+0.5 

-40°C  < Tj < +125°C 

-1.0 

 

+1.0 

Vref Margining Voltage 
 

Vref_marg 

 

0.4 

 

1.2 

Sink Current 

Isink_Vref 

Vref = 0.6V 

12.7 

16.0 

19.3 

µA 

Source Current 

Isrc_Vref 

Vref = 0.4V 

12.7 

16.0 

19.3 

Vref Comparator Threshold 

Vref_disable 

Vref pin connected externally 

 

 

0.15 

Vref_enable 

0.4 

 

 

Soft Start/Stop 

Soft Start Ramp Rate 

Ramp(SS_start) 

 

0.16 

0.2 

0.24 

mV/µs 

Soft Stop Ramp Rate 

Ramp(SS_stop) 

 

-0.24 

-0.2 

-0.16 

S_Ctrl Threshold 

High 

 

2.4 

 

 

Low 

 

 

 

0.6 

Power Good 

PGood Turn on Threshold 

VPG(on) 

Vsns Rising, 0.4V < Vref < 1.2V 

85  

90 

95  

% Vref 

Vsns Rising, Vref < 0.1V 

85 

90 

95 

% Vp 

PGood Lower Turn off Threshold 

VPG(lower) 

Vsns Falling, 0.4V < Vref < 1.2V 

 80 

85 

 90 

% Vref 

Vsns Falling, Vref < 0.1V 

80 

85 

90 

% Vp 

PGood Turn on Delay 

VPG(on)_Dly 

Vsns Rising,see VPG(on) 

  

1.28 

  

ms 

PGood Upper Turn off Threshold 

VPG(upper) 

Vsns Rising, 0.4V < Vref < 1.2V 

 115 

120 

 125 

% Vref 

Vsns Rising, Vref < 0.1V 

115 

120 

125 

% Vp 

PGood Comparator Delay 

VPG(comp)_ 

Dly 

Vsns < VPG(lower) or  
Vsns > VPG(upper) 

3.5 

µs 

PGood Voltage Low 

PG(voltage) 

IPgood

 

= -5mA 

  

  

0.5  

Tracker Comparator Upper 
Threshold 

VPG(tracker_ 

upper) 

Vp Rising, Vref < 0.1V 

  

0.4 

  

Tracker Comparator Lower 
Threshold 

VPG(tracker_ 

lower) 

Vp Falling, Vref < 0.1V 

  

0.3 

  

Tracker Comparator Delay 

Tdelay(tracker) 

Vp Rising, Vref < 0.1V,see 
VPG(tracker_upper) 

  

1.28 

  

ms 

Under-Voltage Lockout 

Vcc-Start Threshold 

V

CC

_UVLO_Start 

 

Vcc Rising Trip Level 

4.0 

4.2 

4.4 

Vcc-Stop Threshold 

V

CC

_UVLO_Stop 

Vcc Falling Trip Level 

3.7 

3.9 

4.1 

Enable-Start-Threshold 

Enable_UVLO_Start 

Supply ramping up 

1.14 

1.2 

1.26 

Enable-Stop-Threshold 

Enable_UVLO_Stop 

Supply ramping down 

0.95 

1.05 

Enable Leakage Current 

Ien 

Enable = 3.3V 

 

  

µA 

Over-Voltage Protection 

OVP Trip Threshold 

OVP_Vth 

Vsns Rising, 0.45V < Vref < 1.2V 

115 

120 

125 

% Vref 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3898m-html.html
background image

 

- 9 - 

 

JANURARY 18, 2013 | DATA SHEET |    Rev 3.5 

IR3898 

6A Highly Integrated SupIRBuck

TM

  

Single-Input Voltage, Synchronous Buck Regulator  

 

PD-97662 

PARAMETER 

SYMBOL 

CONDITIONS 

MIN 

TYP 

MAX 

UNIT 

Vsns Rising, Vref < 0.1V 

115 

120 

125 

% Vp 

OVP Comparator Delay 

OVP_Tdly 

 

3.5 

µs 

Over-Current Protection 

Current Limit 

I

LIMIT

 

Tj = 25°C, Vcc = 6.4V 

7.5 

9.0 

10.5 

Hiccup Blanking Time 

Tblk_Hiccup 

 Note 4 

  

20.48 

 

ms 

Over-Temperature Protection 

Thermal Shutdown Threshold 

Ttsd 

Note 4 

 

145 

  

°C 

Hysteresis 

Ttsd_hys 

Note 4 

  

20 

 

 
Note 3:
 Cold temperature performance is guaranteed via correlation using statistical quality control. Not tested in production. 
Note 4: Guaranteed by design but not tested in production. 
 
 
 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3898m-html.html
background image

 

- 10 - 

 

JANURARY 18, 2013 | DATA SHEET |    Rev 3.5 

10 

IR3898 

6A Highly Integrated SupIRBuck

TM

  

Single-Input Voltage, Synchronous Buck Regulator  

 

PD-97662 

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

0.6

1.2

1.8

2.4

3

3.6

4.2

4.8

5.4

6

Load Current (A)

Effi

ci

en

cy 

(%)

1.0V

1.2V

1.8V

3.3V

5.0V

0.1

0.3

0.5

0.7

0.9

1.1

1.3

1.5

0.6

1.2

1.8

2.4

3

3.6

4.2

4.8

5.4

6

Load Current (A)

Po

wer

 D

issi

p

ati

o

n

(W

)

1.0V

1.2V

1.8V

3.3V

5.0V

TYPICAL EFFICIENCY AND POWER LOSS CURVES 

 

PVin = 12V, Vcc = Internal LDO (4.4V/6.4V), Io = 0A-6A, Fs = 600 kHz, Room Temperature, No Air Flow. Note that the 
efficiency and power loss curves include the losses of IR3898, the inductor losses and the losses of the input and output 
capacitors. The table below shows the inductors used for each of the output voltages in the efficiency measurement. 

VOUT (V) 

LOUT (µH) 

P/N 

DCR (mΩ) 

1.0 

0.82 

SPM6550T-R82M (TDK) 

4.2 

1.2 

1.0 

SPM6550T-1R0M (TDK) 

4.7 

1.8 

1.0 

SPM6550T-1R0M (TDK) 

4.7 

3.3 

2.2 

7443340220(Wurth Elektronik) 

4.4 

2.2 

7443340220(Wurth Elektronik) 

4.4 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Maker
Infineon Technologies
Datasheet PDF Download