IR3831WM Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3831wm-html.html
background image

 

 

Rev 16.0

1

PD-97660

IR3831WMPbF

Features

Wide Input Voltage Range 1.0V to 16V

Wide Output Voltage Range 0.6V to 0.9*Vin

Continuous 8A Load Capability

Integrated Bootstrap-diode

High Bandwidth E/A for excellent transient 
performance

Programmable Switching Frequency up to 1.5 MHz

Programmable Over Current Protection

PGood output

Hiccup Current Limit

Programmable Soft-Start

Enable Input with Voltage Monitoring Capability

Enhanced Pre-Bias Start-up

Vp input for DDR Tracking applications

-40

o

C to 125

o

C operating junction temperature

Thermal Protection

5mm x 6mm Power QFN Package, 0.9 mm height

Lead-free, halogen-free and RoHS compliant

Applications

Server Applications

Storage Applications

Embedded Telecom Systems

Fig. 1. Typical application diagram

HIGHLY EFFICIENT INTEGRATED

SYNCHRONOUS BUCK REGULATOR FOR DDR APPLICATIONS

SupIRBuck

TM

Boot

Vcc

Fb

Comp

Gnd

PGnd

SW

OCSet

SS/ SD

4.5V <Vcc<5.5V

Vo

PGood

PGood

Enable

Rt

1.0V <Vin<16V

Vin

Vp

VDDQ

Description

The IR3831W SupIRBuck

TM

is an easy-to-use, 

fully integrated and highly efficient DC/DC 
regulator. The MOSFETS co-packaged with the 
on-chip PWM controller make IR3831W a space-
efficient solution, providing accurate power 
delivery for DDR memory applications.

IR3831W is configured to generate termination 
voltage (VTT) for DDR memory applications.

IR3831W offers programmability of start up time, 
switching frequency and current limit while 
operating in wide input and output voltage range.

The switching frequency is programmable from 
250kHz to 1.5MHz for an optimum solution.  

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

Distributed Point of Load Power Architectures

Netcom Applications

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3831wm-html.html
background image

 

 

Rev 16.0

2

PD-97660

IR3831WMPbF

14

13

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

(Voltages referenced to GND unless otherwise specified)

Vin   …………………………………………………….  -0.3V to 25V

Vcc   ……………….….…………….……..……….…… -0.3V to 8V (Note2)

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 (Note1)

OCSet      ………………………………………….……. -0.3V to 30V, 30mA

Input / output Pins    ……………………………….. ...  -0.3V to Vcc+0.3V (Note1)

PGND to GND  ……………...………………………….. -0.3V to +0.3V

Storage Temperature Range ...................................   -55°C To 150°C

Junction Temperature Range ...................................  -40°C To 150°C (Note2)

ESD Classification  …………………………… ……… JEDEC Class 1C

Moisture sensitivity level………………...………………JEDEC Level 2@260 °C (Note5)

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.

Note1: 

Must not exceed 8V

Note2: 

Vcc must not exceed 7.5V for Junction Temperature between -10

o

C and -40

o

C

W

/

C

2

θ

W

/

C

35

θ

o

PCB

J

o

JA

=

=

-

PACKAGE INFORMATION

5mm x 6mm POWER QFN

4000

15

IR3831WMTRPbF

M

750

PARTS PER 

REEL

15

PIN COUNT

IR3831WMTR1PbF

PACKAGE

DESCRIPTION

M

PACKAGE 

DESIGNATOR

ORDERING INFORMATION

12

11

10

PGnd

15

Gnd

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Vp

FB  COMP Gnd   Rt      SS   OCSet

PGood

V

CC

Enable

Boot

V

IN

SW

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3831wm-html.html
background image

 

 

Rev 16.0

3

PD-97660

IR3831WMPbF

Block Diagram

Fig. 2. Simplified block diagram of the IR3831W

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3831wm-html.html
background image

 

 

Rev 16.0

4

PD-97660

IR3831WMPbF

Pin Description

Pin

Name 

Description 

1 Vp 

Track pin. Use External resistors from VDDQ rail. The Vp voltage can 
be set to 0.9V for DDR2 application and 0.75 or 0.6V for DDR3 
application. 

2 Fb 

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

3 Comp 

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

Gnd 

Signal ground for internal reference and control circuitry. 

5 Rt 

Set the switching frequency. Connect an external resistor from this pin 
to Gnd to set the switching frequency. 

6 SS/SD

¯¯   

Soft start / shutdown. This pin provides user programmable soft-start 
function. Connect an external capacitor from this pin to Gnd to set the 
start up time of the output voltage. The converter can be shutdown by 
pulling this pin below 0.3V. 

7 OCSet 

Current limit set point. A resistor from this pin to SW pin will set the 
current limit threshold. 

 

PGood 

 

Power Good status pin. Output is open drain. Connect a pull up resistor 
from this pin to Vcc. If unused, it can be left open. 

V

CC

 

This pin powers the internal IC and drivers. A minimum of 1uF high 
frequency capacitor must be connected from this pin to the power 
ground (PGnd). 

10 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. 

11 

 

SW 

 

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

12 

 

V

IN

 

 

Input voltage connection pin. 

13 Boot 

Supply voltage for high side driver. Connect a 0.1uF capacitor from this 
pin to SW. 

14 

Enable 

Enable pin to turn on and off the device. 

15 

Gnd 

Signal ground for internal reference and control circuitry. 

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3831wm-html.html
background image

 

 

Rev 16.0

5

PD-97660

IR3831WMPbF

Recommended Operating Conditions

Parameter Symbol  Test 

Condition 

Min 

TYP 

MAX 

Units 

Power Loss 

Power Loss

 

P

loss

 Vcc=5V, 

V

in

=12V, V

o

=0.75V, I

o

=8A, 

Fs=400kHz, L=0.6uH, Note4 

 

1.28   W 

MOSFET R

ds(on)

 

Top Switch 

R

ds(on)_Top

 

V

Boot 

-V

sw

 =5V, I

D

=10A, Tj=

25

o

C

 

 

17.8 26.5 

Bottom Switch

 

R

ds(on)_Bot

 

V

cc

=5V, I

D

=10A, Tj=

25

o

C 

 

8.5 10.7 

 

m

Ω 

 

Supply Current 

V

CC

  Supply Current (Standby)

 

I

CC(Standby)

 

SS=0V, No Switching, Enable low 

 

 

500 

μA 

V

cc

 Supply Current (Dyn) 

I

CC(Dyn)

 SS=3V, 

Vcc=5V, 

Fs=500kHz 

Enable high 

 12  mA 

Under Voltage Lockout

 

V

CC

-Start-Threshold V

CC

_UVLO_Start

 

Vcc Rising Trip Level 

3.95 

4.15 

4.35 

V

CC

-Stop-Threshold V

CC

_UVLO_Stop 

Vcc Falling Trip Level 

3.65 

3.85 

4.05 

Enable-Start-Threshold Enable_UVLO_Start

 

Supply ramping up 

1.14 

1.2 

1.36 

Enable-Stop-Threshold Enable_UVLO_Stop 

Supply 

ramping 

down 

0.9 1.0 

1.06 

 
 
 
 
 

Enable leakage current  

Ien 

Enable=3.3V 

 

 

15 

μA 

 

Electrical Specifications

Unless otherwise specified, these specification apply over 4.5V< V

cc

<5.5V, Vp=0.6V, V

in

=12V, 

0

o

C<T

j

< 125

o

C. Typical values are specified at T

a

= 25

o

C. 

Symbol Definition 

Min 

Max  Units 

V

in

 Input 

Voltage 

1.0 

16 

V

cc

 Supply 

Voltage 

4.5 

5.5 

Boot to SW 

Supply Voltage 

4.5 

5.5 

V

o

 Output 

Voltage 

0.6  0.90*Vin 

 
 

I

o

 Output 

Current 

Fs Switching 

Frequency 

225 

1650  kHz 

T

j

 Junction 

Temperature  -40 

125 

o

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3831wm-html.html
background image

 

 

Rev 16.0

6

PD-97660

IR3831WMPbF

Electrical Specifications (continued)

Unless otherwise specified, these specification apply over 4.5V< V

cc

<5.5V, Vp=0.6V, V

in

=12V, 

0

o

C<T

j

< 125

o

C. Typical values are specified at T

a

= 25

o

C. 

Parameter Symbol  Test 

Condition Min 

TYP 

MAX 

Units 

Oscillator 

Rt Voltage 

 

 

0.665 0.7  0.735 

Rt=59K 225 

250 

275 

Rt=28.7K 450 

500 

550 

 Frequency 

F

Rt=9.31K, Note4 1350 

1500 

1650 

 
 

kHz 

Ramp Amplitude 

Vramp 

Note4 

 1.8   

Vp-p 

Ramp Offset 

Ramp (os) 

Note4 

 0.6   

Min Pulse Width 

Dmin(ctrl) 

Note4 

 50   

Fixed Off Time 

 

Note4 

 130 

200 

 

ns 

 

Max Duty Cycle 

Dmax 

Fs=250kHz 

92 

 

 

Error Amplifier 

Input Offset  Voltage 

Vos 

Vfb-Vp  
Vp=0.6V 

-5 0  +5 

mV 

Input Bias  Current 

IFb(E/A) 

 

-1 

 

+1 

Input Bias  Current 

IVp(E/A) 

 

-1 

 

+1 

μA 

 

Sink Current 

Isink(E/A) 

 

0.40 

0.85 

1.2 

Source 

Current 

Isource(E/A) 

 

8 10 13 

 

mA 

 

Slew Rate 

SR 

Note4 

7 12 20 

V/

μs 

Gain-Bandwidth Product 

GBW P 

Note4 20 

30 

40 

MHz 

DC Gain 

Gain 

Note4 100 

110 

120 

dB 

Maximum Voltage  

Vmax(E/A) 

Vcc=4.5V 

3.4 3.5 3.75 

Minimum Voltage 

Vmin(E/A) 

 

 120 

220 

mV 

Common Mode Voltage 

 

Note4 

0   1 

Soft Start/SD 

Soft Start Current 

ISS 

Source 

14 

20 

26 

μA 

Soft Start Clamp Voltage 

Vss(clamp) 

 

2.7 

3.0 

3.3 

Shutdown Output 
Threshold 

SD  

  0.3 

 

 

Over Current Protection 

Fs=250kHz 20.8 

23.6 

26.4 

Fs=500kHz 43 

48.8 

54.6 

OCSET Current 

I

OCSET

 

Fs=1500kHz 136 

154 

172 

 
 

μA 

OC  Comp Offset Voltage 

V

OFFSET

 

Note4 

-10 0  +10 

mV 

SS off time 

SS_Hiccup 

 

 

4096 

 

Cycles 

Bootstrap Diode 

Forward Voltage 

 

I(Boot)=30mA 

180 

260 

470 

mV 

Deadband

 

Deadband time 

 

Note4 

5 10 30 

ns 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3831wm-html.html
background image

 

 

Rev 16.0

7

PD-97660

IR3831WMPbF

Parameter SYM Test 

Condition 

Min 

TYP 

MAX 

Units 

Thermal Shutdown 

Thermal Shutdown 

 

Note4 

 140  

Hysteresis 

 

Note4 

 20  

 

o

 

Power Good 

Power Good upper 
Threshold 

VPG(upper) 

Fb Rising  

0.660 

0.690 

0.720 

Upper Threshold 
Delay 

VPG(upper)_Dly Fb 

Rising 

 

256/Fs 

 

Power Good lower 
Threshold 

VPG(lower) Fb 

Falling 

0.480 

0.510  0.540 

Lower Threshold 
Delay 

VPG(lower)_Dly Fb 

Falling 

 

256/Fs 

 

Delay Comparator 
Threshold 

PG(Delay) 

Relative to charge voltage, SS rising 

2.1 

2.3 

Delay Comparator 
Hysteresis 

Delay(hys) 

Note4 

260 300 340 mV 

PGood Voltage Low 

PG(voltage) 

I

PGood

=-5mA  

 

0.5 

Leakage Current 

I

leakage

  

 

0  10 

μA 

Switch Node 

SW=0V, Enable=0V 

 

 

SW Bias Current 

 

 

Isw 

 

 
SW=0V,Enable=high,SS=3V,Vp=0V, 
Note4
 

 

 

 
 

 

μA 

 

Note3: Cold temperature performance is guaranteed via correlation using statistical quality control. Not tested in production.

Note4: Guaranteed by Design but not tested in production.

Note5: Upgrade to industrial/MSL2 level applies from date codes 1141 (marking explained on application note 

AN1132

page 2). 

Products with prior date code of 1141 are qualified with MSL3 for Consumer market.

Electrical Specifications (continued)

Unless otherwise specified, these specification apply over 4.5V< V

cc

<5.5V, Vp=0.6V, V

in

=12V, 

0

o

C<T

j

< 125

o

C. Typical values are specified at T

a

= 25

o

C. 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3831wm-html.html
background image

 

 

Rev 16.0

8

PD-97660

IR3831WMPbF

ISS

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

24.0

26.0

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

o

C]

[u

A

]

Enable(UVLO) Stop

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

1.02

1.04

1.06

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

ο

C]

[V

]

Enable(UVLO) Start

1.14

1.16

1.18

1.20

1.22

1.24

1.26

1.28

1.30

1.32

1.34

1.36

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

o

C]

[V

]

Vcc(UVLO) Stop

3.76

3.81

3.86

3.91

3.96

4.01

4.06

4.11

4.16

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

o

C]

[V

]

Vcc(UVLO) Start

4.06

4.11

4.16

4.21

4.26

4.31

4.36

4.41

4.46

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

o

C]

[V

]

IOCSET(500kHz)

43.0

44.0

45.0

46.0

47.0

48.0

49.0

50.0

51.0

52.0

53.0

54.0

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

o

C]

[u

A

]

FREQUENCY

450

460

470

480

490

500

510

520

530

540

550

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

o

C]

[k

H

z]

Ic(Dyn)

11.5

11.6

11.7

11.8

11.9

12.0

12.1

12.2

12.3

12.4

12.5

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

o

C]

[m

A

]

Icc(Standby)

150

170

190

210

230

250

270

290

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

o

C]

[u

A

]

TYPICAL OPERATING CHARACTERISTICS (-40

o

C - 125

o

C) F

s

=500 kHz

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3831wm-html.html
background image

 

 

Rev 16.0

9

PD-97660

IR3831WMPbF

Rdson of MOSFETs Over Temperature at Vcc=5V

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

Temperature [°C]

Resi

stance [m

Ω

]

Sync-FET

Ctrl-FET

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3831wm-html.html
background image

 

 

Rev 16.0

10

PD-97660

IR3831WMPbF

Typical Efficiency and Power Loss Curves
Vin=12V, Vo=0.75V, Vcc=5V, Io=1.0A-8A, F

s

=400kHz, L=0.6uH (MPL104-0R from Delta), Room 

Temperature, No Air Flow

83

84

85

86

87

88

89

1

2

3

4

5

6

7

8

Load Current (A)

Effi

ci

en

cy  

(%)

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1

2

3

4

5

6

7

8

Load Current (A)

Po

wer Lo

ss 

(W

)

Maker
Infineon Technologies
Datasheet PDF Download