IR3853M Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3853m-html.html
background image

 

 

Rev 4.0

1

PD-97516 

IR3853MPbF

Features

Greater than 95% Maximum Efficiency

Wide Input Voltage Range 1.5V to 21V

Wide Output Voltage Range 0.7V to 0.9*Vin

Continuous 4A Load Capability

Integrated Bootstrap-diode

High Bandwidth E/A for excellent transient 
performance

Programmable Switching Frequency up to 1.5MHz

Programmable Over Current Protection

Over Voltage Protection

Dedicated input for output voltage monitoring 

Programmable PGood output

Hiccup Current Limit

Precision Reference Voltage (0.7V, +/-1%) 

Programmable Soft-Start

Enable Input with Voltage Monitoring Capability

Enhanced Pre-Bias Start-up

Seq input for Tracking applications

External Synchronization

-40

o

C to 125

o

C operating junction temperature

Thermal Protection

4mm x 5mm Power QFN Package

Halogen Free, Lead Free and RoHS compliant

Fig. 1. Typical application diagram

Description

The IR3853 SupIRBuck

TM

is an easy-to-use, fully 

integrated and highly efficient DC/DC 
synchronous Buck regulator. The MOSFETs co-
packaged with the on-chip PWM controller make 
IR3853 a space-efficient solution, providing 
accurate power delivery for low output voltage 
applications.

IR3853 is a versatile regulator which 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, 
over-voltage, and thermal shutdown to give 
required system level security in the event of fault 
conditions.

HIGHLY EFFICIENT

INTEGRATED 4A, SYNCHRONOUS BUCK REGULATOR

SupIRBuck

TM

Distributed Point of Load Power Architectures

Netcom Applications

Computing Peripheral Voltage Regulators

General DC-DC Converters

Applications

Server Applications

Storage Applications

Embedded Telecom Systems

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3853m-html.html
background image

 

 

Rev 4.0

2

PD-97516 

IR3853MPbF

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 (Max 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 3@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

PACKAGE INFORMATION

4mm x 5mm POWER QFN

4000

17

IR3853MTRPbF

M

750

PARTS PER 

REEL

17

PIN COUNT

IR3853MTR1PbF

PACKAGE

DESCRIPTION

M

PACKAGE 

DESIGNATOR

ORDERING INFORMATION

13

V

IN

12

SW

11

PGnd

17

Gnd

1

2

3

4

5

6

7

8

9

16

15

Fb   Vsns   COMP  Gnd   Rt     SS   OCSet

PGood

Sync

Enable

Boot

Seq

Vcc

10

14

W

/

C

W

/

C

W

/

C

o

PCB

J

*

o

JA

*

o

JA

)

FET

_

Ctrl

(

)

FET

_

Sync

(

2

45

45

=

=

=

-

θ

θ

θ

*

Exposed pads on underside 

are connected to copper 
pads of a 4-layer (2 oz.) PCB

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3853m-html.html
background image

 

 

Rev 4.0

3

PD-97516 

IR3853MPbF

Block Diagram

Fig. 2. Simplified block diagram of the IR3853

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3853m-html.html
background image

 

 

Rev 4.0

4

PD-97516 

IR3853MPbF

Pin Description

Pin 

Name 

Description 

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. 

Vsns 

Sense pin for PGood 

Comp 

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

4;17 

Gnd 

Signal ground for internal reference and control circuitry. 

Rt 

Set the switching frequency. Connect an external resistor from this pin to 
Gnd to set the switching frequency. See Table 1 for Fs vs. Rt. 

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.  

OCSet 

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

8 PGood 

 

Power Good status pin. Output is open drain. Connect a pull up resistor 
from this pin to Vcc. 

Sync 

Sync pin, connect external system clock to synchronize multiple POLs 
with the same frequency 

10 V

CC

 

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

(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 V

IN

 

 

Input voltage connection pin. 

14 

Boot 

Supply voltage for high side driver. A 0.1uF capacitor must be connected 
from this pin to SW. 

15 

Enable 

Enable pin to turn on and off the device. Use two external resistors to set 
the turn on threshold (see Enable section). Connect this pin to Vcc if it is 
not used. 

16 

Seq 

Sequence pin. Use two external resistors to set Simultaneous Power up 
sequencing. If this pin is not used connect to Vcc. 

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3853m-html.html
background image

 

 

Rev 4.0

5

PD-97516 

IR3853MPbF

Recommended Operating Conditions

Symbol Definition 

Min 

Max  Units 

V

in

 Input 

Voltage 

1.5 

21* 

V

cc

 Supply 

Voltage 

4.5 

5.5 

Boot to SW 

Supply Voltage 

4.5 

5.5 

V

o

 Output 

Voltage 

0.7  0.9*Vin 

 
 

I

o

 Output 

Current 

Fs Switching 

Frequency 

225 

1650  kHz 

T

j

 Junction 

Temperature  -40 

125 

o

 

 
 

PARAMETER SYMBOL 

TEST 

CONDITION 

MIN 

TYP 

MAX 

UNIT 

POWER STAGE 

Power Losses 

P

loss

 Vcc=5V, 

V

in

=12V, V

o

=1.8V, 

I

o

=4A, Fs=600kHz, L=2.2uH, 

Note4 

 0.642   W 

Top Switch 

R

ds(on)_Top

 

V

Boot  

-V

sw

 =5V, I

D

=4A, Tj=25

o

 21 

29 

Bottom Switch 

R

ds(on)_Bot

 

V

cc

=5V, I

D

=4A, T

j

=25

o

C

 

 19.75 

26.5 

m

Ω 

Deadband Time 

T

db

 

Note4 

5  10 30 ns 

Bootstrap Diode Forward 
Voltage 

 I(Boot)= 

30mA 

180 

260 

470 

mV 

Isw SW=0V, 

Enable=0V 

 

 

SW leakage Current 

 

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

 

 

  

 

uA 

 

            SUPPLY CURRENT  
V

CC

  Supply Current (Standby)

 

I

CC(Standby)

 

SS=0V, Vcc=5V, Enable low  , 
No Switching 

  

500 

uA 

V

CC

 Supply Current (Dyn) 

I

CC(Dyn)

 

SS=3V, Vcc=5V, Enable high, 
Fs=500kHz 

6  11 

mA 

          REFERENCE VOLTAGE 

Feedback Voltage 

VFB 

 

 

0.7 

 

0

o

C<Tj<125

o

C -1.0 

 

+1.0 

Accuracy  

-40

o

C<Tj<125

o

C, Note3 

-2.0 

 

   -2.0 

 

          SOFT START / SD 

Soft 

Start 

Current 

ISS Source 

14 20  26 uA 

Soft Start Clamp Voltage 

Vss(clamp)   

2.7 

3.0 

3.3 

Shutdown Output  Threshold 

SD 

 

 

 

0.3 

 

*SW node should not exceed 25V

Electrical Specifications

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

cc

<5.5V, 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/ir3853m-html.html
background image

 

 

Rev 4.0

6

PD-97516 

IR3853MPbF

 
 
 
 
 
 
 
 

PARAMETER SYMBOL 

TEST 

CONDITION 

MIN 

TYP 

MAX 

UNIT 

ERROR AMPLIFIER 

Input Offset Voltage 

Vos 

Vfb-Vseq,  Vseq=0.8V 

-10 

 

+10 

mV 

Input Bias Current 

IFb(E/A) 

 

-1 

 

+1 

Input Bias Current 

IVseq(E/A) 

 

-1 

 

+1 

 

μA 

Sink Current 

Isink(E/A) 

 

0.40 

0.85 

1.2 

Source Current 

Isource(E/A) 

 

10 

13 

 

mA 

Slew Rate 

SR 

Note4 

7 12 20 V/

μs 

Gain-Bandwidth Product 

GBWP 

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 

Seq Common Mode Voltage 

 

 

Note4 

0  1 V 

OSCILLATOR 

 

Rt 

Voltage 

Vrt 

 

0.665 0.7 0.735  V 

Rt=59K 225 

250 

275 

Rt=28.7K 450 

500 

550 

  

Frequency Range 

 
 

F

Rt=9.31K, Note4 

1350 

1500 

1650 

 

 

kHz 

Ramp Amplitude 

Vramp 

Note4 

 1.8  Vp-p 

Ramp Offset 

Ramp(os) 

Note4 

 0.6   V 

Min Pulse Width 

Dmin(ctrl) 

Note4 

 50   ns 

Max Duty Cycle 

Dmax 

Fs=250kHz 

92 

 

 

Fixed Off  Time 

Toff 

Note4 

 130 

200 ns 

Sync Frequency Range 

Fsync 

 

225 

 

1650 

kHz 

Sync Pulse Duration 

Tsync 

 

100 

200 

 

ns 

High  

2   

Sync Level Threshold 

Low  

  

0.6 

 

Electrical Specifications

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

cc

<5.5V, 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/ir3853m-html.html
background image

 

 

Rev 4.0

7

PD-97516 

IR3853MPbF

 

PARAMETER SYMBOL 

TEST 

CONDITION 

MIN 

TYP 

MAX 

UNIT 

FAULT 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 

 

uA 

OC comp Offset Voltage 

V

OFFSET

 

Note4 

-10 0 +10 

mV 

SS off time 

SS_Hiccup 

 

 

4096 

 

Cycles 

OVP Trip Threshold 

OVP(trip) 

Vsns Rising 

110 

115 

120 

%Vref 

OVP Fault Prop. Delay 

OVP(delay) 

Note4 

  

150 

ns 

Thermal Shutdown 

 

Note4 

 140  

Thermal Hysteresis 

 

Note4 

 20  

 

°C 

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 

 

            INPUT/OUTPUT SIGNAL 

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 

uA 

Power Good Threshold 

VPG 

Vsns Rising 

80 

85 

90 

%Vref 

PGood Comparator Delay 

PG(Delay) 

Vsns Rising 

 

256/Fs 

 

PGood Delay Comparator 
Threshold 

SS(Delay) 

Relative to charge voltage, 
SS rising 

2 2.1 

2.3 V 

PGood Delay Comparator 
Hysteresis 

Delay(SShys) 

Note4 

260 300 340 mV 

PGood Leakage Current 

I(PGDlk) 

 

 

10 

uA 

PGood Voltage Low 

PG(voltage) 

I

Pgood

=-5mA  

 

0.5 

Electrical Specifications

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

cc

<5.5V, V

in

=12V, 0

o

C<T

j

< 125

o

C.

Typical values are specified at T

a

= 25

o

C. 

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 1227 (marking explained on application note 

AN1132

page 2). 

Products with prior date code of 1227 are qualified with MSL3 for Consumer market.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3853m-html.html
background image

 

 

Rev 4.0

8

PD-97516 

IR3853MPbF

Typical Efficiency and Power Loss Curves
Vin=12V, Vcc=5V, Io=0.4A-4A, F

s

=600kHz, Room Temperature, No Air Flow

The table below shows the inductors used for each of the output voltages
in the efficiency measurement.

0.05

0.15

0.25

0.35

0.45

0.55

0.65

0.75

0.85

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

3.2

3.6

4.0

Load Current (A)

Power Loss

 (W)

1.0V

1.2V

1.5V

1.8V

3.3V

5.0V

81

83

85

87

89

91

93

95

97

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

3.2

3.6

4.0

Load Current (A)

Eff

iciency  (%)

1.0V

1.2V

1.5V

1.8V

3.3V

5V

Vo (V)

L (uH)

P/N

DCR (mOhm)

1

1

SPM6550T-1R0M100A

4.7

1.2

1.5

PCMB065T-1R5

6.7

1.5

1.5

PCMB065T-1R5

6.7

1.8

2.2

7443340220

4.4

3.3

3.3

7443340330

6.5

5

3.3

7443340330

6.5

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3853m-html.html
background image

 

 

Rev 4.0

9

PD-97516 

IR3853MPbF

Vo (V)

L (uH)

P/N

DCR (mOhm)

1

1

SPM6550T-1R0M100A

4.7

1.2

1

SPM6550T-1R0M100A

4.7

1.5

1.5

PCMB065T-1R5

6.7

1.8

2.2

PCMB065T-1R5

6.7

3.3

3.3

PCMB065T-1R5

6.7

Typical Efficiency and Power Loss Curves
Vin=5V, Vcc=5V, Io=0.4A- 4A, Fs=600kHz, Room Temperature, No Air Flow

The table below shows the inductors used for each of the output voltages
in the efficiency measurement.

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

3.2

3.6

4.0

Load Current (A)

Ef

ficiency (%)

1.0V

1.2V

1.5V

1.8V

3.3V

0.05

0.15

0.25

0.35

0.45

0.55

0.65

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

3.2

3.6

4.0

Load Current (A)

P

o

wer Loss (W)

1.0Vout

1.2Vout

1.5Vout

1.8Vout

3.3Vout

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/ir3853m-html.html
background image

 

 

Rev 4.0

10

PD-97516 

IR3853MPbF

Icc(Dyn)

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

o

C]

[mA

]

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]

[uA

]

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]

Icc(Standby)

150

170

190

210

230

250

270

290

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

o

C]

[u

A

]

Vfb

686

691

696

701

706

711

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Temp[ 

o

C]

[m

V

]

TYPICAL OPERATING CHARACTERISTICS (-40

o

C - 125

o

C) F

s

=500 kHz

Maker
Infineon Technologies
Datasheet PDF Download