MC33470
Synchronous Rectification
DC/DC Converter
Programmable Integrated
Controller
The MC33470 is a digitally programmable switching voltage
regulator, specifically designed for Microprocessor supply, Voltage
Regulator Module and general purpose applications, to provide a high
power regulated output voltage using a minimum of external parts. A
5−bit digital−to−analog converter defines the dc output voltage.
This product has three additional features. The first is a pair of high
speed comparators which monitor the output voltage and expedite the
circuit response to load current changes. The second feature is a
soft−start circuit which establishes a controlled response when input
power is applied and when recovering from external circuit fault
conditions. The third feature is two output drivers which provide
synchronous rectification for optimum efficiency.
This product is ideally suited for computer, consumer, and industrial
equipment where accuracy, efficiency and optimum regulation
performance is desirable.
Features
http://onsemi.com
SOIC−20WB
DW SUFFIX
CASE 751D
1
MARKING DIAGRAM
20
MC33470DW
AWLYYWWG
1
•
5−Bit Digital−to−Analog Converter Allows Digital Control of Output
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Voltage
High Speed Response to Transient Load Conditions
Output Enable Pin Provides On/Off Control
Programmable Soft−Start Control
High Current Output Drives for Synchronous Rectification
Internally Trimmed Reference with Low Temperature Coefficient
Programmable Overcurrent Protection
Overvoltage Fault Indication
Functionally Similar to the LTC1553
Pb−Free Packages are Available*
A
= Assembly Location
WL = Wafer Lot
YY = Year
WW = Work Week
G
= Pb−Free Package
(Note: Microdot may be in either location)
PIN CONNECTIONS
G2
1
2
PV
CC
P
GND
3
20
G1
19
OUTEN
18
VID0
17
VID1
16
VID2
15
VID3
14
VID4
13
P
wrgd
12
Fault
11
OT
A
GND
4
V
CC
5
Sense
6
I
max
7
I
fb
8
SS
9
Compensation
10
(Top View)
*For additional information on our Pb−Free strategy and soldering details, please
download the ON Semiconductor Soldering and Mounting Techniques
Reference Manual, SOLDERRM/D.
©
Semiconductor Components Industries, LLC, 2006
ORDERING INFORMATION
See detailed ordering and shipping information in the package
dimensions section on page 13 of this data sheet.
1
August, 2006 − Rev. 4
Publication Order Number:
MC33470/D
MC33470
OT
18
17
Voltage
Identification 16
Code
Input
15
14
VID0
VID1
VID2
VID3
VID4
7
Oscillator
V
CC
1.5 V
10
mA
+
11
Outen
19
V
CC
5
Over
Temp
Digitally Programmed
Reference
V
ref
V
CC
Over Current
Detect
2.5 V
PWM
Comparator
90
mA
En
S
R
Q
Q
190
mA
I
max
2
PV
CC
20
G1
9
SS
Delay
8
I
fb
1
G2
3
P
GND
0.96 V
ref
V
ref
800
m
6
Sense
20
mA
13
Power
Good
PWM
Latch
+
1.04 V
ref
OTA Error Amp
+
1.04 V
ref
R
+
Q
0.93 V
ref
1.14 V
ref
Delay
S
14
Fault
A
GND
4
Compensation
10
Figure 1. Simplified Block Diagram
MAXIMUM RATINGS
(T
C
= 25°C, unless otherwise noted.)
Rating
Power Supply Voltage
Symbol
V
CC
Value
7.0
18
Unit
V
V
V
V
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
Á
Á
Á Á
ÁÁÁ
Á
Á
Á
Á
Á
Á
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Á
Á
Á
Á
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Á
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Á
Á
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Á
Á
Á Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
Á
Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
Á
ÁÁÁ
Á
Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
Á
Á
Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
Á
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Output Driver Supply Voltage (Operating)
I
max
, I
fb
Inputs
PV
CC
V
in
V
in
−0.3 to 18
All Other Inputs and Digital (OT, Fault, Power Good) Outputs
Power Dissipation and Thermal Characteristics
Maximum Power Dissipation
Case 751D DW Suffix (T
A
= 70°C)
Thermal Resistance, Junction−to−Ambient
Thermal Resistance, Junction−to−Case
Operating Junction Temperature
−0.3 to V
CC
+ 0.3
P
D
R
qJA
R
qJC
T
J
0.60
91
60
125
W
°C/W
°C/W
°C
°C
°C
Operating Ambient Temperature (Note 1)
Storage Temperature Range
T
A
0 to +70
T
stg
−55 to +125
Stresses exceeding Maximum Ratings may damage the device. Maximum Ratings are stress ratings only. Functional operation above the
Recommended Operating Conditions is not implied. Extended exposure to stresses above the Recommended Operating Conditions may affect
device reliability.
1. ESD data available upon request
http://onsemi.com
2
MC33470
CC
min/max values T
A
is the operating ambient temperature range that applies, unless otherwise noted.)
Characteristic
OSCILLATOR
Symbol
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(V
CC
= 5.0 V,PV , = 12 V for typical values T
A
= Low to High [Notes 2, 3, 4], for
P
VCC
Min
Typ
Max
Unit
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á
Á
Á Á Á Á Á
ÁÁÁ Á Á Á
Á
Á
Á
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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Á Á Á Á
Á
Á
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Á
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Á
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Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á
Á Á Á Á
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Á Á Á Á Á
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Á
Á
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Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á
Á
Á Á
Á
Á Á Á Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á
Á
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Á Á Á Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á
ÁÁÁ Á Á Á Á
Á
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Á
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
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Á
Á
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Á
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Á
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Á
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Á
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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Á
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Á
Á
Á
ÁÁÁ Á Á Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
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Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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Á Á Á
Á
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Á
ÁÁÁ Á Á
Á
ÁÁÁ
Á
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Á Á Á Á
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Á
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
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Á
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ÁÁÁ Á Á Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á
Á
Frequency (V
CC
= 4.5 to 5.5 V)
f
osc
210
300
390
kHz
FEEDBACK AMPLIFIER
Voltage Feedback Input Threshold (Note 5)
VID0, VID1, VID2 and VID4 = “1” and VID3 = “0”
VID4 = “1” and VID0, VID1, VID2 and VID3 = “0”
Input Bias Current (V
CM
= 2.8 V)
V
sense
1.764
2.744
3.43
−
1.8
2.8
3.5
20
1.836
2.856
3.57
−
V
I
IB
mA
Transconductance (V
CM
= 2.8 V, V
COMP
= 2.0 V)
Open Loop Voltage Gain (V
COMP
= 2.0 V)
G
M
400
−
−
−
−
−
800
67
1200
−
−
−
−
−
mmho
dB
A
VOL
Output Line Regulation (V
CC
= 4.5 to 5.5 V)
Output Load Regulation
Output Current
Source
Sink
Reg
line
7.0
5.0
mV
mV
mA
Reg
load
I
OH
I
OL
120
120
PWM SECTION
Duty Cycle at G1 Output
Maximum
Minimum
%
DC
max
DC
min
t
PLH1
t
PLH2
77
−
−
−
88
−
95
0
−
−
Propagation Delay
Comp Input to G1 Output, T
J
= 25°C
Comp Input to G2 Output, T
J
= 25°C
ms
0.1
0.1
SOFT−START SECTION
Charge Current (V
Soft−Start
= 0 V)
I
chg
7.0
30
40
10
90
64
13
mA
mA
Discharge Current under Current Limit (Note 6)
(V
Soft−Start
= 2.0 V, V
sense
= V
out
, V
imax
= V
CC
, V
ifb
= 0 V)
I
SSIL
150
−
Discharge Current under Hard Current Limit
(V
Soft−Start
= 2.0 V, V
sense
< V
out
/2, V
imax
= V
CC
, V
ifb
= 0 V)
Hard Current Limit Hold Time
I
SSHIL
t
SSHIL
mA
ms
100
200
300
IMAX INPUT
Sink Current (V
in max
= V
CC
, V
ifb
= V
CC
)
I
OL
133
190
247
mA
POWER GOOD OUTPUT
Threshold For Logic “1” to “0” Transition
Upper Threshold
Lower Threshold
V
th
V
sense
−
0.93
200
50
−
−
1.04
0.96
400
100
10
1.07
−
600
150
−
Response Time
Logic “0” to “1” (V
sense
changes from 0 V to V
O
)
Logic “1” to “0” (V
sense
changes from V
O
to 0 V)
Sink Current (V
OL
= 0.5 V)
t
rPG
ms
I
OLPG
mA
mV
Output Low Voltage (I
OL
= 100
mA)
(Note 7)
V
OLPG
250
500
FAULT OUTPUT
Threshold For Logic “0” to “1” Transition
V
thF
t
rF
1.12
50
−
1.14
100
10
1.2
V
ref
ms
V
sense
Response Time Switches from 2.8 V to V
CC
Sink Current (V
OL
= 0.5 V)
150
−
I
OLF
mA
Maximum package power dissipation limits must be observed.
Low duty cycle pulse techniques are used during test to maintain junction temperature as close to ambient as possible.
VID1, VID3, VID4 = logic 0, and VID0, VID2 = logic 1.
V
sense
is provided from a low impedance voltage source or shorted to the output voltage.
Under a typical soft current limit, the net soft−start discharge current will be 90
mA
(I
SSIL
) − 10
mA
(I
chg
) = 80
mA.
The soft−start sink to source
current ratio is designed to be 9:1.
7. Sense (Pin 6) = 5.0 V, Comp (Pin 10) open, VID4, VID2, VID1, VID0 = 1.0, VID3 = 0.
2.
3.
4.
5.
6.
http://onsemi.com
3
MC33470
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(V
CC
= 5.0 V,PV
P
VCC
, = 12 V for typical values T
A
= Low to High [Notes 8, 9, 10],
CC
for min/max values T
A
is the operating ambient temperature range that applies, unless otherwise noted.)
Characteristic
OVERTEMPERTURE OUTPUT
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
ÁÁÁ Á Á Á
Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á
Á
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Á
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Á
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Á Á Á Á
Á
ÁÁÁ Á Á Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á
Á
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Á Á Á
Á
ÁÁÁ Á Á Á
ÁÁÁ Á Á Á
Á
Á
Á
Á
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Á
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Á Á Á Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á
Á
Threshold For Logic “1” to “0” Transition (OUTEN Voltage Decreasing)
Delay Time
V
thOUTEN
t
DOT
I
OLF
1.85
25
−
2.0
50
10
2.2
V
100
−
ms
Sink Current (V
OL
= 0.5 V)
mA
LOGIC INPUTS (VID0, VID1, VID2, VID3, VID4)
Input Low State
V
IL
−
−
−
0.8
−
−
V
V
Input High State
V
IH
R
in
3.5
−
Input Impedance
10
kW
OUTPUT ENABLE CONTROL (OUTEN)
Over−Temperature Driver Disable and Reset (OUTEN Voltage Decreasing)
(Note 11)
V
OTDD
1.55
1.70
1.85
V
OUTPUT SECTIONS (G1, G2)
Source Resistance (V
sense
= 2.0 V, V
G
= PV
VCC
− 1.0 V)
Sink Resistance (V
sense
= 0 V, V
G
= 1.0 V) CC
Output Voltage with OUTEN Reset (I
sink
= 1.0 mA)
Output Voltage Rise Time (C
L
= 10 nF, T
J
= 25°C)
Output Voltage Fall Time (C
L
= 10 nF, T
J
= 25°C)
R
OH
R
OL
V
OL
t
r
t
f
−
−
−
−
−
0.5
0.5
0.1
70
70
−
−
W
V
ÁÁÁ Á Á Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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Á
ÁÁÁ Á Á Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á
Á Á Á
Á
ÁÁÁ Á Á Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á
Á
ÁÁÁÁÁ Á Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á Á Á
Á Á Á Á
Á
Á
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Á Á
Á
0.5
140
140
210
ns
ns
ns
G1, G2 Non−Overlap Time (C
L
= 10 nF, T
J
= 25°C)
t
NOL
30
150
TOTAL DEVICE
Minimum Operating Voltage After Turn−On (P
VCC
Decreasing)
PV
CC
Minimum Operating Voltage After Turn−On (V
CC
Decreasing)
PV
CC min
V
CC min
I
CC
10.8
3.0
−
−
−
−
−
V
V
4.25
8.0
−
V
CC
Current (Note 12) (OUTEN and
P
VCC
open, VID0, 1, 2, 3, 4 Floating)
VCC
3.7
15
mA
mA
PV
P
VCC
Current (OUTEN = 5.0 V, VID0, 1, 2, 3, 4 Open,PV
P
VCC
= 12 V)
CC
CC
PI
CC
8. Maximum package power dissipation limits must be observed.
9. Low duty cycle pulse techniques are used during test to maintain junction temperature as close to ambient as possible.
10. VID1, VID3, VID4 = logic 0, and VID0, VID2 = logic 1.
11. OUTEN is internally pulled low if VID0, 1, 2, 3, and 4 are floating.
12. Due to internal pullup resistors, there will be an additional 0.5 mA per pin if any of the VID0, 1, 2, 3, or 4 pins are pulled low.
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MC33470
8.0
I CC, SUPPLY CURRENT (mA)
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0
0
200 nS/DIV
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
INPUT VOLTAGE (V)
PV
+
12 V
CC
PV
+
Open
CC
T
A
= 25°C
2.0 V/DIV
V
O
= 2.8 V
I
O
= 3.3 A
Figure 14 Circuit
Figure 2. Output Drive Waveform
Figure 3. 5.0 V Supply Current
0
PV
CC
−0.5
−1.0
500 mV/DIV
Source Saturation
(Load to Ground)
0
V
O
= 2.8 V
I
O
transient = 0.3 to 16 A
Figure 14 Circuit
1.0
0.5
Sink Saturation
(Load to PV )
CC
Ground
0
2.5 mS/DIV
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Figure 4. Error Amplifier Transient Response
Figure 5. Drive Output Source/Sink Saturation
Voltage versus Load Current
20
V
O
= 2.8 V
I
O
transient = 0.3 to 16 A
Figure 14 Circuit
LOOP GAIN (dB)
50 mV/DIV
15
10
5.0
0
−5.0
−10
300
V
CCP
= 12 V
V
CC
= 5.0 V
V
O
= 2.8 V
I
O
= 3.3 A
T
A
= 25°C
Gain
Phase
0
30
60
90
120
150
180
300 k
2.5 mS/DIV
1.0 k
3.0 k
10 k
30 k
f, FREQUENCY (Hz)
100 k
Figure 6. Feedback Circuit Load
Transient Response
Figure 7. Feedback Loop Gain and Phase
versus Frequency
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