Das seriengefertigte OptiMOS-7-40-V-Angebot von Infineon erweitert die Auswahl an Leistungstransistoren für energieintensive digitale Infrastruktur. Die MOSFETs sind für Wandlerstufen vorgesehen, die Gleichspannung mit hoher Frequenz umsetzen und dabei geringe Verluste erreichen müssen. Insbesondere KI-Server, Rechenzentren und Telekommunikationstechnik profitieren von der Ausrichtung auf begrenzte Leiterplattenfläche und anspruchsvolle Kühlung. Das Portfolio verbindet die Nutzung in 48-Volt-Versorgungen mit Perspektiven für 800-Volt-DC-Systeme. Bei geeigneter Auslegung unterstützen die Komponenten mehr als 1 MHz Schaltfrequenz für Versorgungslösungen.
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MOSFET-Portfolio adressiert gezielt Niederspannungsseite moderner Hochvolt-Zwischenkreiswandler für Server
Die Produktfamilie adressiert DC-DC-Stufen mit hohen Schaltfrequenzen, wie sie in modernen Stromversorgungen für Rechenzentren erforderlich sind. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Niederspannungsseite von Intermediate Bus Convertern, welche die Energie aus einem Hochvolt-Zwischenkreis auf nutzbare Versorgungsebenen übertragen. Für 800-V-DC-Architekturen ist sie ebenso vorgesehen wie für 48-V-IBCs. Somit erlaubt das Portfolio dem Entwickler, Systeme schrittweise weiterzuentwickeln, Bauteilplattformen zu vereinheitlichen und neue Serverkonzepte mit bewährten Versorgungstopologien kompatibel zu halten über längere Zeiträume hinweg.
RDS(on), Qoss und Qg optimieren MOSFET-Verluste gemeinsam gezielt
Infineon kombiniert beim OptiMOS 7 40 V drei wesentliche MOSFET-Kenngrößen zu einem schaltorientierten Gesamtkonzept. Ein niedriger Durchlasswiderstand verringert die Verluste im Strompfad, während reduzierte Qoss- und Qg-Werte den Energiebedarf beim Umladen der Kapazitäten und beim Ansteuern begrenzen. Diese Abstimmung unterstützt kompakte DC-DC-Wandler für Serveranwendungen. Richard Kuncic zufolge schafft sie zusätzlichen Spielraum für Leistungsdichte, da weniger elektrische Verlustleistung in Wärme umgesetzt wird und damit die thermische Auslegung auf engem Raum vereinfacht werden kann.
Infineon verbessert RDS(on) und Ladungswerte bei 4,5 Volt deutlich
Mit dem IQE010N04LM7CGSC stellt Infineon einen Vergleich zwischen der OptiMOS-7-Generation und dem Vorgänger IQE013N04LM6CGSC aus der OptiMOS-6-Familie vor. Der Source-Down-MOSFET erreicht bei einer Gate-Source-Spannung von 4,5 V einen bis zu 33 Prozent kleineren maximalen RDS(on). Seine Gütezahlen für Qoss und Qg liegen jeweils bis zu 35 Prozent niedriger. Diese Kombination vermindert Leitungs- und Schaltverluste. Entwickler können damit hochfrequente Wandler effizient und platzsparend im Serverbetrieb auslegen.
Fünf-Volt-Gates ermöglichen GaN-kompatible Treiber in hochfrequenten leistungsdichten MOSFET-Anwendungen
Das Portfolio verwendet eine auf 5 V abgestimmte Gate-Ansteuerung und passt damit zu Treiberlösungen, die sowohl Silizium-MOSFETs als auch GaN-Leistungsschalter ansteuern können. Entwickler erhalten dadurch mehr Freiheit bei der Wahl des Treiberkonzepts für leistungsdichte Wandler. Die zulässige Sperrschichttemperatur beträgt 175 °C und unterstützt den Einsatz unter hoher thermischer Belastung. In entsprechend ausgelegten Konvertern sind Schaltvorgänge mit mehr als 1 MHz realisierbar, sofern Topologie, parasitäre Induktivitäten, Kühlung und Ansteuerung abgestimmt werden.
3,3-Millimeter-PQFN-Gehäuse verbinden zentralen Gate-Anschluss mit Source-Down-Aufbau für kompakte Leistungswandler
Mit den Typen IQE010N04LM7CG und IQE010N04LM7CGSC erweitert Infineon das Angebot für platzsparende Leistungswandler. Beide MOSFETs verwenden ein PQFN-Gehäuse mit einer Grundfläche von 3,3 mm mal 3,3 mm. Das zentral positionierte Gate unterstützt eine layoutgerechte Anbindung der Treiberschaltung, während die Source-Down-Anordnung kompakte Stromschleifen begünstigt. Neben einer Overmold-Version steht jeweils eine doppelseitig kühlbare Ausführung bereit. Unter 10 V Gate-Source-Spannung beträgt der spezifizierte maximale RDS(on) beider Bauelemente 1,0 m?. Dies unterstützt effiziente Wärmeabführung zusätzlich.
Drain-Down-Gehäuse ermöglichen verlustarme Stromversorgung auf kompaktem Raum
Die drei ergänzenden MOSFETs ISCH65N04LM7SC, ISCH69N04LM7SC und ISC011N04LM7SC richten sich an Anwendungen, die eine effiziente Wärmeführung und sehr geringe Widerstände erfordern. Ihr 5 mm × 6 mm großes PQFN-Gehäuse verwendet die Drain-Down-Anordnung und ermöglicht doppelseitige Kühlung. Unter einer Gate-Source-Spannung von 10 V spezifiziert Infineon maximale RDS(on)-Werte von 0,65 m?, 0,69 m? sowie 1,1 m?. Die Staffelung erlaubt dem Entwickler, Bauteilwiderstand, thermischen Pfad, Platzbedarf und Schaltungsaufbau passend zu priorisieren und aufeinander abzustimmen im Design.
Application Note bewertet OptiMOS-7-40-V-Bauelemente für IBCs, Kühlung und Schaltfrequenzen
Infineon hat die schaltoptimierten 40-V-MOSFETs der Generation OptiMOS 7 für die Serienproduktion freigegeben und verfügbar gemacht. Eine zugehörige Application Note ergänzt das Produktangebot durch konkrete Anwendungsbeispiele und Messdaten aus Leistungsvergleichen. Sie erleichtert es Entwicklern, elektrische und thermische Eigenschaften in vorgesehenen IBC-Schaltungen einzuordnen. Untersucht werden können insbesondere die Auswirkungen von Topologie, Kühlkonzept und Betriebsfrequenz auf Verluste, Bauraumbedarf und Bauteiltemperatur. So lässt sich die Auslegung einer Stromversorgungsstufe frühzeitig und gezielt technisch absichern.
Mit OptiMOS 7 40 V stellt Infineon Leistungs-MOSFETs bereit, die auf die Anforderungen dichter Stromversorgungen zugeschnitten sind. Die abgestimmten Kennwerte von Durchlasswiderstand, Ausgangsladung und Gate-Ladung verringern Verluste und begünstigen schnelle Schaltvorgänge. Neben der elektrischen Effizienz bieten die verfügbaren Gehäuse Spielraum für platzsparende Leiterplattenlayouts und verschiedene thermische Konzepte. Das Portfolio kann in bestehenden 48-Volt-Systemen eingesetzt werden und unterstützt zugleich sekundärseitige Wandlerstufen zukünftiger 800-Volt-Gleichstromversorgungen. Dadurch steigen Leistungsdichte, Wirkungsgrad und Schaltfrequenz spürbar an.
