Das neue 40-Volt-Portfolio OptiMOS 7 von Infineon ist für Anwendungen konzipiert, in denen hohe elektrische Leistung auf kleinem Raum umgesetzt wird. Es adressiert insbesondere schnell schaltende DC-DC-Wandler in KI-Servern, Rechenzentren sowie Telekommunikationsinfrastruktur. Die Leistungs-MOSFETs sollen eine verlustärmere und thermisch besser kontrollierbare Energieversorgung ermöglichen. Dabei decken sie sowohl die Anforderungen heutiger 48-Volt-Systeme als auch die Niederspannungsseite zukünftiger 800-Volt-DC-Konzepte ab. In Schaltungen erlauben Bauteile Schaltfrequenzen oberhalb von 1 MHz, wodurch sich die Leistungsdichte steigern lässt.
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OptiMOS 7 ermöglicht effiziente DC-DC-Wandlung auf sekundärseitigen künftigen IBC-Stufen
Das 40-V-Portfolio wurde für den Einsatz in kompakten, leistungsstarken DC-DC-Wandlern ausgelegt. Es übernimmt insbesondere Funktionen auf der Niederspannungsseite von Intermediate Bus Convertern, wo hohe Ströme und schnelle Schaltvorgänge zusammentreffen. Seine Spezifikation passt zu den Sekundärstufen kommender 800-V-DC-Verteilnetze und zu IBCs in verbreiteten 48-V-Serverarchitekturen. Dadurch lässt sich eine Halbleiterauswahl für unterschiedliche Versorgungsgenerationen harmonisieren. Entwickler können Designs flexibel skalieren und die Umstellung auf neue Spannungsverteilungen vorausschauend vorbereiten mit geringerem Entwicklungsaufwand und Risiko.
OptiMOS 7 kombiniert optimierte Ladungen mit geringeren Leitungsverlusten effizient
Die OptiMOS-7-40-V-Bauelemente sind so ausgelegt, dass statische und dynamische Verluste gleichzeitig berücksichtigt werden. Infineon bringt den Durchlasswiderstand RDS(on), die Ausgangsladung Qoss sowie die Gate-Ladung Qg in ein abgestimmtes Verhältnis. Niedrige Widerstandswerte begrenzen die Erwärmung im eingeschalteten Zustand, während optimierte Ladungswerte die Schaltenergie reduzieren. Daraus ergeben sich effizientere Wandler auf kleiner Fläche. Laut Richard Kuncic kann diese Abstimmung die Leistungsdichte von Stromversorgungen in KI-Servern erhöhen, weil verfügbare Kühlfläche besser genutzt wird.
Ausgangs- und Gate-Ladung sinken beim OptiMOS 7 jeweils deutlich
Beim IQE010N04LM7CGSC kombiniert Infineon einen Source-Down-Aufbau mit verbesserten Kennwerten gegenüber dem IQE013N04LM6CGSC der OptiMOS-6-Serie. Die Messangaben beziehen sich auf 4,5 V zwischen Gate und Source: Unter diesen Bedingungen liegt der maximale RDS(on) des neuen Typs um bis zu 33 Prozent niedriger. Auch die Gütezahlen, welche Ausgangsladung Qoss und Gate-Ladung Qg ins Verhältnis setzen, sinken jeweils um bis zu 35 Prozent. Das begünstigt effiziente Wandler bei hohen Frequenzen und begrenztem Bauraum.
Bis 175 Grad spezifizierte MOSFETs schalten über 1 MHz
Infineon legt die MOSFETs auf einen Gate-Betrieb mit 5 V aus. Dadurch sind sie mit Ansteuerlösungen kombinierbar, die in Plattformen für GaN und Silizium verwendet werden. Die Treiberkompatibilität kann Stromversorgungsentwicklung vereinfachen, weil keine abweichende Gate-Spannung erforderlich ist. Gleichzeitig decken die Komponenten thermische Anforderungen ab: Ihre Spezifikation reicht bis 175 °C Sperrschichttemperatur. In passenden DC-DC-Topologien lassen sich mehr als 1 MHz Schaltfrequenz nutzen, wenn Layout, Treiberleistung und Wärmeabfuhr aufeinander abgestimmt sind.
Source-Down-Gehäuse verbessern Infineons kompakte Layoutoptionen in leistungsdichten DC-DC-Wandlern
Infineon kombiniert bei den Bauteilen IQE010N04LM7CG und IQE010N04LM7CGSC eine kleine Gehäusefläche mit mehreren Kühloptionen. Als Basis dient ein PQFN-Gehäuse der Abmessung 3,3 mm mal 3,3 mm. Der zentrale Gate-Pin ermöglicht eine zweckmäßige Treiberanbindung, während die Source-Down-Bauweise für optimierte elektrische und thermische Pfade vorgesehen ist. Die MOSFETs sind entweder in Overmold-Technik oder als doppelseitig kühlbare Ausführung lieferbar. Beide Varianten weisen bei 10 V Gate-Source-Spannung einen maximalen RDS(on) von 1,0 m? auf.
Portfolio ergänzt kompakte Bauelemente für optimierte Wärmeabfuhr und Layouts
Die Baureihe erhält mit ISCH65N04LM7SC, ISCH69N04LM7SC und ISC011N04LM7SC zusätzliche Gehäuseoptionen für thermisch anspruchsvolle Anwendungen. Jeder Typ verwendet ein 5 mm × 6 mm großes PQFN-Gehäuse in Drain-Down-Bauweise und ist für doppelseitige Kühlung ausgelegt. Die maximalen Durchlasswiderstände bei 10 V Gate-Source-Spannung liegen bei 0,65 m?, 0,69 m? und 1,1 m?. So kann der Entwickler den MOSFET nach erforderlicher Stromtragfähigkeit, Wärmeabgabe, Leiterplattenanbindung und zulässigem Leistungsverlust auswählen und die Stromversorgung auf hohe Leistungsdichte optimal im System auszulegen.
OptiMOS-7-40-V-Portfolio ermöglicht fundierte Auswahl für thermische und hochfrequente IBC-Konzepte
Für die OptiMOS-7-MOSFETs mit 40 V Nennspannung meldet Infineon die Verfügbarkeit aus laufender Serienproduktion. Eine veröffentlichte Application Note vermittelt ergänzende technische Orientierung. Sie verbindet Anwendungsbeispiele mit ausführlichen Leistungsvergleichen und beschreibt relevante Bewertungskriterien. Entwickler können die Informationen nutzen, um das Verhalten der Transistoren in konkreten Intermediate-Bus-Convertern zu analysieren. Berücksichtigt werden dabei die gewählte Topologie, die thermische Gestaltung und die gewünschte Taktfrequenz. Dies unterstützt eine nachvollziehbare Bauteilauswahl für effiziente und kompakte DC-DC-Wandler-Stufen.
Für die Versorgung von KI-Servern und Rechenzentren kombiniert Infineon beim OptiMOS 7 40 V geringe elektrische Verluste mit anpassbaren Gehäusekonzepten. Die Bauteile ermöglichen eine hohe Leistungsdichte, weil sie den Energieverlust im leitenden Zustand und während des Schaltens begrenzen. Source-Down- und Drain-Down-Varianten schaffen dabei Auswahlmöglichkeiten für Leiterplattenentwurf und Wärmeabführung. Vorteilhaft ist die Verwendbarkeit auf der Niederspannungsseite von 800-Volt-DC-Systemen sowie in Intermediate-Bus-Convertern mit 48-Volt-Eingang. Entwickler können Versorgungsstufen zukunftssicher und effizient auslegen.
