Die Leistungshalbleitern sollen das bekannte Dilemma bei der Entwicklung von DC/DC-Wandlern für PCs, Telekommunikationsgeräte, Server und Spannungsregler-Module (VRM) lösen - nämlich die Bereitstellung von immer höheren Leistungen bei gleichzeitiger Reduzierung der Versorgungsspannung.

Die Weiterentwicklung von Mikroprozessoren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturbreiten der einzelnen Transistoren immer kleiner werden und damit die erforderliche Versorgungsspannung je Transistor sinkt. Nachdem jede neue Prozessor-Generation mehr Transistoren auf einem Chip integriert, nimmt die gesamte Leistungsaufnahme zu. Das erfordert leistungsfähige DC/DC-Wandler, die hohe Lastströme für den Prozessor bereitstellen können.

Die Verlustleistung der DC/DC-Wandler führt zu einer Erwärmung der passiven sowie aktiven Komponenten, die wiederum das elektrische Verhalten beeinflusst und eine Verbesserung des Wirkungsgrades erfordert. Der Reduzierung der Verluste in DC/DC-Wandlern kommt daher eine Schlüsselstellung für die Gewährleistung der Systemzuverlässigkeit zu.

Die neuen 25-V-N-Kanal-MOSFETs (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors) OptiMOS 2 von Infineon ermöglichen die Umsetzung einer 12-Volt-Eingangsspannung auf 1,2 V bis 2 V, wie sie für moderne Mikroprozessoren erforderlich sind. Die OptiMOS 2-Bausteine gehören zu Infineons neuester MOSFET-Generation. Sie wurden speziell für den Einsatz in Anwendungen entwickelt, die zuverlässige und effiziente Stromversorgungen fordern. Sie bieten geringe Gate-Ladung, schnelle Schaltzeiten, geringen thermischen Widerstand und hohen Wirkungsgrad. I

Fachsimpelei zum OptiMOS 2

Die N-Kanal-OptiMOS 2-Prozesstechnologie von Infineon bietet den industrieweit geringsten Durchlasswiderstand/Siliziumfläche, eine geringe Gate-Ladung, eine kaum messbare Speicherladung und einen geringen internen Gate-Widerstand. Der OptiMOS 2-Leistungstransistor IPD05N03LA ist für Low-Side-Schalter in Buck-Converter-Applikationen ausgelegt. Er bietet eine Stromtragfähigkeit von 50 A und einen maximalen Durchlasswiderstand RDS(on) von nur 5,1 milliOhm, was die statischen Leitungsverluste verringert. Die Gate-Ladung Qg ist mit 20,1 nC spezifiziert. Der OptiMOS 2 IPD13N03LA kommt als High-Side-Schalter zur Anwendung und bietet eine Stromtragfähigkeit von 30 A. Er hat einen RDS(on) von nur 13 milliOhm und eine typische Qg von nur 8,2 nC. Damit werden hohe Schaltfrequenzen mit minimalen Verlusten ermöglicht. Die maximale Speicherladung (Qrr) beträgt weniger als 10 nC, was zu den geringen Schaltverlusten für den High-Side-FET beiträgt.

Kompatibler Gate-Treiber

Als Treiber für den OptiMOS 2 (High- und Low-Side) sowie andere Niederspannungs-Transistoren in synchronen Buck-Convertern, wie beispielsweise in CPU-Spannungsversorgungen, ist der externe Gate-Treiber-Chip TDA21101 verfügbar. Der neue Treiber-IC hat eine Pinout- und Control-Konfiguration gemäß Industriestandard und bietet eine verbesserte Treiberleistung für den Ausgangsstrom. Damit ist er für höhere Schaltfrequenzen geeignet, wie sie in neuen CPU-Stromversorgungen erforderlich sind.

Preise, Gehäuse und Verfügbarkeit

Die 25-V-N-Kanal-OptiMOS 2-Bausteine sind ab sofort verfügbar. Bei Stückzahlen von zehn Tausend liegen die Einzelpreise bei 0,52 US-Dollar für den IPD05N03LA und bei 0,26 US-Dollar für den IPD13N03LA. Die neuen Leistungshalbleiter sind in verschiedenen Gehäusevarianten erhältlich: D-Pak (TO252), D2-PAK (TO263), I-Pak (TO251), I2-PAK (TO262) und TO220. Der externe Gate-Treiber TDA21101 ist im Standard-PDSO-8-Gehäuse bei Stückzahlen von zehn Tausend zum Preis von 0,60 US-Dollar erhältlich.

Weitere Informationen zur OptiMOS 2-Familie unter www.infineon.com/dc2dc

Pit