Renesas Electronics präsentiert drei neue Power MOSFETs zum Aufbau von hocheffizienten Gleichstromwandlern

Die Bausteine optimieren den Gütefaktor um circa 40 Prozent gegenüber bestehenden Produkten des Unternehmens

(PresseBox) (Düsseldorf, ) Renesas Electronics, führender Anbieter hochmoderner Halbleiterlösungen, stellt seine neuen Power MOSFETs der 12. Generation vor. Die neuen Leistungshalbleiter RJK0210DPA, RJK0211DPA und RJK0212DPA eignen sich für den Einsatz in Gleichstromwandlern für allgemeine Pointof-Load Stromversorgungen, Basisstationen, Computer-Servern und Notebook-PCs.

Die neuen Produkte dienen zur Steuerung von Spannungswandler-Schaltungen unter anderem für CPU und Arbeitsspeicher. Die neuen Power MOSFETs können beispielsweise als Stepdown-Schaltung dazu genutzt werden, um die 12 V Versorgungsspannung einer Batterie in 1,05 V umzuwandeln, die eine CPU benötigt. Dank weiterer Optimierungen des Fertigungsprozesses erreichen die neuen MOSFETs von Renesas Electronics gegenüber bestehenden Produkten des Herstellers einen um 40 Prozent niedrigeren FOM-Wert (Figure of Merit - Gütefaktor; Produkt aus On-State Widerstand und Gate-Ladung, siehe Anmerkung 1). Dies verringert die Verlustleistung bei der Spannungswandlung und ermöglicht hocheffiziente Gleichstromwandler.

In gleichem Maße, wie die Leistung von Anwendungen wie etwa Servern, Notebook-PCs und Grafikkarten zunimmt, steigt auch ihr Energieverbrauch. Gleichzeitig führt der Trend zu geringeren Betriebsspannungen bei Komponenten wie CPUs, GPUs (Graphics Processing Units - Grafik-Prozessoren), Speicherbausteinen und ASICs zu höheren Betriebsströmen. Dadurch steigt der Bedarf nach Gleichstromwandlern, die für niedrige Spannungen und große Ströme ausgelegt sind. Zusätzlich besteht hohe Nachfrage nach niedrigeren Energieverlusten bei der Spannungswandlung und höherer Effizienz, um den Energieverbrauch zu senken und die Umweltfreundlichkeit zu erhöhen. Renesas Electronics stellt sich diesen Anforderungen und erweitert die Palette seiner low-FOM Power MOSFETs um neue Bausteine, deren Leistung Maßstäbe in der Branche setzt.

Mit einer Spannungstoleranz (VDSS) von 25 V erreichen die neuen Produkte Maximalströme (ID) von 40 A beim RJK0210DPA, 30 A beim RJK0211DPA sowie 25 A beim RJK0212DPA. Der typische FOM-Wert für die Bausteine beträgt (bei VGS = 4,5 V) jeweils 6,84 m?nC, 7,83 m?nC und 7,2 m?nC. Im Vergleich zu den bisherigen MOSFETs von Renesas Electronics entspricht dies einer Verbesserung von ungefähr 40 Prozent.

Darüber hinaus beträgt die Gate-Drain-Ladungskapazität (Qgd) - ein entscheidendes Merkmal von Leistungs-MOSFETs - bei den neuen Produkten 1,2 nC, 0,9 nC beziehungsweise 0,6 nC, und auch dies ist etwa 40 Prozent weniger als bei den Renesas Electronics Power MOSFETs früherer Generationen (jeweils gemessen bei gleichem On-Widerstand). Geringere Werte bedeuten weniger Schaltverluste, was einen wesentlichen Beitrag für einen effizienteren Gleichstromwandler-Betrieb und verbesserte Energieeffizienz liefert.

Ein Gleichstromwandler enthält zwei Power MOSFETs, einen zur Steuerung und einen für die Synchrongleichrichtung, die für die Spannungswandlung abwechselnd ein- und ausschalten. Kommen der neue RJK0210DPA MOSFET zur Steuerung und der Renesas Electronics RJK0208DPA Baustein der elften Generation für die Synchrongleichrichtung bei einer Spannungswandlung von 12 V auf 1,05 V zum Einsatz, beträgt der maximale Leistungswandler-Wirkungsgrad 90,6 Prozent bei einem Ausgangsstrom von 18 A beziehungsweise 86,6 Prozent bei 40 A Ausgangsstrom (beide Werte beruhen auf einer Schaltfrequenz von 300 kHz und einer Zweiphasen-Konfiguration).

Die neuen MOSFETs kommen im Renesas Electronics WPAK-Gehäuse, das 5,1 x 6,1 mm groß und maximal 0,8 mm hoch ist. Die Unterseite des Bausteins besitzt ein Die-Pad zur Übertragung der Verlustwärme an die Leiterplatte, so dass der Power MOSFET große Ströme verarbeiten kann.

Renesas Electronics wird auch weiterhin Halbleiterprodukte für die unterschiedlichsten Gleichstromwandler entwickeln und dabei auf geringe Verluste und hohen Wirkungsgrad achten, um die Entwicklung noch kompakterer Systeme mit geringerem Energieverbrauch zu ermöglichen.

Verfügbarkeit

Muster der neuen Power MOSFETs RJK0210DPA, RJK0211DPA, und RJK0212DPA von Renesas Electronics sind jetzt verfügbar. Der Anlauf der Massenproduktion beginnt im Dezember 2010. (Änderungen bezüglich Verfügbarkeit ohne Vorankündigung vorbehalten.)

Anmerkung 1: FOM (Figure of Merit - Gütefaktor)

FOM ist ein allgemein akzeptierter Leistungs- und Effizienz-Indikator für Power MOSFETs. Der On-Widerstand (Ron) entspricht dem Widerstand des Power MOSFETs im aktiven Betrieb. Je niedriger dieser Wert ist, umso geringer sind die Durchgangsverluste. Die Gate-Drain Ladungskapazität entspricht der elektrischen Ladung, die zur Aktivierung des Power MOSFETs erforderlich ist. Je geringer dieser Wert ist, umso schneller kann der Baustein schalten.

Die wichtigsten Spezifikationen der neuen Power MOSFETs von Renesas Electronics sind online auf dem entsprechenden Datenblatt abrufbar.

Hinweis

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