Dr. Bernhard Rauscher: "Bei MDmesh-V ist es uns definitiv gelungen, an die Spitze zu gelangen, denn diese MOSFETs sind in den Kerndaten mindestens 20% besser als der beste Wettbewerber am Markt."

Dr. Bernhard Rauscher: „Bei MDmesh-V ist es uns definitiv gelungen, an die Spitze zu gelangen, denn diese MOSFETs sind in den Kerndaten mindestens 20% besser als der beste Wettbewerber am Markt.“

STMicroelectronics hat bezüglich der Leistungsfähigkeit von Silizium-Power-MOSFETs „einen echten Durchbruch“ geschafft, betont Dr. Bernhard Rauscher, der als „Director Marketing and Applications Multi System Market Competence Center-Europe“ bei ST arbeitet. „Mit der neuen MDmesh-V-Technologie erzielt ST umgerechnet auf die Chipfläche den niedrigsten On-Widerstand. Bei MDmesh-V ist es uns definitiv gelungen, an die Spitze zu gelangen, denn diese MOSFETs sind in den Kerndaten mindestens 20% besser als der beste Wettbewerber am Markt.“

MDmesh V ermöglicht eine neue Generation von 650-V-MOSFETs in kompakten Leistungs-Gehäusen und mit RDS(on)-Werten unter 0,079 Ohm, wodurch sich Vorteile in punkto Wirkungsgrad und Leistungsdichte ergeben. Dementsprechend sind diese Bausteine für Leistungswandler-Systeme konzipiert, in denen kleine Abmessungen und niedriger Energieverbrauch auf der Prioritätenliste der Entwickler ganz oben stehen.

Bei der Vorstellung der ersten auf dem Markt verfügbaren MDmesh V Bausteine nannte STMicroelectronics für den 33-A-Baustein STP42N65M5 im TO-220-Gehäuse einen RDS(on) von 0,079 Ohm. Die komplette STx42N65M5-Familie wartet mit weiteren Gehäuseoptionen auf wie etwa dem oberflächenmontierbaren D2PAK, dem TO-220FP, dem I2PAK und dem TO-247.

Die ebenfalls für 650 V spezifizierte STx16N65M5-Familie, die bereits in Serie produziert wird, bietet einen RDS(on) von 0,299 Ohm und ist für 12 A ausgelegt. Die Roadmap von ST im Bereich der MDmesh V MOSFETs für 650 V sieht Versionen für höhere Ströme mit RDS(on)-Werten von nur 0,022 Ohm im Max247-Gehäuse beziehungsweise 0,038 Ohm im TO-247-Gehäuse vor. Diese Produkte werden ab März 2009 lieferbar sein.

MDmesh V und 2011auch MDmesh VI

MDmesh V erzielt seinen herausragenden RDS(on) pro Flächeneinheit mit einer verbesserten Drain-Struktur, die den Spannungsabfall entlang der Drain-Source-Strecke senkt. Dies senkt nicht nur die Verluste der Bausteine im eingeschalteten Zustand, sondern trägt auch zu einer geringen Gateladung Qg bei. Damit ist nicht nur energieeffizientes Schalten mit hohen Frequenzen möglich, sondern es ergibt sich auch ein kleineres Produkt aus RDS(on) und Qg, das ein wichtiges Beurteilungskriterium darstellt.

Die Durchbruchspannung ist mit 650 V höher als bei konkurrierenden 600-V-Bausteinen, was den den Spielraum beim Design erhöht. „Ein weiterer Vorteil der MDmesh-V-MOSFETs von ST ist das sauberere Abschaltverhalten, welches die Gate-Ansteuerung und – wegen des reduzierten EMI-Aufkommens – auch die Filterung vereinfacht“, betont Dr. Rauscher. „Wir erwarten, in etwa zwei Jahren MDmesh-VI bringen zu können. Für 2011 planen wir Siliziumkarbid-MOSFETs, die bei 1200 V einen RDS(on) von lediglich 60 Milliohm aufweisen.“

Entwicklerpraxis

„Die Energieersparnis und höhere Leistungsdichte der MDmesh-V-MOSFETs resultiert in spürbaren Verbesserungen für Endanwender-Produkte wie etwa Laptop-Netzteile, LCD-Monitore und Fernsehgeräte, Lampen-Vorschaltgeräte, Telekommunikations-Equipment, Solar-Umrichter und weitere Anwendungen, die eine Leistungsfaktor-Korrektur bei hohen Spannungen benötigen oder ein Schaltnetzteil enthalten“, so Dr. Rauscher weiter.

„Die mit der MDmesh V Technologie erzielte Verbesserung des RDS(on) wird die Verluste in Leistungsfaktor-Korrekturschaltungen und Netzteilen deutlich senken, was neue Generationen elektronischer Geräte mit weniger Energieverbrauch und kleineren Abmessungen möglich macht“, erklärte Sven Reinhardt, der als Manager Product Marketing Europe & EMEA Analog-Power & MEMS Products APM Group /IMS Sector“ bei STMicroelectronics tätig ist. „Insofern hilft diese neue Technologie den Produktdesignern, künftige Herausforderungen wie etwa die hohen Wirkungsgrad-Vorgaben neuer Öko-Design-Direktiven zu bewältigen. Nutznießer ist aber auch der Bereich der erneuerbaren Energien, werden hier doch wichtige Watt gespart, die sonst in den Umrichter-Modulen verloren gingen.“ (av)