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OptiMOS™ 6 功率 MOSFET 100 V 技术

为高开关频率应用树立全新行业标杆

效率提升新境界

相较于成熟的 OptiMOS™ 5 技术，英飞凌的领先薄晶圆技术可带来显著性能优势：

RDS(on) 降低 18%
FOM Qg x RDS(on) 改善近 29%，FOM Qgd x RDS(on) 改善近 42%
更宽的安全工作区 (SOA)

英飞凌 OptiMOS™ 6 功率 MOSFET 100 V 系列主要面向开关电源 (SMPS) 、太阳能、电动工具和电池管理系统等应用。其性能的增强不仅可提升效率，还能简化热设计，减少并联，从而降低系统成本。

如何选用合适的 MOSFET

OptiMOS™ 6 100 V 是新一代功率 MOSFET 技术，与 OptiMOS™ 5 和 OptiMOS™ 3 一同丰富了英飞凌工业产品系列。若需高性能应用、业内领先的品质因数、高效率和功率密度，此类技术正是理想选择。

如何在不同的 OptiMOS™ 技术间进行选择？

该产品适于需在 RDS(on) 和开关性能间做出较大取舍的设计。而 OptiMOS™ 5 则是高性价比解决方案，支持用于实现高功率密度（源极底置 PQFN 3.3x3.3）或大电流能力（TOLx 系列）的多种创新封装。最后，OptiMOS™ 6 为产品组合提供了更为丰富的 RDS(on) 范围选择，其出色的品质因数可降低开关损耗，提升功率密度。OptiMOS™ 6 产品种类齐全，客户可自由选择高质量器件和高性价比解决方案。

如何在 OptiMOS™ 和 StrongIRFET™ 之间进行选择？

StrongIRFET™ 旨在用于各种应用场合。该系列产品经优化具备卓越性价比，易于使用，分销商可获得充足供货。OptiMOS™ 和 StrongIRFET™ 的主要区别在于技术性能和可靠性。

StrongIRFET ™ 获 JEDEC 认证，适于标准应用。而 OptiMOS™ 系列则完全符合 JEDEC 工业应用标准，享有特殊客户支持，如额外的应力后电气测试、更长的产品变更通知时间窗口和客户特定需求。

品质因数：栅极电荷 (Qg) 和 RDS(on)

漏源导通电阻 RDS(on)

graph performance overview optimos 5 and 6 v01 00

RDS(on) 是一项重要的 MOSFET 参数，表示漏极和源极之间测得的导通电阻。

更低的 RDS(on) 值可：

降低导通损耗
减少或避免器件并联，节省成本和 PCB 空间实现更高功率密度！

与采用 SuperSO8 封装的一流产品 ISC022N10NM6 和 OptiMOS™ 5 (BSC027N10NS5) 相比，OptiMOS™ 6 100 V 器件的 RDS(on) 降低了约 20%。

OptiMOS™ 6 实现了特定导通电阻改善，因此可在相同 RDS(on) 下采用更小封装，进而提高功率密度。

栅极电荷 (Qg)

总栅极电荷 (Qg) 是指在特定条件下，为导通（驱动）MOSFET 而注入到栅极的电荷量。高开关频率应用尤为需要较低的 Qg 值，因其将直接影响驱动损耗。

栅漏电荷 Qgd 代表与米勒平台延长相关的栅极电荷部分，用于实现漏极电压转换。针对同一驱动电路，较低的 Qgd 意味着电压瞬变更快速，因此可降低开关损耗。这对高开关频率的硬开关式 SMPS 而言至关重要，其中开关损耗影响颇大。

graph gate charge characteristics comparison optimos 5 and 6 v01 00

品质因数 (FOM)

MOSFET“品质因数”(FOM) 是兼顾导通和开关损耗的技术性能指标。其计算公式为导通电阻 (RDS(on)) 乘以总栅极电荷 (Qg)，通常用 mΩ x nC 表示。

为何品质因数是一项重要的技术评估参数？

RDS(on) 是衡量导通损耗的指标，另一方面，总栅极电荷 Qg 则同时影响着驱动损耗和部分开关损耗。为尽可能减少总损耗，需一并降低 RDS(on) 和 Qg。

针对每种技术，FOM = RDS(on) x Qg 均为给定数值：除非同时改善 FOM，否则无法在不影响电荷量的情况下改善 RDS(on)。

相较于 OptiMOS™ 5 100 V，OptiMOS™ 6 100 V 的 FOM 有明显改善，幅度达 30%。换言之，在 RDS(on) 相同的情况下，OptiMOS™ 6 100 V 的 Qg 将比 OptiMOS™ 5 100 V 低 30%。

与 FOM 类似，栅漏电荷品质因数 FOMgd 也是一项同时考虑导通和开关损耗的技术性能指标。其计算公式为导通电阻 (RDS(on)) 乘以栅漏电荷 (Qgd)，通常用 mΩ x nC 表示。

为何 FOMgd 是一项重要的技术评估参数？

RDS(on) 是衡量导通损耗的标准，而栅漏电荷 Qgd 则会影响开关损耗（尤其是关断期间）。为尽可能减少总损耗，需一并降低 RDS(on) 和 Qgd。

相较于 OptiMOS™ 5 100 V，OptiMOS™ 6 100 V 的 FOMgd 有显著改善，幅度达 42%。换言之，RDS(on) 相同的情况下，OptiMOS™ 6 100 V 的 Qgd 将比 OptiMOS™ 5 100 V 低 42%。

OptiMOS™ 6 100 V 概览

拓扑和应用

infographic overview optimos 6 topologies and applications v01 00

应用结果

OptiMOS™ 6 100 V 旨在用于高开关频率应用，如开关电源（例如电信、服务器、充电器、适配器、电视等）。

敬请继续关注电机控制和太阳能应用的相关信息，了解这项技术所带来的各项优势！

软开关技术

软开关 - 效率和增量损耗比较

graph optimos absolute efficiency delta v01 00

开关导通或关断前电压或电流为零时，即会出现软开关现象。该设计可降低总开关损耗，优势众多。软开关是谐振转换器的一大特性。在某些情况下，即使是硬开关 PWM 拓扑也可实现软开关：一种方法是采用辅助电路，实现控制 MOSFET 的软开关操作，同时回收其他情况下会损失的能量并提高效率。

其中一类可行应用是 ZVS 反相Buck/Boost -(36...60) V 至 12 V DC/DC 转换器。在此拓扑中，有源箝位电路将从 SR 开关向输出端无损恢复 Qrr，同时实现控制开关的零电压开关操作。

在本应用中将比较近期推出的 OptiMOS™ 6 产品 (ISC022N10NM6)和 OptiMOS™ 5 (BSC027N10NS5)，二者均采用 SuperSO8 (PQFN 5x6) 封装。结果十分惊人：与 OptiMOS™ 5 的 2.7 mΩ 产品相比，2.2 mΩ 的 OptiMOS™ 6 在各类线路和负载条件下的效率提高了约 1%。

效率提高可解释为以下因素共同促成的结果

Qg降低近 20%（典型值），因此驱动损耗更低；
由于 Qgd 更低（改善幅度略低于 40%），关断损耗较低；
RDS(on) 降低了 18%，导通损耗更低。

效率的提高使总损耗显著降低了 7 W，不仅减轻热管理难度，还提升了功率密度。ISC022N10NM6具备市面上极低的 RDS(on)，为采用 SuperSO8 (PQFN 5x6) 封装的 100 V 等级产品。

硬开关拓扑：四分之一砖型中间总线转换器

在晶体管导通和关断时电压与电流出现重叠，即会发生硬开关。

V x I 交越损耗是关断期间的主要损耗来源，而 Qoss 相关损耗（因存储在输出电容中的电荷）则是导通瞬态过程中的主要损耗。

在高开关频率 SMPS 中，开关损耗在总损耗中占有相当大的比例。通过降低栅漏电荷 Qgd 即可减少关断损耗，实现更快速的电压转换。低导通损耗则通过低输出电荷 Qoss 值实现。

OptiMOS 6™ (6 mΩ) 和 OptiMOS 5™ (5 mΩ) 在隔离式 DC/DC 初级侧的效率比较

graph optimos 6 delta efficiency comparison v01 00

OptiMOS™ 6 100 V 展现出卓越的 FOMgd 和 FOMoss 品质因数，相较于先前可用技术，效率提升显著。在四分之一砖型 250 kHz，600 W 48Vin/12Vout 全桥/全桥电信产品中，ISC060N10NM6 (6 mΩ) 与 BSC050N10NS5 (5 mΩ) 相比，效率提升了+0.4% 且温度更低。这可提高系统可靠性，降低系统成本。

SuperSO8 OptiMOS™ 6 (2.7 mΩ) 和 OptiMOS™ 5 100V (2.7 mΩ) 在隔离式 DC/DC 次级侧的效率比较

本次对比将采用配有中心抽头整流器的 250 kHz, 600 W 四分之一砖型 48 Vin/12 Vout 全桥电信产品，比较次级侧上 2.7 mΩ 100 V SuperSO8 MOSFET 的表现。

相较于 BSC027N10NS5，ISC027N10NM6 的效率提高了 0.46%，损耗降低了约 3 W。

这将直接显著改善温度状况，满载时温差约为 12°C，进而可简化热设计并让使用寿命延长了 75%*。

* 估算值。可靠性模型已考虑到栅极氧化层击穿和 HTGS 漂移问题

电池供电的BLDC电机驱动

硬开关转换器中的开关损耗在无刷直流电机变频器的总损耗中占了很大份额。由于这个原因，需要在RDS(on) 和门极电荷Qg 、Qgd 之间进行很好的权衡。

OptiMOS™ 5（BSC027N10NS5，RDS（on）=2.7 mΩ）和OptiMOS™ 6（ISC022N10NM6，RDS（on）=2.2 mΩ）之间的效率对比表明，在这种传导损耗起重要作用的应用中，OptiMOS™ 6（ISC022N10NM6）由于开关损耗和RDS（on）较低，能够实现比OptiMOS™ 5（BSC027N10NS5）更好的效率。此外，由于关断损耗较低，与OptiMOS™ 5版本相比，新产品在满负载条件下的壳温降低了10℃。

这些采用SuperSO8封装的OptiMOS™ 6功率MOSFET非常适合需要优化效率的由电池供电的应用，比如电动工具、园艺工具、机器人和无人机。

太阳能系统

硬开关转换器中的开关损耗在太阳能功率优化器的总损耗中占了很大份额。由于这个原因，需要在RDS(on) 和门极电荷之间进行很好的平衡。推荐用于功率优化器（同步降压级）的产品是SuperSO8封装的100 V功率MOSFET，其RDS（on）在5-6 mΩ之间。

OptiMOS™ 5（BSC050N10NS5，RDS（on）=5 mΩ）和OptiMOS™ 6（ISC060N10NM6，RDS（on）=6 mΩ）的效率对比表明，即使RDS（on）高出18%，OptiMOS™ 6（ISC060N10NM6）的效率也比OptiMOS™ 5好，因为开关损耗更低。此外，由于关断损耗更低，与OptiMOS™ 5版本相比，新产品在满负载条件下的壳温降低了6℃。

graph efficiency comparison optimos 5 and 6 v01 00

OptiMOS™ 6 100V 目前支持 SuperSO8 和 PQFN 3.3x3.3 封装

下载资料和视频

文档

或 myInfineon 即可查看所有文档。

视频

培训

文章

产品系列综述

网络研讨会问答

演示文件

应用说明

数据表

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OptiMOS™ 6 – 100 V 技术改进简介

了解与先进的 OptiMOS™ 5 技术相比，OptiMOS™ 6 – 100 V 在 RDS(on)、Qg、Qgd 和安全工作区等关键性能参数上的改进。

应用于软开关 SMPS 中的 OptiMOS™ 6 – 100 V

本视频将对比 OptiMOS™ 6 与 OptiMOS™ 5 在 ZVS 反相Buck/Boost DC/DC 转换器中的效率和温度。

应用于硬开关 SMPS 中的 OptiMOS™ 6 – 100 V

本视频将简要介绍 OptiMOS™ 6 与 OptiMOS™ 5 在电信四分之一砖型中间总线转换器中的效率和热性能。

OptiMOS™ 6 100 V：树立全新行业标杆

英飞凌推出新款高性能 MOSFET —— OptiMOS™ 6 100 V，产品可降低导通损耗并提升功率密度，从而显著增强应用性能，满足当代应用需求。

OptiMOS™ 6 100 V功率MOSFET - 性能概述和应用案例

本次OptiMOS™ 6 100 V功率MOSFET网络研讨会概述了产品性能的改进以及可从该技术中受益的应用案例，比如电信、太阳能和电池供电应用。现在观看，了解您的应用如何从这项技术中受益。关键要点：- 了解OptiMOS™ 6 100 V MOSFET技术性能 - 了解目标应用和在电信、太阳能和电池供电应用中的应用案例 - 产品系列概览 - 理解产品主要特性和优势

OptiMOS™ 6 是否适合您的应用

选用 OptiMOS™ 还是 StrongIRFET™，实属一大难题。用户在多数情况下均自主选择适配设计的技术。但如何才能做出决策？关键点：认识功率分立式器件系列，了解何种技术适合相应设计。

OptiMOS™ 6 100 V 为高开关频率应用带来全新突破

在本视频中，我们将以电信/SMPS 应用为例介绍 OptiMOS™ 6 100 V。关键点：了解 OptiMOS™ 6 100 V 如何提升 SMPS 设计性能

如何选用合适的 MOSFET

如何在不同的 OptiMOS™ 技术间进行选择？

如何在 OptiMOS™ 和 StrongIRFET™ 之间进行选择？

品质因数：栅极电荷 (Qg) 和 RDS(on)

漏源导通电阻 RDS(on)

RDS(on) 是一项重要的 MOSFET 参数，表示漏极和源极之间测得的导通电阻。

更低的 RDS(on) 值可：

降低导通损耗
减少或避免器件并联，节省成本和 PCB 空间实现更高功率密度！

与采用 SuperSO8 封装的一流产品 ISC022N10NM6 和 OptiMOS™ 5 (BSC027N10NS5) 相比，OptiMOS™ 6 100 V 器件的 RDS(on) 降低了约 20%。

OptiMOS™ 6 实现了特定导通电阻改善，因此可在相同 RDS(on) 下采用更小封装，进而提高功率密度。

栅极电荷 (Qg)

总栅极电荷 (Qg) 是指在特定条件下，为导通（驱动）MOSFET 而注入到栅极的电荷量。高开关频率应用尤为需要较低的 Qg 值，因其将直接影响驱动损耗。

品质因数 (FOM)

MOSFET“品质因数”(FOM) 是兼顾导通和开关损耗的技术性能指标。其计算公式为导通电阻 (RDS(on)) 乘以总栅极电荷 (Qg)，通常用 mΩ x nC 表示。

为何品质因数是一项重要的技术评估参数？

RDS(on) 是衡量导通损耗的指标，另一方面，总栅极电荷 Qg 则同时影响着驱动损耗和部分开关损耗。为尽可能减少总损耗，需一并降低 RDS(on) 和 Qg。

针对每种技术，FOM = RDS(on) x Qg 均为给定数值：除非同时改善 FOM，否则无法在不影响电荷量的情况下改善 RDS(on)。

相较于 OptiMOS™ 5 100 V，OptiMOS™ 6 100 V 的 FOM 有明显改善，幅度达 30%。换言之，在 RDS(on) 相同的情况下，OptiMOS™ 6 100 V 的 Qg 将比 OptiMOS™ 5 100 V 低 30%。

为何 FOMgd 是一项重要的技术评估参数？

RDS(on) 是衡量导通损耗的标准，而栅漏电荷 Qgd 则会影响开关损耗（尤其是关断期间）。为尽可能减少总损耗，需一并降低 RDS(on) 和 Qgd。

相较于 OptiMOS™ 5 100 V，OptiMOS™ 6 100 V 的 FOMgd 有显著改善，幅度达 42%。换言之，RDS(on) 相同的情况下，OptiMOS™ 6 100 V 的 Qgd 将比 OptiMOS™ 5 100 V 低 42%。

Qg降低近 20%（典型值），因此驱动损耗更低；
由于 Qgd 更低（改善幅度略低于 40%），关断损耗较低；
RDS(on) 降低了 18%，导通损耗更低。

这将直接显著改善温度状况，满载时温差约为 12°C，进而可简化热设计并让使用寿命延长了 75%*。

* 估算值。可靠性模型已考虑到栅极氧化层击穿和 HTGS 漂移问题

OptiMOS™ 6 功率 MOSFET 100 V 技术

定位

性能概览

目标应用

SMPS 应用结果

产品组合

下载资料和视频

如何在不同的 OptiMOS™ 技术间进行选择？

如何在 OptiMOS™ 和 StrongIRFET™ 之间进行选择？

01定位

01定位

如何在不同的 OptiMOS™ 技术间进行选择？

如何在 OptiMOS™ 和 StrongIRFET™ 之间进行选择？

02性能概览

02性能概览

03目标应用

03目标应用

04SMPS 应用结果

04SMPS 应用结果

05产品组合

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06下载资料和视频

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