東芝推出高速二極管型功率MOSFET助力提高電源效率

東芝電子元件及存儲裝置株式會社（“東芝”）今日宣布，在新一代[1]具有超結結構的DTMOSVI系列中推出高速二極管型功率MOSFET——DTMOSVI（HSD），該系列適用于包括數據中心和光伏功率調節器等應用的開關電源。首批采用TO-247封裝的兩款650 V N溝道功率MOSFET產品"TK042N65Z5”和“TK095N65Z5"。

新產品采用高速二極管，旨在改善橋式電路和逆變電路應用中至關重要的反向恢復[2]特性。與標準型DTMOSVI相比，新產品將反向恢復時間（trr）縮短了65 %，并將反向恢復電荷（Qrr）減少88 %（測試條件：-dIDR/dt＝100 A/μs）。

新產品采用的DTMOSVI（HSD）工藝改善了東芝DTMOSIV系列（DTMOSIV（HSD））的反向恢復特性，并在高溫下具有更低的漏極截止電流。此外，新產品的品質因數“漏極-源極導通電阻×柵極-漏極電荷”也更低。相較于東芝現有的TK62N60W5[4] [5]器件，TK042N65Z5的高溫漏極截止電流降低了約90 %[3]，漏極-源極導通電阻×柵極-源極電荷降低了72 %。這將一進步將降低功率損耗，有助于提高產品效率。在1.5 kW LLC電路[6]測試中，與使用TK62N60W5相比，使用TK042N65Z5可使電源效率提高約為0.4 %。

即日起，客戶可在東芝網站上獲取使用TK095N65Z5的參考設計“1.6 kW服務器電源（升級版）”。此外，東芝還提供支持開關電源電路設計的相關工具。除能夠迅速驗證電路功能的G0 SPICE模型外，現在還提供能夠準確地再現電路瞬態特性的高精度G2 SPICE模型。

東芝計劃在未來擴展DTMOSVI（HSD）的產品線。新器件將采用TO-220和TO-220SIS通孔型封裝，以及TOLL和DFN 8×8表貼型封裝。

此外，在已推出的650 V和600 V產品以及新的高速二極管型產品基礎上，東芝還將繼續擴展DTMOSVI系列的產品線，以提高開關電源的效率，為設備節能做出貢獻。

標準型和高速二極管型650 V功率MOSFET的Qrr比較

TK095N65Z5與TK35N65W5的IDSS＠150 °C×trr比較

TK042N65Z5和TK62N60W5的RDS(ON)×Qgd比較

TK042N65Z5和TK62N60W5的效率比較

● 使用新產品的參考設計“1.6 kW服務器電源（升級版）”

電路板外觀

簡易方框圖

應用

工業設備

●開關電源（數據中心服務器、通信設備等）

● 電動汽車充電站

● 光伏發電機組的功率調節器

● 不間斷電源系統

特性

● 新一代DTMOSVI系列高速二極管型產品

●高速二極管型產品的反向恢復時間：

TK042N65Z5 trr＝160 ns（典型值）

TK095N65Z5 trr＝115 ns（典型值）

●通過低柵漏電荷實現高速開關時間：

TK042N65Z5 Qgd＝35 nC（典型值）

TK095N65Z5 Qgd＝17 nC（典型值）

主要規格

（除非另有說明，Ta＝25 °C）

注：

[1] 截至2024年2月22日的東芝調查。

[2] MOSFET體二極管從正向偏置切換到反向偏置的開關動作

[3] 數值由東芝測量得出：

- 新產品TK042N65Z5為0.2 mA（測試條件：VDS＝650 V、VGS＝0 V、Ta＝150 °C）

- 現有產品TK62N60W5為1.9 mA（測試條件：VDS＝600 V、VGS＝0 V、Ta＝150 °C）

[4] 600 V DTMOSIV（HSD）系列

[5] 數值由東芝測量得出。

測試條件：

- TK62N60W5

RDS(ON)：ID＝30.9 A、VGS＝10 V、Ta＝25 °C

Qgd：VDD＝400 V、VGS＝10 V、ID＝61.8 A、Ta＝25 °C

- TK042N65Z5

RDS(ON)：ID＝27.5 A、VGS＝10 V、Ta＝25 °C

Qgd：VDD＝400 V、VGS＝10 V、ID＝55 A、Ta＝25 °C

[6] 數值由東芝測量得出。

測試條件：Vin＝380 V、Vout＝54 V、Ta＝25 °C

[7] VDSS＝600 V

審核編輯：劉清