東芝推出新一代DTMOSVI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(chǔ)裝置株式會(huì)社（“東芝”）今日宣布，在新一代[1]具有超結(jié)結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)中心和光伏功率調(diào)節(jié)器等應(yīng)用的開(kāi)關(guān)電源。首批采用TO-247封裝的兩款650 V N溝道功率MOSFET產(chǎn)品“TK042N65Z5”和“TK095N65Z5”，于今日開(kāi)始支持批量出貨。

新產(chǎn)品采用高速二極管，旨在改善橋式電路和逆變電路應(yīng)用中至關(guān)重要的反向恢復(fù)[2]特性。與標(biāo)準(zhǔn)型DTMOSVI相比，新產(chǎn)品將反向恢復(fù)時(shí)間（trr）縮短了65 %，并將反向恢復(fù)電荷（Qrr）減少88 %（測(cè)試條件：-dIDR/dt＝100 A/μs）。

新產(chǎn)品采用的DTMOSVI（HSD）工藝改善了東芝DTMOSIV系列（DTMOSIV（HSD））的反向恢復(fù)特性，并在高溫下具有更低的漏極截止電流。此外，新產(chǎn)品的品質(zhì)因數(shù)“漏極-源極導(dǎo)通電阻×柵極-漏極電荷”也更低。相較于東芝現(xiàn)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(dǎo)通電阻×柵極-源極電荷降低了72 %。這將一進(jìn)步將降低功率損耗，有助于提高產(chǎn)品效率。在1.5 kW LLC電路[6]測(cè)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(wǎng)站上獲取使用TK095N65Z5的參考設(shè)計(jì)“1.6 kW服務(wù)器電源（升級(jí)版）”。此外，東芝還提供支持開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)的相關(guān)工具。除能夠迅速驗(yàn)證電路功能的G0 SPICE模型外，現(xiàn)在還提供能夠準(zhǔn)確地再現(xiàn)電路瞬態(tài)特性的高精度G2 SPICE模型。

東芝計(jì)劃在未來(lái)擴(kuò)展DTMOSVI（HSD）的產(chǎn)品線。新器件將采用TO-220和TO-220SIS通孔型封裝，以及TOLL和DFN 8í8表貼型封裝。

此外，在已推出的650 V和600 V產(chǎn)品以及新的高速二極管型產(chǎn)品基礎(chǔ)上，東芝還將繼續(xù)擴(kuò)展DTMOSVI系列的產(chǎn)品線，以提高開(kāi)關(guān)電源的效率，為設(shè)備節(jié)能做出貢獻(xiàn)。

標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)品的參考設(shè)計(jì)“1.6 kW服務(wù)器電源（升級(jí)版）”

電路板外觀

簡(jiǎn)易方框圖

• 應(yīng)用：

工業(yè)設(shè)備

- 開(kāi)關(guān)電源（數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、通信設(shè)備等）

- 電動(dòng)汽車(chē)充電站

- 光伏發(fā)電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)器

- 不間斷電源系統(tǒng)

• 特點(diǎn)：

- 新一代DTMOSVI系列高速二極管型產(chǎn)品

- 高速二極管型產(chǎn)品的反向恢復(fù)時(shí)間：

TK042N65Z5 trr＝160 ns（典型值）

TK095N65Z5 trr＝115 ns（典型值）

- 通過(guò)低柵漏電荷實(shí)現(xiàn)高速開(kāi)關(guān)時(shí)間：

TK042N65Z5 Qgd＝35 nC（典型值）

TK095N65Z5 Qgd＝17 nC（典型值）

• 主要規(guī)格：

（除非另有說(shuō)明，Ta＝25 °C）

注：

[1] 截至2024年2月22日的東芝調(diào)查。

[2] MOSFET體二極管從正向偏置切換到反向偏置的開(kāi)關(guān)動(dòng)作

[3] 數(shù)值由東芝測(cè)量得出：

- 新產(chǎn)品TK042N65Z5為0.2 mA（測(cè)試條件：VDS＝650 V、VGS＝0 V、Ta＝150 °C）

- 現(xiàn)有產(chǎn)品TK62N60W5為1.9 mA（測(cè)試條件：VDS＝600 V、VGS＝0 V、Ta＝150 °C）

[4] 600 V DTMOSIV（HSD）系列

[5] 數(shù)值由東芝測(cè)量得出。

測(cè)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(shù)值由東芝測(cè)量得出。

測(cè)試條件：Vin＝380 V、Vout＝54 V、Ta＝25 °C

[7] VDSS＝600 V