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(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。與標準型DTMOSVI相比，新產(chǎn)品將反向恢復(fù)時間（trr）縮短了65 %，并將反向恢復(fù)電荷（Qrr）減少88 %（測試條件：-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“1.6 kW服務(wù)器電源（升級版）”。此外，東芝還提供支持開關(guān)電源電路設(shè)計的相關(guān)工具。除能夠迅速驗證電路功能的G0 SPICE模型外，現(xiàn)在還提供能夠準確地再現(xiàn)電路瞬態(tài)特性的高精度G2 SPICE模型。
東芝計劃在未來擴展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)擴展DTMOSVI系列的產(chǎn)品線，以提高開關(guān)電源的效率，為設(shè)備節(jié)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(chǎn)品的參考設(shè)計“1.6 kW服務(wù)器電源（升級版）”
電路板外觀
簡易方框圖
應(yīng)用：
工業(yè)設(shè)備
- 開關(guān)電源（數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、通信設(shè)備等）
- 電動汽車充電站
- 光伏發(fā)電機組的功率調(diào)節(jié)器
- 不間斷電源系統(tǒng)
特點：
- 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)時間：
TK042N65Z5 trr＝160 ns（典型值）
TK095N65Z5 trr＝115 ns（典型值）
- 通過低柵漏電荷實現(xiàn)高速開關(guān)時間：
TK042N65Z5 Qgd＝35 nC（典型值）
TK095N65Z5 Qgd＝17 nC（典型值）
主要規(guī)格：
（除非另有說明，Ta＝25 °C）
器件型號 | TK042N65Z5 | TK095N65Z5 | |||
封裝 | 名稱 | TO-247 | |||
尺寸（mm） | 典型值 | 15.94í20.95，厚度＝5.02 | |||
絕對最大額定值 | 漏極-源極電壓VDSS（V） | 650 | |||
漏極電流（DC）ID（A） | 55 | 29 | |||
漏極-源極導(dǎo)通電阻RDS(ON)（Ω） | VGS＝10 V | 最大值 | 0.042 | 0.095 | |
總柵極電荷Qg（nC） | 典型值 | 105 | 50 | ||
柵極-漏極電荷Qgd（nC） | 典型值 | 35 | 17 | ||
輸入電容Ciss（pF） | 典型值 | 6280 | 2880 | ||
結(jié)點對外殼熱阻Rth(ch-c)（°C/W） | 最大值 | 0.347 | 0.543 | ||
反向恢復(fù)時間trr（ns） | 典型值 | 160 | 115 | ||
東芝現(xiàn)有系列（DTMOSIV）器件型號 | TK62N60W5[7] | TK35N65W5、TK31N60W5[7] | |||
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關(guān)動作
[3] 數(shù)值由東芝測量得出：
- 新產(chǎn)品TK042N65Z5為0.2 mA（測試條件：VDS＝650 V、VGS＝0 V、Ta＝150 °C）
- 現(xiàn)有產(chǎn)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(shù)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(shù)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
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TK042N65Z5
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/400v-900v-mosfets/detail.TK042N65Z5.html
TK095N65Z5
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MOSFET
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