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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(jié)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”，于今日開始支持批量出貨。
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(tài)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 8í8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(xù)擴展DTMOSVI系列的產品線，以提高開關電源的效率，為設備節(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(yè)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(fā)電機組的功率調節(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(guī)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
