産業用機器の高効率化、高電力密度化に貢献する650V耐圧第3世代SiC MOSFETのDFN8×8パッケージ製品発売について
2025年5月20日
東芝デバイス＆ストレージ株式会社
当社は、スイッチング電源や太陽光発電用インバーターなどの産業用機器向けに、当社最新[注1]の第3世代シリコンカーバイド (SiC) MOSFETチップを小型DFN8×8パッケージに搭載した、650V耐圧の4製品「TW031V65C」、「TW054V65C」、「TW092V65C」、「TW123V65C」を製品化しました。本日から量産出荷を開始します。
新製品は、第3世代SiC MOSFETで当社初の小型面実装パッケージのDFN8×8を採用しています。従来のリード挿入型パッケージのTO-247、TO-247-4L(X)パッケージに比べ体積が90%以上削減されており、機器の電力密度の向上に貢献します。
また、面実装によりリード挿入型より寄生インピーダンス[注2]成分が小さくなり、スイッチング損失を低減します。さらに、4端子タイプ[注3]であるため、ゲートドライブ用の信号ソース端子をケルビン接続することで、パッケージ内部にあるソースワイヤのインダクタンスによるスイッチングへの影響を小さくでき、高速スイッチング性能を実現します。これにより、TW054V65Cの場合、当社既存製品[注4]と比べてターンオン損失を約55%、ターンオフ損失を約25%低減[注5]することができ、機器の電力損失の低減に貢献します。
当社は、今後も機器の電力の⾼効率化と大容量化に貢献する製品ラインアップを拡充していきます。
測定条件: VDD=400V、VGS=18V/0V、ID=20A、Ta=25°C、L=100μH、外部ゲート抵抗Rg=4.7Ω、
還流ダイオードは各製品のソースドレイン間のダイオードを使用 (2025年5月、当社比)
図 1. TO-247とDFN8×8パッケージのターンオン損失 (Eon)、ターンオフ損失 (Eoff) 比較
[注1] 2025年5月現在。
[注2] 抵抗、インダクタンスなど。
[注3] FETチップに近い位置に信号用のソース端子が接続されている製品。
[注4] 650V第3世代SiC MOSFETで耐圧、オン抵抗が同等で、TO-247パッケージのケルビン接続非対応製品。
[注5] 2025年5月現在、当社実測値。 図1参照。
応用機器
- スイッチング電源 (データセンターなどのサーバー、通信機器など)
- EV充電スタンド
- 太陽光発電用インバーター
- 無停電電源装置 (UPS)
新製品の主な特長
- 表面実装 (DFN8×8) パッケージを採用: 機器の小型化、実装工程の自動化が可能。低スイッチング損失。
- 当社第3世代SiC MOSFET
- ドリフト抵抗とチャネル抵抗比の最適化による、ドレイン・ソース間オン抵抗の良好な温度依存性。
- ドレイン・ソース間オン抵抗×ゲート・ドレイン間電荷量が低い。
- 順方向電圧 (ダイオード) が低い: VDSF=-1.35V (typ.) (VGS=-5V)
新製品の主な仕様
(特に指定のない限り、Ta=25°C)
| 品番 | TW031V65C | TW054V65C | TW092V65C | TW123V65C | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| パッケージ | 名称 | DFN8×8 | |||||
| サイズ (mm) | Typ. | 8.0×8.0×0.85 | |||||
| 絶対最大定格 | ドレイン・ソース間電圧 VDSS (V) | 650 | |||||
| ゲート・ソース間電圧 VGSS (V) | -10～25 | ||||||
| ドレイン電流 (DC) ID (A) | Tc=25°C | 53 | 36 | 27 | 18 | ||
| 電気的特性 | ドレイン・ソース間オン抵抗 RDS(ON) (mΩ) | VGS=18V | Typ. | 31 | 54 | 92 | 123 |
| ゲートしきい値電圧 Vth (V) | VDS=10V | 3.0～5.0 | |||||
| ゲート入力電荷量 Qg (nC) | VGS=18V | Typ. | 65 | 41 | 28 | 21 | |
| ゲート・ドレイン間電荷量 Qgd (nC) | VGS=18V | Typ. | 10 | 6.2 | 3.9 | 2.3 | |
| 入力容量 Ciss (pF) | VDS=400V | Typ. | 2288 | 1362 | 873 | 600 | |
| 順方向電圧 (ダイオード) VDSF (V) | VGS=-5V | Typ. | -1.35 | ||||
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