スイッチング電源の効率向上に最適なU-MOS X-Hシリーズ150V耐圧MOSFET

動画ストリーミング等の大容量で通信スピードが要求されるコンテンツが増加し、それに対応した5G (第5世代移動通信システム) サービスの開始等もあいまって基地局、データサーバーの消費電力が飛躍的に増え、使用されるスイッチング電源の高効率化が求められています。
基地局では、AC (交流) -DC (直流) コンバーターによって商用交流電圧から通信用電源電圧の-48Vが、次にDC-DCコンバーターによって-48Vから高周波アンプやシステムコントロールに必要な電源電圧が生成されます。
また、大容量化が進むデータサーバーでも、配線による損失を低減するために48V電源が使用されるケースが増えています。
高性能なMOSFETはこれら通信基地局、データサーバーなどの高効率化が求められるスイッチング電源には必要不可欠であり、素子性能向上の重要度が日増しに高まっています。

• 素子構造の見直しとプロセス技術の改善による微細化で、オン抵抗と電荷量特性のトレードオフを改善
• ライフタイム制御技術を適用したハイスピード・ダイオード (HSD) 品により、逆回復時の損失、スパイク電圧を低減
• 高いチャネル温度定格により高温動作に対応 (Tch=175°C)
• アプリケーションノート、リファレンスデザインなど設計省力化に有効な資料をwebで公開

電源の高効率化には、デバイスのオン状態における導通損失と、オン/オフ切り替え時のスイッチング損失の低減が必要になります。MOSFETでは、オン抵抗 (R_DS(ON)）、ゲートスイッチ電荷量 (Qsw)、出力電荷量 (Qoss)、逆回復電荷量 (Qrr) といった特性の向上が不可欠です。
一般的に、R_DS(ON) を改善するためにはセルピッチの微細化が行われますが、微細化だけではQ_g、Q_oss、Q_rrも増加してしまいます。そのため、性能指標としてのオン抵抗・ゲートスイッチ電荷量 (RDS(ON)・Qsw)、オン抵抗・出力電荷量 (RDS(ON)・Qoss)、オン抵抗・逆回復電荷量 (RDS (ON)・Qrr) の低減も必要になります。
150V系U-MOS X-Hシリーズは、従来世代の構造を基に、導通時とスイッチング時の両方の電力損失低減を狙い、素子構造の見直しとプロセス技術の改善による微細化で、R_DS(ON)を38%、R_on・Q_swを12%、R_on・Q_ossを20%、R_on・Q_rrを57%*低減しました。(*標準品 (STD)  品の場合、従来世代U-MOSⅧ-H比)
さらに、逆回復時の損失、スパイク電圧低減のため、ライフタイム制御技術を適用したハイスピード・ダイオード (HSD) 品もラインアップに加えました。HSD品では、R_on・Q_rrについてSTD品比でさらに74%低減しています。
また、U-MOS X-Hでは175°Cまでの高温動作に対応しています。(従来世代U-MOSⅧ-Hは150°Cまで)
これにより、電源の高効率化、小型化、コストダウンによる付加価値の向上に貢献します。

150V耐圧MOSFETを使用したリファレンスデザイン情報は以下ページをご覧ください
通信機器用非絶縁昇降圧1kW DC-DCコンバーター
MOSFET応用3相マルチレベルインバーター
1kWフルブリッジ方式DC-DCコンバーター

150V耐圧MOSFETを使用したアプリケーション情報は以下ページをご覧ください
サーバー
汎用インバーター/サーボ

電源回路シミュレーションや、PSpice^®、LTspice^®などのシミュレーション用電気モデルの情報は以下ページをご覧ください
高精度SPICEモデルに関する説明
デバイスモデル (SPICEモデル) のグレード表記に関する説明 (2.5MB) 
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