電源の高効率化に貢献するDFN8×8パッケージの高速リカバリーダイオード内蔵600V耐圧パワーMOSFET

～小型表面実装パッケージでドレイン・ソース間オン抵抗 0.050Ω (typ.) を実現～
電源の高効率化に貢献するDFN8×8パッケージの高速リカバリーダイオード内蔵600V耐圧パワーMOSFET

当社は、データセンター向けサーバーや、太陽光発電パワーコンディショナーなどの産業用機器のスイッチング電源用途に適した、高速リカバリーダイオードを内蔵したスーパージャンクション構造NチャネルパワーMOSFET「DTMOSⅥ 600V HSD (High Speed Diode) シリーズ」に、「TK058V60Z5」を追加しました。

新製品TK058V60Z5は、ドレイン・ソース間オン抵抗 0.050Ω (typ.)[注1]を実現しており、当社のDFN8×8パッケージを採用した高速リカバリーダイオード内蔵600V耐圧シリコンパワーMOSFETの中で、最小[注2]のドレイン・ソース間オン抵抗となっています。先行リリースしている6製品と合わせて、DTMOSⅥ 600V HSDシリーズは7製品となり、製品選択の幅が広がりました。

DTMOSⅥ 600V HSDシリーズは、ライフタイム制御技術[注3]を適用し、ボディーダイオードの逆回復特性を高速化しました。これにより、ブリッジ回路やインバーター回路用途で重要な逆回復性能が向上しています。高速リカバリーダイオードを内蔵していないDTMOSⅥ 600Vシリーズの当社既存製品と比較して、逆回復時間 (trr) で約60%[注4]低減、逆回復電荷量 (Qrr) で約85%[注4]低減を達成しました。

また、今回の新製品を含むDTMOSⅥ 600Vシリーズでは、ゲートデザインおよびプロセスの最適化により、同耐圧の当社従来世代であるDTMOSⅣ-Hシリーズと比較して、性能指数である「ドレイン・ソース間オン抵抗×ゲート入力電荷量(RDS(ON)×Qg) 」を約36%低減[注5]、「ドレイン・ソース間オン抵抗×ゲート・ドレイン間電荷量 (RDS(ON)×Qgd) 」を約52%低減[注5]しています。

その結果、導通損失、ドライブ損失およびスイッチング損失が低減し、電源回路の高効率化に貢献します。

回路設計のサポートツールとして、短時間で回路動作が検証できるSPICEモデル (G0モデル) に加え、パワーデバイスの過渡特性をより正確にシミュレーションできる高精度SPICEモデル (G2モデル) も提供します。なお、当社Webサイト内のオンライン回路シミュレーターでは、シミュレーション環境の構築や素子モデルをダウンロードする手間を省き、手軽に動作検証を行うことができます。

当社は、今後もDTMOSⅥシリーズのラインアップを拡充します。これにより、産業用機器のスイッチング電源などの損失を低減し、カーボンニュートラルの実現に貢献します。

[注1] 測定条件 : VGS=10V、ID=15A、Ta=25°C
[注2] 2026年3月時点、当社調べ
[注3] 半導体内部に意図的に欠陥を生成し、キャリアの再結合を促進する技術。
[注4] 当社実測値 (高速リカバリーダイオードを内蔵していないDTMOSⅥ 600V TK057V60Z1と、高速リカバリーダイオード内蔵のDTMOSⅥ 600V HSD TK058V60Z5を比較。)
            trr、Qrr測定条件 : VDD=400V、VGS=0V、IDR=20A、-dIDR/dt= 100A/μs、Ta=25°C
[注5] 当社試算値
            RDS(ON)測定条件 : VGS=10V、Ta=25°C
            Qg、Qgd測定条件 : VDD≃400V、VGS=10V、Ta=25°C

新製品の主な特長

  1. 高速リカバリーダイオードを内蔵
  2. 「ドレイン・ソース間オン抵抗×ゲート・ドレイン間電荷量 (RDS(ON)×Qgd) 」が低い

特長の解説

1. 高速リカバリーダイオードを内蔵

図1. DTMOSⅥ 600V HSDと既存DTMOSⅥ 600Vのt<sub>rr</sub>、Q<sub>rr</sub>比較<sup>[注4]</sup>
図1. DTMOSⅥ 600V HSDと既存DTMOSⅥ 600Vのtrr、Qrr比較[注4]

新製品を含むDTMOSⅥ 600V HSDは、ライフタイム制御技術[注3]を適用し、ボディーダイオードの逆回復特性を高速化しています。これにより、ブリッジ回路やインバーター回路用途で重要な逆回復性能が向上しています。高速リカバリーダイオードを内蔵していないDTMOSⅥ 600Vシリーズの当社既存製品と比較して、逆回復時間 (trr) で約60%[注4]低減、逆回復電荷量 (Qrr) で約85%[注4]低減を達成しました。

2. 「ドレイン・ソース間オン抵抗×ゲート・ドレイン間電荷量 (RDS(ON)×Qgd) 」が低い

図2. DTMOSⅥ 600Vと従来世代DTMOSⅣ-H 600VのR<sub>DS(ON)</sub>×Q<sub>gd</sub>比較
図2. DTMOSⅥ 600Vと従来世代DTMOSⅣ-H 600VのRDS(ON)×Qgd比較

DTMOSⅥ 600Vシリーズは、ゲートデザインおよびプロセスの最適化により、同耐圧の当社従来世代DTMOSⅣ-Hシリーズと比べて、性能指数の「ドレイン・ソース間オン抵抗×ゲート・ドレイン間電荷量」を約52%[注5]低減しています。これにより、DTMOSⅥ 600Vシリーズは、低導通損失および低スイッチング損失の両立を実現し、スイッチング電源の高効率化に貢献します。

アプリケーション

  • スイッチング電源 (データセンターのサーバー用など)
  • 太陽光発電パワーコンディショナー
  • 無停電電源装置 (UPS : Uninterruptible Power Supply)

新製品の主な仕様

(Ta=25°C)

品番 TK058V60Z5
絶対最大定格 ドレイン・ソース間電圧 VDSS (V) 600
ドレイン電流 (DC) ID (A) 40
チャネル温度 Tch (°C) 150
電気的特性 ドレイン・ソース間オン抵抗
RDS(ON) (Ω)		 VGS=10V、
ID=15A		 Typ. 0.050
Max 0.058
ゲート入力電荷量 Qg (nC) VDD≃400V、
VGS=10V、
ID=40A		 Typ. 66
ゲート・ドレイン間電荷量 Qgd (nC) 20
入力容量 Ciss (pF) VDS=300V、
VGS=0V、
f=100kHz		 Typ. 3750
逆回復時間 trr (ns) VDD=400V、
IDR=20A、
VGS=0V、
-dIDR/dt=100A/μs		 Typ. 140
パッケージ 名称 DFN8×8
サイズ (mm) Typ. 8.0×8.0×0.85
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