電源の高効率化に貢献する高速リカバリーダイオード内蔵の600V耐圧パワーMOSFET

これは、電源の高効率化に貢献する高速リカバリーダイオード内蔵の600V耐圧パワーMOSFETの画像です。

当社は、データセンター向けサーバー、産業用機器のスイッチング電源、太陽光発電パワーコンディショナーなどの用途に適したスーパージャンクション構造のNチャネルパワーMOSFET「DTMOSⅥ 600Vシリーズ」に、高速リカバリーダイオードを内蔵した「DTMOSⅥ 600V HSD (High Speed Diode) 」を追加しました。TO-247パッケージの「TK034N60Z5、TK055N60Z5、TK073N60Z5」、TOLLパッケージの「TK055U60Z5、TK073U60Z5」、DFN8×8パッケージの「TK077V60Z5」の6製品です。

新製品は、ライフタイム制御技術[注1]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2]低減、逆回復電荷量 (Qrr) で約85%[注2]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%[注3]低減、「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%[注3]低減しています。
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、産業用機器のスイッチング電源の高効率化に貢献することで、カーボンニュートラルの実現を目指します。

[注1] 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2] 当社実測値 (当社既存製品TK055U60Z1と新製品TK055U60Z5を比較)
           trr、Qrr 測定条件 : VDD=400V、VGS=0V、IDR=20A、-dIDR/dt=100A/μs、Ta=25°C
[注3] 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2]</sup>
図 1. DTMOSⅥ 600V HSDと既存DTMOSⅥ 600Vのtrr、Qrr比較[注2]

新製品は、ライフタイム制御技術[注1]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2]低減、逆回復電荷量 (Qrr) で約85%[注2]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と既存DTMOSⅣ-H 600VのR<sub>DS(ON)</sub>×Q<sub>gd</sub>比較
図 2. DTMOSⅥ 600Vと既存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・ドレイン間電荷量 (RDS(ON)×Qgd) 」を約52%[注3]低減しています。その結果、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、電源回路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

(特に指定のない限り、Ta=25°C)

品番 パッケージ名称 絶対最大定格 電気的特性 在庫検索＆
Web少量購入
ドレイン・
ソース間
電圧
VDSS (V)		 ドレイン電流
(DC) ID(A)		 ドレイン・
ソース間
オン抵抗
RDS(ON) (Ω)		 ゲート入力電荷量
Qg (nC)		 ゲート･
ドレイン間
電荷量 Qgd (nC)		 入力容量
Ciss (pF)		 逆回復時間
trr (ns)
VGS=10V VGS=10V VGS=10V VDS=300V VDD=400V、
-dIDR/dt=
100A/µs
Typ. Typ. Typ. Typ. Typ.
TK034N60Z5 TO-247 600 60 0.030 105 32 6200 160 Buy Online
TK055N60Z5 40 0.048 66 20 3750 140 Buy Online
TK073N60Z5 32 0.063 50 17 2860 126 Buy Online
TK055U60Z5 TOLL 40 0.048 66 20 3750 140 Buy Online
TK073U60Z5 32 0.063 50 17 2860 126 Buy Online
TK077V60Z5 DFN8×8 0.067 Buy Online

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