採用DFN8x8封裝的內建快速恢復二極體的600V功率MOSFET來實現高效率電源

～可在小型貼片封裝中實現0.050Ω（典型值）的汲源極導通電阻～
600V Power MOSFET with a Built-in Fast-Recovery Diode in a DFN8×8 Package for High Efficiency Power Supplies

東芝電子元件及儲存裝置株式會社（簡稱「東芝」）先前已推出「DTMOSVI 600V HSD（高速二極體）」系列N溝道功率MOSFET，該系列產品具有Super Junction結構和內置的快速恢復二極極；東芝在該系列中又新增了「TK058V60Z5」，該產品適用於工業電設備、數據中心中的電源供應器。

在東芝的600V Si MOSFET（內建快速恢復二極體，DFN8×8封裝）中，新產品TK058V60Z5的汲源極導通電阻最低[1] 僅為0.050Ω（典型值） [2] 。算上先前推出的六款產品，DTMOSVI 600V HSD系列目前共有七個成員，進一步擴大了產品線。

DTMOSVI 600V HSD系列產品透過採用壽命控制技術[3] ，增強了二極體的反向恢復特性。這種製程提高了產品的反向恢復性能，對於橋式和變頻器電路應用至關重要。與東芝現有的無內建快速恢復二極體的DTMOSVI 600V系列產品相比，新產品的反向恢復時間（ t rr ）縮短了約60% [4] ，反向恢復電荷（ Q rr ）減少了約85% [4] 。

與東芝的額定電壓相同的上一代DTMOSIV-H系列相比，DTMOSVI 600V系列（包括新產品）的閘極設計和製程經過最佳化，品質因數「R DS(ON) × Q g 」 （汲源極導通電阻與閘極電荷總量的乘積）減少了大約36% [5] ，RDS(ON)×Qgd （汲源極導通電阻與閘汲極電荷的乘積）減小了大約52% [5] 。

因此，降低了導通損耗、驅動損耗和開關損耗，提高了電源電路的效率。

東芝也提供各種工具，用於支援開關電源的電路設計。除了可以在短時間內驗證電路功能的G0 SPICE模型外，現在還提供可以準確重現動態特性高精度G2 SPICE模型。使用者可使用東芝網站上提供的線上電路模擬器輕鬆驗證電路運作狀況，無需自行建構模擬環境和下載該元件模型。

東芝將持續擴大DTMOSVI系列的產品線，協助業界降低開關電源等工業設備的損耗，為碳中和社會的實現做出貢獻。

註：
[1]截止2026年3月的東芝調查
[2]測量條件：V GS ＝10V、I D ＝15A、T a ＝25°C
[3]一種透過引入半導體缺陷來提高載流子複合速度的技術。
[4]根據東芝的實際測量結果（對照東芝現有產品TK057V60Z1和新產品TK058V60Z5）
      t rr ， Q rr測量條件：V DD ＝400V、V GS ＝0V、I DR ＝20A、- dI DR /dt＝100A/ μs 、T a ＝25°C
[5]根據東芝的估計值
      RDS(ON) 測量條件: VGS=10V, Ta=25°C
      Qg, Qgd 測量條件: VDD≈400V, VGS=10V, Ta=25°C

特性

  1. 內建快速恢復二極體 
  2. 低汲源極導通電阻和閘汲極電荷的乘積 (RDS(ON)×Qgd)

特點說明

1.內建快速恢復二極體

Figure 1. Comparison of t<sub>rr</sub><sup>[4]</sup> and Q<sub>rr</sub><sup>[4]</sup> between DTMOSVI 600V HSD and existing DTMOSVI 600V
圖1：DTMOSVI 600V HSD與現有產品DTMOSVI 600V的t rr [4]和Q rr [4]比較圖

新產品透過採用壽命控制技術[3] ，增強了二極體的反向恢復特性。這種製程提高了產品的反向恢復性能，對於橋式電路和變頻器電路應用至關重要。與東芝現有的無內建快速恢復二極體的DTMOSVI 600V系列產品相比，新產品的反向恢復時間（ t rr ）縮短了約60% [4] ，反向恢復電荷（ Q rr ）減少了約85% [4] 。

2.低漏源導通電阻和柵漏電荷的乘積 (RDS(ON)×Qgd)

Figure 2. Comparison of R<sub>DS(on)</sub>×Q<sub>gd</sub> between DTMOSVI 600V and previous generation DTMOSIV-H 600V
圖2：DTMOSVI 600V與上一代DTMOSIV-H 600V的品質因數R DS(on) × Q gd比較圖

與東芝的額定電壓相同的上一代DTMOSIV-H系列相比，DTMOSVI 600V系列（包括新產品）的閘極設計和製程經過最佳化，品質因數「R DS(ON) × Q gd 」（汲源極導通電阻與閘汲極電荷的乘積）減小了大約52% [5] 。因此，降低了導通損耗、驅動損耗和開關損耗，提高了電源電路的效率。

應用

  • 開關電源（用於資料中心伺服器等）
  • 光電功率調節器
  • 不間斷電源（UPS）

主要規格

(Ta=25°C)

元件型號 TK058V60Z5
絕對最大額定值 汲源極電壓 VDSS (V) 600
汲極電流 (DC) ID (A) 40
結溫 Tch (°C) 150
電氣特性 汲源極導通電阻 RDS(ON) (Ω) VGS=10V,
ID=15A		 典型值 0.050
最大值 0.058


閘極電荷總量（閘極-源極電荷＋閘汲極電荷）

Qg (nC)

 VDD≈400V,
VGS=10V,
ID=40A		 典型值 66
閘汲極電荷 Qgd (nC) 20
輸入電容 Ciss (pF) VDS=300V,
VGS=0V,
f=100kHz		 典型值 3750
反向恢復時間 trr (ns) VDD=400V,
IDR=20A,
VGS=0V,
-dIDR/dt=100A/μs		 典型值 140
封裝 名稱 DFN8×8
尺寸 (mm) 典型值 8.0×8.0×0.85
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