數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)，數(shù)十臺(tái)服務(wù)器電源正發(fā)出沉悶的嗡鳴——這并非設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行的正常律動(dòng)，而是散熱風(fēng)扇因器件高溫被迫“超負(fù)荷加班”的抗議；工業(yè)車間的變頻器旁，工程師緊盯著測(cè)溫儀眉頭緊鎖：明明已竭力壓縮電源體積，可輸出功率剛一提升，PCB板就頻頻觸發(fā)高溫警報(bào)。

這正是電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域難解的“三角困局”：既要追求更緊湊的體積，又要提升輸出功率，往往就陷入散熱失控的困境。而打破這一困局的關(guān)鍵，就是藏在功率半導(dǎo)體器件里一個(gè)不起眼的部件——體二極管。它如同電源的“高速換向閥”，在高頻開(kāi)關(guān)場(chǎng)景下負(fù)責(zé)極速切換工作狀態(tài)。一旦這個(gè)“閥門”反應(yīng)遲緩，就像擁堵路段的急剎車，不僅會(huì)白白耗散電能、催生高溫隱患，更會(huì)直接攪亂整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

東芝半導(dǎo)體推出新一代DTMOSVI（HSD）系列功率MOSFET。該系列采用高速二極管與先進(jìn)超結(jié)結(jié)構(gòu)，其優(yōu)化的體二極管反向恢復(fù)特性能從根源降低開(kāi)關(guān)損耗，助力客戶打造更高效率、更高功率密度的電源系統(tǒng)。

核心突破

三大關(guān)鍵特性重塑MOSFET性能天花板

東芝DTMOSVI（HSD）系列并非簡(jiǎn)單的性能迭代，而是通過(guò)對(duì)器件核心參數(shù)的重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了“低損耗、高穩(wěn)定、快開(kāi)關(guān)”的三重突破。其性能優(yōu)勢(shì)可通過(guò)與東芝現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)器件的對(duì)比直觀體現(xiàn)，以下從反向恢復(fù)特性、靜態(tài)功耗、綜合表現(xiàn)三大維度展開(kāi)分析：

體二極管的反向恢復(fù)時(shí)間(trr)與反向恢復(fù)電荷(Qrr)，是決定MOSFET開(kāi)關(guān)損耗的核心指標(biāo)。反向恢復(fù)時(shí)間越短、電荷越少，器件在開(kāi)關(guān)瞬間的能量損耗與噪聲干擾就越小，越能適配高頻電源拓?fù)?如LLC諧振電路、橋式電路)。

與東芝標(biāo)準(zhǔn)型DTMOSVI系列相比，DTMOSVI(HSD)系列在這兩項(xiàng)指標(biāo)上實(shí)現(xiàn)了跨越式提升：

反向恢復(fù)時(shí)間(trr)：縮短65%，開(kāi)關(guān)狀態(tài)切換速度大幅加快；

反向恢復(fù)電荷(Qr)：減少88%，開(kāi)關(guān)過(guò)程中無(wú)效電荷消耗顯著降低。

這一改進(jìn)直接帶來(lái)兩大收益：一是開(kāi)關(guān)損耗降低，減少電源整體能耗;二是開(kāi)關(guān)噪聲減小，為系統(tǒng)在高頻工況下的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

標(biāo)準(zhǔn)型和高速二極管型650V功率MOSFET的Qrr比較在工業(yè)電源、電動(dòng)汽車充電站等惡劣工作場(chǎng)景中，MOSFET的高溫漏極截止電流直接影響靜態(tài)功耗與熱穩(wěn)定性。DTMOSVI(HSD)系列基于東芝最新工藝，在該指標(biāo)上實(shí)現(xiàn)了突破性優(yōu)化：

與東芝現(xiàn)有TK62N60W5器件相比，DTMOSVI(HSD)系列高溫漏極截止電流降低約90%。這意味著在高溫、高電壓等嚴(yán)苛環(huán)境下，器件的靜態(tài)能耗更低，熱積累速度更慢，不僅能減少無(wú)效電能消耗，還能提升器件長(zhǎng)期工作的可靠性，降低系統(tǒng)熱管理壓力。

作為衡量MOSFET開(kāi)關(guān)性能與導(dǎo)通性能綜合表現(xiàn)的關(guān)鍵指標(biāo)，新產(chǎn)品的漏極-源極導(dǎo)通電阻×柵極-漏極電荷這一品質(zhì)因數(shù)也得到了顯著優(yōu)化。以TK042N65Z5為例，該指標(biāo)比TK62N60W5降低了72%。這意味著器件在保持低導(dǎo)通損耗的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了快速的開(kāi)關(guān)速度，在整體上降低了功耗。1.5kW的LLC諧振電路測(cè)試顯示，使用TK042N65Z5直接替換原有的TK62N60W5，電源整體效率提升了約0.4%，電能節(jié)約和熱管理壓力的減輕相當(dāng)可觀。

TK042N65Z5和TK62N60W5的效率比較

產(chǎn)品檔案

兩款產(chǎn)品各有所長(zhǎng)

東芝TK042N65Z5和TK095N65Z5各有所長(zhǎng)，均采用TO-247封裝，兼具低電容與高速開(kāi)關(guān)特性，能出色勝任高頻應(yīng)用。

具體而言，TK042N65Z5導(dǎo)通性能表現(xiàn)更優(yōu)，其典型導(dǎo)通電阻低至0.035Ω，有助于降低導(dǎo)通損耗；而TK095N65Z5則在高頻開(kāi)關(guān)性能上更為卓越，不僅擁有更快的體二極管反向恢復(fù)時(shí)間（典型值115ns），還具備更低的柵極-漏極電荷（典型值17nC），能有效減少開(kāi)關(guān)損耗。此外，兩款器件均采用增強(qiáng)模式設(shè)計(jì)，確保了穩(wěn)定的閾值電壓，為高效率、高功率密度的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了靈活的選擇。

TK042N65Z5和TK095N65Z5的主要規(guī)格

（除非另有說(shuō)明，Ta＝25°C）

注：【1】VDSS＝600V

雙效合一破局

東芝650V N溝道功率MOSFET

解鎖全域高效電源方案

東芝TK042N65Z5和TK095N65Z5的核心優(yōu)勢(shì)在于將優(yōu)異低導(dǎo)通電阻與高速體二極管完美融合，既能實(shí)現(xiàn)低導(dǎo)通損耗，又能降低開(kāi)關(guān)損耗，尤其適配硬開(kāi)關(guān)、軟開(kāi)關(guān)拓?fù)渲袑?duì)體二極管高效工作的嚴(yán)苛需求。

這一性能優(yōu)勢(shì)直接轉(zhuǎn)化為四大核心價(jià)值：更高的系統(tǒng)效率、更優(yōu)的功率密度、更強(qiáng)的可靠性，以及更簡(jiǎn)化的熱管理設(shè)計(jì)，為電源產(chǎn)品升級(jí)提供關(guān)鍵支撐。

目前，首批兩款采用TO-247封裝的650V N溝道功率MOSFET產(chǎn)品——TK042N65Z5和TK095N65Z5——已大量投放市場(chǎng)，為工程師們提供了立即可用的高效解決方案。

憑借其卓越的性能，兩款產(chǎn)品均可廣泛應(yīng)用于對(duì)效率有嚴(yán)苛要求的領(lǐng)域，包括高效率工業(yè)電源、開(kāi)關(guān)電源（如數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、通信基站設(shè)備等）、電動(dòng)汽車充電站、光伏發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)器、不間斷電源系統(tǒng)等。

賦能高效開(kāi)發(fā)

東芝提供TK095N65Z5的參考設(shè)計(jì)

為助力客戶加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，東芝不僅推出基于TK095N65Z5的1.6kW服務(wù)器電源升級(jí)版參考設(shè)計(jì)，更配套了從基礎(chǔ)G0到高精度G2的全系列SPICE模型。工程師可借助這套模型在設(shè)計(jì)階段精準(zhǔn)預(yù)判電路性能表現(xiàn)，有效規(guī)避開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，大幅縮短研發(fā)周期、提升開(kāi)發(fā)效率，讓高效電源產(chǎn)品快速落地。

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總結(jié)

小芯片撬動(dòng)大變革，賦能下一代高效電力電子

面向未來(lái)，東芝將持續(xù)擴(kuò)展DTMOSVI（HSD）產(chǎn)品線——不僅新增TO-220、TO-220SIS等通孔封裝，更推出TOLL、DFN8×8等更緊湊的表貼封裝，同時(shí)在600V/650V基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓寬電壓覆蓋范圍，持續(xù)引領(lǐng)開(kāi)關(guān)電源能效升級(jí)。

東芝新型功率MOSFET憑借核心的高速體二極管技術(shù)，成功突破了傳統(tǒng)器件在橋式和逆變電路中的效率瓶頸。憑借實(shí)測(cè)驗(yàn)證的顯著性能提升，讓該系列成為電源設(shè)計(jì)師追求高效率、高可靠性與高功率密度的理想選擇，更將為下一代高效電力電子設(shè)備的創(chuàng)新發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

關(guān)于東芝電子元件及存儲(chǔ)裝置株式會(huì)社

東芝電子元件及存儲(chǔ)裝置株式會(huì)社是先進(jìn)的半導(dǎo)體和存儲(chǔ)解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，公司累積了半個(gè)多世紀(jì)的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新，為客戶和合作伙伴提供分立半導(dǎo)體、系統(tǒng)LSI和HDD領(lǐng)域的杰出解決方案。

東芝電子元件及存儲(chǔ)裝置株式會(huì)社十分注重與客戶的密切協(xié)作，旨在促進(jìn)價(jià)值共創(chuàng)，共同開(kāi)拓新市場(chǎng)，期待為世界各地的人們建設(shè)更美好的未來(lái)并做出貢獻(xiàn)。