도시바, 전원 공급장치 효율 향상하는 고속 다이오드 탑재한 파워 MOSFET 출시
슈퍼 정션 구조의 최신 세대 DTMOSVI 시리즈에 새롭게 추가
Toshiba: DTMOSVI(HSD), power MOSFETs with high-speed diodes that help to improve efficiency of power supplies. (Graphic: Business Wire)
1.6kW Server Power Supply (Upgraded) reference design that uses TK095N65Z5. (Photo: Business Wire)
신제품에 적용한 DTMOSVI(HSD) 공정은 도시바의 고속 다이오드 DTMOSIV 시리즈(DTMOSIV (HSD))의 역회복 특성을 개선한 것으로, 고온에서의 드레인 차단 전류가 낮다는 특징이 있다. ‘드레인 소스 ON 저항 × 게이트 드레인 전하’ 수치가 보다 낮다는 것도 장점이다. TK042N65Z5의 고온 드레인 차단 전류는 도시바의 기존 TK62N60W5[4][5]보다 약 90%[3] 낮으며, ‘드레인 소스 ON 저항 × 게이트 드레인 전하’도 72% 낮다. 이와 같은 발전은 장비 전력 손실 저감과 효율성 개선에 크게 도움이 된다. 1.5kW LLC 회로[6]에서 측정한 결과, TK042N65Z5는 종래의 TK62N60W5에 비해 전원 공급 효율이 최대 약 0.4% 개선되었음을 알 수 있었다.
TK095N65Z5를 사용하는 레퍼런스 디자인 ‘1.6kW 서버 공급 장치(업그레이드)’는 현재 도시바 공식 웹사이트에서 확인할 수 있다. 아울러 도시바는 스위칭 전원 공급 장치용 회로 설계를 지원하는 툴을 지원한다. 단시간에 회로 기능을 검증하는 G0 SPICE 모델과 과도 특성을 정확하게 재현하는 정밀한 G2 SPICE 모델을 사용할 수 있다.
도시바는 TO-220 및 TO-220SIS 스루홀 패키지와 TOLL 및 DFN 8×8 표면 실장 패키지 디바이스를 출시하여 DTMOSVI(HSD) 라인업을 확장할 계획이다.
또한 이미 출시한 650V/600V 제품 외에도 고속 다이오드를 적용한 신제품으로 DTMOSVI 시리즈 라인업을 지속적으로 확장할 예정이다. 이로써 스위칭 전원 공급 효율을 향상하여 장비의 에너지 절감에 기여할 수 있을 것이다.
주석:
[1] 2024년 2월 22일 현재, 도시바 설문조사 결과.
[2] MOSFET 바디 다이오드를 순방향에서 역방향 바이어스로 전환하는 스위칭 동작.
[3] 도시바 측정값. 신제품 TK042N65Z5는 0.2mA이다(테스트 조건: VDS=650V, VGS=0V, Ta=150°C).
기존 제품 TK62N60W5는 1.9mA이다(테스트 조건: VDS=600V, VGS=0V, Ta=150°C).
[4] 600V DTMOSIV(HSD) 시리즈.
[5] 도시바 측정값.
테스트 조건:
TK62N60W5
· RDS(ON): ID=30.9A, VGS=10V, Ta=25°C
· Qgd: VDD=400V, VGS=10V, ID=61.8A, Ta=25°C
TK042N65Z5
· RDS(ON): ID=27.5A, VGS=10V, Ta=25°C
· Qgd: VDD=400V, VGS=10V, ID=55A, Ta=25°C
[6] 도시바 측정값.
테스트 조건: Vin=380V, Vout=54V, Ta＝25°C
활용 분야
산업 장비
· 스위칭 전원 공급 장치(데이터센터 서버, 통신 설비 등)
· 전기차(EV) 충전소
· 태양광 발전기용 동력조절기(power conditioners)
· 무정전 전원 공급 장치
특징
· 고속 다이오드를 탑재한 최신 세대 DTMOSVI 시리즈의 MOSFET
· 고속 다이오드로 인한 역회복 시간:
TK042N65Z5 trr=160ns (대푯값)
TK095N65Z5 trr=115ns (대푯값)
· 낮은 게이트 드레인 전하로 인한 고속 스위칭 시간:
TK042N65Z5 Qgd=35nC (대푯값)
TK095N65Z5 Qgd=17nC (대푯값)
주요 사양
(표의 내용은 pdf 참조. 다운로드: https://bit.ly/3UTFCnc)
각 신제품에 대한 자세한 정보는 아래 링크에서 확인할 수 있다.
TK042N65Z5
TK095N65Z5
도시바의 MOSFET에 대한 자세한 정보는 아래 링크에서 확인할 수 있다.
MOSFET
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도시바 일렉트로닉스 주식회사 소개
도시바 일렉트로닉스 주식회사는 선도적 첨단 반도체 및 저장 솔루션 공급 업체로, 반세기 이상의 경험과 혁신을 기반으로 고객과 사업 파트너에게 우수한 개별 반도체, 시스템 LSI, 그리고 HDD 제품을 제공하고 있다.
전 세계 각지의 2만1500명에 달하는 직원은 제품 가치 극대화라는 목표를 공유하며, 고객과의 밀접한 협력을 통해 공동 가치 창출 및 새로운 시장 개척에 힘쓰고 있다. 도시바 일렉트로닉스의 연간 매출은 8000억엔(미화 61억달러)에 달하며, 모두를 위한 더 나은 미래를 만들고자 노력한다.
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