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MOSFET Product lineup

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12V-300V MOSFET

(漏-源导通电阻vs.栅极开关电荷)
品质因数持续改进的举例
(漏-源导通电阻vs.栅极开关电荷)

东芝提供各种具有低至中等VDSS的MOSFET产品组合,其封装范围包括适用于小信号应用的超小型封装乃至适用于汽车应用的大电流容量封装。东芝利用每一代连续的槽栅结构和制造工艺,稳定降低其低压功率MOSFET的漏-源导通电阻RDS(ON)。此外,东芝还不断优化MOSFET单元结构,改善了漏-源导通电阻和电荷特性之间的平衡,这是MOSFET开关应用的重要品质因数。

为了提高应用系统的效率和减少MOSFET所产生的热量,东芝已对各种MOSFET品质因数进行了改进,如图所示。此外,由于使用全新的单元结构,东芝第8代沟槽MOSFET系列U-MOSVIII-H在开关转换过程中将产生更低的噪声和振铃。

<关断操作过程中的漏-源电压波形比较>

Parasitic Snubber Circuitlvmos_3

随着开关损耗的减小,输出电荷损耗的相对重要性增加。为此,东芝发布了第9代U-MOSIX-H沟槽MOSFET系列,该系列采用最新工艺,将提供远低于上一系列的输出电荷损耗。

东芝的低压功率MOSFET非常适用于提高能源效率和减小尺寸的各种应用。东芝提供广泛的MOSFET选项,方便您选择最适合您应用需求的选项。

优点

  • 最新的U-MOSⅨ-H系列

    U-MOSⅨ-H系列专门设计用于同步整流应用,包括二级隔离开关电源。它改进了Qoss*1性能,该性能是同步整流功率损耗的原因之一。U-MOSⅨ-H系列相比于其他半导体供应商*2所提供的最新产品,其Ron•Qoss降低了27%,实现了导通电阻(Ron)和Qoss之间的平衡。因为Ron对于Qoss具有重要影响,所以东芝将通过采用超低Ron的MOSFET扩大U-MOSⅨ-H产品组合,以便扩充U-MOSⅧ-H系列的产品阵容。

◆典型MOSFET(VDSS=100V)的品质因数比较

导通和驱动损耗

lvmos-highlight_en1

导通和开关损耗

lvmos-highlight_en2

导通和输出电荷损耗

lvmos-highlight_en3

TPH3R70APL:U-MOSⅨ-H、VDSS=100V、RDS(ON)max= 3.7mΩ at VGS=10V、SOP Advance

RDS(ON):导通电阻(传导导通损耗的品质因数)            截止于2018年1月的东芝调查。
Qg:栅极电荷(驱动损耗的品质因数)
Qsw:G栅极开关电荷(开关损耗的品质因数)
Qoss:输出电荷(输出电荷损耗的品质因数)

◆MOSFET系列(VDSS=100V)的应用举例以及应用系统中的MOSFET性能比较

凭借其卓越的速度,U-MOSIX-H系列的100-V MOSFET适用于各种应用,包括DC-DC转换器服务器电源适配器电机微型逆变器和充电器。全桥DC-DC转换器举例如下所示。以下内容对东芝的100-V U-MOSIX-H MOSFET和另一家公司的MOSFET效率和初级侧MOSFET器件温度进行了比较。如下图所示,东芝的U-MOSIX-H系列有助于降低MOSFET器件温度和提高DC-DC转换器的功率效率。

<全桥DC-DC转换器效率和MOSFET器件温度的比较>

lvmos_en4

<工作条件>
   输入电压=48V

   输出电压=24V

   输出功率=25至185W

   工作频率=150kHz

   MOSFET栅极驱动电压=6V

  <评估器件>
 TPH3R70APL:RDS(ON)max=3.7mΩ at VGS=10V
                             SOP Advance

 Circle 器件与TPH3R70APL比较

效率

lvmos-highlight_en5

器件温度

lvmos-highlight_en6

*在封装表面的中心

2)VDSS ≦60V

第9代U-MOSIX-H系列相比于第8代MOSFET系列,采用进一步优化的单元结构和更小的工艺几何制造而成,所以具有更低的开关和驱动损耗。因此,该U-MOSIX-H系列提供更低的输出电荷和开关损耗,这对于电源和电机驱动应用非常重要。

◆典型MOSFET(VDSS=60V)的品质因数比较

导通和驱动损耗

lvmos-highlight_en7

导通和开关损耗

lvmos-highlight_en8

导通和输出电荷损耗

lvmos-highlight_en9

TPH1R306PL:U-MOSⅨ-H、VDSS=60V、RDS(ON)max=1.34mΩ at VGS=10V、SOP Advance

RDS(ON):导通电阻(导通损耗的品质因数)           截止于2018年1月的东芝调查。
Qg:栅极电荷(驱动损耗的品质因数)
Qsw:栅极开关电荷(开关损耗的品质因数)
Qoss:输出电荷(输出电荷损耗的品质因数)

◆MOSFET系列(VDSS=60V)的应用举例以及应用系统中的MOSFET性能比较

除了100-V MOSFET之外,U-MOSⅨ-H系列的60-V MOSFET适用于各种应用,包括通信设备和基站AC-DC电源,的次级侧、通信设备用DC-DC转换器服务器电源电机微型逆变器。与100-V MOSFET一样,U-MOSIX-H系列的60-V MOSFET有助于降低MOSFET器件的温度和改进全桥DC-DC转换器的功率效率。

lvmos_en10

<工作条件>
 输入电压=48V

   输出电压=24V

   输出功率=5~25A

   工作频率=160kHz

   MOSFET栅极驱动电压=6V

 <评估器件:>
 TPH1R306PL:RDS(ON)max= 1.34mΩ at VGS=10V,
                          SOP Advance

 Circle 器件与TPH1R306PL比较

效率

lvmos-highlight_en12

器件温度

lvmos-highlight_en11

*在封装表面的中心

3)宽结温,存储温度范围高达175°C

U-MOSIX-H系列的MOSFET(包括VDSS=30V)能保证其结温高达175℃,存储温度范围为-55°C至175°C。

  • U-MOSVIII-H系列

高性能U-MOSVIII-H系列同时具有低导通电阻和高开关速度的特点。U-MOSVIII-H系列有助于降低高频区域的开关损耗,所以能改进电源的效率。与U-MOSIX-H系列一样,U-MOSVIII-H系列中的寄生RC吸收器有助于降低开关噪声。此外,U-MOSVIII-H系列可提供的VDSS范围为30至250V,而且采用各种封装,包括先进的双面散热封装(参见下表)。

U-MOSⅧ‐H世代とU-MOSⅨ‐H世代のカバレージ比較

Comparison of Coverage of the U-MOSVIII-H and U-MOSIX-H Series

*1:输出电荷(漏-源电荷)

*2:当比较相同封装的40V MOSFET时(截止于2014年12月的东芝调查)

  • U-MOSⅧ-H系列

    U-MOSⅧ-H系列提供业内最广泛的低导通电阻MOSFET产品组合,实现了低导通电阻和电容之间的最佳平衡。凭借其快速操作的特性,U-MOSⅧ-H系列有助于降低开关损耗,这就实现了电源效率的增加。U-MOSⅧ-H系列可提供的VDSS为30至250V,且采用多种封装,包括具有双面冷却功能的先进封装形式。

  • 低驱动电压和低Ron

    东芝采用业界先进的工艺, U-MOSⅧ-H系列能提供低的导通电阻,即使在低压驱动条件下。因此,随着系统供电电压的降低,U-MOSⅧ-H系列能降低系统功耗。

lvmos1e

  • 12-300V MOSFET的封装趋势

    Packaging Trends for 12-300V MOSFETs

    东芝为各种用途提供不同的封装,从非常小的封装(比如0.8 x 0.6mm)到高散热封装。

  • 热增强型DSOP Advance封装

    1. DSOP Advance封装能从上下表面的金属板有效散热。

        ⇒相同尺寸的DSOP Advance封装与传统封装相比,能提供更大的电流容量,所以有助于节省印刷电路板空间,缩小系统尺寸。

    2. DSOP Advance的封装面积与传统SOP Advance封装相同。

        ⇒DSOP Advance封装中的MOSFET作为SOP Advance封装中的简易替代品,无需修改印刷电路板布局。

    3. DSOP Advance封装具有较低电阻。

    DSOP Advance PackageDouble Side Cooling Package

  • 大电流的封装

    • 铜板压接的方式从而增加了电流密度和Ron
    • 大电流封装的面积与通用封装相等

    Packaging for high current

    大电流型 通用型
    TO-220SM(W) TO-220SM(D2PAK)
    DPAK+ New PW-Mold
    SOP Advance SOP-8

    TO-220SM(W)、DPAK+、SOP Advance

产品范围

U-MOSⅧ-H和U-MOSⅨ-H系列相比于其它系列,可提供更广泛的R(DS)ON和VDSS,从而能满足各种应用需求。

产品阵容

文档

白皮书

Whitepaper
名称 概述 发布日期
支持功率电子的器件发展和产品安装、电路和应用的技术扩展 8/2017
通过MOSFET效率和整合优化电源设计 8/2017
双面冷却封装DSOP Advance:功率MOSFET的热传导创新 8/2017
无绳电动工具:提供高输出功率、扩展操作和较小的外形尺寸 9/2017

应用说明

Application note
名称 概述 发布日期
提供基于仿真结果的提示和技巧,帮助降低半导体分立器件的芯片温度 01/2018
MOSFET漏极与源极之间的高耦合度会引发问题,此资料介绍产生这种现象的原因及其对策 12/2017
介绍雪崩现象的产生机理,阐述它的耐久性及对策 12/2017
介绍了如何降低半导体分立器件芯片温度 12/2017
介绍如何计算半导体分立器件的温度 12/2017
讨论MOSFET安全操作区域的温度降额 12/2017
当MOSFET漏极与源极间电压迅速上升时,MOSFET可能出现故障并导通,此资料解释其机理和对策 12/2017
介绍了平面、沟槽和超级结功率MOSFET 11/2016
介绍了功率MOSFET的绝对最大额定值、热阻抗和安全工作区域 11/2016
介绍了规格书中所示的电气特性 11/2016
介绍选择功率MOSFET的方法、温度特性、导线和寄生振荡的影响、雪崩耐用性,缓冲电路等 11/2016
介绍了热等效电路、通道温度计算的例子和散热器附件的考虑。 2/2017
介绍了MOSFET开关应用的栅极驱动电路设计指南,并提供了栅极驱动电路的举例。 8/2017
介绍了并联MOSFET中的电流不平衡和寄生振荡机理 8/2017
介绍了MOSFET在开关应用中的振荡机理 8/2017

目录

Catalog
名称 概述 发布日期
根据封装介绍功率器件与小信号MOSFET产品阵容 3/2016

视频


产品

VDSS
(V)
RDS(ON)
(mΩ)
TSON Advance SOP Advance SOP-8 DSOP Advance TO-220 TO-220SIS DPAK D2PAK
30 10 - 20 TPN11003NL TPH11003NL

5 - 10 TPN8R903NL
TPN6R303NC
TPN6R003NL
TPN5R203PL
TPH8R903NL
TPH6R003NL
TP89R103NL
TP86R203NL
3 - 5 TPN4R303NL
TPN4R203NC
TPH4R803PL
TPH4R003NL
TPH3R203NL
TK3R3E03GL
1 - 3 TPN2R903PL
TPN2R703NL
TPN2R503NC
TPN2R203NC
TPN1R603PL
TPH3R003PL
TPH2R903PL
TPH2R003PL

TPH1R403NL
< 1 TPHR9203PL
TPHR9003NL
TPHR9003NC
TPHR6503PL
TPWR8503NL
TPWR6003PL
40 10 - 20
5 - 10 TPN7R504PL TPH7R204PL
TPH6R004PL
3 - 5 TPN3R704PL TPH3R704PC
TPH3R704PL
TK3R1E04PL TK3R1A04PL TK3R1P04PL
1 - 3 TPN2R304PL TPH2R104PL
TPH1R204PB
TPH1R204PL
< 1 TPHR8504PL TPWR8004PL
45 1 - 3 TPN2R805PL TPH2R805PL
TPH1R405PL
TPH1R005PL
< 1 TPW1R005PL
60 20 - 50 TPN22006NH
10 - 20 TPN14006NH
TPN11006NL
TPN11006PL
TPH14006NH
TPH11006NL
TK30E06N1
TK40E06N1
TK30A06N1
TK40A06N1
5 - 10 TPN7R506NH
TPN7R006PL
TPH9R506PL
TPH7R506NH
TPH7R006PL
TPH5R906NH
TK8R2E06PL
TK58E06N1
TK5R1E06PL
TK8R2A06PL
TK58A06N1
TK5R3A06PL
TK6R7P06PL
3 - 5 TPN4R806PL TPH4R606NH
TPH3R506PL
TK4R3E06PL
TK3R2E06PL
TK4R3A06PL
TK3R3A06PL
TK4R4P06PL TK4R8G06PL
1 - 3 TPH2R306NH
TPH2R506PL
TPH1R306PL
TPH1R306P1
TPW1R306PL TK100E06N1 TK100A06N1 TK2R9G06PL
75 1 - 3 TPH2R608NH TPW2R508NH
80 30 - 50 TPN30008NH
10 - 20 TPN13008NH TPH12008NH TK35E08N1 TK35A08N1
5 - 10 TPH8R008NH TK46E08N1 TK46A08N1
3 - 5 TPH4R008NH TPW4R008NH TK72E08N1
TK100E08N1
TK72A08N1
TK100A08N1
100 30 - 50 TPN3300ANH
10 - 20 TPN1600ANH
TPN1200APL
TPH1400ANH TK22E10N1
TK110E10PL
TK22A10N1
TK110A10PL
TK110P10PL
5 - 10 TPH8R80ANH
TPH6R30ANL
TPH5R60APL
TK34E10N1
TK40E10N1
TK7R2E10PL
TK6R4E10PL
TK34A10N1
TK40A10N1
TK7R4A10PL
TK6R7A10PL
TK7R7P10PL
3 - 5 TPH4R50ANH
TPH4R10ANL
TPH3R70APL
TPW4R50ANH
TPW3R70APL
TK65E10N1
TK3R9E10PL
TK100E10N1
TK65A10N1
TK4R1A10PL
TK100A10N1
TK3R2A10PL
TK65G10N1
TK3R7G10PL
1 - 3 TK2R9E10PL
120 10 - 20 TK32E12N1 TK32A12N1
5 - 10 TK42E12N1
TK56E12N1
TK42A12N1
TK56A12N1
3 - 5 TK72E12N1 TK72A12N1
150 50 - 100 TPN5900CNH TPH5900CNH
20 - 50 TPH3300CNH
10 - 20 TPH1500CNH TPW1500CNH
200 100 - 200 TPN1110ENH TPH1110ENH
50 - 100 TPH6400ENH
20 - 50 TPH2900ENH TPW2900ENH
250 200 - 300 TPN2010FNH TPH2010FNH
100 - 200 TPH1110FNH
50 - 100 TPH5200FNH TPW5200FNH
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