东芝新型功率MOSFET助力高效电源系统设计

数据中心机房内，数十台服务器电源正发出沉闷的嗡鸣——这并非设备平稳运行的正常律动，而是散热风扇因器件高温被迫“超负荷加班”的抗议；工业车间的变频器旁，工程师紧盯着测温仪眉头紧锁：明明已竭力压缩电源体积，可输出功率刚一提升，PCB板就频频触发高温警报。

这正是电源设计领域难解的“三角困局”：既要追求更紧凑的体积，又要提升输出功率，往往就陷入散热失控的困境。而打破这一困局的关键，就是藏在功率半导体器件里一个不起眼的部件——体二极管。它如同电源的“高速换向阀”，在高频开关场景下负责极速切换工作状态。一旦这个“阀门”反应迟缓，就像拥堵路段的急刹车，不仅会白白耗散电能、催生高温隐患，更会直接搅乱整个系统的稳定运行。

东芝半导体推出新一代DTMOSVI（HSD）系列功率MOSFET。该系列采用高速二极管与先进超结结构，其优化的体二极管反向恢复特性能从根源降低开关损耗，助力客户打造更高效率、更高功率密度的电源系统。

核心突破

三大关键特性重塑MOSFET性能天花板

东芝DTMOSVI（HSD）系列并非简单的性能迭代，而是通过对器件核心参数的重构，实现了“低损耗、高稳定、快开关”的三重突破。其性能优势可通过与东芝现有标准器件的对比直观体现，以下从反向恢复特性、静态功耗、综合表现三大维度展开分析：

体二极管的反向恢复时间(trr)与反向恢复电荷(Qrr)，是决定MOSFET开关损耗的核心指标。反向恢复时间越短、电荷越少，器件在开关瞬间的能量损耗与噪声干扰就越小，越能适配高频电源拓扑(如LLC谐振电路、桥式电路)。

与东芝标准型DTMOSVI系列相比，DTMOSVI(HSD)系列在这两项指标上实现了跨越式提升：

反向恢复时间(trr)：缩短65%，开关状态切换速度大幅加快；

反向恢复电荷(Qr)：减少88%，开关过程中无效电荷消耗显著降低。

这一改进直接带来两大收益：一是开关损耗降低，减少电源整体能耗;二是开关噪声减小，为系统在高频工况下的稳定运行奠定基础。

标准型和高速二极管型650V功率MOSFET的Qrr比较在工业电源、电动汽车充电站等恶劣工作场景中，MOSFET的高温漏极截止电流直接影响静态功耗与热稳定性。DTMOSVI(HSD)系列基于东芝最新工艺，在该指标上实现了突破性优化：

与东芝现有TK62N60W5器件相比，DTMOSVI(HSD)系列高温漏极截止电流降低约90%。这意味着在高温、高电压等严苛环境下，器件的静态能耗更低，热积累速度更慢，不仅能减少无效电能消耗，还能提升器件长期工作的可靠性，降低系统热管理压力。

作为衡量MOSFET开关性能与导通性能综合表现的关键指标，新产品的漏极-源极导通电阻×栅极-漏极电荷这一品质因数也得到了显著优化。以TK042N65Z5为例，该指标比TK62N60W5降低了72%。这意味着器件在保持低导通损耗的同时，也实现了快速的开关速度，在整体上降低了功耗。1.5kW的LLC谐振电路测试显示，使用TK042N65Z5直接替换原有的TK62N60W5，电源整体效率提升了约0.4%，电能节约和热管理压力的减轻相当可观。 

TK042N65Z5和TK62N60W5的效率比较

产品档案

两款产品各有所长

东芝TK042N65Z5和TK095N65Z5各有所长，均采用TO-247封装，兼具低电容与高速开关特性，能出色胜任高频应用。

具体而言，TK042N65Z5导通性能表现更优，其典型导通电阻低至0.035Ω，有助于降低导通损耗；而TK095N65Z5则在高频开关性能上更为卓越，不仅拥有更快的体二极管反向恢复时间（典型值115ns），还具备更低的栅极-漏极电荷（典型值17nC），能有效减少开关损耗。此外，两款器件均采用增强模式设计，确保了稳定的阈值电压，为高效率、高功率密度的电源系统设计提供了灵活的选择。

TK042N65Z5和TK095N65Z5的主要规格

（除非另有说明，Ta＝25°C）

注：【1】VDSS＝600V

双效合一破局

东芝650V N沟道功率MOSFET

解锁全域高效电源方案

东芝TK042N65Z5和TK095N65Z5的核心优势在于将优异低导通电阻与高速体二极管完美融合，既能实现低导通损耗，又能降低开关损耗，尤其适配硬开关、软开关拓扑中对体二极管高效工作的严苛需求。

这一性能优势直接转化为四大核心价值：更高的系统效率、更优的功率密度、更强的可靠性，以及更简化的热管理设计，为电源产品升级提供关键支撑。

目前，首批两款采用TO-247封装的650V N沟道功率MOSFET产品——TK042N65Z5和TK095N65Z5——已大量投放市场，为工程师们提供了立即可用的高效解决方案。

凭借其卓越的性能，两款产品均可广泛应用于对效率有严苛要求的领域，包括高效率工业电源、开关电源（如数据中心服务器、通信基站设备等）、电动汽车充电站、光伏发电机组功率调节器、不间断电源系统等。

赋能高效开发

东芝提供TK095N65Z5的参考设计

为助力客户加速产品开发，东芝不仅推出基于TK095N65Z5的1.6kW服务器电源升级版参考设计，更配套了从基础G0到高精度G2的全系列SPICE模型。工程师可借助这套模型在设计阶段精准预判电路性能表现，有效规避开发风险，大幅缩短研发周期、提升开发效率，让高效电源产品快速落地。

↑↑↑ 点击图片查看参考设计

总结

小芯片撬动大变革，赋能下一代高效电力电子

面向未来，东芝将持续扩展DTMOSVI（HSD）产品线——不仅新增TO-220、TO-220SIS等通孔封装，更推出TOLL、DFN8×8等更紧凑的表贴封装，同时在600V/650V基础上进一步拓宽电压覆盖范围，持续引领开关电源能效升级。

东芝新型功率MOSFET凭借核心的高速体二极管技术，成功突破了传统器件在桥式和逆变电路中的效率瓶颈。凭借实测验证的显著性能提升，让该系列成为电源设计师追求高效率、高可靠性与高功率密度的理想选择，更将为下一代高效电力电子设备的创新发展注入强劲动力。

关于东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝电子元件及存储装置株式会社是先进的半导体和存储解决方案的领先供应商，公司累积了半个多世纪的经验和创新，为客户和合作伙伴提供分立半导体、系统LSI和HDD领域的杰出解决方案。

东芝电子元件及存储装置株式会社十分注重与客户的密切协作，旨在促进价值共创，共同开拓新市场，期待为世界各地的人们建设更美好的未来并做出贡献。