【导读】东芝电子元件及存储装置株式会社于2025年9月25日宣布推出采用最新一代U-MOS11-H工艺制造的100V N沟道功率MOSFET——TPH2R70AR5。这款MOSFET显著降低了漏源导通电阻(RDS(ON))和总栅极电荷(Qg),其RDS(ON)最大值仅为2.7mΩ,Qg典型值为52nC。产品采用紧凑的SOP Advance (N)封装(5.15mm x 6.1mm),主要面向数据中心、通信基站等工业设备的开关电源应用,并已于发布当日开始正式出货。
东芝电子元件及存储装置株式会社于2025年9月25日宣布推出采用最新一代U-MOS11-H工艺制造的100V N沟道功率MOSFET——TPH2R70AR5。这款MOSFET显著降低了漏源导通电阻(RDS(ON))和总栅极电荷(Qg),其RDS(ON)最大值仅为2.7mΩ,Qg典型值为52nC。产品采用紧凑的SOP Advance (N)封装(5.15mm x 6.1mm),主要面向数据中心、通信基站等工业设备的开关电源应用,并已于发布当日开始正式出货。
一、技术难点以及应对方案
在工业开关电源(SMPS)设计中,工程师始终面临如何平衡效率、功率密度和散热的多重挑战。传统MOSFET在导通电阻(RDS(ON))和开关性能(Qg)之间存在难以兼顾的权衡问题,高开关速度往往导致更大的开关损耗和电压尖峰。
东芝U-MOS11-H工艺通过以下技术创新应对这些挑战:
●优化的器件结构:新一代U-MOS11-H工艺优化了器件结构,改善了RDS(ON)与Qg之间的权衡关系(RDS(ON)×Qg)。与前代U-MOSX-H系列产品TPH3R10AQM相比,TPH2R70AR5的RDS(ON)降低了约8%,Qg降低了37%,品质因数(RDS(ON)×Qg)显著改善了42%。
●先进的寿命控制技术:通过应用离子束注入等寿命控制技术,有意缩短载流子寿命,从而实现了高速体二极管性能。这不仅将反向恢复电荷(Qrr)降低了约38%,还有效抑制了开关过程中的电压尖峰。这使得RDS(ON)×Qrr改善了约43%。
二、核心作用
TPH2R70AR5的核心作用是作为高效率开关电源(如数据中心服务器电源、通信基站电源和高效率DC-DC转换器)中的关键功率开关元件。它通过显著降低导通损耗和开关损耗,直接提升电源系统的整体效率,并允许设计人员实现更高的功率密度。
三、产品关键竞争力
●卓越的电性能指标:低至2.7mΩ的导通电阻(RDS(ON))和52nC的总栅极电荷(Qg),以及55nC的低反向恢复电荷(Qrr),共同确保了低功耗和高效率。
●优异的散热能力:最高结温(Tch)可达175°C,增强了器件在高温环境下的可靠性,并降低了对散热系统的要求。
●强大的电流处理能力:在25°C壳温下,连续漏极电流(ID)高达190A,适合高电流应用。
●完善的开发支持:东芝提供G0和G2 SPICE模型,帮助工程师快速验证电路功能并进行精确的瞬态特性仿真。
主要规格:
(除非另有说明,Ta=25°C)
四、同类竞品品牌型号对比(表格)及分析
表格分析:
TPH2R70AR5在关键性能指标上相比其前代产品有显著提升,尤其是在影响开关电源效率的核心参数(RDS(ON)、Qg、Qrr)及其品质因数上。这表明其在降低导通和开关损耗方面具有竞争优势。紧凑的SOP Advance (N)封装也使其适合高功率密度设计。
五、实际应用场景
●数据中心服务器电源:用于高效的开关模式电源(SMPS),有助于降低数据中心的运营成本。
●通信基站电源:为5G等通信基础设施提供高效、可靠的电力转换。
●工业设备高效DC-DC转换器:适用于各种工业自动化设备中的电源模块。
●高频开关电源:其低Qg和Qrr特性使其适合高频开关操作,有助于缩小无源元件尺寸。
六、产品供货情况
东芝已宣布TPH2R70AR5于2025年9月25日开始出货。东芝还提供G0和G2 SPICE模型等电路设计支持工具,以协助客户进行设计。
结语
东芝新款TPH2R70AR5 100V N沟道功率MOSFET凭借其先进的U-MOS11-H工艺,在导通电阻、开关性能和体二极管恢复特性上取得了显著进步。它为设计更高效、更紧凑的工业开关电源提供了强有力的解决方案,特别是在对能效要求极高的数据中心和通信基础设施领域,有望助力客户降低系统功耗和总拥有成本(TCO)。
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