Toshiba espande la serie DTMOSVI 600 V con sette nuovi MOSFET a super giunzione ottimizzati per il recupero inverso
Toshiba Electronics Europe amplia la famiglia DTMOSVI 600 V aggiungendo sette nuovi MOSFET di potenza a canale N con diodo ad alta velocità integrato (HSD). La novità non è banale: la serie esistente a super giunzione da 600 V non disponeva di un diodo di recupero rapido interno, e la sua assenza rappresentava un vincolo nelle topologie a ponte e negli inverter, dove le prestazioni del body diode in fase di recupero inverso condizionano direttamente le perdite di commutazione. I nuovi dispositivi sono disponibili nei package TO-247, TOLL e DFN8×8, una combinazione che copre esigenze molto diverse in termini di gestione termica e ingombro: il TO-247 per applicazioni ad alta dissipazione con dissipatori, il TOLL per layout PCB compatti con montaggio superficiale, il DFN8×8 per soluzioni ad alta densità di potenza dove lo spazio sul PCB è un vincolo primario.
Il prodotto di riferimento della nuova linea è il TK058V60Z5 in package DFN8×8, che raggiunge una resistenza di conduzione drain-source di 0,050 Ω (tipica), un valore che in questo formato di package è rilevante per chi progetta convertitori ad alta densità di potenza destinati, ad esempio, ai server per data center, agli UPS e ai condizionatori di potenza per impianti fotovoltaici.
Il diodo ad alta velocità: perché conta per il progettista
Il cuore della differenziazione tecnica della variante HSD è la tecnologia di controllo della durata (lifetime control), che introduce intenzionalmente difetti cristallini nel diodo per accelerare la ricombinazione delle cariche minoritarie. Il risultato si misura in modo diretto: rispetto ai DTMOSVI 600 V standard, il tempo di recupero inverso (trr) si riduce del 60% e la carica di recupero inverso (Qrr) scende dell'85%, nelle condizioni di misura standardizzate (VDD = 400 V, VGS = 0 V, IDR = 20 A, –dIDR/dt = 100 A/μs, Ta = 25°C).
Per chi progetta circuiti a ponte — dai PFC ai convertitori LLC, dagli inverter trifase ai moduli per UPS — questi due parametri sono direttamente correlati alle perdite di commutazione e ai picchi di corrente durante la fase di recovery. Una Qrr elevata genera sovraccarichi sul MOSFET in conduzione che possono richiedere un derating o l'aggiunta di snubber, complicando il layout e aumentando i costi. Ridurla dell'85% non elimina necessariamente il problema, ma sposta in modo sensibile il punto di equilibrio nel dimensionamento termico e nella scelta della frequenza di commutazione.
Figure di merito e confronto generazionale
Al di là del diodo, l'intera serie DTMOSVI 600 V — nuovi prodotti compresi — porta con sé miglioramenti strutturali rispetto alla generazione precedente DTMOSIV-H a parità di tensione nominale. Il prodotto RDS(ON) × Qg si riduce del 36%, mentre RDS(ON) × Qgd cala del 52%. Questi due indicatori sono le figure di merito più utilizzate per valutare l'efficienza di un MOSFET di potenza in commutazione: il primo quantifica il compromesso tra perdite di conduzione e perdite di pilotaggio del gate, il secondo è particolarmente sensibile nelle topologie hard-switched dove la carica gate-drain governa i tempi di salita e discesa della tensione drain-source. Una riduzione del 52% su Qgd si traduce concretamente in fronti di commutazione più veloci a parità di corrente di gate, con ricadute positive sull'efficienza a frequenze elevate.
Strumenti di simulazione e supporto alla progettazione
Toshiba affianca la nuova famiglia con una catena di strumenti di simulazione articolata su due livelli. I modelli G0 SPICE permettono una verifica funzionale rapida del circuito, utile nelle fasi preliminari di dimensionamento. I modelli G2 SPICE, ora disponibili anche per questi dispositivi, offrono una riproduzione accurata del comportamento in transitorio, necessaria per stimare in modo affidabile le perdite di commutazione e verificare la stabilità del loop di controllo. A questi si aggiunge un simulatore circuitale online che non richiede l'installazione di un ambiente di simulazione locale né il download manuale dei modelli: una scelta che riduce l'attrito nelle fasi di valutazione iniziale, in particolare per team che lavorano su più piattaforme o in contesti dove la gestione delle librerie di componenti è centralizzata.
I sette nuovi MOSFET DTMOSVI 600 V HSD colmano una lacuna specifica nella gamma Toshiba, portando il diodo ad alta velocità su una struttura a super giunzione già competitiva per RDS(ON) e figure di merito. Per i progettisti di SMPS ad alta efficienza — in particolare nei contesti data center, UPS e fotovoltaico, dove la frequenza di commutazione e la densità di potenza sono variabili di progetto critiche — la riduzione combinata di trr e Qrr rappresenta un margine concreto sia in termini di efficienza sia di semplificazione del circuito di pilotaggio e della gestione termica.
