以工艺见长的东芝N沟道功率MOSFET为电源效率赋能

MOSFET是以金属层（M）栅极隔着氧化层（O）利用电场效应来控制半导体（S）的场效应晶体管，其特点是用栅极电压来控制漏极电流。根据其沟道的极性不同，MOSFET可分为电子占多数的N沟道型与空穴占多数的P沟道型，通常又称为N型MOSFET（NMOSFET）和P型MOSFET（PMOSFET）。

东芝于2022年3月推出并大量投放市场应用的TPH9R00CQH就是一款适用于工业设备开关电源应用的150V N沟道功率MOSFET。该器件采用最新一代U-MOSⅩ-H工艺，有助于大幅提高各种设备的电源效率。

器件的基本特性

TPH9R00CQH针对传统MOSFET结构进行了优化，以获得源极-漏极导通电阻和栅极开关电荷及输出电荷之间的平衡，从而实现了优异的低损耗特性。此外，开关操作时漏极和源极之间的尖峰电压也有所降低，有助于减少开关电源的电磁干扰（EMI）。该产品提供SOPAdvance和更为广泛采用的SOPAdvance（N）两种类型表面贴装型封装。

其主要特性如下

（1）开关速度快

（2）栅极开关电荷小：Qsw＝11.7nC（典型值）

（3）输出电荷小：Qoss＝87nC（典型值）

（4）低漏极-源极导通电阻：Rds(on)＝7.3mΩ（典型值）（Vgs＝10V）

（5）低泄漏电流：IDSS＝10µA（最大值）（VDS＝150V）

（6）增强模式：Vth＝3.3至4.3V（VDS＝10V，ID＝1.0mA）

（7）高额定结温：Tch（最大值）＝175℃

以下是TPH9R00CQH的主要规格

（除非另有说明，@Ta＝25℃）

TPH9R00CQH主要规格

功能特性源于先进工艺

TPH9R00CQH之所以具有业内领先的低漏极-源极导通电阻（Rds(on)），主要是采用了新一代低压沟道结构的U-MOSⅩ-H工艺，减少了导通损耗，有助于进一步降低设备功耗。

东芝延续了每一代沟道结构和制造工艺，稳定地降低了低压功率MOSFET的漏极-源极导通电阻。与采用当前一代U-MOSⅧ-H工艺的150V产品TPH1500CNH相比，TPH9R00CQH的漏极-源极导通电阻下降了约42%；漏源导通电阻×栅极开关电荷提高了大约20%，漏极-源极导通电阻×输出电荷提高了大约28%。

产品应用方向

根据以上工艺特点和产品特性，东芝新增的TPH9R00CQH MOSFET产品线能够通过减少损耗提高设备的电源效率，进而帮助其降低功耗。该系列产品适用于工业设备开关电源，包括数据中心电源和通信基站电源，如开关电源（高效率DC-DC转换器等）、开关稳压器、电机驱动器等。

实现高精度开关仿真

为了支持电源工程师进行开关电源电路设计，东芝还提供各类设计工具，除了快速验证电路功能的G0SPICE模型，现在还提供能够精确再现瞬态特性的高精度SPICE模型（G2模型）。

由于节点数量的增加，导致电路仿真的收敛性和计算速度日渐下降。虽然G0模型的计算速度更快，但只适用于功能检查；而G2模型通过改善ID-VDS曲线的大电流域特性的再现性以及寄生电容的电压相关特性，可以实现更接近实际测量结果的高精度开关仿真。

G2模型是以宏模型格式创建的，可利用一些非线性元件和连续任意函数来表示电气特性，因此可以最大限度避免宏模型的缺点。基于强大的功率器件和模型仿真，可以帮助电源工程师对将要设计的电源电路作到心中有数，并大程度简化产品设计流程，节省设计时间。

审核编辑：汤梓红