도시바 일렉트로닉 디바이스 앤 스토리지가 자사의 최신 공정인 U-MOS11-H를 사용해 제작된 80V N-채널 전력 MOSFET ‘TPM1R408RH’를 출시했다. MOSFET은 AI 데이터 센터 및 통신 기지국에 사용되는 산업용 장비용 스위치 모드 전원 공급 장치와 같은 응용 분야를 대상으로 한다. 출하는 6월 29일(현지 시간) 시작됐다.
‘TPM1R408RH’AI 처리 능력의 지속적인 확대로 데이터센터의 전력 수요가 증가하고 있으며, 동시에 통신 인프라의 발전으로 인해 스위칭 모드 전원 공급 장치에서의 고효율화, 소형화(고전력 밀도) 및 저전자파장해(EMI)에 대한 요건이 강화되고 있다.
전력 손실은 시스템의 소비전력, 발열 및 냉각 부하에 직접적인 영향을 미치므로 도통 손실((conduction losses)과 스위칭 손실(switching losses)을 균형 있게 저감하고 개선된 EMI 억제, 열 설계 및 실장 용이성을 포함한 시스템 전체의 최적화에 기여하는 특성을 갖춘 파워 반도체를 적용하는 것이 중요하다.
TPM1R408RH는 최적화된 소자 구조를 채택해 드레인-소스 온 저항 1.4mΩ(최대값)[2]을 실현했으며, 이는 이전 세대 U-MOS X-H 공정을 사용해 제조된 도시바의 80V 제품 ‘TPM1R908QM’의 드레인-소스 온 저항에 비해 약 26% 낮다.
또한 드레인-소스 온 저항(RDS(ON))과 총 게이트 전하량(Qg) 간의 트레이드-오프 관계를 개선해 성능 지수(Figure of Merit), RDS(ON) × Qg가 TPM1R908QM 대비 약 45% 감소했다. 이러한 특성은 업계 최고 수준[3]의 저전력 손실을 나타낸다.
TPM1R408RH는 또한 스위칭 시 드레인과 소스 간에 발생하는 스파이크 전압을 억제해 스위칭 모드 전원 공급 장치의 EMI 저감에 기여한다. EMI 억제는 종종 설계 후반 단계에서 재작업을 필요로 하지만, 소자 자체에서 발생하는 스파이크를 억제함으로써 재작업을 줄이고 필터 및 스너버 회로를 간소화하는 데 도움이 된다.
신제품은 SOP 어드밴스(E) 패키지를 채택해 도시바의 현재 SOP 어드밴스(N) 패키지 대비 패키지 저항이 약 65% 낮아지고 열 저항이 약 15% 개선됐다. 발열 억제 및 방열 개선을 통해 더 높은 출력 및 더 컴팩트한 전원 공급 장치 설계를 지원한다.
도시바는 또한 스위칭 전원 공급 장치의 회로 설계를 지원하는 도구도 제공한다. 회로 기능을 단시간에 검증하는 G0 SPICE 모델과 함께 과도 특성을 정밀하게 재현하는 고정밀 G2 SPICE 모델을 현재 이용할 수 있다. 도시바 웹사이트의 온라인 회로 시뮬레이터를 이용하면 시뮬레이션 환경을 구축하거나 디바이스 모델을 다운로드할 필요 없이 웹 브라우저에서 회로 동작을 쉽게 검증할 수 있다.
