东芝新款高压MOSFET，碳化硅功不可没

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碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）

众所周知，硅元素因其独特的稳定性成为功率MOS中最常用的材料。然而随着半导体材料的不断发展，越来越多的化合物半导体材料走上历史舞台。近年来，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等第三代半导体材料正凭借其优越的性能和巨大的市场潜力，成为全球半导体市场的焦点。借此契机，东芝推出了新款1200V碳化硅（SiC）MOSFET——“TW070J120B”。

01特征属性分析

TW070J120B采用第2代内置碳化硅SBD芯片设计，TO-3P(N)封装，具有高电压、低输入电容、低总栅电荷、低导通电阻、低二极管正向电压、高栅阈值电压等特性：VDSS＝1200V，Ciss＝1680pF（典型值），Qg＝67nC（典型值），RDS(ON)＝70mΩ（典型值），VDSF＝-1.35V（典型值），Vth＝4.2V至5.8V。

TW070J120B属于增强类型功率MOSFET半导体器件，易于操作，具体的数据参数如下图所示。

02功能特性分析高耐压性TW070J120B采用的是碳化硅（SiC）这种新材料，由于SiC的介电击穿强度大约是Si的10倍，所以与常规的硅（Si）MOSFET、IGBT产品相比，TW070J120B具有高耐压特性。

高速开关和低导通电阻特性

在相同的耐压的情况下，SiC与Si相比，可以减小每单位面积的导通电阻。除此之外，在高达1200V高压下也可以保持较低的导通电阻。与IGBT相比，SiC MOSFET是单极器件，所以不存在拖尾电流产生的问题，因此关断损耗极小，可以降低部分功耗。

例如：与东芝推出的1200V硅绝缘栅双极晶体管（IGBT）“GT40QR21”相比，“TW070J120B”关断开关损耗降低80%左右，开关时间（下降时间）缩短大约70%，并且能够在不超过20A的漏极电流下提供低导通电压。它的栅阈值电压被设置在4.2V至5.8V的较高电压范围内，有助于减少故障风险（意外开启或关闭）。

可靠性TW070J120B采用了嵌入具有低正向电压的碳化硅肖特基势垒二极管（SBD）的全新MOSFET结构，与东芝的典型结构相比，其可靠性提高了10倍以上，而且也有助于降低功率损耗。

03应用场景

由于TW070J120B具有高耐压性，高效率以及高功率密度，因此可以应用在大容量AC-DC转换器、光伏逆变器、大容量双向DC-DC转换器等工业应用中，这种新型SiC功率MOSFET不仅能通过降低功率损耗来达到提高效率的目的，而且也将为缩小设备尺寸做出贡献。

东芝在功率半导体器件研发设计中有着丰富的技术经验，通过对材料与结构设计的改进和创新，推动功率半导体器件飞速的发展。

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