Texas Instruments LMG3616 650V GaN功率FET提供270m Ω 的電阻以及集成式驅(qū)動(dòng)器和保護(hù)，適用于開(kāi)關(guān)模式電源應(yīng)用。 通過(guò)將GaN FET和柵極驅(qū)動(dòng)器集成在8mmx5.3mm的QFN封裝中，該GaN FET簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)且減少了元件數(shù)量。LMG3616 GaN FET具有可編程開(kāi)啟轉(zhuǎn)換速率，可提供EMI和振鈴控制。晶體管的內(nèi)部柵極驅(qū)動(dòng)器可調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電壓，以獲得最佳GaN FET導(dǎo)通電阻。內(nèi)部驅(qū)動(dòng)器降低了總柵極電感和GaN FET共源電感，從而提高開(kāi)關(guān)性能，包括共模瞬態(tài)抗擾度（CMTI）。典型應(yīng)用包括AC/DC USB壁式插座、AC/DC輔助電源、電視、電視SMPS、移動(dòng)壁式充電器設(shè)計(jì)和USB壁式電源插座的電源。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments LMG3616 650V GaN功率FET數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 650 V漏源電壓
• 270mΩ漏源-源極電阻
• 具有低傳播延遲的集成柵極驅(qū)動(dòng)器
• 可調(diào)導(dǎo)通轉(zhuǎn)換率控制
• 通過(guò)FLT引腳報(bào)告實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)
• 55μA AUX靜態(tài)電流
• 26V最大電源和輸入邏輯引腳電壓
• 工作結(jié)溫范圍：-40°C至150°C
• 8mm × 5.3mm帶散熱墊QFN封裝

功能框圖

140W LLC轉(zhuǎn)換器應(yīng)用示意圖

LMG3616 650V GaN功率FET技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品核心特性

LMG3616是德州儀器(TI)推出的集成驅(qū)動(dòng)器的650V 270mΩ GaN功率FET，具有以下顯著特性：

• ?高壓性能?：650V耐壓等級(jí)，支持720V浪涌電壓和800V瞬態(tài)振鈴電壓
• ?集成驅(qū)動(dòng)?：內(nèi)置門極驅(qū)動(dòng)器，傳播延遲低且具有可調(diào)導(dǎo)通斜率控制
• ?熱保護(hù)?：集成過(guò)熱保護(hù)功能，通過(guò)FLT引腳報(bào)告故障狀態(tài)
• ?高效設(shè)計(jì)?：AUX靜態(tài)電流僅55μA，支持輕載高效需求
• ?緊湊封裝?：8mm×5.3mm QFN封裝，內(nèi)置散熱焊盤

二、關(guān)鍵參數(shù)與規(guī)格

1. 電氣特性

2. 保護(hù)特性

• ?過(guò)熱保護(hù)?：觸發(fā)閾值165°C，滯后20°C
• ? 欠壓鎖定(UVLO) ?：正閾值9.3V，負(fù)閾值9.0V
• ?故障報(bào)告?：開(kāi)漏FLT引腳在過(guò)熱時(shí)拉低

三、引腳功能與配置

1. 關(guān)鍵引腳說(shuō)明

?功率引腳?：

• D(2-14腳)：GaN FET漏極，內(nèi)部連接NC1
• S(17-19,21-29腳)：GaN FET源極，連接AGND和PAD

?控制引腳?：

• IN(31腳)：門極驅(qū)動(dòng)控制輸入
• RDRV(37腳)：驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度控制電阻，設(shè)置導(dǎo)通斜率
• FLT(35腳)：開(kāi)漏故障輸出(低有效)

2. 導(dǎo)通斜率配置

通過(guò)RDRV引腳電阻可設(shè)置四種導(dǎo)通斜率：

四、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 140W LLC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

?設(shè)計(jì)要點(diǎn)?：

1. ?柵極驅(qū)動(dòng)?：RDRV引腳直接接地實(shí)現(xiàn)最快開(kāi)關(guān)
2. ?布局建議?：
   • 采用非阻焊定義(NSMD)焊盤設(shè)計(jì)
   • 信號(hào)地與功率地單點(diǎn)連接(AGND引腳)
   • 散熱焊盤需充分連接至PCB

2. 熱管理方案

• ?熱阻參數(shù)?：
  • 結(jié)至環(huán)境(θJA)：27°C/W
  • 結(jié)至外殼(θJC)：2.13°C/W
• ?散熱建議?：
  • 底部散熱焊盤需連接至大面積銅箔
  • 滿負(fù)載時(shí)結(jié)溫可達(dá)125°C，需保證散熱

五、測(cè)試與驗(yàn)證方法

1. 開(kāi)關(guān)參數(shù)測(cè)試

?測(cè)試電路?：

• 采用雙脈沖測(cè)試儀配置
• 低側(cè)LMG3616作為被測(cè)器件(DUT)
• 高側(cè)LMG3616作為續(xù)流二極管

?關(guān)鍵波形?：

• 導(dǎo)通延遲：從IN>VIT+到ID>25mA
• 關(guān)斷延遲：從IN80V

2. 保護(hù)功能驗(yàn)證

1. ?過(guò)熱保護(hù)?：
   • 監(jiān)測(cè)FLT引腳狀態(tài)隨溫度變化
   • 驗(yàn)證165°C觸發(fā)點(diǎn)和145°C恢復(fù)點(diǎn)
2. ?UVLO測(cè)試?：
   • 掃描AUX電壓驗(yàn)證9.3V開(kāi)啟/9.0V關(guān)閉

六、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. ?ESD防護(hù)?：
   • HBM等級(jí)：±1000V(1-15腳)/±2000V(16-38腳)
   • 操作時(shí)需佩戴防靜電手環(huán)
2. ?布局規(guī)范?：
   • 功率路徑線寬≥40mil
   • 敏感信號(hào)遠(yuǎn)離高頻節(jié)點(diǎn)
   • U1底部設(shè)置9×9過(guò)孔陣列(直徑8mil)
3. ?輸入保護(hù)?：
   • 建議添加TVS管抑制瞬態(tài)
   • 反接保護(hù)二極管串聯(lián)在電源路徑

LMG3616特別適用于需要高開(kāi)關(guān)頻率和高功率密度的AC/DC適配器、USB壁式電源和電視電源等應(yīng)用場(chǎng)景。其創(chuàng)新的集成驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和全面的保護(hù)功能可顯著簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)并提高可靠性。