Texas Instrument LM2101半橋柵極驅動器是一款緊湊型高壓柵極驅動器，設計用于驅動同步降壓或半橋配置中的高側和低側N溝道MOSFET。SH 引腳上的 – 1V DC和–19.5V瞬態負電壓處理提高了高噪聲應用中的系統魯棒性。小型耐熱增強型8引腳WSON封裝允許將驅動器放置在更靠近電機相位的位置，從而改善了PCB布局。Texas Instruments LM2101還采用與行業標準引腳排列兼容的8引腳SOIC封裝。低側和高側電源軌上提供欠壓鎖定 (UVLO)，以在加電和斷電期間提供保護。

數據手冊：*附件：Texas Instruments LM2101半橋柵極驅動器數據手冊.pdf

特性

• 驅動兩個采用半橋配置的N溝道MOSFET
• GVDD上的典型欠壓鎖定為8V
• SH上處理的絕對最大負瞬態電壓為–19.5V
• BST上的絕對最大電壓為107V
• 峰值源/灌電流為0.5A/0.8A
• 傳播延遲：115ns（典型值）

功能框圖

LM2101 107V半橋柵極驅動器技術解析與應用指南

一、產品核心特性

LM2101是德州儀器(TI)推出的高性能半橋柵極驅動器，具有以下突出特點：

• ?高壓驅動能力?：支持107V絕對最大電壓（BST引腳）
• ?強健的負壓處理?：SH引腳支持-19.5V瞬態負壓和-1V DC穩態負壓
• ?快速開關性能?：典型傳播延遲僅115ns，支持高頻開關應用
• ?雙路獨立驅動?：0.5A源電流/0.8A灌電流驅動能力
• ?集成保護功能?：GVDD和BST雙路UVLO保護（8V典型開啟閾值）

二、關鍵電氣參數

1. 絕對最大額定值

2. 開關特性

• 傳播延遲(tDLFF/tDHFF)：115ns典型值
• 上升時間(tR_GH/tR_GL)：28ns@1nF負載
• 下降時間(tF_GH/tF_GL)：18ns@1nF負載
• 死區時間(tMON/tMOFF)：30ns典型值

三、創新設計解析

1. 增強型負壓處理技術

LM2101采用創新的SH引腳設計：

• 內置-19.5V瞬態電壓保護電路
• 支持-1V DC穩態負壓
• 防止電機驅動等噪聲環境下的誤觸發

2. 雙路UVLO保護

• GVDD UVLO：8.15V開啟/7.7V關閉（典型值）
• BST UVLO：7.6V開啟/7.15V關閉（典型值）
• 0.45V典型滯回電壓防止振蕩

3. 緊湊型封裝

• 8引腳WSON(2mm×2mm)和SOIC封裝
• WSON封裝θJA=78.2°C/W（帶散熱焊盤）
• 適合高密度PCB布局

四、典型應用設計

1. 無刷直流電機驅動方案

?關鍵設計要點?：

1. 自舉電路設計：
   • 推薦100nF X7R陶瓷電容(CBOOT)
   • 串聯2.2Ω電阻(RBOOT)限制浪涌電流
   • 計算示例：IDboot_pk = (12V-1V)/2.2Ω ≈ 5A
2. 柵極電阻選擇：
   • 典型值4.7-10Ω
   • 計算公式：RGATE = (VGVDD-VDH)/Ipeak - Rint ≈ (12-2.1)/0.5 - 5.25 ≈ 14.75Ω

2. 功率損耗估算

1. 靜態損耗：PQC = 12V×0.43mA + 11V×0.15mA ≈ 6.8mW
2. 動態損耗：PQG = 2×12V×17nC×50kHz ≈ 20.4mW
3. 總損耗估算：Ptotal ≈ 27mW（@50kHz開關頻率）

五、布局指南

1. ?電源處理?：
   • GVDD引腳旁放置1μF+0.1μF去耦電容
   • BST-SH電容距芯片<3mm
2. ?信號完整性?：
   • 柵極走線長度<20mm
   • 敏感信號采用包地處理
3. ?熱設計?：
   • WSON封裝推薦使用散熱過孔陣列
   • 2oz銅厚PCB改善散熱

LM2101憑借其高壓處理能力和緊湊封裝，特別適合電動工具、電動兩輪車等空間受限的高噪聲應用場景，為工程師提供了可靠的半橋驅動解決方案。