Texas Instruments LMG3616 650V GaN功率FET提供270m Ω 的電阻以及集成式驅動器和保護，適用于開關模式電源應用。 通過將GaN FET和柵極驅動器集成在8mmx5.3mm的QFN封裝中，該GaN FET簡化了設計且減少了元件數量。LMG3616 GaN FET具有可編程開啟轉換速率，可提供EMI和振鈴控制。晶體管的內部柵極驅動器可調節驅動電壓，以獲得最佳GaN FET導通電阻。內部驅動器降低了總柵極電感和GaN FET共源電感，從而提高開關性能，包括共模瞬態抗擾度（CMTI）。典型應用包括AC/DC USB壁式插座、AC/DC輔助電源、電視、電視SMPS、移動壁式充電器設計和USB壁式電源插座的電源。

數據手冊：*附件：Texas Instruments LMG3616 650V GaN功率FET數據手冊.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動器
• 可調導通轉換率控制
• 通過FLT引腳報告實現過熱保護
• 55μA AUX靜態電流
• 26V最大電源和輸入邏輯引腳電壓
• 工作結溫范圍：-40°C至150°C
• 8mm × 5.3mm帶散熱墊QFN封裝

功能框圖

140W LLC轉換器應用示意圖

LMG3616 650V GaN功率FET技術解析與應用指南

一、產品核心特性

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

• ?高壓性能?：650V耐壓等級，支持720V浪涌電壓和800V瞬態振鈴電壓
• ?集成驅動?：內置門極驅動器，傳播延遲低且具有可調導通斜率控制
• ?熱保護?：集成過熱保護功能，通過FLT引腳報告故障狀態
• ?高效設計?：AUX靜態電流僅55μA，支持輕載高效需求
• ?緊湊封裝?：8mm×5.3mm QFN封裝，內置散熱焊盤

二、關鍵參數與規格

1. 電氣特性

2. 保護特性

• ?過熱保護?：觸發閾值165°C，滯后20°C
• ? 欠壓鎖定(UVLO) ?：正閾值9.3V，負閾值9.0V
• ?故障報告?：開漏FLT引腳在過熱時拉低

三、引腳功能與配置

1. 關鍵引腳說明

?功率引腳?：

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

?控制引腳?：

• IN(31腳)：門極驅動控制輸入
• RDRV(37腳)：驅動強度控制電阻，設置導通斜率
• FLT(35腳)：開漏故障輸出(低有效)

2. 導通斜率配置

通過RDRV引腳電阻可設置四種導通斜率：

四、典型應用設計

1. 140W LLC轉換器設計

?設計要點?：

1. ?柵極驅動?：RDRV引腳直接接地實現最快開關
2. ?布局建議?：
   • 采用非阻焊定義(NSMD)焊盤設計
   • 信號地與功率地單點連接(AGND引腳)
   • 散熱焊盤需充分連接至PCB

2. 熱管理方案

• ?熱阻參數?：
  • 結至環境(θJA)：27°C/W
  • 結至外殼(θJC)：2.13°C/W
• ?散熱建議?：
  • 底部散熱焊盤需連接至大面積銅箔
  • 滿負載時結溫可達125°C，需保證散熱

五、測試與驗證方法

1. 開關參數測試

?測試電路?：

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

?關鍵波形?：

• 導通延遲：從IN>VIT+到ID>25mA
• 關斷延遲：從IN80V

2. 保護功能驗證

1. ?過熱保護?：
   • 監測FLT引腳狀態隨溫度變化
   • 驗證165°C觸發點和145°C恢復點
2. ?UVLO測試?：
   • 掃描AUX電壓驗證9.3V開啟/9.0V關閉

六、設計注意事項

1. ?ESD防護?：
   • HBM等級：±1000V(1-15腳)/±2000V(16-38腳)
   • 操作時需佩戴防靜電手環
2. ?布局規范?：
   • 功率路徑線寬≥40mil
   • 敏感信號遠離高頻節點
   • U1底部設置9×9過孔陣列(直徑8mil)
3. ?輸入保護?：
   • 建議添加TVS管抑制瞬態
   • 反接保護二極管串聯在電源路徑

LMG3616特別適用于需要高開關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用場景。其創新的集成驅動設計和全面的保護功能可顯著簡化系統設計并提高可靠性。