Texas Instruments LMG3616 650V GaN功率FET提供270m Ω 的电阻以及集成式驱动器和保护，适用于开关模式电源应用。 通过将GaN FET和栅极驱动器集成在8mmx5.3mm的QFN封装中，该GaN FET简化了设计且减少了元件数量。LMG3616 GaN FET具有可编程开启转换速率，可提供EMI和振铃控制。晶体管的内部栅极驱动器可调节驱动电压，以获得最佳GaN FET导通电阻。内部驱动器降低了总栅极电感和GaN FET共源电感，从而提高开关性能，包括共模瞬态抗扰度（CMTI）。典型应用包括AC/DC USB壁式插座、AC/DC辅助电源、电视、电视SMPS、移动壁式充电器设计和USB壁式电源插座的电源。

数据手册：*附件：Texas Instruments LMG3616 650V GaN功率FET数据手册.pdf

特性

• 650 V漏源电压
• 270mΩ漏源-源极电阻
• 具有低传播延迟的集成栅极驱动器
• 可调导通转换率控制
• 通过FLT引脚报告实现过热保护
• 55μA AUX静态电流
• 26V最大电源和输入逻辑引脚电压
• 工作结温范围：-40°C至150°C
• 8mm × 5.3mm带散热垫QFN封装

功能框图

140W LLC转换器应用示意图

LMG3616 650V GaN功率FET技术解析与应用指南

一、产品核心特性

LMG3616是德州仪器(TI)推出的集成驱动器的650V 270mΩ GaN功率FET，具有以下显著特性：

• ‌高压性能‌：650V耐压等级，支持720V浪涌电压和800V瞬态振铃电压
• ‌集成驱动‌：内置门极驱动器，传播延迟低且具有可调导通斜率控制
• ‌热保护‌：集成过热保护功能，通过FLT引脚报告故障状态
• ‌高效设计‌：AUX静态电流仅55μA，支持轻载高效需求
• ‌紧凑封装‌：8mm×5.3mm QFN封装，内置散热焊盘

二、关键参数与规格

1. 电气特性

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
RDS(on)	VIN=5V, ID=1.9A, TJ=25°C	-	270	-	mΩ
IDSS	VDS=650V, TJ=25°C	-	1.3	-	μA
QOSS	-	-	14	-	nC
导通延迟	斜率设置0(最慢)	-	77	-	ns

2. 保护特性

• ‌过热保护‌：触发阈值165°C，滞后20°C
• ‌ 欠压锁定(UVLO) ‌：正阈值9.3V，负阈值9.0V
• ‌故障报告‌：开漏FLT引脚在过热时拉低

三、引脚功能与配置

1. 关键引脚说明

‌功率引脚‌：

• D(2-14脚)：GaN FET漏极，内部连接NC1
• S(17-19,21-29脚)：GaN FET源极，连接AGND和PAD

‌控制引脚‌：

• IN(31脚)：门极驱动控制输入
• RDRV(37脚)：驱动强度控制电阻，设置导通斜率
• FLT(35脚)：开漏故障输出(低有效)

2. 导通斜率配置

通过RDRV引脚电阻可设置四种导通斜率：

设置	电阻值(kΩ)	典型斜率(V/ns)
0(最慢)	120	20
1	47	50
2	22	75
3(最快)	5.6	150

四、典型应用设计

1. 140W LLC转换器设计

‌设计要点‌：

1. ‌栅极驱动‌：RDRV引脚直接接地实现最快开关
2. ‌布局建议‌：
   • 采用非阻焊定义(NSMD)焊盘设计
   • 信号地与功率地单点连接(AGND引脚)
   • 散热焊盘需充分连接至PCB

2. 热管理方案

• ‌热阻参数‌：
  • 结至环境(θJA)：27°C/W
  • 结至外壳(θJC)：2.13°C/W
• ‌散热建议‌：
  • 底部散热焊盘需连接至大面积铜箔
  • 满负载时结温可达125°C，需保证散热

五、测试与验证方法

1. 开关参数测试

‌测试电路‌：

• 采用双脉冲测试仪配置
• 低侧LMG3616作为被测器件(DUT)
• 高侧LMG3616作为续流二极管

‌关键波形‌：

• 导通延迟：从IN>VIT+到ID>25mA
• 关断延迟：从IN80V

2. 保护功能验证

1. ‌过热保护‌：
   • 监测FLT引脚状态随温度变化
   • 验证165°C触发点和145°C恢复点
2. ‌UVLO测试‌：
   • 扫描AUX电压验证9.3V开启/9.0V关闭

六、设计注意事项

1. ‌ESD防护‌：
   • HBM等级：±1000V(1-15脚)/±2000V(16-38脚)
   • 操作时需佩戴防静电手环
2. ‌布局规范‌：
   • 功率路径线宽≥40mil
   • 敏感信号远离高频节点
   • U1底部设置9×9过孔阵列(直径8mil)
3. ‌输入保护‌：
   • 建议添加TVS管抑制瞬态
   • 反接保护二极管串联在电源路径

LMG3616特别适用于需要高开关频率和高功率密度的AC/DC适配器、USB壁式电源和电视电源等应用场景。其创新的集成驱动设计和全面的保护功能可显著简化系统设计并提高可靠性。