|
|
|
在這條 LED 調(diào)光線路里，Q3 并不是多余的“備胎”，它承擔(dān)了前級 **緩沖/電平轉(zhuǎn)換** 的角色，為后級的功率三極管 Q5 做好“鋪路”。下面分幾部分來拆解它的意義，以及雙級晶體管（pre-driver + power-driver）常見的優(yōu)勢與設(shè)計考量。 1) Q3：DAC 到功率管之間的「緩沖放大器」 - **高輸入阻抗，低輸出阻抗** DAC 輸出本身驅(qū)動能力有限，直接拉動 Q5 基極不僅會帶來較大的直流偏流，還會損害線性；Q3 做為共射/共基（取決于 R10、R11 的分布）結(jié)構(gòu)，把 DAC 的電壓信號先轉(zhuǎn)換成基極電流，再推給 Q5，等于給 DAC 加了一個「電流緩沖筒」，大幅提高系統(tǒng)的驅(qū)動帶載能力。 - **電平位移與溫度補償** Q3 的 Vbe（≈0.6 V）讓 Q5 的基極在導(dǎo)通閾值上多了個“緩沖臺階”，對 LED 在超低電流下的調(diào)光線性更友好；同時兩個相同型號的小功率管，其溫度漂移有部分自我抵消效果，減少了外部溫度變化帶來的亮度漂移。 2) 雙級放大的幾個核心優(yōu)勢 - **超高電流增益**：單管 hFE（放大倍數(shù)）通常在 100～200 級，級聯(lián)后整體到 10⁴ 量級，DAC 只需負(fù)擔(dān)極小的驅(qū)動電流，就能撬動幾十 mA 乃至上百 mA 的 LED 電流。 - **減少飽和壓降**：適當(dāng)選型、偏置后，Q3 工作在放大區(qū)（或輕微飽和），Q5 也可在輕飽和區(qū)，降低 VCE(sat)，提升效率、降低發(fā)熱。 - **改善線性調(diào)光**：兩級增益讓基極—發(fā)射極之間的電壓-電流曲線疊加更“平滑”，小信號范圍內(nèi)更容易做到連續(xù)可調(diào)，而不是死區(qū)—跳變—飽和三段式。 3) 設(shè)計考量與調(diào)優(yōu)要點 - **偏置網(wǎng)絡(luò)**：R9、R10、R11 決定 Q3 的工作點。要保證 Q3 在整個 DAC 輸出范圍內(nèi)既不過度飽和（拉不開基極電流），也不過度截止（失去緩沖能力）。 - **級間耦合電阻（R8）**：大小要兼顧信號帶寬與相位裕度，太小會增加基極寄生電容的負(fù)載，太大則拉低增益。 - **溫度漂移**：若要更精細(xì)的亮度控制，可考慮在 Q3/Q5 的發(fā)射極并入小型 NTC，或采用恒流源+線性反饋（運放+取樣電阻）來穩(wěn)定電流。 - **開關(guān)速度**：兩級晶體管串聯(lián)會帶來額外的延遲（多一個 Vbe 開關(guān)），如果要用 PWM 調(diào)光，在幾 kHz 以上就要注意切換損耗與死區(qū)時間。 4) 拓展思路 - Sziklai（勛爵）組合：用 PNP+NPN 也能實現(xiàn)同樣的高增益、低飽和，甚至門限更低。 - 小信號級用 CMOS/雙極混合放大，再接大功率 MOSFET，能進一步降低損耗、提高效率。 - 對于更嚴(yán)苛的線性調(diào)光，可在兩級之間加電流—電壓反饋，或引入運放做前級，對 LED 電流/亮度做精密控制。 |
|
QQ好友和群
QQ空間
騰訊微博
騰訊朋友
收藏
淘帖
頂
踩
