如何有效降低激活晶体管所需的电压？

我建立了一个电路，该电路基本上将音乐播放设备的线路输出（音频输出）连接到一组LED（实际上是大约200个LED的巨大条），因此它们会随着音乐及时闪烁（来自互联网教程-我有点初学者）。

原理图

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

使用笔记本电脑作为音频设备（将电路连接到其上的耳机插孔），电路可以很好地工作。但是，当我使用较小的产品（例如iPod）时，灯光几乎无法打开。

我已经尝试过使用达林顿对（如下），但这会使问题变得更糟。这就是为什么我认为问题在于，音频输出未达到TIP31C晶体管需要激活的基极和发射极两端的0.7伏（达林顿对意味着它现在需要1.4伏才能激活）。

原理图

^{模拟该电路}

根据我的研究，在TIP31C晶体管之前放大音频线路输出信号似乎是使用运算放大器的前进方向。有人可以提出建议，我应该连接到哪些输入？

我还读到锗晶体管仅需在基极和发射极两端施加0.3v电压即可激活，这有用吗？

— 克雷格·沃尔顿
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我从您的帖子中删除了明确的“感谢”。您可以通过打扰任何收到的好的答案以及对这些答案的评论来表示感谢。（首选频道为Upvotes。）

— Adam Lawrence

Answers:

简而言之：你不能。BJT的0.6V阈值是硅PN结的物理结果。

锗晶体管可以工作，但您必须邮购它，而且价格昂贵。

轨到轨运算放大器确实是一种选择。

但是，另一种解决方案是提高音频信号的电压，而不是降低晶体管阈值。您可以通过两种方式执行此操作：

降低发射极电压

原理图

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

现在，音频信号比发射器高0.6V。当然，您必须想出一种获得0.6V电源的方法，并可能对其进行调整以实现所需的动作。还有另一种方法

向信号添加直流偏置

原理图

^{模拟该电路}

在这里，您可以调节电位器以向信号中添加一定量的直流偏置，以获得所需的灵敏度。电容器用于隔离此DC与音频源，同时允许AC信号通过。这称为电容耦合。

R4的存在是为了限制基极电流，以防R1的调整幅度过大。将信号偏置到0.7V以上是没有意义的，因为那将意味着晶体管始终处于导通状态，因此R4还使R1的有用调整范围更宽。

另外，请注意，在两种情况下，我都向晶体管基极添加了一个电阻。你不想犯这个错误。

— 菲尔·弗罗斯特
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我尝试向信号中添加直流偏置，但这是一个问题！我的电路是12V，4A（它来自为300个LED供电所需的变压器）。因此，当TIP31C晶体管未导通（因此电流不流经LED灯条）时，电位器必须耗费48瓦功率，这使其自爆。我找不到额定功率几乎那么大的锅。有什么建议么？

— Craig Walton 2013年

1 k Ω

$1k\Omega$

(12 V)^{2} / 1000 Ω = 0.144 W

$(12V)^2/1000\Omega = 0.144W$

@CraigWalton也，我刚好在电容耦合和直流偏置上找到了这个答案：electronics.stackexchange.com/questions/60694/…–

— Phil Frost

我误解了功率，我以为是12V * 4A = 48W。我通读了“电容耦合/ DC偏置”的问题和答案，这现在变得更加有意义。我正在努力找出要使用的电容值。我知道我必须使用F = 1 /（2πRC），其中F是最低频率（20Hz），R是将以Ω驱动的阻抗，C是电容。直流偏置电路中上方的阻抗是否将等于电位计电阻的“下半部分”，也就是说，好像有2个固定电阻器一样，它只是底部电阻器？

— Craig Walton 2013年

1 μ F

$1\mu F$

您可以使用接受到负轨输入的运算放大器（例如LM158）来驱动主开关晶体管（BJT或MOSFET），因此：

原理图

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

上述布置将导致LED的峰峰值输入信号小于150 mV。

为了获得更高的增益，请降低R2。
如果LED一直保持点亮状态，请通过增加R2来降低增益。
要增加通过LED的最大电流，请减小R4的值（反之亦然）

所述BAR28肖特基二极管被添加到分流输入信号到地面的负部分，以防止运算放大器输入暴露到接地轨下方过低的电压。

— 安宁多·戈什（Anindo Ghosh）
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我也将建议一个运算放大器电路，就像已经建议的LM158一样。这是确保可以轻松更改电路以容纳几种不同音频源的好方法。我唯一的警告是，如果您使用二极管阻止如图所示的负信号，请确保在输入端增加一个电阻，否则将有削波音频的风险，并会引起听觉失真。我发现典型的耳塞阻抗在32欧姆附近，因此大约1K或更高的电阻应该可以避免此问题。（对不起，我已经将此建议添加为评论，但我的“声誉”还不够）

— 兰迪
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