Как выбрать транзистор для работы в активном/линейном режиме?

Краткая версия:
я хочу использовать транзистор (любого типа, но предположительно MOSFET / BJT) в его «частичном» включенном состоянии для регулирования тока через различные светодиоды, но я не уверен, какой тип транзистора использовать и как выбрать один из указанного типа.
У меня есть два белых светодиода последовательно, плюс светодиод RGB, так что всего 4 канала.

Спецификации/требования:

• Напряжение питания 12 В для белых светодиодов, 3,3-5 В (регулируемое) для RGB
• Максимальный ток 4,8 А для белого, 1 А для каждого цвета для RGB; типичный, возможно, 1,5 А белый / 0,3 А RGB
• Токи плавно регулируются точно до нуля, нигде не ступенчато (например, 0 А при выключении, 0,2–5 А при включении)
• Прямое напряжение светодиодов 11,2–11,8 В (типичное) и 2,2–3,9 В для различных цветов во всем диапазоне тока
• Управление от MCU/DAC 3,3 вольта; Максимальный ток <10 мА
• Размещение транзистора нижнего плеча
• Работа постоянного тока, ток будет неизменным в течение нескольких часов
• Относительно низкая стоимость (не более пары долларов за транзистор)
• DPAK/D2PAK или аналогичные корпуса для ручной пайки с некоторой способностью рассеивания мощности (печатная плата 0,8 мм/2 унции, с заполненными тепловыми отверстиями и радиатором)

Длинная версия:

Я разработал линейный светодиодный драйвер, по крайней мере, с приличным пониманием его плюсов и минусов (в основном минус рассеиваемой мощности). Основные преимущества, которые мне нужны, — это полное отсутствие мерцания и относительная простота дизайна. Я делаю это для четырех каналов, поэтому использовать что-то более сложное, например, понижающий преобразователь постоянного тока, на самом деле невозможно; это также, вероятно, выше моего уровня навыков.

Я использовал полевой МОП-транзистор нижнего плеча для регулирования тока; затвор MOSFET управляется ЦАП, а указанный ЦАП управляется микроконтроллером с использованием контура ПИД. На стороне высокого напряжения есть токовый шунт, чтобы микроконтроллер мог регулировать полевой МОП-транзистор для получения желаемого тока.

Поскольку я хочу управлять этим с помощью микроконтроллера 3,3 В, я выбрал MOSFET с низким пороговым напряжением и низким RDS(on)(на случай, если у меня закончится напряжение питания при больших токах и мне нужно все напряжение питания на нагрузке).

Все это казалось мне прекрасным до вчерашнего дня, когда я узнал о тепловой нестабильности в силовых полевых МОП-транзисторах. По-видимому, мой выбор низкого RDS(on)MOSFET является очень плохим выбором при работе в линейном режиме, поскольку современные «траншейные» MOSFET предназначены только для быстрого переключения, сводя к минимуму время, затрачиваемое на неполное включение или выключение, и могут катастрофически выйти из строя в расширенном линейном режиме. работа - особенно при более низких напряжениях затвора (например, в моем случае <3,3 В всегда).

Я не уверен, насколько это применимо ко мне, так как VDS < 12 В и IDS < 5 А всегда, и они никогда не будут очень высокими одновременно. Я ожидаю менее 3,5 Вт рассеиваемой мощности в худшем случае.

Посмотрев немного на полевые МОП-транзисторы, оптимизированные для линейной работы, я смог найти только те, которые предназначены для экстремальных уровней работы, таких как 500-1000 вольт при рассеиваемой мощности в сотни ватт... и ценах от 50 долларов и выше за полевой МОП-транзистор.

Затем я немного почитал о биполярных транзисторах, но обнаружил и другие недостатки, в первую очередь высокие Vce(sat)напряжения, которые могут вызывать много отработанного тепла во время «полностью включенной» работы. Мне также понадобится либо транзистор Дарлингтона, либо какая-то другая комбинация (возможно, полевой МОП-транзистор, управляющий базой BJT?), Чтобы иметь возможность регулировать 0-5 А с выходным ЦАП <10 мА.

Как мне подойти к этому? Должен ли я использовать простой MOSFET, поскольку ток и напряжение сток-исток никогда не будут высокими одновременно, или что-то еще?

Изменить для комментариев:

Спецификации светодиодов:
белые светодиоды, Cree XHP70.2 , 2x в конфигурации 6 В последовательно,
светодиоды RGB, Cree XM-L Color

Скоро добавлю схему; добавление схемы всего проекта является излишним для вопроса, поэтому мне нужно нарисовать его.

Как уже упоминалось, MCU запускает ПИД-регулятор для регулировки выходного сигнала ЦАП; прототип (на одном 3-мм светодиоде) отлично работает на частоте ~ 300 Гц и стабилизируется примерно за 50-100 мс, что более чем достаточно.