¿Cómo reducen la distorsión de cruce los diodos y los condensadores?

Cruce sobre la distorsión de un amplificador de clase B: -

LamitadsuperiordelaformadeondaprovienedelaconducciónTR1ylamitadinferiordelaconducciónTR2.Enalgúnpunto,unamplificadordeclaseBcambiadeusareltransistorsuperioraltransistorinferior.Cuandoestosucede,nohaysuficientevoltajeenlabase/emisorparaactivarcualquieradelostransistores,porlotanto,hayunazonamuerta:-

Los diodos convierten un diseño de clase B en una clase AB. Ahora, ninguno de los transistores está completamente apagado, por lo tanto, la zona muerta ya no existe.

Los condensadores son incidentales: permiten que la señal de entrada se asocie a ambas bases sin que se vea afectada la nueva disposición de polarización.

Los diodos compensan la caída de voltaje del emisor de base de los transistores. Cada transistor se ejecuta como un seguidor de emisor. Para el transistor superior (NPN), la salida será la caída B-E menor que la entrada, y para el transistor inferior (PNP), la salida será la caída B-E más que la entrada.

Esto significa que hay una zona muerta de entrada de dos caídas B-E donde la salida no cambiará. Si coloca una onda sinusoidal en la entrada, la salida serán las ondas sinusoidales con cada una de las mitades de onda, una B-E desciende menos en amplitud, con un punto plano donde la entrada hace la transición entre un transistor y otro. Este punto plano es distorsión de cruce . Ocurre debido a que el circuito no es lineal cuando se "cruza" entre el uso del transistor superior para impulsar la salida al uso del fondo, o viceversa.

Los diodos agregan un desplazamiento a la tensión de entrada con el fin de controlar cada transistor. La unión B-E de un transistor parece un diodo al circuito, y tendrá aproximadamente el mismo voltaje que un diodo cuando está polarizado hacia adelante. En este caso, los diodos se utilizan como fuentes de voltaje del regulador de derivación para compensar los voltajes B-E del transistor. No se utilizan como rectificadores, lo que probablemente está causando la confusión.

Sin los diodos, cuando la entrada está entre +0.6 y -0.6V, los transistores estarán apagados (no hay suficientes Vbe en los transistores), lo que da como resultado una salida de 0 V que causa la distorsión de cruce.

Los diodos agregados desvían la tensión del punto Q para el circuito, lo que permite que los transistores estén encendidos cuando la tensión de entrada se encuentra entre la región de -0.6 + 0.6V, lo que resuelve el problema de distorsión de cruce.

La explicación del sitio original es dudosa, ya que la entrada acoplada al condensador no es una conexión típica. (De acuerdo, quizás una tapa pero no dos. También muestran que la carga está conectada a tierra pero que la entrada se refiere al carril negativo). Muestran una curva IV y una línea de carga, y esto es lo que aprendes en la escuela. Pero habría mostrado un segundo dibujo, uno que agrega el VAS (etapa de amplificación de voltaje) con los diodos de polarización. Normalmente, esta etapa proporciona parte de la amplificación de voltaje, pero lo más importante es que está directamente acoplada a la etapa de salida final del "seguidor". La etapa VAS hace 2 cosas: amplificación y DC polarizan los transistores de salida. Piense en los diodos como un voltaje de batería. Si la corriente fluye a través de los diodos, digamos, 5 mA, entonces se crea un deltaV para los dos transistores de salida, ~ 1.4V. Para variar la tensión de polarización, se usa típicamente una resistencia en serie (decenas de ohmios). De hecho, hay un tercer aspecto muy importante que los diodos traen a la mesa: la compensación de temperatura. La salida NPN / PNP disipará una gran cantidad de calor si hace mucho trabajo. Solo unos pocos vatios de potencia crearán un aumento temporal en los transistores. Los dispositivos bipolares son conocidos por sus propiedades térmicas fuera de control, y la tensión de polarización de los diodos disminuirá a temperaturas elevadas, por lo que compensará las características de temperatura de los dispositivos de salida. Los diodos deben estar en contacto térmico con las salidas para detectar la temperatura de las salidas. De lo contrario, las salidas se autodestruirán, ya que continuarán calentando el voltaje Vbe requerido, bajará y se activará hasta que se supere el paquete SOA.

Si tiene la capacidad de ejecutar una simulación SPICE y no solo sondear voltajes sino también CORRIENTES, todo quedará claro. Verá que a medida que el sesgo va desde no lo suficiente (ClassB) a lo suficiente (ClassAB) hasta posiblemente demasiado (ClassA), NPN y PNP alternan la carga de trabajo. Cuando la señal de salida es alta, el NPN hace todo el trabajo, cuando es bajo, el PNP hace todo el trabajo (ClassAB o B). Si prueba los diodos deltaV, verá un voltaje constante (con CA pequeña debido a la impedancia finita de los diodos).