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

Encontré este diagrama sobre los amplificadores de clase AB y la reducción de la distorsión cruzada:

http://www.electronics-tutorials.ws/amplifier/amp_7.html

Este voltaje de polarización previa, ya sea para un transformador o un circuito amplificador sin transformador, tiene el efecto de mover el punto Q de los amplificadores más allá del punto de corte original, permitiendo así que cada transistor opere dentro de su región activa durante un poco más de la mitad o 180 ° de cada medio ciclo En otras palabras, 180 ° + sesgo. La cantidad de voltaje de polarización de diodo presente en el terminal base del transistor se puede aumentar en múltiplos agregando diodos adicionales en serie. Esto produce un circuito amplificador comúnmente llamado amplificador de clase AB y su disposición de polarización se da a continuación.

No entiendo la explicación de cómo los diodos y los condensadores reducen la distorsión cruzada. Cada transistor (npn y pnp) debe cubrir 180 grados por seno, ¿por qué el sesgo 180 + no elimina la distorsión completa, qué tienen que ver los condensadores y los diodos con esto? Leí acerca de los diodos que compensan la caída de voltaje del transistor de dos veces 2 × 0.6V ¿Cómo funciona esto exactamente? ¿Cómo suaviza la señal el capacitor?

Distorsión cruzada de un amplificador de clase B: -

La mitad superior de la forma de onda proviene de la conducción TR1 y la mitad inferior de la conducción TR2. En algún momento, un amplificador de clase B cambia de usar el transistor superior al transistor inferior. Cuando esto sucede, no hay voltaje suficiente en la base / emisor para activar cualquiera de los transistores, por lo tanto, hay una zona muerta: -

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 acople a ambas bases sin que se vea afectada la nueva disposición de polarización.

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

Esto significa que hay una zona muerta de entrada de dos gotas BE 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 BE caerá menos en amplitud, con un punto plano donde la entrada pasa entre conducir un transistor al otro. Este punto plano es una distorsión cruzada . Ocurre debido a que el circuito no es lineal cuando se "cruza" entre usar la parte superior del transistor para conducir la salida a usar la parte inferior, o viceversa.

Los diodos agregan un desplazamiento al voltaje de entrada con el fin de controlar cada transistor. La unión BE de un transistor se parece a un diodo en el circuito, y tendrá aproximadamente el mismo voltaje a través de él que un diodo cuando esté polarizado hacia adelante. En este caso, los diodos se utilizan fuentes de voltaje de regulador de derivación para compensar los voltajes BE del transistor. No se usan como rectificadores, lo que probablemente esté causando 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 dará como resultado una salida de 0V que causará la distorsión cruzada.

Los diodos agregados sesgan el voltaje del punto Q para el circuito, lo que permite que los transistores estén encendidos cuando el voltaje de entrada se encuentra entre la región de -0.6 + 0.6V, resolviendo así el problema de distorsión cruzada.

La explicación del sitio original es dudosa, ya que la entrada acoplada por condensador no es una conexión típica. (De acuerdo, tal vez una tapa pero no dos. También muestran que la carga está conectada a tierra pero la entrada está referida al raíl negativo) Muestran una curva IV y una línea de carga, y esto es lo que se aprende en la escuela. Pero habría mostrado un segundo dibujo, uno que agrega el VAS (etapa de amplificación de voltaje) con los diodos de polarización. Típicamente, esta etapa proporciona parte de la amplificación de voltaje, pero lo más importante es que está directamente acoplada a la etapa final de salida "seguidor". La etapa VAS hace 2 cosas: amplificación y polarización DC de 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 el voltaje de polarización, La resistencia en serie se usa típicamente (decenas de ohmios). En realidad, hay un tercer aspecto muy importante que los diodos aportan a la mesa: la compensación de temperatura. La salida NPN / PNP disipará mucho calor si hacen mucho trabajo. Solo unos pocos vatios de potencia crearán un aumento de temperatura en los transistores. Los dispositivos bipolares son conocidos por sus propiedades de fuga térmica, y el voltaje de polarización de los diodos disminuirá a temperaturas elevadas, compensando así 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 baja y se enciende más fuerte hasta que se excede el paquete SOA. En realidad, es un tercer aspecto muy importante que los diodos aportan a la mesa: la compensación de temperatura. La salida NPN / PNP disipará mucho calor si hacen mucho trabajo. Solo unos pocos vatios de potencia crearán un aumento de temperatura en los transistores. Los dispositivos bipolares son conocidos por sus propiedades de fuga térmica, y el voltaje de polarización de los diodos disminuirá a temperaturas elevadas, compensando así 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 baja y se enciende más fuerte hasta que se excede el paquete SOA. En realidad, es un tercer aspecto muy importante que los diodos aportan a la mesa: la compensación de temperatura. La salida NPN / PNP disipará mucho calor si hacen mucho trabajo. Solo unos pocos vatios de potencia crearán un aumento de temperatura en los transistores. Los dispositivos bipolares son conocidos por sus propiedades de fuga térmica, y el voltaje de polarización de los diodos disminuirá a temperaturas elevadas, compensando así 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 baja y se enciende más fuerte hasta que se excede el paquete SOA. Solo unos pocos vatios de potencia crearán un aumento de temperatura en los transistores. Los dispositivos bipolares son conocidos por sus propiedades de fuga térmica, y el voltaje de polarización de los diodos disminuirá a temperaturas elevadas, compensando así 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 baja y se enciende más fuerte hasta que se excede el paquete SOA. Solo unos pocos vatios de potencia crearán un aumento de temperatura en los transistores. Los dispositivos bipolares son conocidos por sus propiedades de fuga térmica, y el voltaje de polarización de los diodos disminuirá a temperaturas elevadas, compensando así 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 baja y se enciende más fuerte hasta que se excede el paquete SOA. 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 baja y se enciende más fuerte hasta que se excede el paquete SOA. 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 baja y se enciende más fuerte hasta que se excede el paquete SOA.

Si tiene la capacidad de ejecutar una simulación SPICE, y no solo sondea voltajes sino también CORRIENTES, todo quedará claro. Verá que a medida que el sesgo pasa de no suficiente (Clase B) a lo suficiente (Clase AB) a posiblemente demasiado (Clase A), el NPN y el PNP alternan la carga de trabajo. Cuando la señal de salida sube, el NPN hace todo el trabajo, cuando está bajo, el PNP hace todo el trabajo (ClaseAB o B). Si sondea los diodos deltaV, verá un voltaje constante (con CA pequeña debido a la impedancia finita de los diodos).