Como diodos e capacitores reduzem a distorção de crossover?

Encontrei este diagrama sobre amplificadores de classe AB e a redução da distorção de crossover:

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

Essa tensão de pré-polarização, tanto para um transformador quanto para um circuito amplificador sem transformador, tem o efeito de mover o ponto Q dos amplificadores além do ponto de corte original, permitindo que cada transistor opere dentro de sua região ativa por um pouco mais da metade ou 180 ° de cada meio ciclo. Em outras palavras, 180 ° + Viés. A quantidade de tensão de polarização do diodo presente no terminal base do transistor pode ser aumentada em múltiplos, adicionando diodos adicionais em série. Isso então produz um circuito amplificador comumente chamado de amplificador de classe AB e seu arranjo de polarização é dado abaixo.

Não entendo a explicação de como os diodos e os capacitores reduzem a distorção do crossover. Cada transistor (npn e pnp) deve cobrir 180 graus por seno, por que o viés 180 + não remove a distorção completa, o que os capacitores e diodos têm a ver com isso? Eu li sobre os diodos que compensam a queda de tensão do transistor duas vezes 2 × 0,6V Como isso funciona exatamente? Como o capacitor suaviza o sinal?

Distorção cruzada de um amplificador de classe B: -

A metade superior da forma de onda vem da condução TR1 e a metade inferior da condução TR2. Em algum momento, um amplificador de classe B muda do uso do transistor superior para o transistor inferior. Quando isso acontece, a tensão / base é insuficiente para ativar um dos transistores, portanto, existe uma zona morta: -

Os diodos transformam um projeto de classe B em uma classe AB. Agora, nem o transistor está totalmente desligado, portanto a zona morta não existe mais.

Os capacitores são incidentais - eles permitem que o sinal de entrada seja acoplado às duas bases sem que o novo arranjo de polarização seja afetado.

Os diodos compensam a queda de tensão do emissor base dos transistores. Cada transistor é executado como um seguidor de emissor. Para o transistor superior (NPN), a saída será a queda do BE menor que a entrada e, para o transistor inferior (PNP), a saída será a queda do BE mais que a entrada.

Isso significa que há uma zona morta de entrada de duas quedas de BE, onde a saída não muda. Se você colocar uma onda senoidal na entrada, a saída será as ondas senoidais, com cada uma das metades da onda com um BE menor em amplitude, com um ponto plano onde a entrada faz a transição entre a movimentação de um transistor para o outro. Este ponto plano é distorção cruzada . Isso ocorre porque o circuito não é linear quando está "cruzando" entre o uso do transistor superior para direcionar a saída para o fundo ou vice-versa.

Os diodos adicionam um deslocamento à tensão de entrada com o objetivo de acionar cada transistor. A junção BE de um transistor se parece com um diodo para o circuito e terá a mesma voltagem que um diodo quando polarizada para frente. Nesse caso, os diodos são usados ​​como fontes de tensão de um regulador de derivação para compensar as tensões BE do transistor. Eles não são usados ​​como retificadores, o que provavelmente está causando confusão.

Sem os diodos, quando a entrada está entre +0,6 e -0,6V, os transistores serão desligados (não há Vbe suficiente nos transistores), resultando em uma saída de 0V causando a distorção do crossover.

Os diodos adicionados desviam a tensão do ponto Q para o circuito, permitindo que os transistores estejam ligados quando a tensão de entrada estiver entre a região -0,6 + 0,6V, resolvendo o problema de distorção do cruzamento.

A explicação do site original é duvidosa, pois a entrada acoplada ao capacitor não é uma conexão típica. (OK, talvez um limite, mas não dois. Além disso, eles mostram que a carga está aterrada, mas a entrada é negativa). Eles mostram uma curva IV e uma linha de carga, e é isso que você aprende na escola. Mas eu teria mostrado um segundo desenho, que adiciona o VAS (estágio de amplificação de tensão) com os diodos de polarização. Normalmente, esse estágio fornece parte da amplificação de tensão, mas o mais importante é diretamente acoplado ao estágio final de saída do "seguidor". O estágio VAS faz duas coisas: amplificação e polarização DC nos transistores de saída. Pense nos diodos como uma voltagem da bateria. Se a corrente fluir através dos diodos, digamos, 5mA, um deltaV é criado para os dois transistores de saída, ~ 1.4V. Para variar a tensão de polarização, o resistor em série é normalmente usado (dezenas de ohms). Na verdade, há um terceiro e muito importante aspecto que os diodos trazem para a mesa - a compensação de temperatura. A saída NPN / PNP dissipará muito calor se eles fizerem muito trabalho. Apenas alguns watts de energia criarão um aumento de temperatura nos transistores. Os dispositivos bipolares são conhecidos por suas propriedades de fuga térmica, e a tensão de polarização dos diodos diminuirá a temperaturas elevadas, compensando, portanto, as características de temperatura dos dispositivos de saída. Os diodos precisam estar em contato térmico com as saídas para detectar a temperatura das saídas. Caso contrário, as saídas se autodestruirão, pois continuarão a aquecer a tensão Vbe necessária diminui e acende com mais força até que o SOA do pacote seja excedido. Na verdade, é um terceiro e muito importante aspecto que os diodos trazem para a mesa - compensação de temperatura. A saída NPN / PNP dissipará muito calor se eles fizerem muito trabalho. Apenas alguns watts de energia criarão um aumento de temperatura nos transistores. Os dispositivos bipolares são conhecidos por suas propriedades de fuga térmica, e a tensão de polarização dos diodos diminuirá a temperaturas elevadas, compensando, portanto, as características de temperatura dos dispositivos de saída. Os diodos precisam estar em contato térmico com as saídas para detectar a temperatura das saídas. Caso contrário, as saídas se autodestruirão, pois continuarão a aquecer a tensão Vbe necessária diminui e acende mais forte até que o SOA do pacote seja excedido. Na verdade, é um terceiro e muito importante aspecto que os diodos trazem para a mesa - compensação de temperatura. A saída NPN / PNP dissipará muito calor se eles fizerem muito trabalho. Apenas alguns watts de energia criarão um aumento de temperatura nos transistores. Os dispositivos bipolares são conhecidos por suas propriedades de fuga térmica, e a tensão de polarização dos diodos diminuirá a temperaturas elevadas, compensando, portanto, as características de temperatura dos dispositivos de saída. Os diodos precisam estar em contato térmico com as saídas para detectar a temperatura das saídas. Caso contrário, as saídas se autodestruirão, pois continuarão a aquecer a tensão Vbe necessária diminui e acende mais forte até que o SOA do pacote seja excedido. Apenas alguns watts de energia criarão um aumento de temperatura nos transistores. Os dispositivos bipolares são conhecidos por suas propriedades de fuga térmica, e a tensão de polarização dos diodos diminuirá a temperaturas elevadas, compensando, portanto, as características de temperatura dos dispositivos de saída. Os diodos precisam estar em contato térmico com as saídas para detectar a temperatura das saídas. Caso contrário, as saídas se autodestruirão, pois continuarão a aquecer a tensão Vbe necessária diminui e acende mais forte até que o SOA do pacote seja excedido. Apenas alguns watts de energia criarão um aumento de temperatura nos transistores. Os dispositivos bipolares são conhecidos por suas propriedades de fuga térmica, e a tensão de polarização dos diodos diminuirá a temperaturas elevadas, compensando, portanto, as características de temperatura dos dispositivos de saída. Os diodos precisam estar em contato térmico com as saídas para detectar a temperatura das saídas. Caso contrário, as saídas se autodestruirão, pois continuarão a aquecer a tensão Vbe necessária diminui e acende mais forte até que o SOA do pacote seja excedido. Os diodos precisam estar em contato térmico com as saídas para detectar a temperatura das saídas. Caso contrário, as saídas se autodestruirão, pois continuarão a aquecer a tensão Vbe necessária diminui e acende mais forte até que o SOA do pacote seja excedido. Os diodos precisam estar em contato térmico com as saídas para detectar a temperatura das saídas. Caso contrário, as saídas se autodestruirão, pois continuarão a aquecer a tensão Vbe necessária diminui e acende com mais força até que o SOA do pacote seja excedido.

Se você tiver a capacidade de executar uma simulação SPICE e testar não apenas as tensões, mas também as CORRENTES, tudo ficará claro. Você verá que, à medida que o viés passa de insuficiente (ClassB) para apenas o suficiente (ClassAB) a discutivelmente demais (ClassA), o NPN e o PNP alternam a carga de trabalho. Quando o sinal de saída fica alto, o NPN faz todo o trabalho, quando baixo, o PNP faz todo o trabalho (ClassAB ou B). Se você sonda os diodos deltaV, verá uma tensão constante (com pequena CA devido à impedância finita dos diodos).