Comment les diodes et les condensateurs réduisent-ils la distorsion croisée?

J'ai trouvé ce schéma sur les amplificateurs de classe AB et la réduction de la distorsion de croisement:

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

Cette tension de pré-polarisation, pour un circuit transformateur ou amplificateur sans transformateur, a pour effet de déplacer le point Q des amplificateurs au-delà du point de coupure d'origine, permettant ainsi à chaque transistor de fonctionner dans sa région active pendant un peu plus de la moitié ou 180 ° de chaque demi-cycle. En d'autres termes, 180 ° + biais. La quantité de tension de polarisation de diode présente à la borne de base du transistor peut être augmentée par multiples en ajoutant des diodes supplémentaires en série. Cela produit alors un circuit amplificateur communément appelé amplificateur de classe AB et son arrangement de polarisation est donné ci-dessous.

Je ne comprends pas l'explication de la façon dont les diodes et les condensateurs réduisent la distorsion croisée. Chaque transistor (npn et pnp) devrait couvrir 180 degrés par sinus, pourquoi la polarisation 180 + ne supprime-t-elle pas la distorsion complète, qu'est-ce que les condensateurs et les diodes ont à voir avec cela? J'ai lu sur les diodes compensant la chute de tension du transistor de deux fois 2 × 0,6 V. Comment cela fonctionne-t-il exactement? Comment le condensateur lisse-t-il le signal?

Distorsion croisée d'un amplificateur de classe B: -

La moitié supérieure de la forme d'onde provient du conducteur TR1 et la moitié inférieure du conducteur TR2. À un moment donné, un amplificateur de classe B passe de l'utilisation du transistor supérieur au transistor inférieur. Lorsque cela se produit, la tension aux bornes de la base / de l'émetteur est insuffisante pour activer l'un ou l'autre transistor, d'où une zone morte: -

Les diodes transforment une conception de classe B en classe AB. Maintenant, aucun des transistors n'est complètement bloqué donc la zone morte n'est plus.

Les condensateurs sont accessoires - ils permettent au signal d'entrée de se coupler aux deux bases sans que la nouvelle disposition de polarisation soit affectée.

Les diodes compensent la chute de tension base-émetteur des transistors. Chaque transistor fonctionne comme un émetteur suiveur. Pour le transistor supérieur (NPN), la sortie sera la baisse BE inférieure à l'entrée, et pour le transistor inférieur (PNP), la sortie sera la baisse BE plus que l'entrée.

Cela signifie qu'il y a une zone morte d'entrée de deux gouttes BE où la sortie ne changera pas. Si vous mettez une onde sinusoïdale dans l'entrée, la sortie sera les ondes sinusoïdales avec chacune des moitiés d'ondes une BE de moins en amplitude, avec un point plat où les transitions d'entrée entre la commande d'un transistor à l'autre. Ce point plat est une distorsion croisée . Cela se produit du fait que le circuit est non linéaire lorsqu'il "traverse" entre l'utilisation du haut du transistor pour conduire la sortie à l'utilisation du bas, ou vice-versa.

Les diodes ajoutent un décalage à la tension d'entrée dans le but de piloter chaque transistor. La jonction BE d'un transistor ressemble à une diode au circuit et aura à peu près la même tension aux bornes d'une diode lorsqu'elle est polarisée en direct. Dans ce cas, les diodes sont utilisées comme sources de tension shunt-régulateur pour compenser les tensions BE du transistor. Ils ne sont pas utilisés comme redresseurs, ce qui est probablement à l'origine de la confusion.

Sans les diodes, lorsque l'entrée est comprise entre +0,6 et -0,6 V, les transistors seront bloqués (pas assez de Vbe sur les transistors), ce qui entraînera une sortie de 0 V provoquant la distorsion de croisement.

Les diodes ajoutées polarisent la tension du point Q pour le circuit, permettant aux transistors d'être passants lorsque la tension d'entrée se situe entre la région -0,6 + 0,6 V, résolvant ainsi le problème de distorsion de croisement.

L'explication du site d'origine est douteuse en ce que l'entrée couplée au condensateur n'est pas un branchement typique. (OK, peut-être un capuchon mais pas deux. Ils montrent également que la charge est mise à la terre mais que l'entrée est référencée sur un rail négatif) Ils montrent une courbe IV et une ligne de charge, et c'est ce que vous apprenez à l'école. Mais j'aurais montré un 2ème dessin, celui qui ajoute le VAS (étage d'amplification de tension) avec les diodes de polarisation. Typiquement, cet étage fournit une partie de l'amplification de la tension mais, plus important encore, est directement couplé à l'étage de sortie final "suiveur". L'étage VAS fait 2 choses: l'amplification et la polarisation CC des transistors de sortie. Considérez les diodes comme une tension de batterie. Si le courant passe à travers les diodes, disons, 5mA, alors un deltaV est créé pour les deux transistors de sortie, ~ 1,4V. Pour faire varier la tension de polarisation, une résistance série est généralement utilisée (des dizaines d’ohms). Il y a en fait un troisième aspect très important que les diodes apportent à la table - la compensation de température. La sortie NPN / PNP dissipera beaucoup de chaleur si elles font beaucoup de travail. Juste quelques watts de puissance créeront une augmentation de la température dans les transistors. Les dispositifs bipolaires sont connus pour leurs propriétés d'emballement thermique, et la tension de polarisation des diodes diminuera à des températures élevées, compensant ainsi les caractéristiques de température des dispositifs de sortie. Les diodes doivent être en contact thermique avec les sorties pour détecter la température des sorties. Sinon, les sorties s'autodétruisent, car elles continuent de chauffer, la tension Vbe requise diminue et s'allume plus durement jusqu'à ce que le SOA du boîtier soit dépassé. s en fait un troisième aspect très important que les diodes apportent à la table - la compensation de température. La sortie NPN / PNP dissipera beaucoup de chaleur si elles font beaucoup de travail. Juste quelques watts de puissance créeront une augmentation de la température dans les transistors. Les dispositifs bipolaires sont connus pour leurs propriétés d'emballement thermique, et la tension de polarisation des diodes diminuera à des températures élevées, compensant ainsi les caractéristiques de température des dispositifs de sortie. Les diodes doivent être en contact thermique avec les sorties pour détecter la température des sorties. Sinon, les sorties s'autodétruisent, car elles continuent de chauffer, la tension Vbe requise diminue et s'allume plus durement jusqu'à ce que le SOA du boîtier soit dépassé. s en fait un troisième aspect très important que les diodes apportent à la table - la compensation de température. La sortie NPN / PNP dissipera beaucoup de chaleur si elles font beaucoup de travail. Juste quelques watts de puissance créeront une augmentation de la température dans les transistors. Les dispositifs bipolaires sont connus pour leurs propriétés d'emballement thermique, et la tension de polarisation des diodes diminuera à des températures élevées, compensant ainsi les caractéristiques de température des dispositifs de sortie. Les diodes doivent être en contact thermique avec les sorties pour détecter la température des sorties. Sinon, les sorties s'autodétruisent, car elles continuent de chauffer, la tension Vbe requise diminue et s'allume plus durement jusqu'à ce que le SOA du boîtier soit dépassé. Juste quelques watts de puissance créeront une augmentation de la température dans les transistors. Les dispositifs bipolaires sont connus pour leurs propriétés d'emballement thermique, et la tension de polarisation des diodes diminuera à des températures élevées, compensant ainsi les caractéristiques de température des dispositifs de sortie. Les diodes doivent être en contact thermique avec les sorties pour détecter la température des sorties. Sinon, les sorties s'autodétruisent, car elles continuent de chauffer, la tension Vbe requise diminue et s'allume plus durement jusqu'à ce que le SOA du boîtier soit dépassé. Juste quelques watts de puissance créeront une augmentation de la température dans les transistors. Les dispositifs bipolaires sont connus pour leurs propriétés d'emballement thermique, et la tension de polarisation des diodes diminuera à des températures élevées, compensant ainsi les caractéristiques de température des dispositifs de sortie. Les diodes doivent être en contact thermique avec les sorties pour détecter la température des sorties. Sinon, les sorties s'autodétruisent, car elles continuent de chauffer, la tension Vbe requise diminue et s'allume plus durement jusqu'à ce que le SOA du boîtier soit dépassé. Les diodes doivent être en contact thermique avec les sorties pour détecter la température des sorties. Sinon, les sorties s'autodétruisent, car elles continuent de chauffer, la tension Vbe requise diminue et s'allume plus durement jusqu'à ce que le SOA du boîtier soit dépassé. Les diodes doivent être en contact thermique avec les sorties pour détecter la température des sorties. Sinon, les sorties s'autodétruisent, car elles continuent de chauffer, la tension Vbe requise diminue et s'allume plus durement jusqu'à ce que le SOA du boîtier soit dépassé.

Si vous avez la possibilité d'exécuter une simulation SPICE et de sonder non seulement les tensions mais aussi les COURANTS, tout deviendra clair. Vous verrez que lorsque le biais passe de pas assez (classe B) à juste assez (classeAB) à sans doute trop (classe A), le NPN et le PNP alternent la charge de travail. Lorsque le signal de sortie devient élevé, le NPN fait tout le travail, lorsqu'il est bas, le PNP fait tout le travail (ClassAB ou B). Si vous sondez les diodes deltaV, vous verrez une tension constante (avec un petit CA en raison de l'impédance finie des diodes).