¿Por qué hay tres pares de transistores en un circuito amplificador de potencia de clase B?

¿Por qué se usan tres pares de transistores en esto?

Solo veo dos pares, los dos pares de Darlington. El 2N3904 y el 2N3906 son para limitar la corriente de salida . Estos dos normalmente están apagados a menos que fluya tanta corriente a través de las resistencias de 1,2 ohmios que se desarrolle suficiente voltaje a través de ellos para que se activen el 2N3904 y el 2N3906. Eso sucederá alrededor$V_{BE}$= 0,6 V. Por lo tanto, alrededor de 0,5 A deben fluir a través de las resistencias de 1,2 ohmios.

Además, ¿por qué hay un número desigual de diodos?

Tenga en cuenta que el diodo inferior se dibuja como un diodo, pero el texto dice: "3x 1N4005". Supongo que se refieren a 3 diodos en serie. Creo que es completamente incorrecto dibujarlo así, ya que no deja en claro que los diodos deben estar en serie. La razón para tener 3 diodos en lugar de 2 diodos podría ser que el par Darlington en la parte inferior (2N3906 + TIP32C) necesita un voltaje de polarización más alto en comparación con el par Darlington en la parte superior.

Edite el "3x 1N4005" que aparece para referirse a los tres diodos que se dibujan. Eso significaría que, de hecho, solo hay un diodo en la parte inferior. Eso significa que el par inferior PNP Darlington está sesgado a corriente cero y solo se "activará" cuando haya alguna señal. Supongo que este amplificador tendrá una distorsión de cruce significativa como resultado de eso.

En un amplificador de clase B estándar, es típico tener la misma cantidad de diodos que voltajes base-emisor apilados en los transistores. Aquí hay dos voltajes de base-emisor apilados en ambos lados. Agregar otros diodos aumenta el voltaje a través de la resistencia del emisor (esa es la resistencia de 1,2 ohmios) y aumenta la corriente de polarización (también llamada de reposo). Si hace eso en los lados superior e inferior, el amplificador se convierte en un amplificador de clase AB.

Los dos transistores del medio son solo limitadores de corriente: se encienden en caso de demasiada corriente a través de las resistencias paralelas y apagan su par Darlington correspondiente.

El voltaje de zona muerta entre los Darlington push-pull es de dos caídas de diodo cada uno (para 2.4V en total cuando está frío). Esto se reduce mediante tres caídas de diodos (1,8 V), lo que es comparativamente seguro contra las cuatro caídas de diodos de los Darlington de potencia, incluso cuando se están calentando. Por lo tanto, reduce la distorsión cruzada mientras mantiene la operación de clase B.

¿Por qué la disposición asimétrica del diodo? Bueno, inyectar en medio de un conjunto de 3 diodos no es realmente posible. Realmente no importa si divide este 1/2 o 2/1 a menos que crea que el opAmp se acercará demasiado a los rieles de alimentación para seguir funcionando: la entrada de detección del opAmp está en el riel de salida, por lo que solo compensará para cualquiera de las asimetrías.

Justo ahora estoy jugando con un viejo amplificador de potencia de clase B en un amplificador de teclado que tiene una caída de 3 diodos en los transistores push-pull (un par Darlington y un par Sziklai) y no tiene diodos que separen los rieles de entrada en absoluto, y ni siquiera tiene un amplificador operacional sino un par de transistores diferenciales en una fuente de corriente. Realmente estoy contemplando agregar dos diodos allí, pero el amplificador en realidad suena bastante bien incluso ahora.

Probablemente dependa de la velocidad de respuesta máxima del amplificador operacional la cantidad de interrupción que obtendrá al cruzar la zona muerta del amplificador de clase B. Una sola caída de diodo es lo más pequeña posible (a menos que se usen otros tipos de diodos) y, con suerte, lo suficiente como para mantener la operación de clase B incluso cuando los transistores se calientan y reducen su caída de voltaje: los pares discretos de Darlington/Sziklai se pueden separar térmicamente y, por lo tanto, puede ser menos susceptible a la temperatura descontrolada/voltaje de caída, suponiendo que no escatime en el disipador de calor de los transistores del controlador.