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矿石收音机实际检波二极管4个状态和三个连续点

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1:二极管使用频率远低于特征频率fT,此时用典型热载流子指数模型可描述精确。
2:这里讨论的是半导体肖特基二极管(不要以为你的2AP9,1N34就不是了,他们都是肖特基)。
两个坐标轴分别为:
水平坐标轴:输入射频功率
垂直坐标轴:检波输出功率
两条水平色线分别为:
蓝色线:吵闹线和不可接受线,超过此线则由耳机转换为一般的其他音频接收设备,比如喇叭。
紫色线:人耳灵敏度阈值线,以1k灵敏度为基准的134.14dB/mW(实际人耳全段灵敏度请参考响度曲线进行自行调控)
绿色斜线为:理想检波器(Ideal detector)。有两类:
1:无论何种量级的输入功率均100%无损转化为输出功率。
2:不论何种量级的输入功率均以一定固定损耗转化为输出功率。
紫红色,橙色和黄色:实际检波器线。
这里仅以黄色为表述,其他两种请自行参考黄色做判断。
检波器线的4个状态为:
1:Dynamic of square response,平方检波区域,输出功率按照输入功率的平方值进行下降。在对数坐标上显示为k=2。这部分的知识点不做解释,请自行复习。
2:Dynamic of linear response,线性检波区域,也是一般人最容易理解的区域。此处输入功率以高效率转化为输出功率,在这一阶段接近理想检波器第二形式,此时k=1。
3:Soft breakdown,软击穿区域。因为管子总有漏电流,并且漏电流也是没有实际意义上的拐点,漏电流也会随着电压上升而高次快速增长。尤其对于高阻抗Rd匹配的管子,对正向电流需求较小的同时,对于反向电流很敏感,由于高度灵敏度的ZBD反向击穿电压又很低,所以实际没到反向击穿电压时反向泄漏电流已经足以在数量级上匹敌正向通过电流,此时功率还比较小,尚未造成管子损坏,所以称为软击穿。
4:Hard breakdown,硬击穿。电流过大能量过大造成管子的接高度发热高度迁移从而失控造成无法转移的损毁。此时检波效率快速下降,k<<0
三个连续点为:
平方检波区域到线性检波区域的LsLcp点,目前此点尚未有精确明确定义,在功率图上可认为是对应管子的一个功率点。当输入该量级功率时,有一半功率转化为热量,而一半功率转化为有效DC和音频功率。
线性检波区域到软击穿区域的L-SBRP点,到达这一点时,输入功率有一半变为有效DC和音频功率,另外一半转化为热量。对于很多高Rd精密ZBD,这一功率值通常不大,结果就是这些传说中高灵敏度的管子在检波大音量电台的时候发出的声音音量比一些普通二极管要低。
从软击穿区域到硬击穿区域的S-Hpoint:到达这一点时,在输入功率上微分变化将不会对输出功率造成影响,此时k=0,越精密的ZBD这个功率值越低,结果就是越容易受到强能量损坏。
综合评判一个管子要根据这四状态三连续点来进行定义。一个优秀的矿石收音机管子,LSLCP应该尽量低,线性区域应该尽量宽,软击穿区域不应该在明显音频设计功率位置上,软硬转换点的功率值不应该过低。劣质的结电容不应该受到稳定性设计而损失,Rd太高对于后级和前级电路的挑战不应被视为是容易制造且效率高超的。
满足这些管子的点,至今还没有。


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修正:满足所有要求点的管子,至今还没有。最多只能是部分满足。所以没有任何一个检波二极管可以称作是二极管之王。


2025-06-01 14:14:43
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分析的好厉害


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