闲聊吹水--最近的一些二极管计算和验证。
本帖最后由 暖风轻音 于 2023-5-21 19:33 编辑1：基础结论
1-1：理想二极管方程：I=Is*(exp(U/uT)-1)
1-2：信号极小，Urms显著小于uT(热力电压)时，对常规损耗有一阶泰勒级数近似I=Is*U/uT，变换得Rd=U/I=uT/Is，为Rd定义。
1-3：实际二极管方程：I=Is*(exp(U/n/uT)-1)，n为理想系数。
2：通用结论
2-1：一个通过正弦激励电压的理想二极管全周期电流方程积分无初等形式的解析解。
2-2：但是经过大量数值解验证，二极管在一个整周期正弦环境下的小信号平方检波区检波输出值可以近似为同等rms值的一个整周期方波的检波输出值，而后者有解析解。
3：所获结论参考各种计算器，Ben H .Tongue与其他应用。
4：如有错误和其他欢迎指正；如有不当引用，欢迎提醒以便删除。
5：并联二极管和串联二极管的方程变换
并联四根二极管有4I=4*Is*(exp(U/n/uT)-1），Is(热生载流子电流）提升四倍，可等效为一根四倍于原先单根Is的二极管。
串联四根二极管有I=Is*(exp(U/4/n/uT)-1)=Is*(exp(U/(4*n)/uT)，n（理想因子）提升四倍，可等效为一根四倍于原先单根n的二极管。
并联四根，Rd为原先Rd的1/4，串联四根则为四倍。
6：串并联的效率变换
串联四根二极管，零点电阻为原来的4倍，保证同等最佳负载则抽头上调一倍，谐振回路激励电压上升一倍，但是每根管子只能分配到相较于原来单根管子0.5倍的电压，因此只能输出0.25倍原先的电流，虽然RL匹配阻抗上升四倍，但是接收功率较于原来下降至1/4。
并联四根二极管，零点电阻为原来的1/4，保证同等最佳负载则抽头下调一半，谐振回路激励电压下降一半，每根管子分配到相较于原来单根管子0.5倍的电压，平方检波只能输出0.25倍原先的电流。四根管子累计电流和为一倍原先电流，但是后级RL匹配阻抗下调至1/4，接收功率较于原来下降至1/4。
7：结论
7-1：不论串联还是并联，均会导致【整体匹配最优状态】时【小信号检波】输出效率下降。串联或并联N根同种管子，会导致小信号时输出功率下降至单根同种管子时的1/N。
7-2：且不论串联或者并联，每根管子上同等强度信号时所获得的激励电压均为原来的1/(N^0.5)，不利于从小信号向大信号状态转变（Tongue里面的Lslcp点）。
7-3：当然对于极强信号，每根管子的反向耐压值反而显得更宽裕，满足线性输出，接近强信号状态，输出功率会更强。
7-4：结论过于复杂时，可以理解为和半导体的功率密度相关。拥有越少载流子，越小体积的半导体，在同等电台激励下功率密度更高，半导体特征更明显；而更高浓度更大体积的半导体，功率密度更低，半导体特征更不明显，更倾向于零点电导几乎无电导变化的电阻状态，转换效率更低。
8：指向
8-1：应寻找Is*n的结果同时很低的二极管，会保证同等功率信号在最优匹配时更快转向强信号检波状态，而不是在平方检波附近死气沉沉。
8-2：就目前查到的资料而言，肖特基的势垒高度（ZBD系为0.69eV)难以做低，这意味着管子的“长度”n（理想因子）很难做低；于是降低“体积”的任务交到了载流子数量，也就是Is。结果二者乘积越小的管子虽然灵敏度更高，但是n*uT/Is的Rd也越大，越难匹配。
8-3：无必须必要，弱电台不使用半导体串并联。
8-4：目前不少摸索的过程中逐渐开始指向小型化的必要，工作动态的响应特性将是需要研究的新课题。
8-5：如果你的机器匹配是“非最优”的话，上面的指导意见不一定适用于实际情况，请根据自身设计自行而定。 楼主说的很对，其实不论什么函数，只要是连续的，在小微区间都可以近似看成线性，所以二极管在很小信号的检波可以当成电阻看，所以串并联后整体的检波电路输出阻抗已经变化，需要重新匹配作为负载的耳机阻抗。若有不妥之处，敬请海涵。 xuliya 发表于 2023-5-30 07:31
楼主说的很对，其实不论什么函数，只要是连续的，在小微区间都可以近似看成线性，所以二极管在很小信号的检 ...
正是这样的道理:handshake 。 暖风轻音 发表于 2023-5-31 12:54
正是这样的道理 。
在矿石收音机中，多个二极管串联用的非常少，效果肯定不好。
多个并联还是有好处的。可以降低rd的值使负载变得容易匹配。也可以降低一些导通电压。增大输出电流。 爱鼓捣无线电 发表于 2023-5-31 14:18
在矿石收音机中，多个二极管串联用的非常少，效果肯定不好。
多个并联还是有好处的。可以降低rd的值使 ...
原因在于串联的管子通常N*Is都很大，串联是为了提高阻抗，结果N*Is更大了。
而高阻抗的管子N*Is很小，多数因为不能匹配而并联，就算加上几根也还是较小。
而在计算中的比较是”同种管子“串并联,才能达到串联N根=并联N根这样的道理。而先生用1ss86串联对比BAT85并联，效果自然不一样，这是很好理解的。 电子管利用电子这一种带负电粒子的单向流动实现整流，晶体管利用电子和空穴这两种带电相反的粒子形成的漂移和扩散电流来实现整流。
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