检波二极管工作原理教育课件
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二极管包络检波电路的设计PPT课件
正文
结论
从仿真波形可以看出，图一所示电 路的输出信号跟随了输入信号包络的变 化，输出波形没有出现惰性失真和负峰 切割失真，说明各元件参数选择合理， 仿真结果与理论相符，该电路具有检波 作用，同时通过设计该电路、确定各元 件参数使我加深了对包络检波原理进一 步的理解。
12
2020/1/8
13
正文
2、电路结构
在ewb仿真电路窗口创建图一所示电路，该 电路中，选用2AP系列的二极管，利用调幅信 号源输入幅度为10V，频率为15MHz的高频载 波信号和频率为1KHz的低频调制信号，调幅系 数为0.6，得到AM调幅信号，该调幅信号经二 极管包络检波电路输出。
2020/1/8
7
正文
3、参数的确定
正文
1、引言：
在高频电子线路中，包络检波器是一种很常 用的电路。二极管包络检波电路主要有二极管和 RC低通滤波器组成,原理图为：
正文
二极管导通时，输入信号向C充电， 时间常数为 C；二极管截止时，C通过 电阻R放电，时间常数为RC。由于＜＜ R,所以在每个周期内二极管导通时C充电 很快，而截止时C放电很慢,输出信号在 这种不断充、放电过程中逐渐增长，直 到充放电达到平衡时，输出信号跟踪了 输入信号的包络。如果参数选择不当， 二极管包络检波电路会产生惰性失真和 负峰切割失真，惰性失真是由于RC过大 造成的，负峰切割失真主要是由于交直 流等效电阻不同造成的。
假设C=1uF，从提高检波效率和高频滤波能
力考虑，RC应尽可能大
由RC≥
,得R≥(0.053 0.106) ；
但为了避免惰性失真，RC又不宜过大
由RБайду номын сангаас≤
，得R≤212 ；
综合得(0.053 0.106)≤R≤212,取R=200 。
二极管及其基本电路ppt课件
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2
§3.1半导体基本知识
半导体器件特点： 体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小、 功率转换效率高。
3.1.1 半导体材料：（Semiconductor materials)
10-3
导体
如金属等
半导体
10+9
绝缘体
ρ(Ω-cm )
如橡皮、塑料等
典型半导体：硅Si、精选锗PPGT课e件、砷化镓GaAs等
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9
自由电子和空穴都称为载流子。
自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合 在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡， 半导体中载流子便维持一定的数目。
注意：
1. 本征半导体中载流子数目极少，其导电性能很差； 2. 温度愈高， 载流子的数目愈多，半导体的导电性能 也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。
11
3.1.4 杂质半导体 1. N型半导体
硅原子
多余电子
硅(锗) +磷 N型半导体
五价杂质原子只有四个 价电子能与周围四个半导体 原子中的价电子形成共价键
多余的一个价电子因 无共价键束缚而很容易形
Si Si
P
Si
成自由电子。 在N型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂质原
子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子，
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10
§3.1 半导体基本知识 3.1.4 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质， 可使半导体的导电性发生显著变化。
掺入的杂质主要是三价或五价元素。 掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷） P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）
《二极管工作原理》课件
检波电路
检波电路
利用二极管的导通和截止特性，从调频信号 中提取出调制信号。
检波过程
利用二极管将调频信号的负半周通过负载， 正半周被截止，从而得到调制信号。
调频信号
通过改变载波的频率来传递信息。
调制信号
包含信息的信号，可以是音频、视频或数据 信号。
开关电路
开关电路
利用二极管的单向导电 性，实现电路的通断控
STEP 03
反向结构中，PN结的电 阻较大，因此电流较小。
当反向电压施加在二极管 上时，电流无法通过PN 结，因此二极管处于截止 状态。
PN结
PN结是二极管的核心部分，由P型半导体和N型半导 体相接触形成。
在PN结中，存在一个由N型半导体指向P型半导体的 电场，该电场可以阻止多数载流子的运动。
当正向电压施加在PN结上时，多数载流子会克服电场 阻力而流动，形成电流。当反向电压施加时，多数载
流子被阻止流动，电流无法形成。
Part
03
二极管的工作原理
正向导通
正向导通是指当二极管两端加上正向电压时，二极管正向导通，电流可以通过二极 管。
正向导通的原因是二极管内部的PN结在正向电压作用下变薄，使得电子和空穴能够 更容易地通过，形成电流。
正向导通时，二极管的电阻很小，因此电流较大。
反向截止
反向电流限制
应控制二极管的反向电流在规定范围 内，以防止过热或性能退化。
工作温度
二极管的工作温度应保持在规定范围 内，避免过高或过低的温度影响其性 能和可靠性。
焊接与安装
在焊接和安装二极管时，应遵循正确 的工艺要求，避免过热或机械应力造 成损坏。
THANKS
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二极管知识教学PPT课件
25
发光二极管 发光二极管简称为LED发光二极管在手机中主要用作背景灯以及键盘 灯，电容现在还有跑马灯等等，发光二极管一般分为红 绿 黄等等，它 发光的颜色取决于它的制作材料，法官二极管对电流有 要求，一般的 为 及毫安到几十毫安，发光二极管的发光强度一般分它的正向电流成 线性关系，但如果流过反光二极管的电流太大，就会造成发光二极管 的损坏实际运用中，一般在二极管的电路中串接一个限流电阻，用来 防止大电流对二极管造成的损坏。发光二极管只工作在正偏状态，正 常情况下，它的正向电压为1.5-3V之间。发光二极管图形符号 看图
26
二极管的测量及好坏判断
• 1、二极管的测量 将万用表打到蜂鸣二极管档，红表笔接二极管的正极，黑笔接二
极管的负极，此时测量的是二极管的正向导通阻值，也就是二极管的正向 压降值。不同的二极管根据它内部材料不同所测得的正向压降值也不同。 2、好坏判断
正向压降值读数在300--800为正常，若显示为0说明二极管短路或 击穿，若显示为1说明二极管开路。将表笔调换再测，读数应为1即无穷大， 若不是1说明二极管损坏。
21
变容二极管 电容是一个存储电荷的原件，当其两端的电压 变化时，其存储的电荷也发生变化，因此就出 现充放电现象，PN结除了单向导电外，也具有 上述特性，也就是说它具有电容效应， 变容二极管是一种特殊的二极管，它利用了 PN结的电容效应，为了使这种电容效应显著， 给二极管加上反向偏置，当二极管两端的反向 电压发生变化时，二极管的结电容也随之变大 变小。 二极管的结电容大小除了与本身结构和工艺外， 还与外加的反向电压有关。 变容二极管是利用PN结的电容效应，并采用 特殊工艺使德、得结电容随反向偏压的变化比 较灵敏的一种特殊二极管，变容二极管的图形 符号看图
发光二极管 发光二极管简称为LED发光二极管在手机中主要用作背景灯以及键盘 灯，电容现在还有跑马灯等等，发光二极管一般分为红 绿 黄等等，它 发光的颜色取决于它的制作材料，法官二极管对电流有 要求，一般的 为 及毫安到几十毫安，发光二极管的发光强度一般分它的正向电流成 线性关系，但如果流过反光二极管的电流太大，就会造成发光二极管 的损坏实际运用中，一般在二极管的电路中串接一个限流电阻，用来 防止大电流对二极管造成的损坏。发光二极管只工作在正偏状态，正 常情况下，它的正向电压为1.5-3V之间。发光二极管图形符号 看图
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二极管的测量及好坏判断
• 1、二极管的测量 将万用表打到蜂鸣二极管档，红表笔接二极管的正极，黑笔接二
极管的负极，此时测量的是二极管的正向导通阻值，也就是二极管的正向 压降值。不同的二极管根据它内部材料不同所测得的正向压降值也不同。 2、好坏判断
正向压降值读数在300--800为正常，若显示为0说明二极管短路或 击穿，若显示为1说明二极管开路。将表笔调换再测，读数应为1即无穷大， 若不是1说明二极管损坏。
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变容二极管 电容是一个存储电荷的原件，当其两端的电压 变化时，其存储的电荷也发生变化，因此就出 现充放电现象，PN结除了单向导电外，也具有 上述特性，也就是说它具有电容效应， 变容二极管是一种特殊的二极管，它利用了 PN结的电容效应，为了使这种电容效应显著， 给二极管加上反向偏置，当二极管两端的反向 电压发生变化时，二极管的结电容也随之变大 变小。 二极管的结电容大小除了与本身结构和工艺外， 还与外加的反向电压有关。 变容二极管是利用PN结的电容效应，并采用 特殊工艺使德、得结电容随反向偏压的变化比 较灵敏的一种特殊二极管，变容二极管的图形 符号看图
二极管及其基本电路ppt课件
四、结电容Cd
反映二极管中PN结结电容效应的参数。在高频 和开关状态时运用时必须考虑。
五、最高工作频率fM
二极管工作上限频率。
六、反向恢复时间TRR
二极管由正向导通过渡精到选PP反T课件向截止时所需的时间。29
§3.4 二极管的基本电路 及其分析方法
3.4.1 简单二极管电路的图解分析法
( P73 自学了解)
V BR
O
D
反向击穿段
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25
§3.3 二极管（Diode)
3.3.1 二极管结构:
一 、符号：
阳极+ 二、 结构： （1）点接触型二极管： （2）面接触型二极管： （3）平面型二极管：
-阴极
阳极+
具体型号及参数参见P72 表3.3.1
精选PPT课件
-阴极
26
3.3.2 伏安特性（V-I特性）(P70)
精选PPT课件
4
3.1.2 半导体的共价键结构
1、Si、Ge的原子结构
价电子：
最外层上的电子，决定了 物质的化学特性和导电性；
惯性核 简化模型
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Si
硅原子
Ge
锗原子
5
§3.1 半导体基本知识 3.1.2 半导体的共价键结构
2、共价键
+4表示 惯性核
+4 +4
+4
+4
硅和锗的晶体结构
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第三章 二极管及其基本电路
基本要求：
1 了解半导体器件内部物理过程； 2 理解二极管工作原理、主要参数、使
用方法； 3 掌握二极管外特性、二极管基本应用
电路及其分析方法。
反映二极管中PN结结电容效应的参数。在高频 和开关状态时运用时必须考虑。
五、最高工作频率fM
二极管工作上限频率。
六、反向恢复时间TRR
二极管由正向导通过渡精到选PP反T课件向截止时所需的时间。29
§3.4 二极管的基本电路 及其分析方法
3.4.1 简单二极管电路的图解分析法
( P73 自学了解)
V BR
O
D
反向击穿段
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§3.3 二极管（Diode)
3.3.1 二极管结构:
一 、符号：
阳极+ 二、 结构： （1）点接触型二极管： （2）面接触型二极管： （3）平面型二极管：
-阴极
阳极+
具体型号及参数参见P72 表3.3.1
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-阴极
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3.3.2 伏安特性（V-I特性）(P70)
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4
3.1.2 半导体的共价键结构
1、Si、Ge的原子结构
价电子：
最外层上的电子，决定了 物质的化学特性和导电性；
惯性核 简化模型
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Si
硅原子
Ge
锗原子
5
§3.1 半导体基本知识 3.1.2 半导体的共价键结构
2、共价键
+4表示 惯性核
+4 +4
+4
+4
硅和锗的晶体结构
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第三章 二极管及其基本电路
基本要求：
1 了解半导体器件内部物理过程； 2 理解二极管工作原理、主要参数、使
用方法； 3 掌握二极管外特性、二极管基本应用
电路及其分析方法。
二极管包络检波
二极管包络检波简介二极管包络检波是一种常用的调制解调技术，广泛应用于通信和无线电领域。
它通过将信号的包络部分提取出来，从而实现信号的解调。
本文将介绍二极管包络检波的原理、应用以及相关实现方法。
原理二极管包络检波原理是基于二极管的非线性特性。
当二极管接收到高频信号时，它会产生非线性响应。
这意味着二极管的导通电流与输入信号之间存在一个非线性关系。
通过这种非线性关系，将高频信号的包络提取出来。
具体而言，二极管包络检波的过程可以分为以下几个步骤：1. 输入信号的频率较高，通常为射频信号。
2. 输入信号经过耦合电容传送到二极管。
3. 二极管的非线性特性使得信号被包络后的波形通过二极管上方的电容耦合到输出端。
4. 输出端经过滤波器进行滤波，去除高频成分，只保留包络部分。
5. 最终输出信号为输入信号的包络。
应用二极管包络检波广泛应用于通信和无线电领域，主要用于调制解调、信号检测和信号传输等方面。
下面将介绍一些常见的应用场景。
1. 无线电广播在无线电广播中，二极管包络检波常用于解调调幅（AM）信号。
由于AM信号的调制指数较低，调制信号位于载波的包络中。
通过使用二极管包络检波，可以将调制信号解调出来。
这种方法简单有效，成本低廉，因此被广泛应用于AM广播领域。
2. 通信系统在通信系统中，二极管包络检波可以用于解调频率调制（FM）信号。
FM信号的调制指数较高，调制信号的频率变化很大。
通过使用二极管包络检波，可以将FM信号中频率变化较大的部分提取出来，实现信号的解调。
另外，二极管包络检波还可以用于解调脉冲调制（PM）信号。
3. 信号检测二极管包络检波还可以用于信号检测。
在无线电接收机中，通过使用二极管包络检波，可以检测到接收到的信号的强度。
这对于判断信号的质量和适应接收机的增益非常重要。
4. 信号传输在一些特定的应用中，二极管包络检波还可以用于信号传输。
通过将信号调制成包络信号，可以减小频带宽度，提高信号的传输效率。
检波二极管工作原理26页PPT
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
检波二极管工作原理
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
Hale Waihona Puke
二极管的识别与检测课件
稳压电路中的应用
总结词
二极管在稳压电路中起到调节电压的作用
详细描述
在稳压电路中，二极管与可变电阻等元件一起工作，通过调节二极管的导通程度来稳定输出电压，确保电路的正 常运行。
05
二极管使用注意事项
正确选择二极管型号
总结词
选择合适的二极管型号是确保其正常工作和 避免潜在风险的关键。
详细描述
根据电路需求，选择符合电压、电流和频率 要求的二极管型号。避免使用不合适的二极 管可能导致设备损坏或性能下降。
利用PN结的单向导电性 ，将调频信号从高频信
号中分离出来。
利用PN结的反向击穿特 性，实现电路的稳压。
二极管的种类与用途
01
02
03
04
硅二极管
具有较高的稳定性和可靠性， 适用于各种电子设备。
锗二极管
具有较低的成本和较短的寿命 ，适用于低成本、低要求的场
合。
肖特基二极管
具有较低的导通电压和较高的 开关速度，适用于高频电路。
二极管的识别与检测 课件
目 录
• 二极管的基本概念 • 二极管的识别 • 二极管的检测 • 二极管的应用 • 二极管使用注意事项
01
二极管的基本概念
二极管的工作原理
整流二极管
开关二极管
检波二极管
稳压二极管
利用PN结的单向导电性 ，实现交流电的整流。
利用PN结的单向导电性 ，实现电路的开关控制
。
详细描述
二极管的型号标识通常包括制造 商的标志、型号、额定电流、额 定电压等参数。这些信息对于正 确使用和选择二极管非常重要。
二极管的性能参数标识
总结词
二极管的性能参数标识是其关键的识别特征之一，包括最大正向电流、最大反 向电压、正向电压降等参数。
二极管PPT课件.
耗尽区
二极管工作原理
P型材料 端是正 材料制成， 一块是P型半导体，另一 PN结 块是N型半导体，通过 特殊工艺使两块半 导体连接在一起，在它们的界面处形成了一个PN结，所 以二极管的基本结构是PN结，特性也就是PN结特性。 二极管的两根引脚分别引出于两个半导体材料，从P型材 料上引出正极性引脚，从N型材料上引出负极性引脚。
名 称
新电路符号
解
说
电路符号中表示出两根引脚，通过三角 形表示正极、负极引脚.
比较新旧两种符号的不同之处是，三角 形老符号要涂黑，新符号不涂黑. 在普通二极管符号的基础上，用箭头形 象的表示了这种二极管能够发光。 它的电路符号与普通二极管电路符号不 同之处在于负极表示方式不同。
旧电路符号 发光二极管 符号 稳压二极管 符号
4）使用数字式万用表时，表中有专用的PN结测量挡，此 时可以用这一功能挡去测量，但二极管必须脱离电路。 5）测量二极管的方法可以在具体情况下灵活选用。修理过 程中，先用在路检测法，或通路检测法，对已经拆下的或新替换 的用脱开检测法。
二极管的选配和更换方法
二极管选配方法： 二极管损坏后要尽量选用相同型号的二极管进行代换。若无同 型号可先查晶体管手册，或根据二极管在电路中的作用以及参数要 求，选用参数相近或大于原型号的二极管代用。用途不同的二极管 不宜相互代用，硅二极管和锗二极管之间也不能相互代用。 整流管主要考虑最大电流、最高反向工作电压和频率等参数。
要使二极管导通必须给二极管加上一个正向偏置电压，如果 所加的电压达不到足够大的程度，二极管只能处于微导通状态： 如果所加的是反向电压（负极高于正极电压），二极管不能导通， 处于截止状态。
二极管正反向特性
(二极管伏——安特性曲线)
二极管PPT学习课件PPT教案
Cj容抗很小，PN结单向导电性会因Cj的交流旁 路作用而变差。
退出
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晶体二极管电路分析方法
分析二极管电路主要采用：图解法、简化分析法、 小信号等效电路法。（重点掌握简化分析法）
➢图解法
利用二极管曲线模型和管外电路所确定的负载线， 通过作图的方法进行求解。 要求：已知二极管伏安特性曲线和外围电路元件值。 分析步骤： ▪写出管外电路直流负载线方程。
(2) 把红表笔 和 黑表笔分别与二极管的两引脚连接，观 察其阻 值并记 下；然 后把两 表笔对 调再与 二极管 两引脚 连接， 再次观 察并记 录下阻 值.
二极管的测量
2、测量方法 表笔的连接
黑表笔
第27页/共30页
1100.00 1100.00
1k
红表笔
数字式万 用表
本页完 继续
二极管在使用时必须先判别其性能 的优劣 ，然后 判别“ +”、“ －”极 引脚， 在接入 电路时 二极管 引脚的 极性是 不能接 反的。 2、测量方法 (1)把万用表打至电阻档(档) 并调到1 k 的量程上；
t
由此可画出vO的波形。
退出
第13页/共30页
➢小信号分析法
即将电路中的二极管用小信号电路模型代替，利用 得到的小信号等效电路分析电压或电流的变化量。
分析步骤：
▪ 将直流电源短路，画交流通路。 ▪ 用小信号电路模型代替二极管，得小信号等效电路。 ▪ 利用小信号等效电路分析电压与电流的变化量。
退出
第14页/共30页
(4) 极性判别 ：测得阻值小时，黑笔所接二极管 的那端 引脚是 二极管 的“ + ”极，红笔所接二极管的那端引脚是 二极管 的“－ ”极.
二极管的测量
退出
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晶体二极管电路分析方法
分析二极管电路主要采用：图解法、简化分析法、 小信号等效电路法。（重点掌握简化分析法）
➢图解法
利用二极管曲线模型和管外电路所确定的负载线， 通过作图的方法进行求解。 要求：已知二极管伏安特性曲线和外围电路元件值。 分析步骤： ▪写出管外电路直流负载线方程。
(2) 把红表笔 和 黑表笔分别与二极管的两引脚连接，观 察其阻 值并记 下；然 后把两 表笔对 调再与 二极管 两引脚 连接， 再次观 察并记 录下阻 值.
二极管的测量
2、测量方法 表笔的连接
黑表笔
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1100.00 1100.00
1k
红表笔
数字式万 用表
本页完 继续
二极管在使用时必须先判别其性能 的优劣 ，然后 判别“ +”、“ －”极 引脚， 在接入 电路时 二极管 引脚的 极性是 不能接 反的。 2、测量方法 (1)把万用表打至电阻档(档) 并调到1 k 的量程上；
t
由此可画出vO的波形。
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➢小信号分析法
即将电路中的二极管用小信号电路模型代替，利用 得到的小信号等效电路分析电压或电流的变化量。
分析步骤：
▪ 将直流电源短路，画交流通路。 ▪ 用小信号电路模型代替二极管，得小信号等效电路。 ▪ 利用小信号等效电路分析电压与电流的变化量。
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(4) 极性判别 ：测得阻值小时，黑笔所接二极管 的那端 引脚是 二极管 的“ + ”极，红笔所接二极管的那端引脚是 二极管 的“－ ”极.
二极管的测量
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小白鼠班小白组 在此谢谢大家！
总结
终于完成了这一次的大作业，本来看似无法完成的任务，经 过我们四个人的努力，最终达到了实验目标。 一次次地找老师询问、商量，一次次仿真、讨论，四台电脑排 排坐的情景还历历在目，蒋奶奶和桓神不断研究电路，看二极管参 数、转圆图，熬到深夜，终于攻克技术难题。 四个人在一起学习讨论的日子还是很欢乐的，从上午坐到下午， 笑点集体拉低。· 未来的路还很长，我们且歌且行~~~~~~~~~~~~~~~~
实验结果
指标内容
指标值
频率范围（GHz）
2GHz
线性相关系数
Байду номын сангаас
≥0.999
输入动态范围（dBm） -44 ~ -35
电压灵敏度
≥20 mV/uW
输入反射系数（S11）
≤-20dB
仿真结果 2GHz 0.9996
-44 ~ -35 66.345mV/uW
-49.021dB
总结 ADS的使用 工程的认识
阻抗匹配后反射系数
2G时达到最 小-49.021dB
匹配后输入阻抗
匹配后实测输入阻抗 2G时，Zin=50.354+j0.023 Ω
实验电路
激励源
微带线匹配
封装后二极管
滤波电路
匹配前
匹配前
电压灵敏度: 3.58mv/uw 相关系数：0.999994
匹配后
匹配后
电压灵敏度: 66.345mv/uw 相关系数：0.9996
检波二极管 工作原理
背景介绍
最主要的器件是检波二极管
微波辐射计是测 量物体电磁辐射 的高灵敏度接收 机。
特点：无主动辐 射、全天时、全 天候工作
应用：大气探测、 植被情况探测、 军事侦察、武器 制导
物体的微波辐射 是一种宽带噪声， 其功率由亮温表 征。大多数微波
i为二极管输出电流，v为输入电压，Is=10^-16~10^-15A为二极管饱和电流， a=q/nkT，q=1.38*10^-23J/K为电子电荷量，n为理想因子，肖特基二极管 n=1.2，k为波尔兹曼常数，T为绝对温度。展开成级数的形式可得，
二极管仿真参数
HSMS-285B
二极管仿真参数
二极管封装模型
确定滤波电路参数
滤波特性检验
基波 一次谐波
二极管输入输出特性
阻抗匹配
匹配前输入阻抗 2G时，Zin=17.782-j254.219
通过微带线实现阻抗匹配
匹配前归一化阻抗Zin=0.3556-j5.0844 匹配后归一化阻抗Zin=1.04082+j*0
在功率检测中，二极管被认为是由正弦波激励，即av=Acos(ωt)，则直流分 量Id可由式（2.3）表示。
对于小信号，四次以上项可以忽略，滤除交流分量后，则检波器的输出电流 与输入电压的平方（A2）即功率成线性关系。而使检波器产生这种平方律响 应的输入功率范围称为平方律区。
实验步骤
实验电路图
零偏置二极管