光电检测技术作业选读.docx

光电检测技术作业21.设某只CdS光敏电阻的最大功耗为30mW，光电导灵敏度Sg?=?0.5X10?-6 S/lx，暗电导 g0=0 。试求当 CdS 光敏电阻上的偏置电压为 20V 时的极限照度。2. 在如图所示的照明灯控制电路中，将上题所给的CdS光敏电阻用作光电传感 器，若已知继电器绕组的电阻为 5 K??，继电器的吸合电流为2mA，电阻R ??1K??。求为使继电器吸合所需要的照度。要使继电器在 3lx时吸合，问应如何调整电阻器R？3. 在如图所示的电路中，已知Rb ??820??，Re ??3.3k?,Uw ??4V，光敏电阻为Rp， 当光照度为40lx时输出电压为6V，80lx时为9V。设该光敏电阻在30~100lx之间的??值不变。试求：（1）输出电压为8V时的照度。（2）若Re增加到6k??，输出电压仍然为8V，求此时的照度。（3）若光敏面上的照度为70lx，求Re ??3.3k??与Re ??6k??时输出的电压。（4）求该电路在输出电压为 8V时的电压灵敏度。4. 影响光生伏特器件频率响应特性的主要因素有哪些？为什么PN结型硅光电二极管的最高工作频率小于等于107Hz？5为什么在光照度增大到一定程度后，硅光电池的开路电压不再随入射照度的增大而增大？硅光电池的最大开路电压为多少？为什么硅光电池的有载输出电压总小于相同照度下的开路电压？6硅光电池的内阻与哪些因素有关？在什么条件下硅光电池的输出功率最大？答：（1）极电容，串接电阻，串接电阻越小越好。（2）显然，存在着最佳负载电阻Ropt，在最佳负载电阻情况下负载可以获得最大的输出功率Pmax7 光生伏特器件有几种偏置电路？各有什么特点？8. 选择最适当的答案填入括号中（只有一个答案正确）（1）用光电法测量某高速转轴（15000r/min）的转速时，最好选用（D）为 光电接收器件。APMTB CdS光敏电阻C 2CR42硅光电池D 3DU型光电三极管（2） 若要检测脉宽为10?7 s的光脉冲，应选用（A）为光电变换器件。A PIN型光电二极管B 3DU型光电三极管C PN结型光电二极管D2CR11硅光电池（3）硅光电池在（D）偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。A恒流B 自偏置C零伏偏置D反向偏置（4）硅光电池在（B）情况下有最大的功率输出。 A开路B自偏置C零伏偏置 D反向偏置9. 假设调制波是频率为500Hz，振幅为5V，初相位为0的正弦波，载波频率为10kHz，振 幅为50V，求调幅波的表达式、带宽及调制度。10. 利用 2CU22 光电二极管和 3DG40 三极管构成如下图所示的探测电路。已知光电二极管的电流灵敏度 Si =?0.4?A / ?W ，其暗电流ID=?0.2?A ，三极管3DG40 的电流放大倍数 =50 ，最高入射辐射功率为 400 ?W 时的拐点电压UZ =?1.0V 。求入射辐射功率最大时，电阻 Re 的值与输出信号Uo 的幅值。入射辐 射变化 50?W 时的输出电压变换量为多少？利用2CU22光电二极管和3DG40三极管构成如图3-46所示的探测电路。已知光电二极管的电流灵敏度Si ??0.4?A/?W，其暗电流ID ??0.2?A，三极管3DG40 的电流放大倍数????50 ，最高入射辐射功率为 400 ?W时的拐点电压UZ ??1.0V。求入射辐射功率最大时，电阻Re的值与输出信号Uo的幅值。入射辐射变化50?W时的输出电压变换量为多少？11.真空光电倍增管的倍增极有哪几种结构？各有什么特点？12 何谓光电倍增管的增益特性？光电倍增管各倍增极的发射系数 δ与哪些因素有关？最主要的因素是什么？13光电倍增管产生暗电流的原因有哪些？如何降低暗电流？14. 怎样理解光电倍增管的阴极灵敏度和阳极灵敏度？二者的区别是什么？二者有什么关系？15. 光电倍增管GDB44F的阴极光照灵敏度为0.5μA/lm，阳极灵敏度为50A/lm，要求长期 使用时阳极允许电流限制在2μA以内。求：（1）阴极面上允许的最大光通量。（2）当阳极电阻为75K?时，最大的输出电压。（3）若已知该光电倍增管为12级的Cs3Sb倍增极，其倍增系数????0.2(UDD)0.7,实计算它的供电电压。（4）当要求输出信号的稳定度为1%时，求高压电源电压的稳定度。16.为什么说发光二极管的发光区在PN结的P区？这与电子、空穴的迁移率有关吗？17为什么发光二极管必须在正向电压下才能发光？反向偏置的发光二极管能发光吗？18.产生激光的三个必要条件是什么？粒子数反转分布的条件是什么？为什么 LD必须有谐振腔？19. 半导体激光器有什么特点？LD与LED发光机理的根本区别是什么？为什么LD光的相 干性要好于LED光？20.假设两块光