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光电技术综合习题解答 一、单项选择题 ① 在光电倍增管中，产生光电效应的是（ ）。 A．阴极 B．阳极 C．二次发射极 D．光窗 ② 光电二极管的工作条件是（ ）。 A．加热 B．加正向偏压 C．加反向偏压 D． 零偏压 光电技术综合习题解答 一、单项选择题 ① 在光电倍增管中，产生光电效应的是（A）。 A．阴极 B．阳极 C．二次发射极 D．光窗 ② 光电二极管的工作条件是（C）。 A．加热 B．加正向偏压 C．加反向偏压 D． 零偏压 ③ 辐射通量，光通量，发光强度，光照度的单位分别为（ ）。 (A)瓦特，流明，坎德拉，勒克司 (B)瓦特，坎德拉，勒克司，流明 (C)流明，瓦特，瓦特每球面度，瓦特每平方米 (D)流明，瓦特，勒克司，坎德拉 ④ 在入射光辐射下，半导体的电导率增加的现象属于（ ）。 (A)外光电效应 (B)光热效应 (C)光电导效应 (D)光生伏特效应 ③ 辐射通量，光通量，发光强度，光照度的单位分别为（A）。 (A)瓦特，流明，坎德拉，勒克司 (B)瓦特，坎德拉，勒克司，流明 (C)流明，瓦特，瓦特每球面度，瓦特每平方米 (D)流明，瓦特，勒克司，坎德拉 ④ 在入射光辐射下，半导体的电导率增加的现象属于（ C ）。 (A)外光电效应 (B)光热效应 (C)光电导效应 (D)光生伏特效应 二 填空题 1 描述光电探测器光电转化能力的是 量子效率 。 2 任何物质，只要温度高于绝对零度，都具有发射辐射的能力。 3 氦氖激光器以 直流 电源驱动。 4 发光二极管是 注入式电致发光器件 器件。 7 光伏器件有光伏工作模式和光导工作模式两种工作模式。 三 简答题 1、 掺杂对半导体导电性能的影响是什么？ 答：半导体中不同的掺杂或缺陷都能在禁带中产生附加的能级，价带中的电子若先跃迁到这些能级上然后再跃迁到导带中去，要比电子直接从价带跃迁到导带容易得多。因此虽然只有少量杂质，却会明显地改变导带中的电子和价带中的空穴数目，从而显著地影响半导体的电导率。 2、光电倍增管的基本结构与工作原理是什么？ 答：光电倍增管由光入射窗、光电阴极，电子光学输入系统(光电阴极到第一倍增极D1之间的系统)、二次发射倍增系统及阳极等构成。 工作原理：光子透过入射窗入射到光电阴极K上。此时光电阴极的电子受光子激发，离开表面发射到真空中。光电子通过电场加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1上，倍增极发射出比入射电子数目更多的二次电子。入射电子经N级倍增后，光电子就放大N次。经过倍增后的二次电子由阳极a收集起来，形成阳极光电流，在负载RL上产生信号电压。 3、半导体发光二极管的发光原理？ 答：半导体发光二极管的材料是重掺杂的，热平衡状态下的N区有很多迁移率很高的电子，P区有较多的迁移率较低的空穴。由于PN结阻挡层的限制，在常态下，二者不能发生自然复合。而当给PN结加以正向电压时，沟区导带中的电子则可逃过PN结的势垒进入到P区一侧。于是在PN结附近稍偏于P区一边的地方，处于高能态的电子与空穴相遇时，便产生发光复合。这种发光复合所发出的光属于自发辐射，辐射光的波长决定于材料的禁带宽度 ，即 4、简述注入式半导体激光器的发光过程。 答：注入式半导体激光器的工作过程是，加外电源使PN结进行正偏置。正向电流达到一定程度时，PN结区即发生导带对于价带的粒子数反转。这时，导带中的电子会有一部分发生辐射跃迁，同时产生自发辐射。自发辐射出来的光，是无方向性的。但其中总会有一部分光是沿着谐振腔腔轴方向传播的，往返于半导体之间。通过这种光子的诱导，即可使导带中的电子产生受激辐射（光放大）。受激辐射出来的光子又会进一步去诱导导带中的其它电子产生受激辐射。如此下去，在谐振腔中即形成了光振荡，从谐振腔两端发射出激光。只要外电源不断的向PN结注入电子，导带对于价带的粒子数反转就会继续下去，受激辐射即可不停地发生，这就是注入式半导体激光器的发光过程。 9、简述光电耦合器件的电流传输比β与晶体管的电流放大倍数β的区别？ 答：⑴晶体管的集电极电流远远大于基极电流，即β大； ⑵光电耦合器件的基区内，从发射区发射过来的电子是与光激发出的空穴相复合而成为光复和电流，可用αIF表示， α为光激发效率（它是发光二极管的发光效率、光敏三极管的光敏效率及二者之间距离有关的系数）。一般光激发效率比较低，所以IF大于IC。即光电耦合器件在不加复合放大三极管时， β小于1。 1、在距离标准钨丝灯2m远处放置一个照度计探头