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一、填空题(每空1分,共15分)
1.霍尔传感器的理论基础是霍尔效应,霍尔电压U与控制电流I成正比,霍尔电压U与磁感强度
HH
B成正比。
2.光电传感器的理论基础是光电效应。光电效应依其表现的不同,通常可分为光电导效应、光生伏
特效应、光电发射效应三类
3.锗光敏器件最敏感的光波长为1500nm,硅光敏器件最敏感的光波长为800nm。
4.光栅常数W指的是亮条与暗条宽之和,莫尔条纹的间距B与光栅常数W成正比,与两光栅尺
H
栅条之间的夹角β成反比。
5.CCD图像传感器的基本单元是一个MOS电容器。
6.光纤传感器是以光作为信息的载体,光纤是由绝缘材料制作成的,因而光纤是
不导电的。
二、单项选择题(从下列各题三个备选答案中选出一个正确答案,并将正确答案的代号填写到题后的括号
内。每小题4分,共16分)
1.霍尔元件霍尔效应的建立时间极短,因而霍尔元件可用来制作A.电流计;B.高斯计;C霍尔开关。
(C)
+
2.磁敏二极管在正偏压下,正向磁场H⊙可使通过磁敏二极管的偏流A.增大;B.减小;C.不变。(B)
3.光敏晶体管是典型的A.光电导效应器件;B.光生伏特效应器件;C.光电发射效应器件。(B)
4.光纤的数值孔径NA表示当光从空气中入射到纤芯端面时,能在纤芯中形成全反射传输的最大A.入射
光锥半角之正弦;B.入射光锥半角之余弦;C.入射光锥之全角。(A)
三、简答题(回答简明扼要,不必论述。每小题5分,共15分)
1.霍尔传感器的主要用途是:高斯计、电流计、转速计、霍尔开关
2.莫尔条纹的放大作用指的是:莫尔条纹的间距B对光栅常数W的放大作用
H
3.光纤传感器与其它传感器相比,具有的固有优点是:电绝缘、传输损耗低、柔性极好、环境适应性好
四、论述题(观点正确、论述简明、图示清晰。每小题6分,共18分)
1.试分析霍尔传感器的霍尔效应?
如左图所示(2分),在半导体薄片上垂直施加磁场B,在薄片两
短边b方向通入控制电流I(2分);载流子在磁场洛伦兹力F的作
L
用下向一侧运动,致使在霍尔元件的两长边L方向积累起等量的正、
负电荷,形成霍尔电场,这种现象称之为霍尔效应(2分)。
2.试分析光敏电阻的光电效应?
光敏电阻是典型的光电导效应器件。如左图所示,无光照时,其阻值很高(1分);有光照时,其共价键中的
价电子吸收光子能量,由价带穿越禁带到达导带,成为光生自由电子,使得半导体中自由电子—空穴对增加,导
电率提高,电阻值下降,光照越强
阻值越低(3分);光照停止,失去光子能量的光生自由电子又重新迭落
回价带与空穴复合,自由电子—空穴对减少,又恢复高阻状态(2分)。
3.试分析光纤微弯调制是怎样实现光强度调制的?
光纤微弯调制原理如下图所示(2分),当光纤发生弯曲时,
将引起界面入射角φ发生变化,若当φ<φm时,入射到界面的
光将发生折射而形成辐射模,致使纤芯中传导模强度减小(2分);光纤微弯程度增加,
形成的辐射模越多,相应地纤芯中的传导模越小,从而实现
对传导光波强度的调制(2分)。光强度微弯调制方式
五、分析题(原理正确、论述简明、图示清晰。每小题12分,共36分)
1.试作图说明霍尔传
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