(完整word版)光电检测技术作业答案
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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=0.5 X10-6 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 6 k，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107 Hz？
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Pmax
7 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。
A PMT B 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107 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 D2 CR11 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 =0.4A / W ，其暗电流I D =0.2A ，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 50W 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 0.4A / W ，其暗电流I D 0.2A ，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 50W 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 75KΩ 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(U DD)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. 假设两块光栅的节距为 0.2mm，两光栅的栅线夹角为 1°，求所形成的莫尔条纹的间隔。 若光电器件测出莫尔条纹走过 10 个，求两光栅相互移动的距离。
