作业习避 第七章光电转换器件 第七章光电转换器件 1、什么是光电探测器件的光谱特性？了解它有何重要性？ 2、为什么结型光电器件在正向偏置时没有明显的光电效应？结型光电器件必须 工作在哪种偏置状态？ 3、如何理解“热释电探测器是一种交流或瞬时响应的器件”？ 4、光敏电阻和热敏电阻其阻值随光照强度的变化规律分别是什么？ 5、光电探测器的“电压响应度”和“电流响应度”如何定义？ 6、光电导探测器的“截止频率”如何定义？ 7、光敏电阻的亮电阻”、暗电阻的含义是？实际应用中，选择光敏电阻时， 其暗电阻阻值越大越好还是越小越好？为什么？ 8、试推导光敏电阻的最佳负载电阻阻值。 9、一块半导体样品，有光照时电阻为502，无光照时为50002，求该样品的 光电导。 10、己知CdS光敏电阻的最大功耗为40mW,光电导灵敏度 S,=0.5×10s/k,暗电导g。=0,若给CdS光敏电阻加偏压20V,此时入 射到CS光敏电阻上的极限照度为多少勒克斯？ 11、敏电阻R与R,=22的负载电阻串联后接于U。=12V的直流电源上，无光 照时负载上的输出电压为U,=20mW,有光照时负载上的输出电压为U2=2业。 求：(1)光敏电阻的亮电阻和暗电阻阻值： (2)若光敏电阻的光电导灵敏度S。=6×10s/:,求光敏电阻所受的照度。 12、已知CdS光敏电阻的暗电阻Rp=10M2,在照度为 100x时亮电阻R=52,用此光敏电阻控制继电器，如 右图所示。如果继电器的线圈电阻为42，继电器的吸 合电流为2mA,问需要多少光照度时才能使继电器吸 合？ 13、太阳能电池的“开路电压”、“短路电流”、“转换效率”、“最佳负载电阻”如 何定义？ 14、(1)硅光电池的的开路电压为U,当光照度增加到一定值后，U为何不随 光照度的增加而增加，只是接近0.6V?(给出开路电压饱和的物理解释〉 (2)随着光照度的增加，光电池的短路电流是否会出现饱和现象？为什么？ 1
作业习题 第七章 光电转换器件 第七章 光电转换器件 1、什么是光电探测器件的光谱特性？了解它有何重要性？ 2、为什么结型光电器件在正向偏置时没有明显的光电效应？结型光电器件必须 工作在哪种偏置状态？ 3、如何理解“热释电探测器是一种交流或瞬时响应的器件”? 4、光敏电阻和热敏电阻其阻值随光照强度的变化规律分别是什么？ 5、光电探测器的“电压响应度”和“电流响应度”如何定义？ 6、光电导探测器的“截止频率”如何定义？ 7、 光敏电阻的“亮电阻”、“暗电阻”的含义是？实际应用中，选择光敏电阻时， 其暗电阻阻值越大越好还是越小越好？为什么？ 8、试推导光敏电阻的最佳负载电阻阻值。 9、一块半导体样品，有光照时电阻为 50Ω ，无光照时为 5000 ，求该样品的 光电导。 Ω 10、 已 知 CdS 光敏电阻的最大功耗为 40mW ，光电导灵敏度 Sg ×= −6 /105.0 lxs ，暗电导 g0 = 0，若给 CdS 光敏电阻加偏压 20V，此时入 射到 CdS 光敏电阻上的极限照度为多少勒克斯？ 11、敏电阻 R 与 的负载电阻串联后接于 L = 2kR Ω b = 12VU 的直流电源上，无光 照时负载上的输出电压为 ，有光照时负载上的输出电压为 。 求：（1）光敏电阻的亮电阻和暗电阻阻值； 1 = 20mWU 2 = 2VU （2）若光敏电阻的光电导灵敏度Sg ×= −6 /106 lxs ，求光敏电阻所受的照度。 12、已知 CdS 光敏电阻的暗电阻 RD = 10MΩ，在照度为 100lx 时亮电阻 = 5kR Ω，用此光敏电阻控制继电器，如 右图所示。如果继电器的线圈电阻为 4 kΩ，继电器的吸 合电流为 2mA，问需要多少光照度时才能使继电器吸 合？ 13、太阳能电池的“开路电压”、“短路电流”、“转换效率”、“最佳负载电阻”如 何定义？ 14、（1）硅光电池的的开路电压为U ，当光照度增加到一定值后，U 为何不 随 光照度的增加而增加，只是接近 0.6V？（给出开路电压饱和的物理解释） oc oc （2） 随着光照度的增加，光电池的短路电流是否会出现饱和现象？为什么？ 1
作业习避 第七章光电转换器件 15、在太阳能电池的伏安特性曲线中， (1)“光电压区域”和“光电流区域”如何定义？ (2)用光电池探测缓变光信号时，应工作在哪个区域？ 16、(1)PN管和普通PN结光电二极管相比在结构上有何区别？ (2)简述PN管、雪崩光电二极管的工作原理。 (3)它们和普通的PN结光电二极管相比，性能有哪些改蕃？ (4)PIN管的频率特性为什么比普通光电二极管好？ 17、2CU型和2DU型光电二极管在结构上由何区别？2DU型引入环极的作用是 什么？ 18、(1)简述光电倍增管的工作原理。 (2)光电倍增管的“阳极灵敏度”、“阴极灵敏度”、“放大倍数”如何定义？ 19、现有GDB-433型光电倍增管，其光电阴极的面积为2cm2,阴极灵敏度 Sx=254/lm,倍增系统的放大倍数为10，阳极额定电流为20u4,求允许的 最大光照。 20、用波长为0.633m的单色辐射照射2CU硅光电二极管，入射光功率为2mW, 输出光电流为0.6mA,求光电二极管的响应度和量子效率。 21、(1)己知硅PIN光电二极管的量子效率n=0.7,波长2=0.85m,求其响 应度。 (2)已知锗PN光电二极管的量子效率n=0.4,波长元-1.6m,求其响应 度。 22、光电倍增光的光阴极灵敏度为504/1m,每一个倍增极的二次电子收集率为 80%,二次电子发射系数σ=6，共有11级，求阳极灵敏度。（令∫≈1） 23、制作探测波长为0.9m的光电二极管，相应的半导体材料的禁带宽度是多少 电子伏特？ 24、某APD的工作波长为1.55m,量子效率为0.75，平均倍增因子G=30。当每 秒有102个光子入射时，计算APD的探测输出光电流。 25、用光子能量为1.5eV、功率为2mW的光照射硅光电池。己知光敏面反射系 数为0.25，量子效率n=1,并设全部光电载流子都能够到达电极。求光生电 流。若反向饱和电流为10A,求T=300K时的开路电压。 26、以双列两相表明沟道CCD为例，简述CCD电荷产生、存储、转移、输出 的基本原理
作业习题 第七章 光电转换器件 15、在太阳能电池的伏安特性曲线中， （1） “光电压区域”和“光电流区域”如何定义？ （2） 用光电池探测缓变光信号时，应工作在哪个区域？ 16、（1）PIN 管和普通 PN 结光电二极管相比在结构上有何区别？ （2）简述 PIN 管、雪崩光电二极管的工作原理。 （3）它们和普通的 PN 结光电二极管相比，性能有哪些改善？ （4）PIN 管的频率特性为什么比普通光电二极管好？ 17、2CU 型和 2DU 型光电二极管在结构上由何区别？2DU 型引入环极的作用是 什么？ 18、（1）简述光电倍增管的工作原理。 （2）光电倍增管的“阳极灵敏度”、“阴极灵敏度”、“放大倍数”如何定义？ 19、现有GDB-433 型光电倍增管，其光电阴极的面积为 2cm2 ，阴极灵敏度 lmASK = μ /25 ，倍增系统的放大倍数为 105 ，阳极额定电流为 20 μA ，求允许的 最大光照。 20、用波长为 0.633 μm的单色辐射照射 2CU 硅光电二极管，入射光功率为 2mW， 输出光电流为 0.6mA，求光电二极管的响应度和量子效率。 21、（1）已知硅 PIN 光电二极管的量子效率η = 7.0 ，波长λ = 85.0 μm，求其响 应度。 （2）已知锗 PIN 光电二极管的量子效率η = 4.0 ，波长λ = 6.1 μm，求其响应 度。 22、光电倍增光的光阴极灵敏度为 μ /50 lmA ，每一个倍增极的二次电子收集率为 80%，二次电子发射系数σ = 6，共有 11 级，求阳极灵敏度。（令 ） f ≈ 1 23、制作探测波长为 0.9 μm的光电二极管，相应的半导体材料的禁带宽度是多少 电子伏特？ 24、某APD的工作波长为 1.55 μm，量子效率为 0.75，平均倍增因子G=30。当每 秒有 1012个光子入射时，计算APD的探测输出光电流。 25、用光子能量为 1.5eV、功率为 2mW的光照射硅光电池。已知光敏面反射系 数为 0.25，量子效率η = 1，并设全部光电载流子都能够到达电极。求光生电 流。若反向饱和电流为 10-8A，求T=300K时的开路电压。 26、以双列两相表明沟道 CCD 为例，简述 CCD 电荷产生、存储、转移、输出 的基本原理。 2
作业习避 第七章光电转换器件 27、某两相2048位线阵CCD,其电荷转移损失率s为105，计算其电荷转移效 率和电荷传输效率。 28、两相驱动CCD,像元数N=1024,若要求最后位仍有50%的电荷输出，求电 荷转移损失率ε为多少？
作业习题 第七章 光电转换器件 27、某两相 2048 位线阵CCD，其电荷转移损失率ε 为 10-5，计算其电荷转移效 率和电荷传输效率。 28、两相驱动 CCD，像元数 N=1024，若要求最后位仍有 50%的电荷输出，求电 荷转移损失率ε 为多少？ 3
