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