光电检测技术作业答案.docx

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光电检测技术作业答案

光电检测技术作业2

1.设某只CdS光敏电阻的最大功耗为30mW，光电导灵敏度Sg==0.5X10--6S/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5KΩ，继电器的吸合电流为2mA，电阻R=1KΩ。

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=820Ω，Re=3.3kΩ,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γ值不变。

试求：

（1）输出电压为8V时的照度。

（2）若Re增加到6kΩ，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=3.3kΩ与Re=6kΩ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107Hz？

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。

APMTBCdS光敏电阻C2CR42硅光电池D3DU型光电三极管

（2）若要检测脉宽为10-7s的光脉冲，应选用（A）为光电变换器件。

APIN型光电二极管B3DU型光电三极管

CPN结型光电二极管D2CR11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ID=0.2A，三极管3DG40的电流放大倍数=50，最高入射辐射功率为400W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=0.4μA/μW，其暗电流ID=0.2μA，三极管3DG40的电流放大倍数β=50，最高入射辐射功率为400μW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50μW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δ=0.2（UDD）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。