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 -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，

器，若已知继电器绕组的电阻为

阻R 1K

合，问应如何调整电阻器R？将上题所给的CdS光敏电阻用作光电传感5 K 2mA，电

3lx 时吸

3. 在如图所示的电路中，已知R b 820 ，R e 3.3 k ,U w 4V，光敏

电

阻为R p，当光照度为40lx 时输出电压为6V，80lx 时为9V。

30~100lx 之间的值不变。试求：设该光敏电阻在

1）输出电压为8V 时的照度。

2）若R e 增加到6k ，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R e 3.3k 与R e 6k

4）求该电路在输出电压为8V 时的电压灵敏度。

时输出的电压

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。

APMT 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10 7 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 = I D= 3DG40 的电流放大倍数=50 ，最高入射辐射功率为400UZ =

大时，电阻Re 的值与输出信号Uo 的幅值。入射辐射变化50

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S i 0.4 A/ W，其暗电流I D 0.2 A，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U Z 1.0V。求入射辐射功率最大时，电阻R e的值与输出信号U o 的幅值。入射

辐射变化50 W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？

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？

15. 光电倍增管 GDB44F 的阴极光照灵敏度为 0.5 μA/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 75K? 时，最大的输出电压。

3）若已知该光电倍增管为 12 级的 Cs 3Sb 倍增极，其倍增系数

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。

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？

0.2( U DD ) 0.7 ,实

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。

IrJ =~

θ

0∙2xl80 36

C……5分〉

I = Hq = ∖0x 0 2 = 2nιm

3分）