光电检测技术作业答案复习进程.docx
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光电检测技术作业答案复习进程
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。