光电检测技术考试试卷

光电检测技术期中考试试卷

2014

一.选择题(20分)

1.对于费米能级,以下说法不正确的是( )

A 一个平衡的系统只能有唯一一个费米能级

B 电子占据率为0.5时所对应的能级

C p 型半导体材料费米能级靠近价带顶

D n 型半导体材料费米能级靠近价带顶

2.负电子亲和势阴极和正电子亲和势比较有重要差别,参与发射的的电子( )

A 不是冷电子,而是热电子

B 不是热电子,而是冷电子

C 既是冷电子,又是热电子

D 既不是冷电子,也不是热电子

3.下列器件按照响应速度由快到慢的顺序,正确的是( )

A PIN 光电二极管 PN 结光电二极管 光电三极管 光敏电阻

B PIN 光电二极管 光敏电阻PN 结光电二极管 光电三极管

C 光电三极管 PIN 光电二极管 光敏电阻PN 结光电二极管

D PN 结光电二极管 光电三极管 PIN 光电二极管 光敏电阻

4.下列探测器的光-电响应时间,由少数载流子的寿命决定: ( )

A 光电导探测器

B 光电二极管

C 光电倍增管

D 光电倍增管

5.对于光敏电阻,下列说法不正确的是( )

A 弱光照下,光电流与照度之间具有良好的线性关系

B 光敏面做成蛇形,有利于提高灵敏度

C 光敏电阻光谱特性的峰值波长,低温时向短波方向移动

D 光敏电阻具有前历效应

6.下列光源中哪一种光源,可作为光电探测器在可见光区的积分灵敏度测量标准光源:( )

A 氘灯

B 低压汞灯

C 色温2856K 的白炽灯

D 色温500K 的黑体辐射器

7.当黑体的温度升高时,其峰值光谱辐射出射度所对应的波长的移动方向为( )

A.向短波方向移动

B.向长波方向移动

C.不移动

D.均有可能

8.表中列出了几种国外硅APD 的特性参数

光电检测技术考试试卷

根据表中数据,要探测830nm 的弱光信号,最为合适的器件是 ( )

A C30817E

B C30916E

C C30902E

D C30902S

9.已知甲、乙两厂生产的光电器件在色温2856K 标准钨丝灯下标定出的灵敏度分别为uW uA S e /5=,lm A o S v /4.=,则甲乙两厂中光电器件灵敏度比较结果正确的是( )

A. 甲场灵敏度高

B. 乙场灵敏度高

C. 甲乙两场灵敏度一样高

D. 无法比较

10.不具有增益的探测器是( )

A APD

B 光电池

C 光敏电阻

D 光电三极管

二.判断题(每题1分,共10分)

1.探测率是一个反映探测器探测能力的物理量,探测率越大,说明探测器的探测能力越强。( )

2.在弱辐射作用的情况下,半导体的光电导效应与入射辐射通量的关系是线性的。( )

3.光电导器件的时间响应都较小,适合于探测窄脉冲光信号。( )

4.光敏电阻光谱特性的峰值波长,低温时向短波方向移动。( )

5.光敏电阻的恒压偏置电路比恒流偏置电路的电压灵敏度要高一些。( )

6.被照明物体表面的辐射照度和光源与物体表面的距离平方成反比。( )

7.光电倍增极在使用过程中队入射光没有特殊要求。( )

8.负电子亲和势光电阴极是真空能级在导带之下,从而使有效的电子亲和势为负值。( )

9.本征光电导器件的长波限可以达到130um 。( )

10.辐射出射度Me 与辐射照度Ee 的定义式都是:某点处面元的辐通量e d Φ除以改面元的面积dA 的商,所以这两个物理量是具有相同的概念。( )

三.填空题(每空2分,共20分)

1.100W 标准钨丝灯在0.2sr 范围内所发出的辐射通量为

2.已知某种光电器件的本征吸收长波限为1.4um ,则该材料的禁带宽度为

3.设某光敏电阻在100lx 光照下的阻值为2Ωk ,且已知它在90~120lx 范围内的9.0=γ。则该光敏电阻在110lx 光照下的阻值为

4.某一探测器灵敏度为10μA/μW ,噪声电流为0.01μA ,信电流为20μA ,此探测器的噪声等效功率

(NEP )为

5.在光电倍增管中,吸收光子能量发射光电子的部件是

6.光电阴极中因电子热能大于逸出功而产生的发射称为

7.光照时产生的光生载流子在外加电场作用下,所形成的外部光电流与电子形成的内部电流之比称为

8.象限探测器和光电位置传感器(PSD)相比较,存在死区的是

9.功率谱大小与频率无关的噪声称为

10.吸收率小于1,但近似地为一常数,这样的物体称为

四.简答题(每题5分,共25分)

1. 硅光电池的开路电压为U oc ,当照度增大到一定时,为什么不再随入射照度的增加而增加,只是接近0.6V ? 在

同一照度下,为什么加负载后输出电压总是小于开路电压?

2. 说明叫做NEA ?为什么NEA 材料制成的光电阴极灵敏度极高?

3. 依据光照产生光电子是否逸出材料表面,光电效应可以分为内光电效应和外光电效应。所学过的光电效应中,

哪些属于内光电效应?哪些属于外光电效应?为什么外光电效应对应的截止波长比较短?

4. 光伏探测器的频率响应特性明显优于光电导探测器。试从光电导效应和光伏效应的机理上加以解释。

5. 解释杂质光电导探测器:a 常用于中远红外探测;b 通常必须在低温条件下工作?

五.(6分)一个100W 的光源,发出的光由860nm 、555nm 和460nm 三种光组成,辐射通量分别为Φe (860)=5W 、

Φe (555)=55W 和Φe (460)=25W ,求(1)发出的光通量Φv ;(2)光源的辐射效率;(3)光源的发光效率。

六.(6分)一个InGaAs APD 管在倍增因子M=1时,入射波长m μλ55.1=时量子效率η=60%,加偏置电压工作时倍增因子M=12,试计算

1)入射功率为20nW ,APD 管得光电流为多少?

2)倍增因子为12时,APD 管得光谱响应度为多少?

七.(7分)GDB20光电倍增管的阴极光照灵敏度为60μA/lm ,阴极面的有效直径为15mm ,倍增级数为11级,阳极光照灵敏度为100A/lm ,长期使用时阳极电流应限制在4μA 以下。

试问:

(1) 期使用时,光电倍增管阴极面的极限入射光通量为多少?

光电检测技术考试试卷

(2)构成该光电倍增管的倍增极的二次电子发射系数?

八.(6分)在如图所示的恒流偏置电路中,已知电源电压为12V ,R b 为820Ω,R e

为3.3k Ω,三极管的放大倍率不小于80,稳压二极管的输出电压为6 V ,光照为40lx

时,输出电压为6V ,设光敏电阻在30到100lx 之间的γ=0.7,晶体三极管U be =0.7V

试求:(1)输出电压为7伏的照度为多少lx ?

相关推荐
相关主题
热门推荐