南理工光電子器件習題集

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 光 電 子 器 件 （第2版） 習 題 集 汪 貴 華 編 南 京 理 工 大 學 2014年3月1 什么是光譜響應特性曲線？什么是光譜匹配系數(shù)？其有何意義？2 什么是器件的最小可探測輻射功率和比探測率？它有何意義？3 一正方形半導體樣品，邊長1mm，厚度為0.1mm，用能量為3eV，光強為0.96mW/cm2的光照射在該正方形表面，其量子效率為1，設光生空穴全部被陷而不能運動，電子壽命n=10-3s，電子遷移率n=100cm2/V.S，光照全部被半導體均勻吸收，求:（1） 樣品中電子空穴對的產(chǎn)生率（/cm3.S）及每秒產(chǎn)生電子空穴對數(shù)（/s）；（2） 定態(tài)時樣品中

2、的光電子數(shù)及濃度（個/整個樣品，個/cm3）；（3） 樣品光電導率及光電導（）；（4） 若樣品加30V的電壓在正方形側面，求光生電流；（5） 光電導的增益。4 填充下列表格：材料光譜響應范圍峰值比探測率應用優(yōu)點缺點SiGeCdSCdSeSb2S3PbSPbSeInSbInAsPbSeTeHgCdTe5 光敏電阻的暗電阻為600，在200lx的光照下亮暗電阻之比為1：100，求該電阻的光電導靈敏度。6 某光電導器件的特征曲線如圖1，用該器件控制一繼電器，使用30V的直流電源，器件在400lx的照度下有10mA的電流即可使繼電器吸合，無光照時釋放，試畫出控制電路，計算暗電流和所需串聯(lián)電阻。 圖1

3、光敏電阻隨光照度的變化關系7 試述光生伏特效應。要求畫出能帶圖并推導有關公式。8 用波長為0.83m，強度為3mW的光照射在硅光電池，設其反射系數(shù)為15%，有效量子效率為0.8，并設這些光生載流子能到達電極。（1） 求光生電流；（2） 當反向飽和電流為10-8A時，求T=300K時的開路電壓。（3） 太陽能光電池效率低的原因是什么？論述提高太陽能光電池的效率的方法。9 已知2CR太陽能光電池的參數(shù)為UOC=0.54，ISC=50mA，要用若干個這樣的光電池合起來對0.5A，6V的蓄電池充電，應組成怎樣的電路，需要多少個這樣的電池（充電電源電壓應比充電電池電壓高1V左右）。10 為什么結型光電器

4、件只有反偏或零偏置電壓時才有明顯的光電流？11 某光電二極管的結電容為5pF，要求帶寬為10MHz，求允許的最大負載電阻是多少？12 說明PIN管的工作原理（包括能帶圖）。PIN管的頻率特性為什么比普通光電二極管好？13 說明雪崩型光電二極管結構、工作原理和特性。 14 畫出光電三極管的能帶圖，并說明光電三極管的工作原理和特性。結特征所加電壓范圍放大倍數(shù)電流強弱光照特性頻率特性光敏電阻光電池光電二極管Si PIN光電二極管InGaAs PIN光電二極管雪崩光電二極管光電三極管15.簡要填寫下表：16. 用波長為589.3nm光照某光電材料，其發(fā)射電流的靈敏度為100A/lm，該材料的逸出功為1

5、.4eV，求該材料的光譜量子效率，波長閾值，光電子最大初速？（在589.3nm處相對光譜視效率為0.82）。17. 試述半導體光電發(fā)射的三步物理過程，并比較金屬和半導體光電發(fā)射的差別。18. 簡要填表Ag-O-CsCs3Sb(Cs)NaKSbGaAs NEA發(fā)射機制光譜響應范圍量子效率積分靈敏度峰值靈敏度暗電流逸出深度19 說明光電倍增管的結構組成和工作原理。20 某光電倍增管有10個倍增級，每個倍增級的二次電子發(fā)射系數(shù)=4，陰極靈敏度為RK=200A/lm，陽極電流不得超過10mA，試估計入射陰極的光通量的上限。如陽極噪聲電流為4nA，求該管的噪聲等效功率。如該管陰極暗電流為，負載電阻很大，

6、求該管的可探測最小光通量。取1+B=2.5，f=1HZ。影響光電倍增管有效測量光功率的上限和下限的原因有哪些？21 畫出光電倍增管電阻電容簡明連接圖，并說明電阻鏈的電阻值如何選??？最后幾級的旁路電容的作用是什么？22 說明像管的結構和工作原理。23 說明近貼型電子光學系統(tǒng)所加電壓和極間距離與像質的影響。24 說明等徑雙圓筒結構使電子成像的原理。25 某三級級聯(lián)像增強管，三個光電陰極均為S-25，它對標準光源的積分靈敏度R=400A/lm，三個熒光屏均為P-20，它的發(fā)光效率為50 lm/W，各級電壓均為12KV，各級電子光學系統(tǒng)通過系數(shù)為1，各級放大率為1，不考慮極間耦合損失的情況下：a) 計

7、算它對星光下綠色草木反射光的亮度增益GL。b) 亮度增益的來源是什么？c) 說明提高陰極長波響應對增加對比度和GL的意義。26 試說明背景亮度產(chǎn)生的原因及影響，以及減少的方法。對比惡化系數(shù)與入射光有何關系？27 何為光學傳遞函數(shù)、調制傳遞函數(shù)、對比傳遞函數(shù)、相位傳遞函數(shù)？28 正弦物函數(shù)輸入像管，說明其輸出像的特征。29 何為微通道板？微通道板的噪聲有哪些？解釋微通道板的電流飽和特性。 30 畫出二代像增強器的兩種結構，說明各自的特點。31 與二代微光管比較，說明三代微光管的優(yōu)缺點。32 說明四代微光像增強器的結構特點，與三代管比較，它有哪些特點？33 為什么攝像管要進行光電積累？光電積累的時

8、間是多少？34 說明電視系統(tǒng)光電轉換、電光轉換的特性。35 說明PbO靶視像管的結構和工作原理。36 從MOS結構基本過程和能帶出發(fā)，解釋MOS結構如何成為CCD的。表面勢與其他參量的關系怎樣？37 試用三相CCD的結構說明電荷耦合轉移的工作原理。38 說明二相CCD的結構和通道橫向限制的方法。39 說明BCCD的結構工作原理和特性。40 說明電位平衡法輸入結構、工作原理和特性。41 畫出浮置擴散層輸出的結構圖，并說明其工作原理。42 以TCD102C為例，說明線陣CCD的工作原理。43 說明幀/場轉移面陣CCD的工作原理。44 說明行間轉移結構CCD的工作原理。45 簡述PN結光電二極管CM

9、OS圖像器件的結構和基本原理。46 以MOS光電門方式的CMOS成像器件為例，說明CMOS固體成像器件的結構與工作原理。 47 試述掩埋型光電二極管方式的CMOS固體成像器件的結構與工作原理。48 比較CMOS成像器件與CCD成像器件的特性。49 說明SPRITE探測器的工作原理及完全讀出的條件。50 IRFPA與CCD、SPRITE的比較。致冷型紅外探測器的基本原理是什么（四種）？51 致冷型紅外焦平面陣列的結構形式有哪幾種？52 畫出PtSi肖特基勢壘的能帶，及其紅外探測器的基本結構。該結構有何特點？53 試述熱探測器與光子探測器的區(qū)別。54 說明熱傳導方程的物理意義，如何有效地提高溫升和

10、溫度響應率？55 微測輻射熱計焦平面陣列的探測原理是什么？56 微測輻射熱計紅外焦平面陣列的微橋結構有何特點？是如何制作的？57 解釋熱釋電效應、電滯回線和熱釋電系數(shù)。為什么熱釋電探測器只能測量調制的或變化的熱輻射？58 設TGS熱釋電器件的數(shù)據(jù)為：靈敏度面積A=1mm2，熱釋電系數(shù)為，吸收系數(shù)，輻射調制頻率f=10Hz，熱傳導系數(shù)，熱容，電路負載電阻R=7M，熱釋電器件的等效電容CD=22PF，求電流響應率R1，和電壓響應率Ru。59 熱釋電成像器件有哪兩種基本結構形式？簡單畫出其結構圖。60 說明圖2熱釋電陣列器件的工作原理。 圖2 熱釋電陣列器件的基本結構61 說明紫外光波長范圍劃分。太陽的紫外光通過大氣時有何特征？62 簡述中紫外光的衰減特性。63 同紅外探測系統(tǒng)相比，用中紫外進行導彈發(fā)射探測有何優(yōu)點64 說明紫外光電陰極的光電發(fā)射特性。65 說明GaN基的PIN結構的探測器的基本結構。66 說明MEM結構的紫外探測器的能帶圖。銦封技術是怎樣的？67 什么是連續(xù)X射線？什么是特征X射線譜。68 說明X射線透視成像的基礎。69 說明X射線成像器件的分類。70 畫出CsI/MCP反射式X射線光電陰極結構。71