南理工光電子器件習(xí)題集

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 光 電 子 器 件 （第2版） 習(xí) 題 集 汪 貴 華 編 南 京 理 工 大 學(xué) 2014年3月1 什么是光譜響應(yīng)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(cè)輻射功率和比探測(cè)率？它有何意義？3 一正方形半導(dǎo)體樣品，邊長(zhǎng)1mm，厚度為0.1mm，用能量為3eV，光強(qiáng)為0.96mW/cm2的光照射在該正方形表面，其量子效率為1，設(shè)光生空穴全部被陷而不能運(yùn)動(dòng)，電子壽命n=10-3s，電子遷移率n=100cm2/V.S，光照全部被半導(dǎo)體均勻吸收，求:（1） 樣品中電子空穴對(duì)的產(chǎn)生率（/cm3.S）及每秒產(chǎn)生電子空穴對(duì)數(shù)（/s）；（2） 定態(tài)時(shí)樣品中

2、的光電子數(shù)及濃度（個(gè)/整個(gè)樣品，個(gè)/cm3）；（3） 樣品光電導(dǎo)率及光電導(dǎo)（）；（4） 若樣品加30V的電壓在正方形側(cè)面，求光生電流；（5） 光電導(dǎo)的增益。4 填充下列表格：材料光譜響應(yīng)范圍峰值比探測(cè)率應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)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(dǎo)靈敏度。6 某光電導(dǎo)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(wú)光照時(shí)釋放，試畫出控制電路，計(jì)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(guān)系7 試述光生伏特效應(yīng)。要求畫出能帶圖并推導(dǎo)有關(guān)公式。8 用波長(zhǎng)為0.83m，強(qiáng)度為3mW的光照射在硅光電池，設(shè)其反射系數(shù)為15%，有效量子效率為0.8，并設(shè)這些光生載流子能到達(dá)電極。（1） 求光生電流；（2） 當(dāng)反向飽和電流為10-8A時(shí)，求T=300K時(shí)的開路電壓。（3） 太陽(yáng)能光電池效率低的原因是什么？論述提高太陽(yáng)能光電池的效率的方法。9 已知2CR太陽(yáng)能光電池的參數(shù)為UOC=0.54，ISC=50mA，要用若干個(gè)這樣的光電池合起來(lái)對(duì)0.5A，6V的蓄電池充電，應(yīng)組成怎樣的電路，需要多少個(gè)這樣的電池（充電電源電壓應(yīng)比充電電池電壓高1V左右）。10 為什么結(jié)型光電器

4、件只有反偏或零偏置電壓時(shí)才有明顯的光電流？11 某光電二極管的結(jié)電容為5pF，要求帶寬為10MHz，求允許的最大負(fù)載電阻是多少？12 說(shuō)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(shuō)明雪崩型光電二極管結(jié)構(gòu)、工作原理和特性。 14 畫出光電三極管的能帶圖，并說(shuō)明光電三極管的工作原理和特性。結(jié)特征所加電壓范圍放大倍數(shù)電流強(qiáng)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(jiǎn)要填寫下表：16. 用波長(zhǎng)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(zhǎng)閾值，光電子最大初速？（在589.3nm處相對(duì)光譜視效率為0.82）。17. 試述半導(dǎo)體光電發(fā)射的三步物理過(guò)程，并比較金屬和半導(dǎo)體光電發(fā)射的差別。18. 簡(jiǎn)要填表Ag-O-CsCs3Sb(Cs)NaKSbGaAs NEA發(fā)射機(jī)制光譜響應(yīng)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(shuō)明光電倍增管的結(jié)構(gòu)組成和工作原理。20 某光電倍增管有10個(gè)倍增級(jí)，每個(gè)倍增級(jí)的二次電子發(fā)射系數(shù)=4，陰極靈敏度為RK=200A/lm，陽(yáng)極電流不得超過(guò)10mA，試估計(jì)入射陰極的光通量的上限。如陽(yáng)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(fù)載電阻很大，

6、求該管的可探測(cè)最小光通量。取1+B=2.5，f=1HZ。影響光電倍增管有效測(cè)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(jiǎn)明連接圖，并說(shuō)明電阻鏈的電阻值如何選?。孔詈髱准?jí)的旁路電容的作用是什么？22 說(shuō)明像管的結(jié)構(gòu)和工作原理。23 說(shuō)明近貼型電子光學(xué)系統(tǒng)所加電壓和極間距離與像質(zhì)的影響。24 說(shuō)明等徑雙圓筒結(jié)構(gòu)使電子成像的原理。25 某三級(jí)級(jí)聯(lián)像增強(qiáng)管，三個(gè)光電陰極均為S-25，它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)光源的積分靈敏度R=400A/lm，三個(gè)熒光屏均為P-20，它的發(fā)光效率為50 lm/W，各級(jí)電壓均為12KV，各級(jí)電子光學(xué)系統(tǒng)通過(guò)系數(shù)為1，各級(jí)放大率為1，不考慮極間耦合損失的情況下：a) 計(jì)

7、算它對(duì)星光下綠色草木反射光的亮度增益GL。b) 亮度增益的來(lái)源是什么？c) 說(shuō)明提高陰極長(zhǎng)波響應(yīng)對(duì)增加對(duì)比度和GL的意義。26 試說(shuō)明背景亮度產(chǎn)生的原因及影響，以及減少的方法。對(duì)比惡化系數(shù)與入射光有何關(guān)系？27 何為光學(xué)傳遞函數(shù)、調(diào)制傳遞函數(shù)、對(duì)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(shuō)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(qiáng)器的兩種結(jié)構(gòu)，說(shuō)明各自的特點(diǎn)。31 與二代微光管比較，說(shuō)明三代微光管的優(yōu)缺點(diǎn)。32 說(shuō)明四代微光像增強(qiáng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，與三代管比較，它有哪些特點(diǎn)？33 為什么攝像管要進(jìn)行光電積累？光電積累的時(shí)

8、間是多少？34 說(shuō)明電視系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換、電光轉(zhuǎn)換的特性。35 說(shuō)明PbO靶視像管的結(jié)構(gòu)和工作原理。36 從MOS結(jié)構(gòu)基本過(guò)程和能帶出發(fā)，解釋MOS結(jié)構(gòu)如何成為CCD的。表面勢(shì)與其他參量的關(guān)系怎樣？37 試用三相CCD的結(jié)構(gòu)說(shuō)明電荷耦合轉(zhuǎn)移的工作原理。38 說(shuō)明二相CCD的結(jié)構(gòu)和通道橫向限制的方法。39 說(shuō)明BCCD的結(jié)構(gòu)工作原理和特性。40 說(shuō)明電位平衡法輸入結(jié)構(gòu)、工作原理和特性。41 畫出浮置擴(kuò)散層輸出的結(jié)構(gòu)圖，并說(shuō)明其工作原理。42 以TCD102C為例，說(shuō)明線陣CCD的工作原理。43 說(shuō)明幀/場(chǎng)轉(zhuǎn)移面陣CCD的工作原理。44 說(shuō)明行間轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)CCD的工作原理。45 簡(jiǎn)述PN結(jié)光電二極管CM

9、OS圖像器件的結(jié)構(gòu)和基本原理。46 以MOS光電門方式的CMOS成像器件為例，說(shuō)明CMOS固體成像器件的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與工作原理。48 比較CMOS成像器件與CCD成像器件的特性。49 說(shuō)明SPRITE探測(cè)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(cè)器的基本原理是什么（四種）？51 致冷型紅外焦平面陣列的結(jié)構(gòu)形式有哪幾種？52 畫出PtSi肖特基勢(shì)壘的能帶，及其紅外探測(cè)器的基本結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？53 試述熱探測(cè)器與光子探測(cè)器的區(qū)別。54 說(shuō)明熱傳導(dǎo)方程的物理意義，如何有效地提高溫升和

10、溫度響應(yīng)率？55 微測(cè)輻射熱計(jì)焦平面陣列的探測(cè)原理是什么？56 微測(cè)輻射熱計(jì)紅外焦平面陣列的微橋結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？是如何制作的？57 解釋熱釋電效應(yīng)、電滯回線和熱釋電系數(shù)。為什么熱釋電探測(cè)器只能測(cè)量調(diào)制的或變化的熱輻射？58 設(shè)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(diào)制頻率f=10Hz，熱傳導(dǎo)系數(shù)，熱容，電路負(fù)載電阻R=7M，熱釋電器件的等效電容CD=22PF，求電流響應(yīng)率R1，和電壓響應(yīng)率Ru。59 熱釋電成像器件有哪兩種基本結(jié)構(gòu)形式？簡(jiǎn)單畫出其結(jié)構(gòu)圖。60 說(shuō)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(jié)構(gòu)61 說(shuō)明紫外光波長(zhǎng)范圍劃分。太陽(yáng)的紫外光通過(guò)大氣時(shí)有何特征？62 簡(jiǎn)述中紫外光的衰減特性。63 同紅外探測(cè)系統(tǒng)相比，用中紫外進(jìn)行導(dǎo)彈發(fā)射探測(cè)有何優(yōu)點(diǎn)64 說(shuō)明紫外光電陰極的光電發(fā)射特性。65 說(shuō)明GaN基的PIN結(jié)構(gòu)的探測(cè)器的基本結(jié)構(gòu)。66 說(shuō)明MEM結(jié)構(gòu)的紫外探測(cè)器的能帶圖。銦封技術(shù)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(shuō)明X射線透視成像的基礎(chǔ)。69 說(shuō)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(jié)構(gòu)。71