光電檢測技術(shù)作業(yè)答案

1、光電檢測技術(shù)作業(yè)21.設(shè)某只 CdS 光敏電阻的最大功耗為 30mW，光電導(dǎo)靈敏度 Sg= 0.5 X10-6 S / lx ，暗電導(dǎo) g0 =0 。試求當(dāng) CdS 光敏電阻上的偏置電壓為 20V 時的極限照度。2. 在如圖所示的照明燈控制電路中，將上題所給的 CdS 光敏電阻用作光電傳感 器，若已知繼電器繞組的電阻為 5 KW ，繼電器的吸合電流為 2mA，電阻 R = 1KW 。求為使繼電器吸合所需要的照度。要使繼電器在 3lx 時吸合，問應(yīng)如何調(diào)整電阻器 R？3. 在如圖所示的電路中，已知 Rb = 820W ，Re = 3.3kW,Uw = 4V ，光敏電阻為 Rp ， 當(dāng)光照度為 4

2、0lx 時輸出電壓為 6V，80lx 時為 9V。設(shè)該光敏電阻在 30100lx 之間的 g 值不變。試求：（1） 輸出電壓為 8V 時的照度。（2）若 Re 增加到 6 kW ，輸出電壓仍然為 8V，求此時的照度。（3）若光敏面上的照度為 70lx，求 Re = 3.3kW 與 Re = 6kW 時輸出的電壓。（4）求該電路在輸出電壓為 8V 時的電壓靈敏度。4. 影響光生伏特器件頻率響應(yīng)特性的主要因素有哪些？為什么PN結(jié)型硅光電二極管的最高工作頻率小于等于107 Hz？5 為什么在光照度增大到一定程度后，硅光電池的開路電壓不再隨入射照度的增大而增 大？硅光電池的最大開路電壓為多少？為什么硅

3、光電池的有載輸出電壓總小于相同照度下 的開路電壓？6 硅光電池的內(nèi)阻與哪些因素有關(guān)？在什么條件下硅光電池的輸出功率最大？答：（1）極電容，串接電阻，串接電阻越小越好。（2）顯然，存在著最佳負(fù)載電阻Ropt，在最佳負(fù)載電阻情況下負(fù)載可以獲得最大的輸出功率Pmax7 光生伏特器件有幾種偏置電路？各有什么特點？8. 選擇最適當(dāng)?shù)拇鸢柑钊肜ㄌ栔校ㄖ挥幸粋€答案正確）（1） 用光電法測量某高速轉(zhuǎn)軸（15000r / min ）的轉(zhuǎn)速時，最好選用（D）為 光電接收器件。A PMTB CdS 光敏電阻C 2CR42 硅光電池D 3DU 型光電三極管（2） 若要檢測脈寬為10-7 s 的光脈沖，應(yīng)選用（A）為光

4、電變換器件。A PIN 型光電二極管B 3DU 型光電三極管C PN 結(jié)型光電二極管D2 CR11 硅光電池（3） 硅光電池在（D）偏置時，其光電流與入射輻射通量有良好的線性關(guān)系，且動態(tài)范圍較大。A 恒流B 自偏置C 零伏偏置D 反向偏置 （4） 硅光電池在（B）情況下有最大的功率輸出。 A 開路B 自偏置C 零伏偏置 D 反向偏置 9. 假設(shè)調(diào)制波是頻率為 500Hz，振幅為 5V，初相位為 0 的正弦波，載波頻率為 10kHz，振 幅為 50V，求調(diào)幅波的表達(dá)式、帶寬及調(diào)制度。10. 利用 2CU22 光電二極管和 3DG40 三極管構(gòu)成如下圖所示的探測電路。已知光電二極管的電流靈敏度 S

5、i = 0.4mA / mW ，其暗電流I D = 0.2mA ，三極管 3DG40 的電流放大倍數(shù) =50 ，最高入射輻射功率為 400 mW 時的拐點電壓 UZ = 1.0V 。求入射輻射功率最大時，電阻 Re 的值與輸出信號Uo 的幅值。入射輻 射變化 50mW 時的輸出電壓變換量為多少？利用 2CU22 光電二極管和 3DG40 三極管構(gòu)成如圖 3-46 所示的探測電路。已知光電二極管的電流靈敏度 Si = 0.4mA / mW ，其暗電流I D = 0.2mA ，三極管3DG40 的電流放大倍數(shù)b = 50 ，最高入射輻射功率為 400 mW 時的拐點電壓UZ = 1.0V 。求入射

6、輻射功率最大時，電阻 Re 的值與輸出信號Uo 的幅值。入射輻射變化 50mW 時的輸出電壓變換量為多少？11. 真空光電倍增管的倍增極有哪幾種結(jié)構(gòu)？各有什么特點？12 何謂光電倍增管的增益特性？光電倍增管各倍增極的發(fā)射系數(shù) 與哪些因素有關(guān)？最主要的因素是什么？13 光電倍增管產(chǎn)生暗電流的原因有哪些？如何降低暗電流？14. 怎樣理解光電倍增管的陰極靈敏度和陽極靈敏度？二者的區(qū)別是什么？二者有什么關(guān) 系？15. 光電倍增管 GDB44F 的陰極光照靈敏度為 0.5A/lm，陽極靈敏度為 50A/lm，要求長期 使用時陽極允許電流限制在 2A 以內(nèi)。求：（1）陰極面上允許的最大光通量。（2）當(dāng)陽極電阻為 75K 時，最大的輸出電壓。（3）若已知該光電倍增管為 12 級的 Cs3Sb 倍增極，其倍增系數(shù) d = 0.2(U DD)0.7 ,實計算它的供電電壓。（4）當(dāng)要求輸出信號的穩(wěn)定度為 1%時，求高壓電源電壓的穩(wěn)定度。16. 為什么說發(fā)光二極管的發(fā)光區(qū)在 PN 結(jié)的 P 區(qū)？這與電子、空穴的遷移率有關(guān)嗎？17 為什么發(fā)光二極管必須在正向電壓下才能發(fā)光？反向偏置的發(fā)光二極管能發(fā)光嗎？18. 產(chǎn)生激光的三個必要條件是什么？粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的條件是什么？為什么 LD 必須有諧振腔？19. 半導(dǎo)體激光器有什么特點？LD 與 LED 發(fā)光機(jī)理的根本區(qū)別是什