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 = X10 -6 S / 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 5 K ，继电器的吸合电流为 2mA，电阻 R 1K 。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 R 820 ，R ,U 4V ，光敏电阻为 R， 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 值不变。试求：

（1） 输出电压为 8V 时的照度。

（2）若 R增加到 6 k ，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 R 与 R 6k 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107 Hz

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。

A PMT B CdS 光敏电阻 C 2CR42 硅光电池 D 3DU 型光电三极管

（2） 若要检测脉宽为10s 的光脉冲，应选用（A）为光电变换器件。

A PIN 型光电二极管 B 3DU 型光电三极管

C PN 结型光电二极管 D2 CR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 = ，其暗电流I = ，三极管 3DG40 的电流放大倍数 =50 ，最高入射辐射功率为 400 时的拐点电压 UZ = 。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 50 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 S A / W ，其暗电流I A ，三极管3DG40 的电流放大倍数 50 ，最高入射辐射功率为 400 W 时的拐点电压U 。求入射辐射功率最大时，电阻 R的值与输出信号U的幅值。入射辐射变化 50 W 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 μA/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 CsSb 倍增极，其倍增系数 (U ),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 ，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。

光电检测技术作业答案