1、第 1 页 共 5 页河南大学物理与电子学院 200 -200 学年第 学期期末考试光电检测技术题库试卷（一）参考答案考试方式：闭卷 考试时间：120 分钟 卷面总分：100 分题 号 一 二 三 四 总成绩 合分人得 分题 号 一 二 三 总成绩 合分人得 分题 号 一 二 三 总成绩 合分人得 分年级 专业 姓名 学号 密 封 线 物理与电子学院标准试卷 一. 单项选择题（每题只有一个正确选项，每小题 2 分,共 40 分）1. 任何温度下对任何波长的入射辐射能的吸收比都等于 1，称为（ A ）.A黑体 B灰体 C黑洞 D绝对黑体2半导体中施主能级的位置位于（ A ）中.A. 禁带 B.
2、价带 C. 导带 D. 满带3在给定 l 2 波长范围内，某一辐射源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率之比，称为（ B ）.A. 辐射效率 B. 发光效率 C. 光谱功率 D. 空间光强4. 热效应较大的光是（ C ）.A. 紫光 B. 红光 C. 红外 D. 紫外5结型光电器件与三极管连接，保证放大，要接在( C ).A. 集射极间短路 B. 基集极间短路C. 基射极间正偏 D. 基集极间反偏6. 为了实现均匀倍增，雪崩光电二极管衬底掺杂材料要求( A ).A. 浓度均匀 B. 浓度大C. 浓度小 D. 浓度适中7. 波长为 10 m 的光线属（ C ） 。A. 近红外线 B.中红
3、外线C. 远红外线 D.极远红外线8光纤折射率纤芯 n 1、包层 n 2、外套 n 3 的关系是（ B ）.A. n 1 n 2 n 3 B. n 1 n 3 n 2C. n 3 n 2 n 1 D. n 2 n 3 n 19波长为 1mm 的波属于（ B ） A. 远红外线 B. 太赫兹波C. 可见光 D. X 射线第 2 页 共 5 页10硅光电二极管与硅光电池比较，前者（ A ） A掺杂浓度低 B电阻率低C零偏工作 D光敏面积大11卤钨灯是一种 ( B ).A. 气体光源 B. 热光源C. 冷光源 D. 激光光源12. 下列光源中，最佳的彩色摄影用光源是（ A ） A氙灯 B氢灯C汞灯
4、D汞氙灯13. 光的发射，属于受激发射的器件是（ A ） .A. LD B. LED C. CCD D. PMT14在光电倍增管中，产生光电效应的是( A ).A阴极 B. 阳极 C. 倍增极 D. 玻璃窗15 像管中（ D ）的出现和使用，成为了第一代像管出现的标志性部件。A. 负电子亲和势阴极； B. 电子光学系统；C 微通道板 MCP； D. 光纤面板16半导体结中并不存在（ D ） A. PN 结 B. PIN 结C. 肖特基结 D.光电结17光通量是辐射通量的（ A ）倍.A. 683 B. 1/683C. 863 D. 1/86318斯乃尔公式是（ A ） A B210sinnc
5、210sinncC D21c 0219可产生太赫兹辐射的光源是（ D ） A. 氙灯 B. CO2 激光器 C. 氦氖激光器 D. 飞秒脉冲激光器20面阵 CCD 主要是通过（ A ）工作.A. 电荷 B. 电压C. 电流 D. 电阻二、多项选择题（每题 2 分，共 10 分）1. 光电效应有（ ABCDE ） 。A. 光电导效应 B. 光生伏特效应 C. 内光电效应D. 丹培效应 E. 光子牵引效应2. 面阵 CCD 种类有( ABC ).A. FT B. ILT C. FIT D. FF E. I I第 3 页 共 5 页3. 线阵 CCD 的组成包括（ ABCDE ）.A. ID B.
6、IG C. OD D. OG E. MOS 4. CCD 的种类有（ ABCDE ）.A. 红外 CCD B. 可见光 CCD C. X 射线 CCDD. 紫外 CCD E. 微光 CCD5. 依热效应分，热探测器种类有（ ABCDE ） .A. 辐射热计 B. 辐射热电偶 C. 辐射热电堆D. 热释电探测器 E. 高莱管三.填空题 (每空 1 分,共 10 分)1.光电二极管的 PN 结工作在 反偏 状态，它的反向电流会随光照强度的增加而 增加 。2吸收量 M 与投射的辐射线量 E 的比率称为 吸收系数 .3斯忒藩-玻耳兹曼定律，某一温度物体总辐出度为 T4 4按光波在时间、空间上的相位特征
7、,将光源分为 相干和非相干光源.5半导体受光照后电流增加的现象，称为 光电导效应 .6. S() U()/(） ， S()称为光电器件的 光谱灵敏度 7. 人眼按不同照度下的响应可分为 明 视觉、 暗 视觉。四.简答计算题 (共 40 分)1. 什么是热光源？（5）物体由于温度较高而向周围温度较低环境发射热量的形式称为热辐射，这种物体称为热辐射源。2. 简述 LED 的发光原理。 （10 分） 光电二极管在正向电压下，电子由 N 区注入 P 区，空穴由 P 区注入 N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。3. 何谓“ 白噪声” ？何谓 “1/f 噪声”？要降
8、低电阻的热噪声应采用什么措施？（10）答：功率谱大小与频率无关，称为白噪声；功率谱与 1/f 成正比，称为1/f 噪声。热噪声功率公式看出，热噪声与温度、频宽、电阻的倒数成正比，因此要降低温度；常温时，工作范围要在 1012Hz 频率以下。4. 图为一理想运算放大器，对光电二极管 2CU2 的光电流进行线性放大，若光电二极管未受光照时，运放输出电压 U0=0.6V。在 E=100 lx 的光照下，输出电压 U1=2.4 V。求：（1）2CU2 的暗电流；（ 2）2CU 2 的电流灵敏度。（15 分）第 4 页 共 5 页已知：U 0=0.6V，E=100 lx，U 1=2.4 V 求 ID 和
9、 SE解：(1) 根据运算放大器虚短和虚断原理，由于运算放大器电阻很大，两输入端的信号差值很小，近似为零，估算 2CU2 中电流则流过 R 上的电流 I0 近似为流过 2CU2 的暗电流为 ID I0I DU 0/R0.6V/1.5M0.410-6A=0.4A(2)当受到光照时， 2CU2 的电流IPU 1/R 2.4/1.5 1.6 A又 IPS EE SE IP/E1.6A/100 lx1.6108(A/lx)河南大学物理与电子学院 200 -200 学年第 学期期末考试光电检测技术题库试卷（二）参考答案一 单项选择题（每小题 2 分,共 40 分）1光度量是辐射度量的（ C ）倍A.68
10、3 B. V（） C.683 V（ ） D . 1/683 V（）2波长为 500nm 的波属于（ C ） A. 远红外线 B. 太赫兹波 C. 可见光 D. X 射线3任何温度下对任何波长的入射辐射能的吸收比都小于 1，称为（ B ）.A黑体 B灰体 C黑洞 D绝对黑体4半导体中受主能级的位置位于（ A ）中.A. 禁带 B. 价带 C. 导带 D. 满带5斯忒藩-玻耳兹曼定律为（ A ） 。 A. T 4 B. T 2 C. TmB D. (,T)= (,T)6. 热敏电阻的种类不包括（ D ）.A. PTC B. NTC C. CTC D. ZTC7. 属于相干光源的是（ C ）.A.气
11、体放电灯 B. 黑体辐射器 C. 固体激光器 D. 发光二极管8下列光源中，最佳的彩色摄影用光源是（ A ） 第 5 页 共 5 页A卤钨灯 B氘灯 C汞灯 D汞氙灯9属于成像的器件是（ C ）.A. LD B. LED C. CCD D. PMT0充气卤钨灯是一种 ( B ).A. 气体光源 B. 热光源 C. 冷光源 D. 激光光源11TDICCD 表示的是（ B ）CCDA. 增强型; B. 时间延迟型; C. 电子轰击模式 ; D. 红外12热效应较小的光是（ D ）.A. 紫光 B. 红光 C. 红外 D. 紫外13在光电倍增管中，产生二次电子发射的是( C ).A阴极 B.阳极 C
12、. 倍增极 D. 玻璃窗14光纤纤芯、包层、外套的折射率 n 1、n 2、n 0 的关系是（ D ）.A. n 1 n 2 n 0 B. n 2 n 0 n 1C. n 0 n 2 n 1 D. n 1 n 0 n 215光照一定，短路电流与入射光波长的关系，属光电池的( C )特性：A. 频率; B. 伏安;C. 光谱; D. 温度16 像管中（ C ）的出现和使用，成为了第二代像管出现的标志性部件。A. 负电子亲和势阴极； B. 电子光学系统；C 微通道板 MCP； D. 光纤面板17充气白炽灯主要充入（ A ）.A. 氩气 B.氙气 C. 氖气 D.氪气18硅光电二极管与硅光电池比较，后
13、者（ B ） A掺杂浓度低 B电阻率低C反偏工作 D光敏面积小19线阵 CCD 主要是通过（ A ）工作.A. 电荷 B. 电压 C. 电流 D. 电阻20彩色 CCD 有（ C ）种.A. 1 B. 2 C. 3 D. 4二、多项选择题（每题 2 分，共 10 分）1固体发光器件有（ ABCDE ） 。A. LCD B. PDP C. ECD D. EPD E. VFD2. 结型光电器件的特点 ( ABCDE )：A. 有极性 B. 灵敏度与光源光谱有关 C. 响应速度决定于 RCD. 参量与温度有关 E易受电磁场干扰3光电池有（ ABCD ）种类。A. 硅光电池 B. 硒光电池 C. 锗光
14、电池 D. 砷化镓光电池 E. 锂光电池 4. 热敏电阻的种类有（ ABC ） 。A. PTC B. NTC C. CTC D. WTC E. ZTC第 6 页 共 5 页5. 光电效应有（ ABCDE ） 。A. 光电导效应 B. 光生伏特效应 C. 光电效应D. 光磁电效应 E. 光子牵引效应三.填空题 (每空 1 分,共 10 分)1吸收比是物体吸收量与投射的 辐射能量 的比值.2FTCCD 指的是 帧转移型 CCD.3紫外光的热辐射比红外光 小 4. 光电池的 PN 结工作在 零偏 状态，它的开路电压会随光照强度的增加而 增加 。5. S（）U（）/（ ） ，称为光电器件的 光谱灵敏度
15、 6. 在环境亮度大于 10cd.m-时,最强的视觉响应在光谱蓝绿区间的 555 nm 处。7光源单位时间内向所有方向发射的能量，称为辐功率（辐通量） 8半导体受光照，在结区两边产生势垒的现象称 光生伏特效应 9光在光纤内形成驻波的光线组称为 模 四.简答计算题 (共 40 分)1. 试述光电二极管与光电池的区别。 （8 分）区别有四：光电二极管电阻大、掺杂小、面积小、反偏工作；光电池电阻小、掺杂大、受光面积大、电阻小、无偏状态工作。2. 什么是外光电效应？（8 分）外光电效应是指，光照射在金属上，金属向外发射电子的效应。3. 为什么结型光电器件在正向偏置时没有明显的光电效应？必须工作在哪种偏
16、置状态？（12 分）1）正偏效果正向导电，电场电流 IF 较大；光照电流 IP 相对来说可以忽略，即有无光光照基本上不影响电流大小；正偏时起不到光电检测效果。2）零偏置或反偏效果无光照时有暗电流，即反向饱和漏电流,其值很小，几乎为零；有光照时，电子空穴对增加，光照电流较大，有无光照反差较大，可以作为检测元件，进行光电检测。因此结型器件必须工作在零偏置或反偏工作状态。4. 现有 GDB423 型光电倍增管的光电阴极面积为 2 cm2，阴极灵敏度Sk 为 25A/lm，倍增系统的放大倍数为 105，阳极额定电流为 20 A，求允许的最大光照。 （12 分）已知 Sk=25A/lm Ak=2 cm2
17、=210-4m2 M=105 IP=20 A 求 Emax=?解： 依公式 Sk= Ik / Ik = IP / M = Ik / Sk= IP / M Sk = 20 A/105/(25A/lm)=0.810-5 (lm)E=/S=0.810-5 (lm)/ 210-4m2=0.04 (lx)最大光照度为 0.04 lx。5. 光电效应有（ ABCDE ） 。A. 光电导效应 B. 光生伏特效应 C. 光电效应D. 光磁电效应 E. 光子牵引效应第 7 页 共 5 页解： 依公式 Sk= Ik / Ik = IP / M = Ik / Sk= IP / M Sk = 20 A/105/(25
18、A/lm)=0.810-5 (lm)E=/S=0.810-5 (lm)/ 210-4m2=0.04 (lx)最大光照度为 0.04 lx。河南大学物理与电子学院 200 -200 学年第 学期期末考试光电检测技术题库试卷（三）参考答案一、单项选择题（每小题 2 分,共 40 分）1白炽灯是一种 ( B ).A.气体光源 B. 热光源 C. 冷光源 D. 激光光源2维恩位移定律为（ C ） 。 A. T 4 B. T 2 C. TmB D. (,T)= (,T)3ICCD 表示的是（ A ）CCDA. 增强型; B. 时间延迟型; C. 电子轰击模式 ; D. 红外4波长为 2mm 的波属于（
19、B ） A. 远红外线 B. 太赫兹波 C. 近红外线 D. X 射线5在给定 l 2 波长范围内，某一辐射源发出的光通量与产生这些光通量所需的电功率之比，称为（ B ）.A. 辐射效率 B.发光效率 C. 光谱功率 D.空间光强6在发光二极管中，产生发光的是在( C ).AP 区 B. N 区 C. 结区 D. 玻璃窗7半导体中施主能级的位置位于（ B ）.A. 禁带低 B. 禁带顶 C. 导带顶 D. 价带低8 像管中（ A ）的出现和使用，成为了第三代像管出现的标志性部件。A. 负电子亲和势阴极； B. 电子光学系统；C 微通道板 MCP； D. 光纤面板9光纤中光传播的条件是（ D ）
20、.A. 光入射角大于临界角 B. 光入射角小于临界角C. 光入射角等于临界角 D. 光入射角大于等于临界角10属于自发辐射的光源是（ B ）.A. LD B. LED C. CCD D. PMT11下列光源中，最佳的彩色摄影用光源是（ A ） A镝灯 B氘灯 C汞灯 D汞氙灯12在大气层外的卫星上，测得太阳光谱的峰值波长为 456.0 nm。求出太阳表面的温度。( A ).A6353K B. 7353K C. 3353K D. 8353K13激光发光是( B ) :A. 自发辐射 B.受激辐射 C. 热辐射 D.电致发光第 8 页 共 5 页14光敏电阻的主要作用是( D ):A. 光电检测
21、B. 红外探测C. 光电开头 D. 光电探测与控制18数值孔径表示为（ B ） A B 210sinnc 210sinncC D 21 0216. 波长为 17m 的光线属（ D ） 。A. 近红外线 B. 中红外线 C. 远红外线 D. 极远红外线17光电倍增管的高压模块，其输入电压一般为直流( D ).A1000V B100V C10000V D15V18充气白炽灯主要充入（ B ）.A. 氢气 B.氮气 C. 氖气 D. 氪气19对于同一种型号的光敏电阻来讲，在不同的光照度和不同环境温度下，其光电导灵敏度与时间常数（ B ） ，如果照度相同而温度不同时，二者（ B ）.A相同；不同； B
22、不同；不同； C不同；相同； D相同；相同。20辐通量是光通量的（ B ）倍.A. 683 B. 1/683 C. 863 D. 1/863二、多项选择题（每题 2 分，共 10 分）1. 热效应相对较大的三个光和物体是（ BCE ）.A. 紫光 B. 红光 C. 高温物体 D. 低温物体 E. 低频率的光2. 属于相干光源的是（ CE ）.A.气体放电灯 B. 黑体辐射器 C. 固体激光器 D. 发光二极管 E. 气体激光器3光电传感器的常用光电元件（ ABCD ）.A. 普通光电二极管 B.雪崩光电二极管 C. 光电晶体管D. 肖特基光电二极管 E. 光电耦合器件4. 光子探测器有（ AB
23、CDE ）类型.A外光电效应 B内光电效应 C光电导效应D光生伏特效应 E. 磁光效应5. 结型光电器件的特点 ( ABCDE )：A. 有极性 B. 与光强弱有关 C. 响应速度决定于 RCD. 暗电流 E灵敏度与频带宽度乘积为常数三.填空题 (每空 1 分,共 10 分)1 吸收量 与投射的辐射线量的比率，称为吸收比.2ILTCCD 指的是行间转移型 CCD. 第 9 页 共 5 页3不需加偏置电压就能把光转化为电的器件，称为 光电池 4金属电阻具有 正 温度系数.5光电二极管需要 反 偏工作6 称为 阴极灵敏度。KkIS7.人眼的明视觉完全由 锥状 细胞起作用。8.光电倍增管阴极和第一倍
24、增极间、末级和阳极之间的电压应设置与电源电压 无关 。9. 光敏电阻的阻值与环境温度 有关 ，光照升高光敏电阻的阻值 降低 。四.简答计算题 (共 40 分)1. 什么是内光电效应？（5 分）光照射在半导体材料上，能改变材料电导效应或产生光生伏特效应2. 说出 PIN 管、雪崩光电二极管的工作原理和各自特点，为什么 PIN 管的频率特性比普通光电二极管好？（10 分）PIN 快速光电二极管、消除在 PN 结外光生载流子的扩散运动时间,在 P区与 N 区之间插入一层电阻率很大的 I 层、耗尽层厚度增加，增大了对光的吸收和光电变换区域，提高了量子效率。结电容小，增加了对长波的吸收，提高了长波灵敏度
25、，可承受较高的反向偏压，使线性输出范围变宽。雪崩光电二极管掺杂浓度均匀,缺陷少,漏电流小, APD 的结构设计，使它能承受高的反向偏压，从而在 PN 结内部形成一个高电场区，结区产生的光生载流子受强电场的加速，将获得很大的能量，在与原子碰撞时可使原子电离，产生新的电子空穴对，在往下的过程中重复此情况，使 PN 结的电流急剧增加。特点：APD 能提供内部增益达一百到一千倍、 0.5ns 响应时间、噪声功率 10-15W、接近反向击穿。工作速度更高。PIN 管由于增加了 I 层，使结变宽，结电容减小，因而时间常数变小，f=1/2RC,所以频率特性好。.试说明光伏效应原理。 （6 分）PN 结光伏效
26、应PN 结受光照，产生光生电子空穴对，由势垒产生的内建电场了与内建电场相反的光伏电场使它们在空间分开在结区两侧，而产生电位差的现象（将空穴拉到 P 区，电子拉到 N 区，最后在结区产生与内建电场相反的光生电动势）或说光照使内建电场削弱，相当于产生了与内建电场相反的光伏电场。4.光敏电阻 R 与 RL=2k 的负载电阻串联后接于 Ub=12 V 的直流电源上，无光照时负载上的输出电压为 U1=20 mV，有光照时负载上的输出电压 U2=2 V。求：光敏电阻的暗电阻和亮电阻值；若光敏电阻的光电导灵敏度 Sg=610-6slx，求光敏电阻所受的照度。(14 分)已知 RL=2k；U b=12 V；
27、U1=20 mV；U 2=2 V第 10 页 共 5 页求 1）R 亮 和 R 暗 ；2）求 E？解：1） 依公式 UIR U1I 1RL I1U 1/RL2010 3 /2103110 5Ub-URL=URP=12-2010-3 R 暗 =URP/ I1 12-2010-3/1105 1.210 61.2MU2I 2RL I2U 2/RL2/210 3110 3Ub-URL=URP=12-210V R 亮 =URP/ I2 10/1103 1010 32）依 Sgg/E 和 g= 1/ R E=g/ Sg=1/10103/6 10-6=16.66 lx河南大学物理与电子学院 200 -200
28、 学年第 学期期末考试光电检测技术题库试卷（四）参考答案一 单项选择题（每小题 2 分,共 40 分）1PN 结光生伏特效应 ( A ).A. 空穴集中的 P 区结表面； B . 空穴集中的 N 区；C. 空穴集中的 P 区外表面； D. 空穴集中的 N 区外表面 .2基尔霍夫定律为（ D ） 。 A. T 4 B. T 2 C. TmB D. (,T)= (,T)3辐射量是光度度量的（ D ）倍A.683 B. V（） C.683 V（ ） D . 1/683 V（）4. 太阳光经过大气，其中 100nm200nm 的光被（ A ）吸收.A氧分子 B臭氧 C二氧化碳 D氮原子5下列光源中，最
29、佳的彩色摄影用光源是（ A ） A白炽灯 B钠灯 C高压汞灯 D汞氙灯6. 氙灯是一种 ( A ).A. 气体光源 B. 热光源 C. 冷光源 D. 激光光源7. 充气白炽灯主要充入（ B ）.A. 氢气 B. 氯化碘 C. 氖气 D. 氪气8某一干涉测振仪的最高频率为 20 MHz，选用探测器的时间常数应小于多少？( A ).A. 810-9s B. 610-8s C. 310-7s D. 410-5s9光电池电流滞后于光照，属于光电池的( A )特性：A. 频率; B. 伏安;C. 光谱; D. 温度10发光二极管的工作条件是( B ).A加热 B. 加正向偏置 C. 加反向偏置 D. 加
30、光照11EBCCD 表示的是（ C ）CCD A. 增强型; B. 时间延迟型; C. 电子轰击模式;D. 红外12. AgOCs 材料，主要用于( A )变像管光阴极A. 红外 B. 紫外 C. 可见 D. X 射线第 11 页 共 5 页13. 辐通量相同时，光通量较大的光的波长是（ A ）nmA.555 B.590 C.620 D.78014. ZnS 的发光是( D ) :A. 自发辐射 B.受激辐射 C. 热辐射 D.电致发光15半导体中受主能级的位置位于（ A ）.A. 禁带低 B. 禁带顶 C. 导带顶 D. 价带低16下面哪个不属于摄像管的功能( D ).A. 光电变换 B.
31、电荷积累 C. 扫描输出 D. 信号变换17波长为 40m 的波属于（ B ） A. 中红外线 B. 太赫兹波 C. 可见光 D. 无线电波18结型光电器件与三极管连接，保证放大，要接在( A ).A. 基射极间正偏 B. 基集极间正偏C. 基射极间反偏 D. 基集极间正偏19属于激光光放大的器件是（ A ）.A. LD B. LED C. CCD D. PMT20目前最好反隐身战术主要通过( B )来实现. A红外技术 B微波技术CTHz 技术 D微光技术二、多项选择题（每题 2 分，共 10 分）1结型红外探测器件种类有（ ABCDE ） 。A. 同质结 B. 异质结 C. 肖特基结D.
32、雪崩管 E. 量子阱2. 属于非相干光源的是（ ABD ）.A.气体放电灯 B. 黑体辐射器 C. 固体激光器 D. 发光二极管 E. 气体激光器3光电倍增管的主要参数有（ ABCDE ） 。A. 阴极灵敏度 B.阳极灵敏度 C. 暗电流D. 放大倍数 E.线性4. 光电传感器使用的光电元件有（ ABCDE ） .A.光电导体 B.光电倍增管 C. 光电晶体管D. 肖特基光电二极管 E. 光电耦合器件5. 热敏电阻的种类包括（ ABC ）.A. PTC B. NTC C. CTC D. ZTC E. ETC三.填空题 (每空 1 分,共 10 分)1吸收比小于 1，且对各种光的吸收都相同的物体
33、称为 灰体 .第 12 页 共 5 页2 称为光电倍增管的 阳极灵敏度 。ISa3人眼的暗视觉完全由 杆 状细胞起作用。4输入脉冲在光纤中，由于光波的群速度不同而出现的脉冲展宽现象，称为 色散 5FITCCD 指的是 帧行间转移型 CCD.6真空能级 E0 和导带底能级 Ec 之差称为电子亲和势7. 温度升高时，半导体热敏电阻的阻值 减少 金属电阻值 增加 .8. 按照光纤在检测系统中所起的作用分类，光纤传感器包括 功能型 传感器和 非功能型 传感器四.简答计算题 (共 40 分)1. 什么叫光伏效应？(5 分)半导体受光照，产生电子空穴对，在结电场作用下，空穴流向 P 区，电子流向 N 区，
34、在结区两边产生势垒的效应。2. 光敏电阻与结型光电器件有什么区别？（10）（1）产生光电变换的部位不同。光敏电阻不管哪一部分受光，受光部分的电导率就增大；而结型器件，只有照射到 PN 结区或结区附近的光才能产生光电效应，光在其他部位产生的非平衡载流子，大部分在扩散中被复合掉，只有少部分通过结区，但又被结电场所分离，因此对光电流基本上没有贡献。（2）光敏电阻没有极性，工作时可任意外加电压；而结型光电器件有确定的正负极性，但在没有外加电压下也可以把光信号转换成电信号。（3）光敏电阻的光电导效应主要依赖于非平衡载流子的产生与复合运动，时间常数较大，频率响应较差；结型器件的光电效应主要依赖于结区非平衡
35、载流子中部分载流子的漂移运动，电场主要加在结区，弛豫过程的时间常数（可用结电容和电阻之积表示）相应较小，因此响应速度较快。（4）光敏电阻内增益大。有些结型光电器件，如光电三极管、雪崩光电二极管等有较大的内增益作用，因此灵敏度较高，也可以通过较大的电流。光电导器件（光敏电阻）和结型器件相比各有优缺点，因此应用于不同场合。3. 负电子亲合势光电阴极的能带结构如何？它具有哪些特点？（10 分）答：真空能级降到导带之下；量子效率高、光谱响应率均匀，且光谱响应延伸到红外、热电子发射小、光电子的能量集中。4.已知 CdS 光敏电阻的最大功耗为 40 mw，光电导灵敏度 Sg=0.5 10-6slx，暗电导
36、 g0=0，若给 CdS 光敏电阻加偏置电压 20 V，此时入射到 CdS光敏电阻上的极限照度为多少勒克司？解: 已知 W40mW Sg=0.5 10-6slx; 暗电导 g0=0 V20V 求E？因光敏电阻的阻值不随外电压变化，仅取决于光能量。暗电导可忽略1） W IU I=W/U 又因为 I gU g= I/U = W/U2 =（4010 3 ）/20 210 -4（S）第 13 页 共 5 页2） 又因为 Sg g/E E=g/ Sg=10-4/(0.5 10-6s/lx)=2102(lx)答：此时入射到 CdS 光敏电阻上的极限照度为 2102勒克司。河南大学物理与电子学院 200 -
37、200 学年第 学期期末考试光电检测技术题库试卷（五）参考答案一 单项选择题（每小题 2 分,共 40 分）1. 结型光电器件与三极管连接，保证放大，要接在( A ).A. 基射极间短路 B. 基集极间短路C. 基射极间反偏 D. 基集极间正偏2光电池的工作条件是( D ).A加热 B. 加正向偏置 C. 加反向偏置 D. 加光照3IRCCD 表示的是（ D ）CCD A. 增强型; B. 时间延迟型; C. 电子轰击模 D. 红外4. SbCs 材料，主要用于 ( B ) 变像管光阴极A. 红外 B. 紫外 C. 可见 D. X 射线5汞灯是一种 ( A ).A. 气体光源 B. 热光源 C
38、. 冷光源 D. 激光光源6. 辐通量相同时，光通量最小的光的波长是（ D ）nmA.555 B.590 C.620 D.7807. 光电倍增管的高压模块，其输出电压一般为直流( A ).A1000V B100V C10000V D15V8PN 结光生伏特效应 ( B ).A. 电子集中的 P 区； B . 电子集中的 N 区结表面；C. 电子集中的 P 区表面； D. 电子集中的 N 区表面 .9用光电法测量某高速转轴的转速时，选用最合适的的光电器件是( D ).A. PMT B. CdS 光敏电阻C. 2CR42 硅光电池 D. 3DU 型光电三极管10充气白炽灯主要充入循环剂是（ B ）
39、.A. 氢气 B. 溴化硼 C. 氖气 D. 氪气11如下不是降低光电倍增管的暗电流的方法（ B ）.A. 直流补偿; B. 选频和锁相缩小C. 冷却光电倍增管; D. 增加电磁屏蔽12. 灵敏度最高的光电器件是( B )A.光电二极管 B.光敏电阻 C.光电三极管 D.硅光电池 13发光效率的单位（ A ）.A.流明每瓦 B.无量纲 C.流明 D.瓦特每球面度14已知某种光电器件的本征吸收长波限为 1.4m,则该材料的禁带宽度为（ A ）.A0.886 eV B. 1 eV C2 eV D. 1.3 eV第 14 页 共 5 页15下面属于冷光源的是（ C ）.A. 太阳 B. 白炽灯 C.
40、 发光三极管 D. 卤钨灯16太赫兹波频率的范围在（ A ） A. 101110 12 B. 10810 9 C. 101310 14 D. 101510 1617假设将人体作为黑体，正常人体体温为 36.5，那么由维恩定律，可以计算出正常人体的峰值辐射波长为 ( D )A. 0.936 um B. 93.6 um C. 0.0936 um D. 9.36 um18半导体中施主能级的位置位于（ A ）.A. 禁带 B. 满带 C. 导带 D. 价带19. 波长为 0.8m 的光线属（ A ） 。A. 近红外线 B.中红外线 C. 远红外线 D.极远红外线20下边哪一项可作为光电耦合器件的发光件
41、( D ).A. 光电三极管 B. 光电池C. 光敏电阻 D. 半导体激光器二、多项选择题（每题 2 分，共 10 分）1. CCD 的种类有（ ABCDE ）.A. 黑白 CCD B. 可见光 CCD C. X 射线 CCDD. 彩色 CCD E. 微光 CCD2. 属于相干光源的是（ABCDE ）.A. 染料激光器 B. 半导体激光器 C. 固体激光器 D. 等离子体激光器 E. 气体激光器3下列红外探测器，属于热探测器的是( ABCDE ).A. 测辐射热计 B. 测辐射热电偶 C. 测辐射热电堆D. 热释电探测器 E. 高莱管4产生激光的条件( ABCE )A. 泵浦源 B.粒子数反转
42、 C.谐振腔D. 负载 E.工作物质5光电倍增管的主要参数有（ ABCDE ） 。A. 阴极灵敏度 B.阳极灵敏度 C. 暗电流D. 时间特性 E.伏安特性三.填空题 (每空 1 分,共 10 分)1.半导体热敏电阻具有 负 温度系数. 2 称为光电倍增管的放大倍数或电流增益。kIGa3在环境亮度低于 10-cd.m-时,锥状细胞 失去 感光作用。4在绝对温度零度(0 k)时, 原子内电子所能占据的最高能级叫费米能级 5使物质电导率发生变化，称为 内光电效应 6光电耦合器件既具有 光电耦合 特性，又具有 隔离 特性第 15 页 共 5 页7光敏电阻的工作原理是光照 产生光生载流子 ，使其电阻值
43、急剧 减小 。8像管电子光学系统的主要作用是 电子加速 四简答计算题（共 40 分）1. 什么是产生、复合噪声？半导体受光照时，载流子不断地产生复合，电导率起伏引起电流起伏产生的噪声.2. 简述液晶的工作原理。液晶分子的棒状结构具有偶极矩，在电场的作用下，偶极矩要按电场的方向取向，使分子原有的排列方式受到破坏，从而使液晶的光学性能变化，如原来是透光的变成不透光，或相反。把这种因外加电场的作用导致液晶光学性能发生变化的现象称为液晶的电光效应。3. 试述光纤的结构并分析各部分折射率的关系。光纤由三部分组成：纤芯 n1（玻璃、石英或塑料、n 1 最大） 、包层n2（玻璃或塑料 n2 n1）及外套 n
44、3. n2 n3 n1.4. 简述等离子体电视的工作原理。等离子体显示板（Plasma DisPlay Panel，PDP ）是利用惰性气体在一定电压作用下产生气体放电，形成等离子体，而直接发射可见光，或者发射紫外线（VUV）进而激发（红、绿、兰三种）荧光粉发光的一种主动发光型平板显示器件。河南大学物理与电子学院 200 -200 学年第 学期期末考试光电检测技术题库（六）参考答案一 单项选择题（每小题 2 分,共 40 分）1太阳光经过大气，其中小于 100nm 的光被（ D ）吸收.A氧分子 B臭氧 C二氧化碳 D氮原子2原子灯是一种 ( A ).A. 气体光源 B. 热光源 C. 冷光源 D. 激光光源3对光电倍增管电源高压稳定度的要求，一般是在（ D ）A. （15）； B. （1015）； C. （0.1 0.5）； D. （0.010.05 ）4下面哪个不属于热辐射体（ D ）A. 太阳； B. 钨丝白炽灯 ; C. 树； D. 火焰中的钠5在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（ D ）A. 外光电效应 B. 内光电效应；C. 光电发射； D. 光导效应。6X 射线频率的范围在（ D ） A. 101110 12 B. 10810 9C. 101310 14 D. 1
