光电检测技术考试试卷

光电检测技术期中考试试卷2014一 选择题（20分）1对于费米能级，以下说法不正确的是（ ）A 一个平衡的系统只能有唯一一个费米能级B 电子占据率为0.5时所对应的能级 C p型半导体材料费米能级靠近价带顶D n型半导体材料费米能级靠近价带顶2负电子亲和势阴极和正电子亲和势比较有重要差别，参与发射的的电子（ ）A不是冷电子，而是热电子B不是热电子，而是冷电子C既是冷电子，又是热电子D既不是冷电子，也不是热电子3下列器件按照响应速度由快到慢的顺序，正确的是（ ）A PIN光电二极管 PN结光电二极管 光电三极管 光敏电阻B PIN光电二极管 光敏电阻PN结光电二极管 光电三极管 C光电三极管 PIN光电二极管 光敏电阻PN结光电二极管D PN结光电二极管 光电三极管 PIN光电二极管 光敏电阻4下列探测器的光电响应时间，由少数载流子的寿命决定： （ ）A光电导探测器 B 光电二极管 C 光电倍增管 D 光电倍增管5对于光敏电阻，下列说法不正确的是( )A 弱光照下，光电流与照度之间具有良好的线性关系B 光敏面做成蛇形，有利于提高灵敏度C 光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动D光敏电阻具有前历效应6下列光源中哪一种光源，可作为光电探测器在可见光区的积分灵敏度测量标准光源：（ ）A 氘灯 B 低压汞灯C 色温2856K的白炽灯 D 色温500K的黑体辐射器7当黑体的温度升高时，其峰值光谱辐射出射度所对应的波长的移动方向为（ ） A.向短波方向移动 B.向长波方向移动 C.不移动 D.均有可能8表中列出了几种国外硅APD的特性参数根据表中数据，要探测830nm的弱光信号，最为合适的器件是 （ ）A C30817E B C30916EC C30902E D C30902S9已知甲、乙两厂生产的光电器件在色温2856K标准钨丝灯下标定出的灵敏度分别为，则甲乙两厂中光电器件灵敏度比较结果正确的是（ ）A. 甲场灵敏度高 B. 乙场灵敏度高 C. 甲乙两场灵敏度一样高 D. 无法比较10不具有增益的探测器是（ ）A APD B 光电池 C光敏电阻 D 光电三极管二判断题（每题1分，共10分）1探测率是一个反映探测器探测能力的物理量，探测率越大，说明探测器的探测能力越强。（ ）2在弱辐射作用的情况下，半导体的光电导效应与入射辐射通量的关系是线性的。（ ）3光电导器件的时间响应都较小，适合于探测窄脉冲光信号。（ ）4光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动。（ ）5光敏电阻的恒压偏置电路比恒流偏置电路的电压灵敏度要高一些。（ ）6被照明物体表面的辐射照度和光源与物体表面的距离平方成反比。（ ）7光电倍增极在使用过程中队入射光没有特殊要求。（ ）8负电子亲和势光电阴极是真空能级在导带之下，从而使有效的电子亲和势为负值。（ ）9本征光电导器件的长波限可以达到130um。（ ）10辐射出射度Me与辐射照度Ee的定义式都是：某点处面元的辐通量除以改面元的面积的商，所以这两个物理量是具有相同的概念。（ ）三填空题（每空2分，共20分）1100W标准钨丝灯在0.2sr范围内所发出的辐射通量为 2已知某种光电器件的本征吸收长波限为1.4um，则该材料的禁带宽度为 3设某光敏电阻在100lx光照下的阻值为2，且已知它在90120lx范围内的。则该光敏电阻在110lx光照下的阻值为 4某一探测器灵敏度为10A/W，噪声电流为0.01A，信电流为20A，此探测器的噪声等效功率（NEP）为 5在光电倍增管中，吸收光子能量发射光电子的部件是 6光电阴极中因电子热能大于逸出功而产生的发射称为 7光照时产生的光生载流子在外加电场作用下，所形成的外部光电流与电子形成的内部电流之比称为 8象限探测器和光电位置传感器(PSD)相比较，存在死区的是 9功率谱大小与频率无关的噪声称为 10吸收率小于1，但近似地为一常数，这样的物体称为 四 简答题（每题5分，共25分）1. 硅光电池的开路电压为Uoc，当照度增大到一定时，为什么不再随入射照度的增加而增加，只是接近0.6V ? 在同一照度下，为什么加负载后输出电压总是小于开路电压?2. 说明叫做NEA？为什么NEA 材料制成的光电阴极灵敏度极高？3. 依据光照产生光电子是否逸出材料表面，光电效应可以分为内光电效应和外光电效应。所学过的光电效应中，哪些属于内光电效应？哪些属于外光电效应？为什么外光电效应对应的截止波长比较短？4. 光伏探测器的频率响应特性明显优于光电导探测器。试从光电导效应和光伏效应的机理上加以解释。5. 解释杂质光电导探测器：a 常用于中远红外探测；b 通常必须在低温条件下工作？五（6分）一个100W的光源，发出的光由860nm、555nm和460nm三种光组成，辐射通量分别为e（860）=5W、e（555）=55W和e（460）=25W，求（1）发出的光通量v；（2）光源的辐射效率；（3）光源的发光效率。六（6分）一个InGaAs APD管在倍增因子M=1时，入射波长时量子效率=60%，加偏置电压工作时倍增因子M=12，试计算1）入射功率为20nW，APD管得光电流为多少？2）倍增因子为12时，APD管得光谱响应度为多少？七（7分）GDB20光电倍增管的阴极光照灵敏度为60A/lm，阴极面的有效直径为15mm，倍增级数为11级，阳极光照灵敏度为100A/lm，长期使用时阳极电流应限制在4A以下。试问: (1) 期使用时，光电倍增管阴极面的极限入射光通量为多少？ （2）构成该光电倍增管的倍增极的二次电子发射系数？ 八（6分）在如图所示的恒流偏置电路中，已知电源电压为