发布时间 : 星期四 文章光电技术简答题复习资料更新完毕开始阅读03381348f7ec4afe05a1df04
解：阳极电流IA满足：IA??vSk?n，所以入射光通量
?v?IASk?n?100?6 lm ?4.77?101020?47、上题中，若阳极噪声电流4nA，求其噪声等效光通量?（?f?1HZ） 解：题中未给出入射光的波长值，我们取波长为555 nm，则V(?)?1 NEP=
inSk?nkmV(?)?4?10?320?410?683?2.79?10?13 Lm
8、某光敏电阻的暗电阻为600k?，在200lx光照下亮暗电阻比为1：100，求该电阻的光电导灵敏度。
解：该光敏电阻的亮电阻为R2?0.01R1?6?103?，光电导G?1/R，所以光电导灵敏
1111??35RR6?106?1021??8.33?10?7S/Lx 度 SE?E2?E1200?09、某光电导器件的特性曲线如右图，用该器件控制一继电器。使用30V直流电源，
电路在400lx的照度下有10mA电流即可使继电器吸合。试画出控制电路，计算所需串联的电阻和暗电流。
100R(k?)101Rt 30V R1 1 R 0.1J 0.0110100103104E(lx) 题9图 光敏电阻的特性曲线
光敏电阻控制继电器电路
解：光敏电阻的光电导灵敏度为
1111??5RR10001?1021SE???1?10?6 S/Lx
E2?E11000?1在400Lx的光照下，光敏电阻的阻值为R。 1G0??SEE?1?10?6?400?4?10?4S
R所以，Rt=2500欧姆。使用30V直流电源，使继电器吸合需10mA电流。这时回路电阻应为
RL=30/0.010=3000欧姆
比光敏电阻的阻值要大，故需串联一个电阻R1，R1=RL-Rt=500欧姆。
10、具有上题所示特性的光敏电阻，所示的电路中。若光照度为E＝（400＋lx，求流过R2的微变电流有效值和R2所号功率。
解：设光照度变化频率?和电容量C则电容交流短路。交流等效负载为R1和值，R∥=2k?。
由上题，G0=4×10-4 S，Gmax=Sg Emax=1.0×10-6×450=4.5×10-4 S 直流工作点： I0?U?R0?R11301?2.5k?44.0?10R(t)用于右图50sin?t）获得的信
CR2(5k?)30VR1(2.5k?)足够大，R2的并联
?6.00?10?3（安）。
光照度最大时，总电流
Imax?U1?R11Gmax?301?2.5k?44.5?10?6.35?10?3（安）
所以交变电流的峰值电流是imax=6.35-6.00=0.35(mA)，通过R2的峰值电流是：
i2max?R12.5kimax??0.35mA?0.12mA
R1?R22.5k?5k负载电阻R2所获得的信号功率为： 123?32?5PS?R2i2max?0.5?5?10?(0.12?10)?3.8?10W
212、某光电二极管的结电容5pF，要求带宽10MHZ，求允许的最大负载电阻是多少？若输出的信号电流为10?A，在只考虑电阻热噪声的情况下，求T?300K时信噪电流有效值之比。又电流灵敏度如为0.6A/W时，求噪声等效功率。
解：因为fH?1，所以最大负载电阻：
2?CjRLRL?11??3.18k? ?1272?CjfH2??5?10?102?电阻热噪声in4kT?f，信噪电流有效值之比： RSis ??Nin10?(3.18?10)?513212?1.6?103
(4?1.38?10?23?300?107)in4?1.38?10?23?300?107?8 NEP??W /0.6?1.04?103S3.18?1013、某热探测器的热导为5?10?6W/K，热容量为3?10?5J/K，吸收系数0.8，若照射到光敏元上的调制辐射量为??5?(1?0.6cos?t)，求其温升随时间的变化关系，并给出上限调制频率。
Gt5?10?6解：上限调制频率?????0.17?2?f，所以：
?tCt3?10?51f???0.027HZ。 2?温升随时间的变化关系 ?T???0Gt???mj(?t??) e221/2Gt(1???t)0.8?5?10?50.8?3?10?5j(?t??)?e ? ?61?625?105?10?(1?36?)2 ?8?2.4?(1?36?2)?12ej(?t??)
14、某光电二极管的光照灵敏度为SE=3.0?10-6A/LX，拐点电压为VM=10V，给它加
上50伏的反向偏置电压，其结电容为5pF。试求：（20分）
① 若其能接收f = 6 MHz的光电信号，求其允许的最大负载电阻。 ② 如光电二极管耗散功率为200毫瓦，求所允许的最大光照度。
③ 如只考虑电阻的热噪声，求在问题①条件下输入电路的等效噪声功率及可探测的最小光照度 (S/N=1)。
④. 如输入信号光照度为E=50(1+sinωt)LX，求在最大输出信号电压情况下的负载电
阻和电路通频带宽度。 解：①最大负载电阻：
RL?11??5.31k? ?1262?CjfH2??5?10?6?10②负载曲线通过拐点时，光电二极管耗散功率为P?SEEVM
Pmax200?10?33所以： Emax?LX ??6.67?10?6VMSE10?3.0?10 ③取RL为最大负载电阻，其热噪声功率为
Pr?4kT?f?4?1.38?10?23?300?6?106?1.0?10?13W 取光谱光视效率为最大值683，得可探测的最小光照度为： Emin?V(?)Pr?683?1.0?10?13?6.83?10?11LX
④在最大输出信号电压情况下，照度达100LX时，光电二极管上压降为10伏，输出电压Us=U0-UM=40伏，对应的光电流为
IS=SEE=3.0×10-6×100=3.0×10-4安。
负载电阻为 RL=US/IS=1.33×105欧姆 这时的电路通频带宽度是： fH?115 HZ ??2.4?10?1252?CjRL2??5?10?1.33?10三、教材上所布置的所有作业题。 第一章：
2、解：① 该激光束的光通量
?v?KmV(?)?e?683?0.240?2?10?30.328Lm（流明）
发光强度 Iv??v???0.32855?4.2?10(3.28?10)Cd(坎德拉) ?32(1?10)?/4Iv4.2?10521111光亮度 Lv?Cd/m ??5.35?10(或4.2?10)?32?S(1?10)?/4光出射度 Mv??v?S?0.32825Lm/m ?4.2?10?32(1?10)?/4② 10米远处光斑面积大小：
?3.14S?(L??)2?(10?1?10?3)2?7.85?10?5m2
44反射光功率为： P'??P?0.85?2?10?3?1.7?10?3W
反射光通量 ?v'?P'KmV(?)?1.7?10?3?683?0.240?0.279Lm
漫反射屏可以看作是个朗伯体，其法向发光强度I0与光通量的关系是I0??/?，由于朗伯体的光亮度与方向无关，所以：
I0?v'0.27923Lv????1.13?10 Cd/m ?5S?S3.14?7.85?10 3、解：白炽灯各向同性发光时
?v?SEv?4?R2Ev?4?3.14?1.52?30?848 Lm
4、解：由维恩位移定律，?mT?2897?m?K，所以 T?第三章
2、解：300K时，因ni?1.5?1010/cm3，n?Nd?ni?2.25?1016
2897?2897?635K3 0.456?m