光电技术复习资料汇总
光电技术基础复习题纲
第1章光电技术及光电器件基础一、光电技术及其特点、应用与发展1、光电子技术是光子技术与电子技术相结合而形成的一门技术P12、光电器件的主要用途：两个P13、信息传递的各个环节，光源、信息加载、光传输、光信号接收、处理存储P34、光电技术的应用范围：P5二、半导体物理基础1、三种类型的半导体：P72、平衡载流子P83、载流子运动的三种形式：P114、PN结空间电荷区、电流电压特性（正向、反向偏置）、电容：P14-175、PN结的击穿：P186、半导体吸收：本征、杂质吸收、载流子吸收、激子和晶格吸收P22三、光电效应1、光电效应的定义。
P252、光电效应的分类P26-30四、光电器件的分类1、按不同的方式进行划分P31-322、光电器件的主要特性P32-483、积分响应率（灵敏度）P334、噪声及其类型P39-40一、电致发光原理1、三种跃迁方式P532、电致发光的三种类型P533、三种输送类型P534、辐射复合、非辐射复合P545、量子效率的定义P556、量子效率的计算P56二、发光二极管1、发光二极管的工作模式：正向偏置P572、发光二极管选择的原则P583、发光二极管的特性P59-62三、半导体激光器1、激光的4个特点。
P643、激光产生的条件。
P65一、光电导型光电探测器1、光电导的三个主要参数P762、光电导的增益P77二、光敏电阻1、光敏电阻的符号P852、光敏电阻的特性P85-873、光敏电阻的噪声特性P884、光敏电阻负载两端的电压变化求解方法P895、光敏电阻的应用P93三、势垒型光电探测器件1、势垒型光电探测器的原理。
P942、势垒型光电探测器的分类。
P943、势垒型光电探测器与均质型光电探测器的主要区别。
P94四、光电池1、光电池的符号P972、PN结光电池分类P953、光电池的光谱响应特性曲线P98五、光电二极管1、光电二极管的符号、主要类型P101-1062、光电二极管的电压偏置特性P1063、光电二极管的性能参数六、光电三极管1、光电三极管的符号、主要类型P1092、光电三极管的电压偏置特性P1093、光电三极管的性能参数P1104、光电三极管与二极管的主要区别P112第4章真空光电器件1、常见的真空光电器件类型？P1152、二次电子发射？P1173、真空光电管主要由哪几部分组成？P1194、真空光电管的主要特性？P1215、真空光电管的产生暗电流的原因？P1236、充气光电管中充入的气体是什么？原因是？P1257、充气光电管较之真空光电管明显的优点是什么？P1278、光电倍增管主要应用于哪些方面？P1289、光电倍增管由哪几部分组成？P129各部分的主要功能是什么？10、倍增系统的几种觉结构形式是什么？各种形式有什么优缺点？P13211、光电倍增管的主要特性参数？P13412、光电倍增管的放大倍数？P1351、常见的光电成像器件P1442、变像管的主要功能？P1443、像管成像的三个过程P1464、像管中常用的电子光学系统有哪两种类型？P1495、光纤面板的选择要求？P1516、多级串联的像增强器的优缺点？P1637、离子反馈？P1708、摄像管的主要任务P1709、摄像管的基本工作过程P17110、摄像管的动态范围的含义？P1771、MOS电容器三种工作状态？P179-1802、CCD工作条件及要求？P1803、表面沟道？体内沟道？P1844、二相、三相、四相、二位、三位，N沟道？P184-1855、CCD的电荷转移效率P1896、造成电荷损失的主要原因？P1927、CCD的主要噪声P1928、MTF值的高低意味着什么？P195引起CCD的MTF下降的主要原因是什么？9、线阵、面阵CCD？P19810、构成微光CCD方法？P20711、CMOS与CCD的比较，最主要的区别是什么？Ｐ2121、光电耦合器件的优点、特点是什么？P2072、CTR？最高工作频率？P216.2173、光电耦合器件的主要应用场所？P221.2224、光电耦合器件应用实例。
光电技术考点(江文杰)
一. 名词解释：1坎德拉：频率为 5.4X 10 14Hz 单色辐射光在给定方向上的辐射强度为1/683 W/Sr ，该方向上的发光强度为1cd。
2流明：是发光强度为1cd 的均匀点光源在单位立体角内发出的光通量。
3勒克斯：是 1lm 的光通量均匀的照射在 1 平方米面积上所产生的光照度。
4扩散：载流子因浓度不均匀而发生的定向运动。
5漂移；载流子受电场作用而发生的运动。
6光电导效应：某些物质吸收光子的能量产生本征吸收或杂质吸收，从而改变物质电导率的现象。
7光伏效应： PN 结受到光照时，在 PN 结两端产生电势差的现象。
8光电发射效应：当物质中的电子吸收足够高的光子能量，将逸出物质表面成为真空中的自由电子的现象。
（外光电效应）9温差电效应：不同材料的结点因吸收光辐射而产生温差，导致两结点的接触电动势不同，从而在闭合回路中产生电流。
10电热效应：是热电体在绝热条件下，当外加电场引起永久极化强度变化时，其温度将发生变化的现象。
二. 填空：1本征半导体能带：A 当温度高于绝对零度，价带中的电子吸收能量越过禁带到达导带，成为自由电子，并在价带中留下等量的空穴。
B 单位体积内的载流子数称为载流子浓度。
当温度高于绝对零度或受光照时，电子吸收能量摆脱共价键而形成电子空穴对，称为本征激发。
2光电探测器的噪声：热噪声，散粒噪声，产生-复合噪声， 1/f 噪声，温度噪声。
3噪声等效功率和比探测率：当探测器输出的信号电流等于探测器本身的噪声电流的均方根值时，（信噪比），信号是很难直接测量的。
NEP 是一个标志探测器探测能力的性能指标，它决定于灵敏度和自身的噪声水平。
采用归一化的探测率，称为比探测率D*，是用单位测量系统的带宽和单位面积探测器的噪声电流来衡量探测能力的，而且不是一个固有常数。
4激光器的组成：谐振腔，工作物质，全反镜，半反镜，泵浦源，激光。
高亮度，高方向性，高单色性，高度的时间空间相干性三. 分析题：1 光电倍增管；入射光通过光窗照射到光电阴极上，发射出光电子，光电子经电子光学系统加速，聚焦到倍增极上，倍增极将发射出比入射电子更多的二次电子，经过n 级倍增，形成放大的阳极电流，在负载R L上产生放大的信号电压输出。
光电技术期末复习总结
EV
MV
Ie
Le
IV
LV
V (λ )
cd = lm • sr −1
cd •m−2
W /(m sr )
• 辐射度参数与光度参数的关系： 辐射度参数与光度参数的关系：
X v , λ = K m X e , λ V (λ )
式中，Km为人眼的明视觉最灵敏波长的 光度参量对辐射度参量的转换常数，其 值为683lm/W。
黑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ发射的总辐射出射度
M e,s = ∫0 M e,s ,λ dλ = σT 4
式中，σ是斯特藩-波尔兹曼常数，它由下式决 5 4 定 2π k −8 −2 −4
σ =
15h c
3 2
∞
= 5.67 × 10 Wm K
黑体发射的总辐射出射度 Me,s与T的四次 的四次 方成正比 。
(4) 维恩位移定律
M e ,s , λ =
2 πc h
2
λ5 (e
hc λkT
− 1)
式中， 为波尔兹曼常数 为波尔兹曼常数； 为普朗克常数 为普朗克常数； 为 式中，k为波尔兹曼常数；h为普朗克常数；T为 绝对温度； 为真空中的光速 为真空中的光速。 绝对温度；c为真空中的光速。
(3)斯忒藩-波尔兹曼定律 (3)
能增加, 引起温度上升,从而导致材料与温度有关的某些 物理性质变化. 热效应与入射辐射的光子的性质无关, 即光电信号取决于入射辐射功率而与入射辐射的光谱成 份无关,即对光辐射的响应无波长选择性.
光电探测器的合理选择: 光电探测器的合理选择
在设计光电检测系统时,要根据测量要求比较各种探测器的主要 特性参数，选定最佳器件： • 根据待测光信号的大小，确定探测器能输出多大的电信号，即探 根据待测光信号的大小，确定探测器能输出多大的电信号， 测器的动态范围； 测器的动态范围； • 探测器的光谱响应范围是否与待测光信号的 相对光谱功率分布 一致，即探测器和光源的匹配； 一致，即探测器和光源的匹配； • 需要知道探测器的等效噪声功率，知道所产生电信号的信噪比； 需要知道探测器的等效噪声功率，知道所产生电信号的信噪比； • 当测量调制或脉冲信号时 要考虑探测器的响应时间或频率响应 当测量调制或脉冲信号时, 范围； 范围； • 测量光信号的幅值变化时，探测器输出信号的线性程 测量光信号的幅值变化时，探测器输出信号的线性程度。 此外，稳定性、测量精测量方式等。
光电技术复习资料
1.半导体对光的吸收可分为本征吸收，杂质吸收，激子吸收，自由载流子吸收和晶格吸收。
2.光与物质作用产生的光电效应分为内光电效应与外光电效应两类。
3. 发光二极管(LED)是一种注入电致发光器件，他由P型和N型半导体组合而成。
其发光机理可以分为PN结注入发光与异质结注入发光两种类型。
4. 光电信息变换的基本形式信息载荷于光源的方式，信息载荷于透明体的方式，信息载荷于反射光的方式，信息载荷于遮挡光的方式，信息载荷于光学量化器的方式，光通信方式的信息变换。
D电极的基本结构应包括转移电极结构，转移沟道结构，信号输入单元结构和信号检测单元结构。
1. 对于P型半导体来说，以下说法正确的是 （D）A 电子为多子B 空穴为少子C 能带图中施主能级靠近于导带底D 能带图中受主能级靠近于价带顶2. 下列光电器件, 哪种器件正常工作时需加100-200V的高反压 （C）A Si光电二极管B PIN光电二极管C 雪崩光电二极管D 光电三极管3. 对于光敏电阻，下列说法不正确的是： （D）A 弱光照下，光电流与照度之间具有良好的线性关系B 光敏面作成蛇形，有利于提高灵敏度C 光敏电阻具有前历效应D 光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动4. 在直接探测系统中, (B)A 探测器能响应光波的波动性质, 输出的电信号间接表征光波的振幅、频率和相位B 探测器只响应入射其上的平均光功率C 具有空间滤波能力D 具有光谱滤波能力5. 对于激光二极管（LD）和发光二极管（LED）来说，下列说法正确的是（D）A LD只能连续发光B LED的单色性比LD要好C LD内部可没有谐振腔D LED辐射光的波长决定于材料的禁带宽6. 对于N型半导体来说，以下说法正确的是 （A）A 费米能级靠近导带底B 空穴为多子C 电子为少子D 费米能级靠近靠近于价带顶7. 依据光电器件伏安特性, 下列哪些器件不能视为恒流源: （D）A 光电二极管B 光电三极管C 光电倍增管D 光电池8. 硅光二极管在适当偏置时，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。
光电技术复习大纲
光电技术复习大纲1. 光电技术特征是什么?它的核心是什么?它的最基本的理论是什么? （1）光电技术的特征：利用光电结合的原理和方法，实现信息的获取、发送、探测、传输、变换、存储、处理和重现等。
（2）核心：光与电之间的转换机理体现于光电器件之中最基本的理论：光的波粒二象性。
2. 什么是光电器件?它的分类有哪些?举例说明.（1）凡能完成光电或电光转换及在光电系统中能对光路传输，光电转换起到调节或控制作用的器件，都应归入光电器件。
（2）电光信息转换：1.发光二极管2.半导体激光器3.液晶显示器4.阴极射线管5.等离子体显示板光电信息转换：光电发射效应器件：光电倍增管；光电导效应器件：光敏电阻；光生伏特效应器件：光敏二极管；热释电效应器件：热释电探测器。
3. 光学具有哪些学说?几何光学和波动光学它们研究内容主要是什么?（1）光的粒子性，光的波动性，光的电磁学说，光的量子学说，几何光学，物理光学，量子光学，应用光学。
（2）几何光学是几个实验得来的基本原理出发的，来研究光的传播问题的学科。
用波动光学可以圆满的解释光的干涉和衍射现象，也能解释光的直线传播，在进一步研究中观察到了光的偏振和偏振光的干涉。
4. 什么是光程?发生全发射的条件是什么?（1）光程等于光在介质中经过的几何路程 l 与该介质的折射率 n 的乘积（2）（）5. 光的干涉条件是什么?衍射现象是什么?干涉和衍射现象本质是什么?（1）1`频率相同；2.相位差恒定；3光矢量振动方向平行。
(2)光的衍射是指光波在传播过程中遇到障碍物时，所发生的偏离直线传播的现象；(3)光的衍射现象与光的干涉现象其实质都是相干光波叠加引起的光强的重新分布；6. 辐射度量与光度量的根本区别是什么?可见光的波段是多少?(1)辐射度学： 对电磁辐射能量进行客观计量的学科称辐射度学；是用能量单位描述光辐射能的客观物理量。
辐射度学研究范围为整个电磁辐射谱区。
光度学：在可见光波段内，考虑到人眼的主观因素后的相应计量学科称为光度学 。
光电知识点总结
光电知识点总结光电技术是一门涉及光和电的交叉学科，主要研究光和电能量之间的相互转换和作用规律。
光电技术涉及到光电器件的设计、制造和应用，涵盖了光电转换、光电检测、光电调制等方面的内容。
光电技术已经成为现代科技发展的重要领域，在通讯、医疗、能源、环境等领域都有着广泛的应用。
一、光电效应1. 光电效应概述光电效应是指材料受到光照射后，发生电子的发射、传输或者输运现象的过程。
光电效应包括外光电效应和内光电效应两种。
外光电效应是指光照射在材料表面，引起材料表面电子的发射，产生光电流现象；内光电效应是指光照射在材料内部，通过光生载流子（电子-空穴对）的发生，从而产生光电流。
2. 外光电效应外光电效应是指光照射在金属或半导体表面时，引起金属或半导体表面电子的发射，产生光电流现象。
外光电效应是实现光电转换的关键过程，应用广泛。
3. 内光电效应内光电效应是指在光照射下，材料内部的电子-空穴对的产生和输运过程。
内光电效应是光电器件的工作原理，包括光电二极管、太阳能电池等。
二、光电器件1. 光电二极管光电二极管是一种能够将光信号转化为电信号的光电转换器件。
光电二极管分为光电探测二极管和光发射二极管两种。
光电探测二极管是将光信号转化为电信号的光电器件，主要应用于光通信、光电传感等领域。
光发射二极管是将电信号转化为光信号的光电器件，主要应用于光通信、显示屏等领域。
2. 光电场效应器件光电场效应器件是一种基于光电效应的半导体器件，主要包括光电场效应晶体管、光电场效应器件。
光电场效应器件主要应用于光电调制、光电开关等领域。
3. 太阳能电池太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的光电转换器件，是目前能源领域的热门技术之一。
太阳能电池主要包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等。
4. 光电晶体管光电晶体管是一种能够实现光电转换的半导体器件，是现代光电器件中最重要的一种。
光电晶体管主要应用于光电检测、光电调制、光电放大等领域。
光电技术复习题
光电技术复习题
1. 光电效应的基本原理是什么？请简述其发现过程。
2. 描述光电效应的方程式，并解释其中各参数的物理意义。
3. 什么是光生伏打效应？它与光电效应有何不同？
4. 简述光电倍增管的工作原理及其在实验中的应用。
5. 何为光敏电阻？其工作原理是什么？
6. 列举几种常见的光电传感器，并说明它们的应用领域。
7. 描述光纤通信的基本原理，并解释光纤的传输特性。
8. 光纤通信中，如何实现信号的编码和解码？
9. 简述光通信系统中的光放大器的作用及其工作原理。
10. 何为激光？激光的产生原理是什么？
11. 描述激光器的基本结构，并解释各部分的功能。
12. 激光在医学领域的应用有哪些？请举例说明。
13. 简述激光在工业加工中的应用，如切割、焊接等。
14. 描述光通信系统中的光调制技术及其重要性。
15. 何为光纤布拉格光栅？其工作原理是什么？
16. 简述光纤传感器的工作原理及其在环境监测中的应用。
17. 描述光电子器件在信息存储技术中的应用。
18. 何为光子晶体？它在光电子学中有何应用？
19. 简述光电子学在能源转换和传输中的应用。
20. 论述光电技术在现代通信技术中的重要性及其发展趋势。
光电技术期末复习知识分享
光电技术期末复习知识分享第⼀章光辐射与光源1.1辐射度的基本物理量1.辐射能Qe：⼀种以电磁波的形式发射，传播或接收的能量。
单位为J（焦⽿）。
2辐射通量Φe：⼜称为辐射功率Pe，是辐射能的时间变化率，单位为W（⽡），是单位时间内发射，传播或接收的辐射能，Φe=dQe/dt(J/S焦⽿每秒)3辐射强度Ie：点辐射源在给定⽅向上单位⽴体⾓内的辐射能量单位为W/sr（⽡每球⾯度）Ie=dΦe/dΩ.4辐射照度Ee：投射在单位⾯积上的辐射能量，Ee=dΦe/dA单位为（W/㎡⽡每平⽅⽶）。
dA是投射辐射通量dΦe的⾯积元。
5辐射出射度Me：扩展辐射源单位⾯积所辐射的通量，即Me=dΦ/dS。
dΦ是扩展源表⾯dS在各⽅向上（通常为半空间360度⽴体⾓）所发出的总的辐射通量，单位为⽡每平⽅⽶（W/㎡）。
6，辐射亮度Le：扩展源表⾯⼀点处的⾯元在给定⽅向上单位⽴体⾓，单位投影⾯积内发出的辐射通量，单位为W/sr*㎡(⽡每球⾯度平⽅⽶)。
7光谱辐射量：也叫光谱的辐射量的光谱密度。
是辐射量随波长的辐射率。
光辐射量通量：Φe（λ）：辐射源发出的光在波长为λ处的单位波长间隔内的辐射通量。
Φe（λ）=dΦe/dλ单位为W/um或W/nm。
1.2 明视觉光谱光视效率V（λ）：视觉主要由⼈眼视⽹膜上分布的锥体细胞的刺激所引起的。
（亮度⼤于3cd/m2，最⼤值在555nm处）暗视觉光谱光视效率：视觉主要由⼈眼视⽹膜上分布的杆状细胞刺激所引起的。
（亮度⼩于0.001cd/m2，最⼤值在507nm 处）按照⼈眼的视觉特性V(λ)来评价的辐射通量Φe即为光通量Φv：Φv=Km780380Φe(λ)V(λ)dλ式中Km为名视觉的最⼤光谱光谱光视效率函数，也成为光功当量。
国际实⽤温标理论计算值Km为680lm/W。
光度量中最基本的单位是发光强度单位——坎德拉，记作cd，它是国际单位制中七个基本单位之⼀（其他⼏个为：⽶，千克，秒，安（培），开（尔⽂），摩（尔））。
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1、设受光表面的光照度为100lx ，能量反射系数，求该表面的光出射度和光亮度（假定该表面为朗伯辐射体）。
（θcos dS dI L vv =）解：设受光表面光谱反射率相同，则每单位表面反射的光通量为601006.0=⨯==入反ρφφLm/m 2这也就是该表面的光出射度M v。
对朗伯辐射体，其光亮度v L 与方向无关，沿任意方向（与法线方向成θ角）的发光强度θI 与法线方向发光强度0I 之间的关系为θθcos 0I I = 每单位面积辐射出的光通量除以π即为其光亮度：1.1914.360cos 1======πφθv S v v v dSdI dS dI L C d /m 2sr 附：朗伯体法向发光强度I 0与光通量v Φ的关系 由定义，发光强度ΩΦ=d d I v，所以在立体角Ωd 内的光通量：ϕθθθd d I Id d v sin cos 0=Ω=Φ在半球面内的光通量 ⎰⎰==Φπππϕθθθ2002/0sin cos I d d Iv2、计算电子占据比F E 高2KT 、10KT 的能级的几率和空穴占据比F E 低2KT 、10KT 能级的几率。
解：能量为E 的能级被电子占据的概率为)exp(11)(kTE E E f Fn -+=E 比E f 高2kT 时，电子占据比：1192.011)2exp(112=+=+=ekTkT f e E 比E f 高10kT 时，电子占据比：5101054.411-⨯=+=e f eE 比E f 低2kT 时，空穴占据比：1192.011)exp(112=+=-+=e kTE E f f pE 比E f 低10kT 时，空穴占据比：5101054.411-⨯=+=e f p3、设N －Si 中310105.1-⨯=cm n i ，掺杂浓度31610-=cm N D ，少子寿命s μτ10=。
如果由于外界作用，少子浓度P ＝0（加大反向偏压时的PN 结附近就是这种情况），问这时电子一空穴的产生率是多少？（复合率τPR ∆=，当复合率为负值时即为产生率）解：在本征硅中，2021025.2⨯==ii in p n ，在N 型硅中，少子浓度：4162021025.21011025.2⨯=⨯⨯==d i N n P产生率为： R `=9641025.210101025.2⨯=⨯⨯=∆-=--τP R每秒钟每立方厘米体积内可产生×109个。
4、一块半导体样品，时间常数为s μτ1.0=，在弱光照下停止光照s μ后，光电子浓度衰减为原来的多少倍？解：τte en t n -=)0()(1354.0)0()(2==-e n t n e e 5、一块半导体样品，本征浓度310105.1-⨯=cm n i ，N 区掺杂浓度31710-=cm N D ，P 区掺杂浓度314107-⨯=cm N A ，求PN 结的接触电势差D U （室温下，V qKT026.0=）。
解：在P-N 结处，接触电势差)(685.046.26105875.2105.110107ln 10602.13001038.1ln 22021714192320伏=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---i d a n N N e kT V6、设某种光电倍增管一共有10个倍增极，每个倍增极的二次电子发射系数均为4=σ，阴极灵敏度lm A S k /20μ=，阳极电流不得超过100A μ，试估算入射于阴极的光通量的上限。
解：阳极电流I A 满足：n k v A S I σφ=，所以入射光通量6101077.4420100-⨯=⨯==nk A v S I σφ lm 7、上题中，若阳极噪声电流4nA ，求其噪声等效光通量?（Z H f 1=∆） 解：题中未给出入射光的波长值，我们取波长为555 nm ，则1)(=λVNEP =.n nkmi S k 310104101910204 Lm8、某光敏电阻的暗电阻为600k Ω，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Ω⨯==31210601.0R R ，光电导R G /1=，所以光电导灵敏度75312121033.802001061106111-⨯=-⨯-⨯=--=E E R R S E S/Lx9、某热探测器的热导为K W /1056-⨯，热容量为K J /1035-⨯，吸收系数，若照射到光敏元上的调制辐射量为)cos 6.01(5t ω+⨯=Φ，求其温升随时间的变化关系，并给出上限调制频率。
解：上限调制频率f C G t t t πτω217.0103105156==⨯⨯===--，所以： 027.02==πωf H Z 。
温升随时间的变化关系 )(2/1220)1(ϕωτωηφηφ+++=∆t j t t mt e G G T )(2126565)361(1051038.01051058.0ϕωω+----+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=t j e )(212)361(4.28ϕωω+-+⨯+=t j e10、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。
解：光敏电阻的光电导灵敏度为6512121011100010111000111-⨯=-⨯-=--=E E R R S E S/Lx在400Lx 的光照下，光敏电阻的阻值为R 。
4601044001011--⨯=⨯⨯===E S RG E S所以，R t =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R L =30/=3000欧姆比光敏电阻的阻值要大，故需串联一个电阻R 1，R 1=R L -R t =500欧姆，如图9—2所示。
11、已知2CR 太阳能光电池的oc U ＝伏，sc I ＝50mA ，要用这种光电池组合起来对6V 、0.5A 的蓄电池充电，应组成怎样的电路？需要这样的光电池多少个？（充电电源电压应比被充电电池电压高1伏左右） 解：光电池用于能量转换时，输出电压一般取开路电压的倍，这时输出电流约为=40mA , 输出电压伏。
需用1644.00.10.61=+=N 个电池串联供电。
每支路提供40毫安的电流，需要13405002==N 条支路并联。
共需用208131621=⨯==N N N 个这样的电池串、并联供电。
题9—1图 光敏电阻的特性曲线1001011.001.0)(lx E题9—2图 光敏电阻控制继电器电路12、具有上题所示特性的光敏电阻，用于右图所示的电路中。
若光照度为E ＝（400＋50sin t ω）lx ，求流过2R 的微变电流有效值和2R 所获得的信号功率。
解：设光照度变化频率ω和电容量C 足够大，则电容交流短路。
交流等效负载为R 1和R 2的并联值，R ∥=2k Ω。
由上题，G 0=4×10-4 S ，G max =S g E max =×10-6×450=×10-4 S 直流工作点： 3411001000.65.2100.4130--⨯=+⨯=+=k R R UI （安）。
光照度最大时，总电流3411maxmax 1035.65.2105.41301--⨯=+⨯=+=kR G U I （安）所以交变电流的峰值电流是i max =，通过R 2的峰值电流是：mA mA kk ki R R R i 12.035.055.25.2max 211max 2=⨯+=+=负载电阻R 2所获得的信号功率为： 52332max 22108.3)1012.0(1055.021--⨯=⨯⨯⨯⨯==i R P S W13、某光电二极管的结电容5pF ，要求带宽10Z MH ，求允许的最大负载电阻是多少？若输出的信号电流为10A μ，在只考虑电阻热噪声的情况下，求300=T K 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Lj H R C f π21=，所以最大负载电阻：Ω=⨯⨯⨯==-k f C R H j L 18.3101052121712ππ 电阻热噪声RfkT i n ∆=42，信噪电流有效值之比：3217232135106.1)103001038.14()1018.3(10⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--ns i i N S837231004.16.0/1018.3103001038.14--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==S i NEP n W题10图14、某光电二极管的光照灵敏度为S E =⨯-6AL X ，拐点电压为V M =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+sin ωt )L X ，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：Ω=⨯⨯⨯⨯==-k f C R H j L 31.51061052121612ππ ②负载曲线通过拐点时，光电二极管耗散功率为M E EV S P =所以： 363max max 1067.6100.31010200⨯=⨯⨯⨯==--E M S V P E L X ③取R L 为最大负载电阻，其热噪声功率为13623100.11063001038.144--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=∆=f kT P r W 取光谱光视效率为最大值683，得可探测的最小光照度为： 1113min 1083.6100.1683)(--⨯=⨯⨯==r P V E λL X④在最大输出信号电压情况下，照度达100L X 时，光电二极管上压降为10伏，输出电压U s =U 0-U M =40伏，对应的光电流为I S =S E E=×10-6×100=×10-4安。
负载电阻为 R L =U S /I S =×105欧姆 这时的电路通频带宽度是： 5512104.21033.11052121⨯=⨯⨯⨯⨯==-ππL j H R C f H Z三、教材上所布置的所有作业题。
第一章：1、 解：光衰减器的透射比指的是光辐射能量的透射比。
在亮视觉时，对波长为nm 8.4351=λ的单色光，光亮度111)(e m v L V K L λ=，对波长为nm 1.5462=λ的单色光，光亮度222)(e m v L V K L λ=， 且有21v v L L =。