科学出版社 江文杰编著《光电技术》习题答案
光电技术答案

光电技术答案现代随着时代的发展,电工越来越吃香,我们看看下面的电子电工技术试题答案,欢迎阅读哦!一、填空1、倒闸操作方式时,不容许将设备的电气和机械严防误操作枪机装置(中止),特定情况下例如须要(中止),必须通过值长同意。
2、带电装表接电工作时,应采取防止(短路)和(电弧灼伤)的安全措施。
3、各类作业工人应当被知会其作业现场和工作岗位存有的(危险因素)、防范措施及(事故应急处置措施)。
4、凡在离地面(2)m及以上的地点进行的工作,都应视作(高处)作业。
5、变压器在运转中,其总损耗就是随功率的变化而变化的,其中(铁耗)就是维持不变的,而(铜耗)就是变化。
6、随着负载的变化,变压器的效率也在发生变化。
当(可变损耗)等于(不变损耗)时,其效率将最高。
7、电焊变压器必须存有较低的(电抗),而且可以(调节),其外特性应当就是(陡降)的。
8、绝缘处理工艺主要包括(预烘、浸漆和干燥)三个过程。
9、异步电动机搞耐压试验时,当电压升至(半值)后,应当逐渐跌至全值,通常不少于(10 秒),以免受到冲击电压的影响,然后维持(1)分钟,再降到(半值)以下阻断电源。
10 、交流控制电机可分为(伺服电机、测速发电机和自整角机)三大类。
11 、触点的电磨损就是由触点间(电弧)或(电火)的高温并使触点金属气化和蒸以导致的,机械磨损就是由于触点接触面(喷发)导致的。
12 、交流接触器的栅片灭弧原理是由于触点上方的铁质栅片(磁阻很小),电弧上部磁通大都进入(栅片),使电弧周围空气中的磁场分布形式(上疏下密),将电弧拉入灭弧栅。
电弧被栅片分割多若干短弧,使起弧电(高于),电源电压并产(阴极)效应,栅片又大量吸收电弧的(热量),所电弧被熄灭。
13 、触点压力存有(终压力)和(初压力)之分后。
触点的终压力主要依赖于触点的(材料)与导体的容许(温升)以及电机(稳定性),触点被压力对于交流接触器通常按终压力的(65%~90%)调整,直流接触器按终压力的(60%~80%)调整。
光电技术综合习题解答

SI=0.15mA/lx,电阻RL=51kΩ,三极管9014的电流放大倍率β=120,
若要求该光电变换电路在照度变化为200 lx的范围情况下,输出电 压ΔUo的变化不小于2V,问: (1)电阻RB与RC应为多少? (2)试画出电流I1、I2、IB和IC的方向. ( 3 )当背景光的照度为 10 lx 时,电流 I1为多少?输出端的电位为多少? (4) 入射光的照度为100 lx时的输出电 压又为多少?
显然,此题为多解题,可根据电路的应用特点,选择RC与RB。例 如,若对速度有要求, RC尽量小。 (3)当背景光的照度为10 lx时,电流I1为
I1= SφEV=0.15×10-3 ×10= 1.5(mA)
U0= Ubb- IC RC= (4) 入射光的照度为100 lx时的输出电压为 U0= Ubb- IC =
曲线的下方画出输出电压的波形图。
Ec 500 RL U0 400 300 200 100 0
I(μ A) 200lx 160 lx 120 lx 80 lx 40 lx 5 10 15 20 U(v)
解:此题可以用“图解法”解,
(1) 6V正弦信号的双峰值为Up~p= 17(V)
(2) RL=Δ U /Δ I =42.5( kΩ )
解:根据题目所给的已知条件和电路图,可以标定出各电流的方向。 再由电路,可找到输出电压与入射光照度的关系,即
I1RL U be I C I B RB
式中I1= SφEV, ΔI1= Sφ Δ EV, 输出电压变化量为ΔU=- ΔICRC,即
U C Rc
Sφ EV RL U be RB
Ubb
R Rb U0
DW
U bb U w 12 4 Iw 9.8(mA) Rb 820
光伏探测器

一、光伏探测器的工作原理光生伏特效应是光照度使不均匀半导体或均匀半导体中光生电子和空穴在空间分开而产生电位差的现象。
对于不均匀半导体,由于同质的半导体不同的掺杂形成的PN 结、不同质的半导体组成的异质结或半导体接触形成的肖特基势垒都存在内建电场,当光照这种半导体时由于半导体对光的吸收而产生了光生电子-空穴,它们在内建电场的作用下就会向相反的方向移动和积聚而产生电位差,这种现象是最重要的一类光生伏特效应。
对于均匀半导体,由于体内没有内建电场,当光照这种半导体一部分时,由于光生载流子浓度梯度的不同而引起载流子扩散运动。
但电子-空穴的迁移率不等,由于两种载流子扩散速度的不同而导致两种电荷的分开,从而出现光生电势。
这种现象称为丹倍效应。
此外,如果存在外加磁场,也可使得扩散中的两种载流子向相反方向偏转从而产生光生电势,称为光磁效应。
通常把丹倍效应和光磁电效应称为体积光生伏特效应。
二、光伏探测器的伏安特性有光照时,若PN 结外电路接上负载电阻L R ,如图所示,在PN 结内将出现两种方向相反的电流:一种是光激发产生的电子-空穴对形成的光生电流P I ,它与光照有关,其方向与PN 结方向饱和电流o I 相同;另一种是光生电流D I 流过负载电阻P R 产生电压降,相当于在PN 结施加正向偏置电压,从而产生正向电流D I ,总电流L I 是两者之差,即流过负载的总电流为:)1(/--=-=kTqV o P D P L eI I I I I (A)上式中的光电流P I 正比于光照度E ,比例常数E S 称为光照灵敏度,即E S I E P = (A)当负载电阻L R 断开时,0=L I ,称P 端对N 端电压为开路电压oc V ,且由于,则近似地有 )l n (oE oc I ES q kTV =(V )当负载电阻L R 短路时,0=L R ,称流过回路的电流为短路电流sc I ,短路电流就是光生电流P I 。
P I 与光照度E 或光通量Φ成正比,从而得到最大线性区,这在线性测量中被广泛应用。
光电检测技术课程作业及答案打印版

思索题及其答案习题01一、填空题1.一般把对应于真空中波长在(0.38 )到(0.78 )范围内旳电磁辐射称为光辐射。
2、在光学中, 用来定量地描述辐射能强度旳量有两类, 一类是(辐射度学量), 另一类是(光度学量)。
3、光具有波粒二象性, 既是(电磁波), 又是(光子流)。
光旳传播过程中重要体现为(波动性), 但当光与物质之间发生能量互换时就突出地显示出光旳(粒子性)。
二、概念题1.视见函数: 国际照明委员会(CIE)根据对许多人旳大量观测成果, 用平均值旳措施, 确定了人眼对多种波长旳光旳平均相对敏捷度, 称为“原则光度观测者”旳光谱光视效率V(λ),或称视见函数。
2.辐射通量: 辐射通量又称辐射功率, 是辐射能旳时间变化率, 单位为瓦(1W=1J/s), 是单位时间内发射、传播或接受旳辐射能。
3、辐射亮度: 由辐射表面定向发射旳旳辐射强度, 除于该面元在垂直于该方向旳平面上旳正投影面积。
单位为 (瓦每球面度平方米) 。
4、辐射强度:辐射强度定义为从一种点光源发出旳, 在单位时间内、给定方向上单位立体角内所辐射出旳能量, 单位为W/sr(瓦每球面度)。
三、简答题辐射照度和辐射出射度旳区别是什么?答: 辐射照度和辐射出射度旳单位相似, 其区别仅在于前者是描述辐射接受面所接受旳辐射特性, 而后者则为描述扩展辐射源向外发射旳辐射特性。
四、计算及证明题证明点光源照度旳距离平方反比定律, 两个相距10倍旳相似探测器上旳照度相差多少倍? 答:2224444R I R I dA d E R dA d E R II===∴=ππφπφφπφ=的球面上的辐射照度为半径为又=的总辐射通量为在理想情况下,点光源设点光源的辐射强度为 ()122222222211221211001001010E E L IE L I L I L I E R I E L L L L =∴====∴== 又的距离为第二个探测器到点光源,源的距离为设第一个探测器到点光 习题02一、填空题1.物体按导电能力分(绝缘体)(半导体)(导体)。
光电技术B答案

《光电技术》试卷B 参考答案一、填空(40分,每题2分)1. 蓝绿光2. 500V3. 瑞利 米氏4. 折射率起伏5. 改变激光器的参数使激光器输出的光随调制信号而改变6. 折射率分布7. 电场的方向和光束在晶体中传播方向相垂直8. 2θ9. 机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制、直接(内)调制10. P 011. 散粒噪声 热噪声12. 电荷产生 电荷存储 电荷传输 电荷检验13. 光电流正比于光电场振幅的平方 电输出功率正比于入射光功率的平方14. 光信息 电光 驱动电路 电源15. 声波频率较高 声光作用距离长 光束与声波面以一定的角度斜入射16. 电子枪 偏转系统 荧光屏 玻璃外壳17. 300mm18. 光电(导)效应 半导体19. 声波的频率20. 正 负二、计算题(10分)解:图2分放大器往往是光电探测器的直接下级,探测器的输出电阻就是放大器的输入电阻(R L =R i )。
从题目可知是已知输入功率前提下,求最佳负载电阻的问题。
光功率P 0=5(μW ),P ’’=8(μW ),根据公式)(1011.0)''(2''2)''(60S u V gu P P S G P -⨯=-++= (2分). )(09.9)(1009.916Ω≈Ω⨯==M G R PP (1分)C光电二极管的结电导g=0.005μs ,G L =G P +g ,G L =0.115μs ,放大器的输入电阻为: (1分))(7.81Ω≈==M G R R LL i (1分) )(52.6)''(0V gG G P P S u L P HM ≈++-= (2分) )(44.2212W u G P HM L H μ≈= (1分)三、问答分析题(50分)1.(10分)发光二极管和激光二极管都是由pn 结构成,不同的是激光二极管是利用半导体的解理面构成了激光谐振腔,从而发光二极管发光机理是自发辐射,而激光二极管是受激辐射(4分)。
光电技术简介精品文档34页

博士毕业学校:华中科技大学(华中理工大学)
研究方向:光电成像与图像处理、光电信号处理
联系方式 E-mail: 办公室:行政楼: 313 87108039
物理楼 :307 87290042
理学院物理科学与技术系 School of Science, Physical Science and Technology Department 杨应平
电—— ···
电话、电视、收音机、 电子计算机
理学院物理科学与技术系 School of Science, Physical Science and Technology Department 杨应平
光—→电:高精度测量、图像技术、10-7~10-6m
数量级,超精细加工等
电—→光:电信号的放大、震荡、编码、调制等移植
到光学系统;传统光学仪器+电子技术, 智能光电仪器; 电子信息载体的“瓶颈”
“光”和“电”彼此间渗透和结合==〉
光电混合系统
------(简称)光电系统
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光子学技术
体 光电子photoelectron 光电子技术
高度信息化需要“电与光”融合
理学院物理科学与技术系 School of Science, Physical Science and Technology Department 杨应平
1.1 光电技术与信息技术
光——···
烽火台 舰艇间的旗语 交通灯 化学物质光谱分析
1.2 光电系统
研究大功率光辐射的产生、控制、 利用和转换--光电能量系统
光电技术自测题(全)-含答案

第一部分自测题一、多项选择题1.下列选项中的参数与接收器有关的有()A.曝光量 B.光通量 C.亮度 D.照度答案:AD2.光电探测器中的噪声主要包括( ABCDE )A.热噪声 B.散粒噪声 C.产生复合噪声 D.1/f噪声 E 温度噪声3.光电技术中应用的半导体对光的吸收主要是( AB )A.本征吸收 B.杂质吸收 C.激子吸收 D.自由载流子吸收 E 晶格吸收二、单项选择题1.被光激发产生的电子溢出物质表面,形成真空中的电子的现象叫做()A.内光电效应 B. 外光电效应 C.光生伏特效应 D.丹培效应答案:B2.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.均有可能答案:A3.已知某He-Ne激光器的输出功率为8mW,正常人眼的明视觉和暗视觉最大光谱光是效能分别为683lm/W和1725lm/W,人眼明视觉光谱光视效率为0.24,则该激光器发出的光通量为()A.3.31lxB.1.31lxC.3.31lmD.1.31lm答案:D4.半导体()电子吸收光子能量跃迁入(),产生电子—空穴对的现象成为本征吸收。
A.价带,导带B.价带,禁带C.禁带,导带D.导带,价带答案:A5.一个电阻值为1000欧姆的电阻,在室温下,工作带宽为1Hz时,热噪声均方电压为答案 BA 3nVB 4nVC 5nVD 6nV6.用照度计测得某环境下的照度值为1000lx,该环境可能是(B)A阳光直射 B阴天室外 C 工作台 D 晨昏蒙影7.已知某辐射源发出的功率为1W,该波长对应的光谱光视效率为0.5,则该辐射源辐射的光通量为(B)A 683lm B341.5lm C 1276lm D 638lm8.为了描述显示器的每个局部面元在各个方向的辐射能力,最适合的辐射度量是(D )A 辐射照度B 辐射强度C 辐射出度D 辐射亮度9. 电磁波谱中可见光的波长范围为A0.38~0.78um B 0.38~1um C 1~3um D 8~12um答案:A10.已知一束激光功率为30mW 、波长为0.6328um ,普朗克常数S h ⋅⨯=J 10626.634-则该激光束的光子流速率N 为(A )。
水箱水位遥测装置(含完整代码).

设计题目:水箱水位遥测装置的设计方案
学 院:
专 业:电子信息科学与技术
班级:2011级1班
学号:
姓 名:
电子邮件:
时间:2014年11月4日
成绩:
指导教师:
华南农业大学
理学院应用物理系
课程设计(报告)任务书
学生姓名
指导教师职称副教授
学生学号
专业电子信息科学与技术
题目水箱水位遥测装置的设计方案
9.1
10
10.1
10.2
10.15
11
11.2
11
11.1
12
12
12.2
12.1
13
12.9
13
13
14
14
14.2
14.1
15
15.1
15.3
15.2
表2线性分析表
通过表1取平均数进行线性分析得表2。由于传感器和其他器件本身并非理想线性,程序中对实测数据进行了线性补偿。
误差分析:经校准,非线性补偿后,误差已基本达到要求。
七、设计方案中的不足及改进
1、此次设计方案中虽采用了水位探针和超声波液位测量互补的方式,克服了一定的缺点但是还存在测量精度的不佳的问题。
改进:经费允许的情况下,可以采用电容式的水位探针可以进一步的改善水位的测量的精度。
2、限于工艺问题,加水与倒水需要通过人工控制。
改进:这可以通过设置继电器控制水Βιβλιοθήκη 进出。6.7正常水位工作状态图
6.8高水位工作状态图
2、电路使用说明
打开电源,将接收端放置与发射端垂直面,距离在10-100cm内能够正常工作。向水箱中放入浮块后即可加水进行测试。当水位低于低水位探针,红灯亮,蜂鸣器报警,表明此时水位过低;当水位高于低水位探针且低于高水位探针,绿灯亮,蜂鸣器关闭,表明此时水位正常;当水位高于高水位探针,黄灯亮,蜂鸣器报警表明此时水位过高。
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4-7 说明 PIN 管、雪崩光电二极管的工作原理和各自特点。PIN 管的频率特性为什么比普通 光电二极管好? 答:(一)PIN 光电二极管
工作原理:PIN 光电二极管是一种快速光电二极管,PIN 光电二极管在掺杂浓度很高的 P 型半导体和 N 型半导体之间夹着一层较厚的高阻本征半导体 I,其基本原理与光电二极管 相同。但由于其结构特点,PIN 光电二极管具有其独特的特性。如下图所示。
=
SΦ m
R1 RL
=
SΦ m
Rb Rb + RL
=
0.6 × 5 × 125 125 + 125
= 1.5μA
交流输出电压 UL 的有效值
UL = ILmRL / 2 = 1.5μA ×125kΩ/ 2 = 132.6mV
(3)上限截止频率
f HC
=
1 2πR1C1
=
1 2 × 3.14 × 125 ×103 × 6 ×10−12
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第 4 章 光伏探测器
4-1 (1)证明:光电二极管输出的光电流 Ip = eηΦ0 / (hν ) ,式中:Ф0 为入射辐射功率,e
为电子电量,η为量子效率,hv 为入射光子能量;(2)通常光电二极管的内增益 M=1,不会 出现 M>1。试从光伏效应的机理上加以解释。
压,负载电阻 50Ω 自身的噪声电压):
U
2 in
=
2eiΔf
⋅
R2
+
4kT Δf
⋅
R
=
8.34 ×1011V
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从而 噪声电压
U
2 in
答:(1)单位时间内入射光子数 N = Φ0 / (hν ) ,则单位时间内产生的光生电子-空穴对数
N ′ = ηN = ηΦ0 / (hν ) ;故 Ip = eηΦ0 / (hν )
(2)光电二极管是依靠结区的内建电场的作用,将光照时产生的光生电子-空穴对分离, 在 PN 结的两则出现光生电动势。内部没有增益机制使得输出的载流子数目增加,从而不会 出现内增益 M>1;只要保证光敏面很薄,即保证载流子的扩散时间远小于它们的平均寿命, 所有光生载流子都能达到结区,实现分离而形成光生电动势,即光电二极管的内增益 M=1。
4-2 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。 答:从器件的光-电的响应过程来分析。光电导探测器的工作机理:将光照时产生的光生载流 子直接输出形成电信号。以线性光电导探测器为例,它的响应时间决定于器件载流子寿命, 一般光电导材料载流子寿命为毫秒-秒量级。
特点:①结电容小,频率相应高。最大特点是频带;②可承受较高的反向电压,线性输出范 围宽;③量子效率较高;④不足是输出电流很小,约在微安量级。
PIN 光电二极管频率特性比普通光电二极管好的原因:PIN 光电二极管 PN 结间距离大, 结电容很小。由于工作在反偏状态,随着反偏电压增大,结电容变得更小,从而提高了 PIN 光电二极管的频率响应。
4-3 图 4-46 中,用 2CU 型光电二极管接收辐射通量变化为 Φ=(20+5sinωt)μW 的光信号, Rb=RL=125kΩ。2CU 的参数是:光电灵敏度 S=0.6μA/μW,结电容 Cj=3pF,引线分布电容 C0=3pF。
(1)画出图 4-的等效电路图;(2)求低频时交流输出电压 UL 的有效值;(3)上限截止 频率。
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(二)雪崩光电二极管(APD) (1)结构原理:雪崩光电二极管是利用 PN 结在高反向电压下产生的雪崩效应来工作 的,其工作原理如下图所示。雪崩光电二极管工作电压很高,约为 100~200V,接近反向击 穿电压。结区内电场极强,光生载流子在这种电场中的得到了极大的加速,同时与晶格原子 发生碰撞产生电离,产生更多的电子空穴对。新生的电子空穴对在强电场作用下重复这一过 程,形成结电流的雪崩效应。
=
424.6kHz
2
4-4 在光通讯系统中,发射端功率 l0mW,光传输到接收端的损耗为 30dB,InGaAs 接收光 电二极管对发射的 1.3μm 波长光信号的响应率为 0.8A/W,暗电流为 5nA。接收端所用电路 如图 4-所示,系统带宽为 100MHz。求 Ui 处的电压信噪比和 Uo 处信号电压(不考虑 1/f 噪 声及光电二极管的热噪声,T=300K)。解:(来自)图 4-46 的等效电路如图
图 4-46 题 4-3 图
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(2)由等效电路图,光电二极管的输出的交流电流由两个电容和两个电阻分流,总电容 为
工作特点:灵敏度高;电流增益大,可达102 �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������