《光电子技术A解答.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光电子技术A解答.docx（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、光电子技术A解答徐州工程学院试卷 2011 2012学年第 二 学期 课程 名称 光电子技术 试卷类型 A考试形式 闭卷 考试时间 100分钟命题人滕道祥2011年6月12日使用班级 09应用物理学（1）教研室主任 年 月日 教学院长 年 月 日题号一二三四五六七八总分总分24 10 20 8 8 10 8 12 100得分姓名班级 学号一、填空题（共 12小题，每题2分，共计24分）将 正确的答案填写在题中规定的位置上。1、能够完全吸收从任何角度入射的任何波长的辐射， 并且在每一个方向都能最大可能地发射任意波长辐射能的 物体称为黑体。显然，黑体的吸收系数为1 ,发射系数为1。2、如图所示为光
2、伏发电切换式并网系统的结构图，请 填写下面方框中的内容。太阳电池逆变器交流负载蓄电池电网切换器3、 CCD是一种金属氧化物半导体结构的电荷耦合器件， 它的结 构和工作方式是一种秘排的MOS ,能存储入射的光信息电荷，并以电荷包传输，实现自扫描。4、LED是由多层很薄掺杂半导体材料制成的固体光源， 它的发光原理是LED 一层带过量的电子，另一层带过量的空 穴，当有电流通过时，电子和空穴中和 放生能量而发光。5、由于人眼只对光子能量等于或大于1.8eV,入 97（0.620,78）以m的光线感光，因此可见光发光二极管所选 择的半导体，其禁带宽度必须大于 此极限值。6、若可以将人体作为黑体，正常人体
3、温的为36.5C,那么正常人体所发生的辐射由射度为520.3 W/m2 ,正常人体的峰值辐射波长为 9.36以m7、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。内光电效应是被光激发所产生的载流子（自由电子或空穴） 仍在物质内部运动，使物质的电导率发生变化或产生 光生伏特的现象。8、光生伏特效应是光照使不均匀半导体或 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。9、硅光电二极管，总是在正向 偏压下工作。无光照时Id y I sOf光照时Ip与I so同 向。10、完成下列光通信原理示意图中的空白内容。11、凡吸收入射辐射后引起 温升而使电阻改变 ，导致 负载电阻
4、两端电压的变化，并给由 电信号 的器件叫做热敏 电阻。12、光电倍增管（Photo-multiple tube简称为 PMT）是 一种真空光电发射器件，如图所示为光电倍增管原理示意 图。它主要由 光入射窗、倍增极 电子光学系统、光电阴极和阳极等部分组成。二、选择题（共 10小题，每题2分，共计10分）每 小题中只有一个正确答案，将正确的答案填写在题后括号内。1、下列关于光电池温度特性说法中错误的是（ D ）当 温度升高时 A、光谱响应向长波方向移动。B、开路电压下降。C、短路电流升高。D、短路电流下降。2、下列各图中关于光伏探测器的电路工作模式是光伏 模式（R内RL相当恒压源）的是（A ）。A
5、 BC D3、黑体辐射定律中的基尔霍夫定律的意义是 任何不透明材料的发射率在数值上（A ）。A、等于同温度的吸收率；B、等于同频带的吸收率；C、等于同颇长的吸收率。4、一般光电池的光谱响应特性表示在入射光能量保持 一定的条件下，光电池所产生的短路电流与入射光波长之间 的关系，一般用相对响应表示。下列关于光电池光谱特性说法中错误的是（D ） A、长波阈取决于材料的禁带宽度。B、短波阈受材料表面反射损失的限制。C、峰值波长不仅与材料有关，还随制造工艺、环境温 度而移动。人眼视见函数有相似的光谱响应。D、以上说法全是错误的。5、一般人所指的白光是指白天所看到的太阳光，理论 上分析后发现其蕴含自 40
6、0-700nm范围的连续光谱。根据LED的发光原理，为了让它发白光，工艺上必须混 合两种以上互补光而成，下列关于常用来形成白光 LED的组 合方式错误的有（D ）。A、基于蓝光LED,通过荧光粉激发一个黄光，组合成 为白光。B、通过红、绿、蓝三种 LED组合成为白光。C、基于紫外光LED,通过三基色粉，组合成为白光。D、基于蓝光LED,通过荧光粉激发一个红光，组合成 为白光。三、问答题 （共4小题，共计 20分）1、以方框图 说明太阳能电池生产工艺流程。（方框图水平列写，各工序的填料和排放物可以不写）6分2、多晶硅片（原料） 拆封装炉 单晶控制 拆炉取由单 晶单晶切割、剖方切片腐蚀、清洗甩干包
7、装S1废包装 材料瀛气冷却水密封，1400 C S2边角料 G1瀛气 G2HC1、HF、H2 W1 含 HCl、HF 废水 W2 含 NaOH 废水 L1 含NaOH废液 纯水、氮气G3氮气 W3清排水 包装材料 2、 请你设计由一个简单的由光敏电阻作光电敏感器件的照明 灯光自动控制电路。（6分）3、简述什么叫光磁电效应。（3分） 在半导体上外加磁场，磁场的方向与光照方向 垂直，当半导体受光照产生丹培效应时，由于电子和空穴在 磁场中的运动会受到洛伦兹力的作用，使它们的运动轨迹发 生偏转，空穴向半导体的上方偏转，电子偏向下方。结果在垂直于光照方向与磁场方向的半导体上、下表面产生伏特电压，成为光磁
8、电场。这种现象被称为半导体的光磁电效应。4、画由硅电池的结构图，并简述它的伏安特性。（5分）四、计算题.（8分）在如图所示的恒流偏置电路中，已 知电源电压为12V, Rb为820Q, Re为3.3k Q,三极管的放 大倍率不小于80,稳压二极管的输由电压为4 V,光照度为401x时输由电压为 6V, 80 lx时为8VO（设光敏电阻在 30到1001x之间的g值不变）试求（1） 输由电压为7伏的照度为多少勒克司（2）该电路的电压灵敏度（V/ lx ）。解根据已知条件，流过稳压管DW的电流满足稳压二极管的工作条件（.1分）（1）根据题目给的条件，可得到不同光照下光敏电阻的阻值 将Re1与Re2值
9、代入丫值计 算公式，得到光照度在4080lx之间的丫值 输由为7V时光敏 电阻的阻值应为 此时的光照度可由丫值计算公式获得E354.45 （lx）（.5分）（2）电路的电压灵敏度SV （.2分）五、（8分）假设两块光栅的节距为0.2mm,两光栅的栅线夹角为1°,求所形成的莫尔条纹的间隔。若光电器件测由莫尔条纹走过10个，求两光栅相互移动的距离解（5分）（3分）六、（10分）设计有两个30W大功率白光LED灯串联的 驱动电路。30W的LED灯的有关参数为工作电流为 2400mA,正向 压降为 10.611.4V, VDROP 取 3V。（提示计算镇流电阻 R及其功率、驱动电路的输入电压
10、、 驱动电路的效率。） 解 恒流设定电阻 R 的计算 R1.25v/IO1.25v/2.4A0.52聃 0.51 酶准植。（2 分） R 的功耗 PD 的计算PDIO2R2.4A20.51 Q 2.93W取 5W。（3分） 输入电压VIN 的计算 VINVDROP1.25V汇 VF 计算时当取 VF 10.6v , EVF210.621.2v, VDROP 为 3v,则 VIN25.45v。由设计要求，计算时 VF若按正向压降最大值计算，则 汇 VF211.422.8v;设 VDROP 为 3v,则 VIN27.05v（ 3 分）转换效率的计算n汇VF/VIN22.8/27.0582.9%由于
11、工作电流为2.4A ,所以选用LM350。（2分）七、（8分）用2CU2D光电二极管探测激光器输生的调制 信号je,入20 5sin （印比）的辐射通量时， 若已知电源电压为 15V, 2CU2D的光电流灵敏度 Si0.5以A/结电容 Cj3 pF, 引线分布电容 Ci7 pF,试求负载电阻 RL2啦 时该电路的偏 置电阻RB为多少并计算输由最大电压信号情况下的最高截 止频率为多少 解首先求生入射辐通量的峰值 （2分）再 求由2CU2D的最大输由光电流（2分）设输由信号电压最大时的偏置电阻为，则可得。（2分）输由电压最大时的最高截止频率为（2分）八、（12分）设计一住宅太阳能光伏系统，房顶有效面积36m2;房顶正南向，倾斜300;家庭年总消费量为 3000KWh ; 太阳能组件 100W、35V、985mm885mm；设置场所的年平 均日射量为4kWh/m2 ;功率调节器输入电压 DC220V。计算（1）满足年消费量的太阳能容量 （系数R1.1、K0.77）;（2）太阳能电池组件的必要枚数（一组太阳能组件约占面积 6m2）。解（1）（ 8分）（2）太阳能电池组件的必要枚数为 2.935*1000/10029.3 取 30 枚。（4分）