南理工光电子器件习题集

1、光电子器件（第2版）习题集汪贵华编南京理工大学2014年3月 什么是光谱响应特性曲线？什么是光谱匹配系数？其有何意义？2什么是器件的最小可探测辐射功率和比探测率？它有何意义？3.一正方形半导体样品，边长1mm,厚度为0.1mm,用能量为3eV,光强为0.96mW/cm2的光照射在该正方形表面，其量子效率为1,设光生空穴全部被陷而不能运动，电子寿命Tn=10-3s，电子迁移率p=100cm2/V.S，光照全部被半导体均匀吸收，求：n（1）样品中电子空穴对的产生率（/cm3.S）及每秒产生电子空穴对数（/s）；（2）定态时样品中的光电子数及浓度（个/整个样品，个/cm3）；（3）样品光电导率及光电

2、导（一1一丄）；QcmQ（4）若样品加30V的电压在正方形侧面，求光生电流；（5）光电导的增益。4填充下列表格：材料光谱响应范围峰值比探测率应用优点缺点SiGeCdSCdSeSb2S3PbSPbSeInSbInAsPbSeTeHgCdTe光敏电阻的暗电阻为600K，在2001X的光照下亮暗电阻之比为1：100，求该电阻的光电导灵敏度。某光电导器件的特征曲线如图1，用该器件控制一继电器，使用30V的直流电源，器件在400lx的照度下有10mA的电流即可使继电器吸合，图1光敏电阻随光照度的变化关系试述光生伏特效应。要求画出能带图并推导有关公式。用波长为0.83Mm,强度为3mW的光照射在硅光电池，

3、设其反射系数为15%，有效量子效率为0.8，并设这些光生载流子能到达电极。（1）求光生电流；（2）当反向饱和电流为10-8A时，求T=300K时的开路电压。（3）太阳能光电池效率低的原因是什么？论述提高太阳能光电池的效率的方法。已知2CR太阳能光电池的参数为uoc=054,sc=50mA,要用若干个这样的光电池合起来对0.5A，6V的蓄电池充电，应组成怎样的电路，需要多少个这样的电池（充电电源电压应比充电电池电压高1V左右）。10为什么结型光电器件只有反偏或零偏置电压时才有明显的光电流？某光电二极管的结电容为5pF，要求带宽为10MHz，求允许的最大负载电阻是多少？说明PIN管的工作原理（包括

4、能带图）。PIN管的频率特性为什么比普通光电二极管好？说明雪崩型光电二极管结构、工作原理和特性。画出光电三极管的能带图，并说明光电三极管的工作原理和特性。简要填写下表：结特征所加电压范围放大倍数电流强弱光照特性频率特性光敏电阻光电池光电二极管SiPIN光电二极管InGaAsPIN光电二极管雪崩光电二极管光电三极管16.用波长为589.3nm光照某光电材料，其发射电流的灵敏度为100“A/lm，该材料的逸出功为1.4eV，求该材料的光谱量子效率，波长阈值，光电子最大初速？（在589.3nm处相对光谱视效率为0.82）。17.试述半导体光电发射的三步物理过程，并比较金属和半导体光电发射的差别。18

5、.简要填表Ag-0-CsCs3Sb(Cs)NaKSbGaAsNEA发射机制光谱响应范围量子效率积分灵敏度峰值灵敏度暗电流逸出深度19说明光电倍增管的结构组成和工作原理。20某光电倍增管有10个倍增级，每个倍增级的二次电子发射系数6=4,阴极灵敏度为RK=200pA/lm,阳极电流不得超过10mA，试估计入射阴极的光通量的上限。如阳极噪声电流为4nA,求该管的噪声等效功率。如该管阴极暗电流为3x10-11A，负载电阻很大，求该管的可探测最小光通量。取1+B=2.5,f=1HZ。影响光电倍增管有效测量光功率的上限和下限的原因有哪些？21画出光电倍增管电阻电容简明连接图,并说明电阻链的电阻值如何选取

6、？最后几级的旁路电容的作用是什么？22说明像管的结构和工作原理。23说明近贴型电子光学系统所加电压和极间距离与像质的影响。24说明等径双圆筒结构使电子成像的原理。某三级级联像增强管，三个光电阴极均为S-25，它对标准光源的积分灵敏度R=400“A/lm，三个荧光屏均为P-20，它的发光效率为50lm/W,各级电压均为12KV，各级电子光学系统通过系数为1,各级放大率为1，不考虑极间耦合损失的情况下：计算它对星光下绿色草木反射光的亮度增益GL。亮度增益的来源是什么？C)说明提高阴极长波响应对增加对比度和GL的意义。试说明背景亮度产生的原因及影响，以及减少的方法。对比恶化系数与入射光有何关系？何为

7、光学传递函数、调制传递函数、对比传递函数、相位传递函数？正弦物函数输入像管，说明其输出像的特征。何为微通道板？微通道板的噪声有哪些？解释微通道板的电流饱和特性。画出二代像增强器的两种结构，说明各自的特点。与二代微光管比较，说明三代微光管的优缺点。说明四代微光像增强器的结构特点，与三代管比较，它有哪些特点？为什么摄像管要进行光电积累？光电积累的时间是多少？说明电视系统光电转换、电光转换的特性。说明PbO靶视像管的结构和工作原理。从MOS结构基本过程和能带出发，解释MOS结构如何成为CCD的。表面势与其他参量的关系怎样？试用三相CCD的结构说明电荷耦合转移的工作原理。说明二相CCD的结构和通道横向

8、限制的方法。39说明BCCD的结构工作原理和特性。40说明电位平衡法输入结构、工作原理和特性。41画出浮置扩散层输出的结构图，并说明其工作原理。以TCD102C为例，说明线阵CCD的工作原理。说明帧/场转移面阵CCD的工作原理。说明行间转移结构CCD的工作原理。简述PN结光电二极管CMOS图像器件的结构和基本原理。以MOS光电门方式的CMOS成像器件为例，说明CMOS固体成像器件的结构与工作原理。试述掩埋型光电二极管方式的CMOS固体成像器件的结构与工作原理。比较CMOS成像器件与CCD成像器件的特性。说明SPRITE探测器的工作原理及完全读出的条件。IRFPA与CCD、SPRITE的比较。致

9、冷型红外探测器的基本原理是什么（四种）？致冷型红外焦平面阵列的结构形式有哪几种？画出PtSi肖特基势垒的能带，及其红外探测器的基本结构。该结构有何特点？试述热探测器与光子探测器的区别。说明热传导方程的物理意义，如何有效地提高温升和温度响应率？微测辐射热计焦平面阵列的探测原理是什么？微测辐射热计红外焦平面阵列的微桥结构有何特点？是如何制作的？解释热释电效应、电滞回线和热释电系数。为什么热释电探测器只能测量调制的或变化的热辐射？设TGS热释电器件的数据为：灵敏度面积A=lmm2，热释电系数为2x10-8Ccm2-K-1,吸收系数a二1,辐射调制频率f=10Hz,热传导系数H=6x10-6W-K-1

10、，热容1.64x10-5JK-1，电路负载电阻R=7MQ,热释电器件的等效电容CD=22PF，求电流响应率R1，和电压响应率R。u热释电成像器件有哪两种基本结构形式？简单画出其结构图。说明图2热释电阵列器件的工作原理。0热释电阵列器件的基本结构图20热释电阵列器件的基本结构图261说明紫外光波长范围划分。太阳的紫外光通过大气时有何特征？62简述中紫外光的衰减特性。63同红外探测系统相比，用中紫外进行导弹发射探测有何优点64说明紫外光电阴极的光电发射特性。65.说明GaN基的PIN结构的探测器的基本结构。66说明MEM结构的紫外探测器的能带图。铟封技术是怎样的？什么是连续X射线？什么是特征X射线谱。说明X射线透视成像的基础。说明X射线成像器件的分类。画出CsI/MCP