三、判断题
四、简答题
简述热电偶测温原理?热电偶回路中的热电势与两热电极材料和两接触点温度有关。当热电极材料选定后,热电势仅
与热电偶冷、热端温度有关。若保持冷端温度一定,则热电势就与热端温度呈单值函数关系。 它的大小反映了被测温度值。
五、计算题
23. 已知镍铬-镍硅(K)热电偶的热端温度t=800℃,冷端温度t0=25℃,求E(t,to)是多少毫伏?
解:由镍铬-镍硅热电偶分度表可查得E(800,0)=33.275mV,E(25,0)=1.024 mV,故可得
E(800,5)=33.275-1.024=32.251mV
第10章 光电传感器
一、单项选择题
在光线作用下,半导体的电导率增加的现象属于() A、外光电效应 B、内光电效应 C、光电发射 D、光生伏特效应 B
光敏电阻的性能好、灵敏度高,是指给定电压下() A、暗电阻大 B、亮电阻大
C、暗电阻与亮电阻差值大 D、暗电阻与亮电阻差值小 C
光敏电阻适于作为() A、光的测量元件 B、光电导开关元件 C、加热元件
D、发光元件 A
光敏二极管工作时,其上() A、加正向电压 B、加反向电压 C、不需加电压
D、加正向、反向电压都可以 B
光敏三极管的结构,可以看成普通三极管的()用光敏二极管代替。 A、集电极 B、发射极 C、集电结 D、发射结 C
1)晒太阳取暖利用了 C ;人造卫星的光电池板利用了 A ;植物的生长利用了 B 。
A.光电效应 B.光化学效应 C.光热效应 D.感光效应
2)蓝光的波长比红光 B ,相同光通量的蓝光能量比红光 C 。 A.长 B.短 C.大 D.小(请按此格式空开一些距离) 3)光敏二极管属于 B ,光电池属于 C 。
A.外光电效应 B.内光电效应 C.光生伏特效应
4)光敏二极管在测光电路中应处于 B 偏置状态,而光电池通常处于 C 偏置状态。
A.正向 B.反向 C.零
5)光纤通讯中,与出射光纤耦合的光电元件应选用 C 。
A.光敏电阻 B.PIN光敏二极管 C.APD光敏二极管 D.光敏三极管 6)温度上升,光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流 A 。 A.上升 B.下降 C.不变
7)普通型硅光电池的峰值波长为 C ,落在 F 区域。 A.0.8m B.8mm C.0.8μm D.0.8nm
D.可见光 E.近红外光 F.紫外光 G.远红外光 8)欲精密测量光的照度,光电池应配接 D 。
A. 电压放大器 B.A/D转换器 C.电荷放大器 D.I/U转换器
9)欲利用光电池为手机充电,需将数片光电池 B 起来,以提高输出电压,再将几组光电池 A 起来,以提高输出电流。
A.并联 B.串联 C.短路 D.开路
10)欲利用光电池在灯光(约200lx)下驱动液晶计算器(1.5V)工作,由图10-17 可知,必须将___C___片光电池串联起来才能正常工作。
A.2片 B.3片 C.5片 D.20片
11)超市收银台用激光扫描器检测商品的条形码是利用了图10-25中 C 的原理;用光电传感器检测复印机走纸故障(两张重叠,变厚)是利用了图10-25中 B 的原理;放电影时,利用光电元件读取影片胶片边缘“声带”的黑白宽度变化来还原声音,是利用了图10-25中 D 的原理;而洗手间红外反射式干手机又是利用了图10-25中 C 的原理。
A.图a B.图b C.图c D.图d
二、判断题
三、简答题
什么叫内光电效应、外光电效应、光生伏特效应?
在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称外光电效应。例如:光电管、光电倍增管。
在光电作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应。例如:光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管和光敏晶闸管。
在光线作用下,物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。例如:光电池。 由光电效应方程式得出的两个基本概念是什么?
(1)入射光频谱不变时,被照射物体单位时间内发出的光电子数与入射光强度成正比。 (2)对某种物体产生光电效应有最低频率单色光的限制称红限。高于物体红限的入射光,不论 多弱,被照射物体也能产生光电发射。低于物体红限的入射光,不论多强,被照射物体也不能 产生光电发射。
半导体内光电效应与光强和光频率的关系是什么?
每种半导体材料产生内光电效应有一个临界光波长的限制,只有小于临界光波长的光才能使该半导体产生内光电效应。
随着照射光强度的增加,内光电效应增强。 试述用光敏电阻检测光的原理。
将光敏电阻作为一个电阻接入含有电源的电路中。当无光照射时,由于光敏电阻值太大使电路 中电流很小;当有适当波长范围内的光线照射时,因它的阻值变小,电路中电流也就增加。根 据电流表测出电流的变化值,即可推知照射光强的大小。
由于光敏电阻的光电特性具有非线性,因此光敏电阻不适宜作测量元件,一般作开关元件。 试述光敏二极管和三极管的结构特点、工作原理及两管间的联系。
光敏二极管的材料和结构与普通半导体二极管类似,它的管芯是一个具有光敏特性的PN结,封装在透明玻璃壳内。PN结装在管顶部,再上面有一个透镜制成的窗口,以便于入射光集中在PN结的敏感面上。 光敏二极管接在有源电路中,但承受反压。当无光照射时,像普通二极管一样,电路中也仅有很小的反向饱和漏电流,称暗电流,此时相当于光敏二极管截止;当有光照射时,PN结附近受光照射产生光生电子空穴对。这使少数载流子浓度大大地提高,因而反向饱和漏电流大大地增加,形成光电流,这时相当于光敏二极管导通。根据光电流的大小即可知光的有无和光强的大小。由于硅光敏二极管的光电特性的线性度较好,多用它作检测元件。
光敏三极管与反向电压下使用的光敏二极管外形结构上很相似,通常也只有两个引出极,但光敏三极管管芯跟普通晶体三极管一样有两个PN结,管芯封装在有窗口的管壳内。光敏三极管可以看成是集电结用光敏二极管替代的普通三极管。
将光敏三极管接入含电源电路中,其中电源极性的接法与普通三极管相同。这时管基极开路,集电结反偏,发射结正偏。当无光照射时,管集电结因反偏,集电极与基极间有反向饱和电流Icbo ,该电流经发射结放大,使集电极与发射极之间有穿透电流,此即光敏三极管的暗电流;
当有光照射光敏三极管集电结附近的基区时,激发产生的电子空穴对增加了少数载流子的浓度,使集电结反向饱和电流大大增加,该电流经发射结放大成为管集电极与发射极间电流,此即为光敏三极管的光电流。根据光电流的大小可知光的有无和光强的大小。
光敏三极管中的集电结是光敏二极管,所以可以看成光敏三极管利用类似普通三极管的放大作用,将光敏二极管的光电流放大了(1+β)倍,故它比光敏二极管具有更高的光电灵敏度。也正因为光敏三极管中对光敏感的部分是二极管,所以它们的特性也基本一样,只是反应程度差(1+β)倍。 简述光敏晶体管有哪些基本特性?
光敏晶体管的基本特性有光谱特性、伏安特性、光电特性、频率特性等。 由光敏电阻和光敏晶体管的光电特性和光谱特性得出什么结论?
由它们的光电特性可知,无光照射时它们的暗电流都很小。有光照射时光电流很大,且随着光强的增加而增加。由它们的光谱特性看出,光电流的大小还与光的波长有关。利用这两个特性可以测量光通量的大小和估计光的光谱。
图为光电传感器电路,GP—IS01是光电断路器。分析电路工作原理:
①、当用物体遮挡光路时晶体三极管VT状态是导通还是截止? ②、二极管是一个什么器件,在电路中起到什么作用? ③、如果二极管反相连接晶体管VT状态如何?
①截止;
②红外发射管,起控制作用;
③截止。
四、计算题
五、填空题
光敏电阻的工作原理:光敏电阻上可以加()电压,也可以加()电压。加上电压后,无光照射光敏电阻时,由于光敏电阻的(),电路中只有()的电流,称()电流;有光照射光敏电阻时,其因(),电路中电流也就(),称()电流。根据()的大小,即可推算出入射光()的大小。 直流、交流、暗电阻很大、很小、暗、亮电阻急剧减少、迅速增大、亮、光电流、强度 光敏二极管的结构与普通()类似,它是在()电压下工作的。 二极管、反向
光敏二极管的工作原理:光敏二极管的材料和结构与()相似,工作时加()电压。无光照射光敏二极管时,电路中仅有很小的()电流,相当于二极管截止;当有光照射光敏二极管时,光子激发出()对,其中()载流子的()运动使电流大大地增加,形成电流,相当于光敏二极管导通。()电流随着()的增加而线性地增加。普通二极管、反向、反向、电子和空穴、电子空穴、定向、光、光照度
光敏三极管的接法也是()反偏、()正偏。无光照射时的()电流相当于普通三极管的()电流。 集电结、发射结、暗、穿透
硅光电池的光电特性中,光照度与其()成线性关系。 短路电流
通常把光电效应分为三类:()、()和()。 内光电效应、外光电效应、光生伏特效应
在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称()效应;入射光强改变物质导电率的现象称()效应;半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动式的效应称()效应。 外光电、光电导、光生伏特
块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内部会产生一圈圈闭合的电流,利用该原理制作的传感器称()传感器;这种传感器只能测量()物体。 电涡流、金属
光纤是由()和()组成,按照的传播模式分类,光纤可以分为()光纤和()光纤。