友哥制作
热释电红外防盗报警器采用多普勒技术，以微波遥测感受移动人体所发出的红外线，并将其转换成电信号输出。该探测报警器广泛应用于防盗报警及感应开关等方面。 电路工作原理
该热释电红外探测防盗报警器电路由热释电传感器IC1、信号放大器IC2(IC2a、IC2b)、比较放大器IC3(1C3b、IC3b)和继电器驱动电路等组成，如图6-23所示。
当有人在热释电传感器IC1的监控区域内移动时，IC1的2脚将输出0.3~10Hz的检测电信号。该信号经电容器C2藕合至IC2的3脚,经IC2两级放大后从7脚输出，再经二极管VD1整流、C8滤波后分成两路:一路经IC3a此较放大后，通过，二极管VD2加至驱动管V1的基极;另一路经IC3b缓冲隔离后，经二极管VD5加至V1的基极。当V1的基极电压大于2V时，V1和V2将导通，使继电器K动作，其受控电路 (报警器或照明灯等，图中未画出)通电工作。
电阻器R1O和电容器的数值大小及IC3的2脚电压高低，决定控制继电器的动作灵敏度。
电位器RP2和电容器C10起延时作用，调节RP2的阻值，可改变延时时间。
调节电位器RP1的阻值，改变IC3第1脚输出电压的高低，使发光二极管VL处于临界发光状态。
第五章
叙述CCD的结构及工作原理
答：CCD是在MOS晶体管的基础上发展而来的，其基本机构是MOS（金属——氧化物——半导体）电容结构，它是在半导体P型硅做衬底的表面上用氧化的办法生成一层SiO2，再在SiO2表面镀一层金属（Al），在衬底和金属电极间加上一个偏执电压，就构成了MOS电容器。所以CCD是由一行行紧密排列在硅衬底上的MOS电容器阵列组成的。 工作原理：光电转换——电荷存储——电荷转移——电荷的读出 为什么说CCD是MOS电容器结构？它是如何存贮电荷的？
答：CCD是在MOS晶体管的基础上发展而来的，其基本机构是MOS（金属——氧化物——半导体）电容结构，它是在半导体P型硅做衬底的表面上用氧化的办法生成一层SiO2，再在SiO2表面镀一层金属（Al），在衬底和金属电极间加上一个偏执电压，就构成了MOS
6
友哥制作
电容器。
当金属电极上施加正电压时,其电场能够透过SiO2绝缘层对这些载流子进行排斥或吸引.于是带正电的空穴被排斥到远离电极处，剩下的带负电的少数载流子在紧靠SiO2层形成负电荷层（耗尽层），电子一旦进入由于电场作用就不能复出，故又称为电子势阱。
当器件受到光照时（光可从各电极的缝隙间经过SiO2层射入，或经衬底的薄P型硅射入），光子的能量被半导体吸收，产生电子-空穴对，这时出现的电子被吸引存贮在势阱中，这些电子是可以传导的。光越强，势阱中收集的电子越多，光弱则反之，这样就把光的强弱变成电荷的数量，实现了光与电的转换，而势阱中收集的电子处于存贮状态，即使停止光照一定时间内也不会损失，这就实现了对光照的记忆。
为什么三相线阵CCD必须在三相交叠脉冲的作用下才能进行定向转移？
将CMOS摄像器件与CCD作比较？各有什么主要特点？
答：ＣＭＯＳ图像传感器具有体积小，功耗低，成本低，能单芯片集成，无损读取，随机存取，抗光晕图像无拖尾，高帧速
ＣＣＤ具有体积大，功耗大，成本高，集成度低，逐行读取，高分辨率
CMOS图像传感器与CCD图像传感器的主要区别是什么？为什么说CMOS图像传感器将会取代CCD？
答：电信号的读取方式，集成度，运行速度，电源和耗电量，成像质量，应用
ＣＭＯＳ图像传感器具有体积小，功耗低，成本低，能单芯片集成，无损读取，随机存取，抗光晕图像无拖尾，高帧速等优点，有着不可抗拒的广阔市场诱惑力和良好的发展前景 CMOS图像传感器有几种输出方式？各有何特点？ 答：Ａ线性输出模式：输出一般与光强成正比 Ｂ．双斜率输出模式：扩大动态范围
Ｃ对数输出模式：动态范围非常大，无需对镜头曝光时间进行控制，无需对镜头的光圈进行调节
Ｄ．?校正模式：输出信号的增长速度逐渐减缓
CMOS图像传感器有些什么主要噪声？作产品的设计时如何将他们消除或减小？ 答：光电二极管噪声：热噪声，散粒噪声，产生复合噪声，１／ｆ噪声
7
友哥制作
MOS管噪声：热噪声，诱生栅极噪声，电流噪声 工作噪声：复位噪声，空间噪声
在设计的过程中，要才用噪声小的光电二极管、MOS管 复位噪声消除办法：相关双采样的方法 什么是LBCAST？叙述其功能？
答：LBCAST是一种最新的光电转换组件，是一种结构近似于CMOS传感器的摄影元件，具有灵敏度高，图像噪音少，生产过程中次品率低的特点。
LBCAST 中提取像素数据的晶体管是JFET，且每个像素中都包含一对电荷积累部分（即感光元件）与检测放大用的JFET晶体管，可实现光电转换、存储和放大。而CMOS图像传感器中的放大器是MOSFET放大器。在照相机快门关闭是一刹所光接收结束，用于转移的MOSFET栅极打开，同时所有存储的电荷被转移到JFET栅极。
此外，JFET栅极就相当于量杯，通过JFET可以读出有多少光荷被转移到这个“杯子”中。JFET栅极电压随着从光电二极管转移来的电荷而升高。此时JFET使得信号电压相应升高，并将其作为列信号线读取的数据输出。在图像信号读出以后，JFET栅极会送电荷给MOSFET使其复位，这样就可以控制JFET栅极的开与关。换句话说，JFET的功能就好比是像素开关，当需要读取信号时将其闭合即可。与CMOS图像传感器相比，JFET的路径简化很多，这样使使得速度极大提高、可靠性增强、次品率降低。 第六章
什么是气体放电光源？具有有哪些？有何特点？
答：利用气体放电原理来发光的光源，称为气体放电光源。如将氢、氦、氙、氘或者金属蒸汽充入灯中，在电场作用下激励出电子和离子。
特点：A、发光功率高，比同瓦数的白炽灯高2-10倍，因而可节省能源 B、结构紧凑，耐震、耐冲击
C、寿命长，大约是白炽灯的2-10倍
D、光色适应性强，可在很大范围内变化。 什么是光学效率？如何提高？ 答：光学效率是外量子效率
?qe与内量子效率
?qi的比。
提高光学效率的方法是减少吸收（选择最佳结深）与晶体表面的内反射损失（选择合适的封装材料）。
什么是发光光谱？它由什么因素决定？
答：发光光谱是指发光的相对强度随波长变化的分布曲线。 发射光谱的形成由材料的种类、性质以及发光中心的结构决定。 什么是LED的寿命？什么叫老化？它们与什么因素有关？有何关系？
答：发光二极管的寿命定义为亮度降低到原有亮度一半时所经历的时间。随着工作时间的加长，亮度下降的现象叫老化。随着电流密度的加大，老化变快，寿命变短。 什么是LED的响应时间？在脉冲电流驱动时，要注意什么？
在快速显示时，标志器件对信息反映速度的物理量叫响应时间。在用脉冲电流驱动发光二极管时，买重的间隔和占空因数必须在期间响应时间所许可的范围内 试述LED的应用？并说明LED作文字及图像显示的原理？
答：应用：数字、文字及图像显示，指示，照明，光源，光电开关，报警遥控，耦合 原理：把LED发光二级管做矩阵排列，通过从横向（行）输入信号，用纵向（列）转换开关来进行显示，根据显示文字或图像各点的坐标，采用扫描驱动方式，利用脉冲来控制开关的启闭，使组成文字的各点顺序发光，虽然发光是闪烁的，但是由于人眼的视觉暂留效应，
8
友哥制作
看起来就是完整的静态文字或动态图形。 7、试述平面光源OLED的结构及原理？
答：它由多层薄膜器件组成，即由箔、膜、刚性或柔性的板作基底，由电极层、活性材料层以及保护阻挡层等组成，要求其中至少一个电极对光透明。 试述激光是如何产生的？产生激光的三个必要条件是什么？ 答：受激辐射占主导地位，粒子束反转分布，共振腔 激光器有几类？He-Ne激光器有何突出优点？
答：固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器、光纤激光器
优点： 单色性好，方向性好，结构简单、紧凑，稳定性好，造价低廉，使用方便 温度对半导体激光器有何影响？为什么半导体激光器多在低温下使用？
阈值电流在低温下随掺杂浓度而增高，在高温下与T成正比。温度增加，受激辐射谱线向更长的波长移动。因为要达到同一增益，低温下所需的
3
Ith小，高温下所需的Ith大，所以半
导体激光器多在低温下使用
什么是光电耦合器件？它有何特点？
答：它是将发光器件和光敏器件密封在一起形成的一个电--光--电器件。特点：1、具有电隔离的功能2、信号传输是单向性的3、具有抗干扰和噪声的能力4、响应速度快5、使用方便，具有一般固体器件的可靠性，体积小，抗震，重量轻，密封防水，性能稳定，耗电省，成本低，工作温度范围在-55~100°C之间 第七章、光电信号检测电路设计
为什么光电信号检测电路要采用低噪声前置放大器？试述低噪声前置放大器的选用方法？ 答：在光电检测系统中，光电检测器件所接收的光信号十分微弱，光电检测器件输出的信号，往往被深埋在噪声之中，要有效地利用这种信号，就必须进行放大。当采用多级放大时，应尽量减小第一级的噪声系数，通常，光电检测器件的输出端都紧密连接一个低噪声前置放大器，以保证放大器输入端和输出端有足够大的信噪比。
选用方法：根据低噪声前放的NF值，计算等效输入噪声 根据
Eni
Eni
和
Vsi来选用前放
NF图的应用
试述低噪声前置放大器元件的选用原则与方法？ 答：○1有源器件的选用：源电阻和频率范围
源电阻小于100欧时，可以采用变压器耦合、几路相同的放大器并联、晶体管
源电阻较大时或者源电阻的工作范围很大时，如热敏电阻，热释电探测器就选用场效应管 处于中间范围的源电阻可以采用双极性晶体管或结型场效应管 ○2无源器件的选择：
电阻：A、通电流的电阻，宜选用过剩噪声小的金属膜电阻或绕线电阻
9
友哥制作
B、与信号源并联的电阻，其阻值应尽量大，以减小噪声，可以采用电感代替 C、考虑电阻的频率范围，绕线电阻与薄膜电阻有较大的电感，易引入外部噪声
电容：一般电容器的选用损耗较小的云母电容和磁介电容器来降低噪声，在大容量电容中，尽量选用漏电流很小的钽（tan）电解电容。 电感：
导线线圈的粗细，控制电流的大小来改变R的热噪声和过剩噪声
电感易受外磁场的影响，受影响最大的是空心电感，开环磁芯电感次之，闭环磁芯电感受到的影响最小 ○3同轴电缆的选取：噪声，频率
为什么要注意屏蔽与接地？如何实现低噪声放大器的屏蔽与接地？
答： 理想情况下，所有彼此连接的连地点和大地之间应具有零阻抗，但实际上由于两接地点间或接地点与大地之间有一定的阻抗，地回路中的电流，会使它们之间形成一定的电位差，从而形成干扰源。改为多点接地。通常在浮地端再用一个1~10k?的电阻或小电容接地，以加强对空间电磁场的屏蔽效果。为更好的消除接地干扰和空间电磁场干扰，还经常采用双屏蔽技术。
试用光电二极管与运算放大器进行电流放大型连接（画出连接电路）？这种连接有何特点？
光电二极管和放大器的两个输入端同极性相连，取出的信号和输入光通量成正比。此外，电流放大器因输入阻抗低而响应速度较高，并且放大器噪声低，所以信噪比提高。
5、试用光电二极管与运算放大器进行电压放大型连接（画出连接电路）？这种连接有何特点？
答：图b是电压放大型IC检测电路，此处光电二极管的正端接在运算放大器的正端。运算放大器的漏电流比光电流小得多，具有很高的输入阻抗。当负载电阻
Rl 取1MΩ以上时，
运行于光电池状态下的光电二极管处于接近开路状态，可以得到与开路电压成比例的输出信号，即
U0?AUoc?AUTln(S?/I0)式中， A?(R2?R1)/R1是该电路的电压放大倍数。
6、试用光电二极管与运算放大器进行阻抗变换型连接（画出连接电路）？这种连接有何特点？
答：反向偏置光电二极管或PIN光电二极管具有恒流源性质，内阻很大，且饱和光电流和输入光通量成正比，在有很高的负载电阻的情况下可以得到较大的信号电压。但如果将这种处于反向偏置状态下的光电二极管直接接到实际的负载电阻上，则会因阻抗的失配而削弱信号的幅度。因此需要有阻抗变换器将高阻抗的电流源变换成低阻抗的电压源，然后再与负载相连。图c中所示的以场效应管为前级的运算放大器就是这样的阻抗变换器。该电路中场效应管具有很高的输入阻抗，因此光电流是通过反馈电阻
Rf形成压降的。
2要求设计一能向设备供电2A，15V的利用光敏面积20×30mm的硅太阳能电蓄电池充电
10