張永林第二版光電子技術(shù)課后習(xí)題答案-文庫吧資料
2025-06-28 17:10本頁面
【正文】 伏的直流偏置電壓，則 FD區(qū)的電荷被RD區(qū)抽走。電荷包的輸出過程如下：VOG為一定值的正電壓，在OG電極下形成耗盡層，使φ3與FD之間建立導(dǎo)電溝道。輸出結(jié)構(gòu)包括輸出柵OG、浮置擴(kuò)散區(qū)FD、復(fù)位柵R、復(fù)位漏RD以及輸出場效應(yīng)管T等。 電荷輸出結(jié)構(gòu)有多種形式，如“電流輸出”結(jié)構(gòu)、“浮置擴(kuò)散輸出”結(jié)構(gòu)及“浮置柵輸出”結(jié)構(gòu)。當(dāng)經(jīng)過一個時鐘周期T后，電荷包將向右轉(zhuǎn)移三個電極位置，即一個柵周期（也稱一位）。此時φ1下的勢阱逐漸變淺，使φ1下的剩余電荷繼續(xù)向φ2下的勢阱中轉(zhuǎn)移。t2時刻，φφ2為高電位，φ3為低電位，則φφ2下的兩個勢阱的空阱深度相同，但因φ1下面存儲有電荷，則φ1勢阱的實際深度比φ2電極下面的勢阱淺，φ1下面的電荷將向φ2下轉(zhuǎn)移，直到兩個勢阱中具有同樣多的電荷。此時φ1電極下的表面勢最大，勢阱最深。三相時鐘脈沖的波形如下圖所示。三相CCD是由每三個柵為一組的間隔緊密的MOS結(jié)構(gòu)組成的陣列。因此，電荷耦合器件必須工作在瞬態(tài)和深度耗盡狀態(tài)，才能存儲電荷。如果沒有外來的信號電荷。隨著電子來到勢阱中，表面勢將降低，耗盡層將減薄，我們把這個過程描述為電子逐漸填充勢阱。如果MOS結(jié)構(gòu)中的半導(dǎo)體是P型硅，當(dāng)在金屬電極（稱為柵）上加一個正的階梯電壓時（襯底接地），SiSiO2界面處的電勢（稱為表面勢或界面勢）發(fā)生相應(yīng)變化，附近的P型硅中多數(shù)載流子——空穴被排斥，形成所謂耗盡層，如果柵電壓VG超過MOS晶體管的開啟電壓，則在SiSiO2界面處形成深度耗盡狀態(tài)，由于電子在那里的勢能較低，我們可以形象化地說：半導(dǎo)體表面形成了電子的勢阱，可以用來存儲電子。CCD的輸出信號有什么特點？答：構(gòu)成CCD的基本單元是MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)電容器。，簡述CCD電荷產(chǎn)生、存儲、轉(zhuǎn)移、輸出的基本原理。惰性：指輸出信號的變化相對于光照度的變化有一定的滯后。也用線對/mm表示。極限分辨率和調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF） 極限分辨率：人眼能分辨的最細(xì)條數(shù)。若各級的電子收集效率為1，問各倍增極的平均倍增系數(shù)為多少？178。 (c)設(shè)計前置放大電路，使輸出的信號電壓為200mV,求放大器的有關(guān)參數(shù)，并畫出原理圖（a）如圖（b）陰極電流：Ik=SkΦ= =41010A 倍增系統(tǒng)的放大倍數(shù):M==ε0(σε)11 =()11 陽極電流：Ip=MIk=936 μA（c），為什么還要限制其陽極輸出電流小于50~100μA范圍內(nèi)？問其陰極面上最大允許的光通量為多少流明？ 因為陽極電流過大會加速光電倍增管的疲勞與老化。 (a)畫出具有11級倍增極，負(fù)高壓1200V供電，均勻分壓的光電倍增管的工作原理，分別寫出各部分名稱及標(biāo)出Ik，Ip和Ib的方向。近貼柵網(wǎng)式：極好的均勻性和脈沖線性，抗磁場影響能力強(qiáng)。 百葉窗式：工作面積大，與大面積光電陰極配合可制成探測弱光的倍增管。 直線聚焦式：極間電子渡越時間的離散性小，時間響應(yīng)很快，線性好：但絕緣支架可能積累電荷而影響電子光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3）光電子通過電子加速和電子光學(xué)系統(tǒng)聚焦入射到第一倍增極D1上，倍增極將發(fā)射出比入射電子數(shù)目更多的二次電子，入射電子經(jīng)N級倍增極倍增后光電子就放大N次方倍。1）光子透過入射窗口入射在光電陰極K上。？簡述光電倍增管的工作原理。當(dāng)入射光是非均勻的或是一個光斑時，其輸出與光的能量中心有關(guān)。要求光照大于200lx時繼電器J吸合。結(jié)電容Cj=8pF，放大器的輸入電容Ci=5pF，輸入電阻r=10k計算變換電路中頻時的輸出電壓U0上限頻率f。2CU的參數(shù)是：光電靈敏度S=，結(jié)電容Cj=3pF，分布電容C0=3pF。，其光電靈敏度S=，拐點電壓U =10V，輸入輻射功率 =（5+3sin t）μW，偏置電壓Ub=40V，信號由放大器接收，求取得最大功率時的負(fù)載電阻Rb和放大器的輸入電阻R 的值，以及輸入給放大器的電流、電壓和功率值。同時，由于I層的電阻率很高，故能承受很高的電壓，I層電場很強(qiáng)，對少數(shù)載流子漂移運動起加速作用，雖然渡越距離增大一些，但少數(shù)載流子的渡越時間相對還是短了。特性：靈敏度高，響應(yīng)速度快；PIN光電二極管因由較厚的i層，因此pn結(jié)的內(nèi)電場就基本上全集中于i層中，使pn結(jié)的結(jié)間距離拉大，結(jié)電容變小，由于工作在反偏，隨著反偏電壓的增大，結(jié)電容變的更小，從而提高了pn光電二極管的頻率響應(yīng)。新的電子空穴對在強(qiáng)電場作用下，分別向相反的方向運動，在運動過程中，又可能與原子碰撞，再一次產(chǎn)生新的電子空穴對。2，探測靈敏度比較高；3，內(nèi)量子效率較高；4，響應(yīng)速度快；5，可靠性高；6，PIN管能低噪聲工作。特點：頻帶寬，線性輸出范圍寬。、雪崩光電二極管的工作原理和各自特點。按襯底材料的不同，硅光電二極管分為2CU和2DU兩種系列。（5分） 2CR和2DR，2CU和2DU在結(jié)構(gòu)上有何主要區(qū)別？2DU光電二極管增設(shè)環(huán)極的目的是什么？畫出正確接法的線路圖，使用時環(huán)極不接是否可用？為什么？ 硅光電池按基底材料不同分為2CR和2DR 。如果用導(dǎo)線或電阻把N區(qū)和P區(qū)連接起來，回路中就會有光電流I流過，電流方向是
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