光電功能材料與器件復(fù)習(xí)題

1、填空題.當(dāng)輸出信號電壓等于 輸出噪聲電壓均方根 時的探測器的入射輻射功率 稱為最 小可探測輻射功率。.對半導(dǎo)體而言，材料吸收光的原因在于光于處在各種狀態(tài)的電子、晶格原子和雜質(zhì)原子的相互作用。.材料吸收光子能量后，出現(xiàn)一電子空穴對 ，引起電導(dǎo)率變化或電流電壓現(xiàn) 象，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。.光敏電阻器制作在陶瓷基體上，光敏面均做成蛇形，目的是要保證有較大的受光而積 。.當(dāng)P型與N型半導(dǎo)體相接觸，電子和空穴相互擴散在接觸區(qū)附近形成空間 電荷區(qū) 和耗盡層，結(jié)區(qū)兩邊形成內(nèi)建電場。.光電池是直接把光變成電的光電器件，它是利用各種勢壘的光牛伏特效應(yīng)制成的。.光電二極管等結(jié)型光電器件的噪聲主要是電流散粒噪聲和屯阻的

2、熱噪 聲光電三極管相當(dāng)于一個基極一集電極組成的Ma7 1，二極管加上一 ？個普通的晶體放大管.光電陰極是根據(jù)外先電效應(yīng) 制成的光電發(fā)射材料.光電倍增管主要由光電陰極、電子光學(xué)輸入系統(tǒng)、倍增一系統(tǒng) 和陽極組成。.當(dāng)具有足夠能量的電子轟擊物體時，該物體有電子發(fā)射出來，這種現(xiàn)象稱為 一 次電子發(fā)射O.像管中電子光學(xué)系統(tǒng)的任務(wù)有兩個，一是一加速光電壬，二是使光電子成 像在像面上。.除喑背景外，像管受到輻照口寸還要引起一種與入射信號無關(guān)的附加背景亮度，稱為信號感牛背景o.配合第二代近貼結(jié)構(gòu)和 負(fù)電了親和勢 光電陰極，以及先進(jìn)的MCP技術(shù)，出現(xiàn) 了第三代微光像增強器。.把N個亮度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕姆椒ǚQ為

3、掃揄。.視像管的結(jié)構(gòu)由光學(xué)系統(tǒng)、靶、電干槍、聚焦、掃描系統(tǒng)等紐成.從結(jié)構(gòu)上講CCD是由許多 MOS （金屬氧化物半導(dǎo)體） 電容組成18.CCD的電荷轉(zhuǎn)移信道有兩種形式，即表面轉(zhuǎn)移信道和體內(nèi)（或埋溝）轉(zhuǎn)移信道。. H前有四種主要類型的光子探測器，即光電導(dǎo)、光伏、 MIS型和 肖特基勢壘型。.當(dāng)H標(biāo)與背景的溫差使系統(tǒng)輸出的峰值信號電壓與噪聲均方根電壓相等時,測試圖案上n標(biāo)與背景的溫差就是噪聲等效溫差。.因吸收輻射能使物體溫度升高，從而改變物體性能的現(xiàn)象稱為熱效叵.由于電荷載流子的熱激發(fā)，電阻內(nèi)部的H由載流子的數(shù)H及運動狀態(tài) 是 隨機的，由此構(gòu)成的電壓起伏為電阻的熱噪聲。.具有自發(fā)極化性質(zhì)的晶體稱為

4、 熱電晶體（或極化晶體）。.超過居里溫度時，鐵電體發(fā)牛退極化，從極化晶體變?yōu)榉菢O性晶體。.因為熱釋電探測器只能探測變化或調(diào)制的熱輻射，所以需要使用斬波器來調(diào)制入射的輻射。.紫外光是波長在10nm400nm之間的電磁波，介于可見光波與倫琴 （X）射線 之間。.大氣對中紫外輻射產(chǎn)牛影響的主要因索有：03的吸收、02的吸收、瑞利散射;、溶膠散射和吸收。28.有機金屬化學(xué)氣相沉積是一種利用有機金屬化合物的熱分解反應(yīng)進(jìn)比氣相外延牛長薄膜的CVD技術(shù).特征X射線譜的波長只與靶的原了序數(shù) 有關(guān)，與管電壓無關(guān). X射線的劑量用X射線引起空氣電離能力來表示。選擇題1、下列關(guān)于探測率說法錯誤的是（c ）（A）D=

5、l/Pmin （B） D=1/NEP（C） D=D* （AAf） 1/2（D） D越大，器件的探測性能越好2、半導(dǎo)體對光有多種吸收機制，其中最主要的吸收是（ B ）（A）雜質(zhì)吸收（B）本征吸收（C）自由載流子吸收（D）激子吸收3、下列說法錯誤的是（）（A）材料吸收光子能量后，出現(xiàn)電子？空穴對，引起電導(dǎo)率變化或電流電壓現(xiàn) 彖，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。（B）半導(dǎo)體材料受光照口寸，吸收光子引起載流子濃度增大，產(chǎn)牛附加電導(dǎo)率 使電導(dǎo)率增加，稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。（C）光照射物質(zhì)時，入射光子能量足夠大，與物質(zhì)的電子相互作用，使電子 逸出物質(zhì)表面，稱為外光電效應(yīng)。（D）兩種半導(dǎo)體材料或金屬/半導(dǎo)體接觸形成勢壘，當(dāng)外界光

6、照時，激發(fā)光牛 載流子，注入到勢壘附近，形成光牛電壓，稱為光牛伏特效應(yīng)。5、光敏電阻和其他半導(dǎo)體光電器件相比，錯誤的是（ D ）（A）光譜響應(yīng)范圍寬（B）工作電流大（C）靈敏度高（D）光電弛豫時問短6、下列有關(guān)結(jié)型光電探測器與光電導(dǎo)探測器的說法錯謀的是（B ）（A）二者產(chǎn)生光電變換的部位不同 （B）光電導(dǎo)型探測器工作時不需外加電壓（C）結(jié)型探測器有確定的正負(fù)極 （D）結(jié)型探測器響應(yīng)速度快、頻率響應(yīng)好7、PN結(jié)兩端施以反向外加電壓時（A ）（A）漂移運動大于擴散運動 （B）空問電荷區(qū)變窄（C）勢壘高度減小（D）結(jié)電流很大8、P/N型光電二極管的光吸收主要在（B ）（A） P區(qū)（B） /區(qū)（C）

7、N區(qū)（D）整個二極管9、半導(dǎo)體光電發(fā)射過程中，光電了到達(dá)表面但不能逸出表面的條件是( C )(A) hv Eg (B) R- Eg (C)Eq hv Ea- Eq10、對于NEA光電陰極，部分被激電了會落到導(dǎo)帶底，下列說法正確的為( B )(A)有正的EAeff阻止運動(B)表面區(qū)建立的電場對電子有指向表面的作用力被激電了在導(dǎo)帶底的平均存在時間比從高能態(tài)降到導(dǎo)帶底時間短幾個數(shù)量級在壽命時間內(nèi)擴散到表面也不能逸出11、光電倍增管的備級電了倍增二次電了發(fā)射系數(shù)為6,經(jīng)級倍增示放大倍數(shù)為(A )(A)G = 61 (B) G = nS (C) G =卜(D) G = V512、像管的基本結(jié)構(gòu)主要由三

8、部分組成(C)(A)光電陰極、電了光學(xué)系統(tǒng)和陽極(B)光電陰極、電了光學(xué)系統(tǒng)和熒光屏(C)光電陰極、電子光學(xué)系統(tǒng)和靶 (D)光電陰極、MCP和熒光屏13、像管Z所以能夠?qū)崿F(xiàn)亮度增益，其實質(zhì)在于(D )(A)電了光學(xué)透過率高(B)陰極積分靈敏度R大(C)熒光屏的發(fā)光效率T1高(D)加速電壓U的作用14、下列不屬于第二代微光像增強器優(yōu)點的是(D )(A)質(zhì)量小、體積小(B)增益連續(xù)可調(diào)(C)白動防強光(D)噪聲小16、在電視中，一幅圖像或掃描光柵寬高比通常為4:3，什么情況下圖像質(zhì)最最好(B )(A)水平分辨率：垂直分辨率=4:3 (B)水平分辨率等于垂育分辨率(C)水平分辨率：垂直分辨率=3:4

9、 (D)水平分辨率垂肓分辨率17、下列CCD的基礎(chǔ)理論錯誤的是(B )(A)金屬和半導(dǎo)體Z間電壓UGTT表面勢VsT (B)受主雜質(zhì)濃度NATT表面勢T(C)氧化層厚度doxT表面勢Vs J (D) H由電荷密度nT-表面勢Vs J18、如下為CCD電荷轉(zhuǎn)移的示意圖，那么正確的電荷轉(zhuǎn)移的順序是( B ) 口2V10V 2*10V 2V9 9 9 9(D新聳阱2V 2V 10V 2V2V1OV 2V 2VA、a-d-b-e-c2V10V 10V2V9 9 9 9B c-a-d-e-bDA d-c-a-e-b 2V10V2V1OV2V電荷移勃C、b-a-d-e-c19、下列有關(guān)BCC陰口 SCCD

10、勺說法正確的為(C)BCCD44傳遞信息的電了是P層中的少了SCCD?|?勺信息電荷集中在界面處很薄的反型層中BCCD比SCCDfl有高的轉(zhuǎn)移效率SCCD勺轉(zhuǎn)移速度高20、下列關(guān)于CCD工作頻率說法錯誤的是(D )CCD利用極板下半導(dǎo)體表面勢阱的變化來儲存和轉(zhuǎn)移電荷時鐘頻率過低時會使信息電荷量發(fā)生變化而引起失真時鐘頻率過高時會減小輸出信號幅值，降低信噪比CCD可工作于熱平衡態(tài)21、紅外探測器分為致冷型和非致冷型，其中非致冷型( B )(A)為光了型紅外探測器件 (B)為量熱性紅外探測器件通過光致激發(fā)將光了肓接轉(zhuǎn)換成半導(dǎo)體中的自由載流子靈敏度比致冷型高很多(A)光電導(dǎo)(B)光伏(C) MIS型(

11、D)肖特基勢壘型MIS型和肖征化霸22、日前有四種主要類型的光子探測器，光電導(dǎo)、光伏、 特基勢壘型，右圖代表的是(D )23、紅外焦平面陣列(IRFPA和可見光CCD成像器件有幾個主要的弟別，下面不屬于的是(C )可見光CCD的探測器和傳輸器都是用硅材料制作，IRFP/V般用窄禁帶半導(dǎo)體材料做探測器IRFPAII件工作時須進(jìn)行低溫冷卻，可見光 CCD成像器件不需要CCD可見光成像器件電路復(fù)雜，IRFPA則簡單許多IRPFA成像的特點是高背景木底和低對比度，可見光 CCD相反24、熱探測器于光了探測器的區(qū)別為(D )光子探測器不存在長波限熱探測器的響應(yīng)時間比光了探測器短熱探測器與長波段的光了探測

12、器相比需要低溫致冷熱探測器的光譜響應(yīng)范圍很寬25、熱探測器的噪聲主要是(A )(A)溫度噪聲(B)介質(zhì)損耗噪聲(C)熱噪聲(D)放大噪聲26、自發(fā)極化是指在自然條件下，晶體的某些分了正負(fù)電荷中心不重合，具有一定尚有的偶極矩，在垂直極軸的兩個端面上就會出現(xiàn)(B)的面束縛電荷。(A)大小不等，符號相反(B)大小相等，符號和反(C)大小不等，符號相同(D)大小相等，符號相同27、居里溫度是熱電材料的一個重要指標(biāo)(C )低于這個溫度時，鐵電體從極化晶體變?yōu)榉菢O性晶體低于這個溫度時，鐵電體從非極性晶體變?yōu)闃O化晶體高于這個溫度時，鐵電體從極化晶體變?yōu)榉菢O性晶體高于這個溫度時，鐵電體從非極性晶體變?yōu)闃O化晶體

13、28、一般把紫外光分了四個波段，即極遠(yuǎn)紫外、遠(yuǎn)紫外、中紫外和近紫外，其+200nm300nm為(C )(A)極遠(yuǎn)紫外(B)遠(yuǎn)紫外(C)中紫外(D)近紫外29、大氣對中紫外輻射產(chǎn)生影響的主要因索有四種，03的吸收、02的吸收、瑞利散射、溶膠散射和吸收，其中(A)弓起近地面的太陽光譜在波長小于 290nm處中斷。(A) 03的吸收(B) 02的吸收(C)瑞利散射(D)溶膠散射和吸收30、GaN基紫外探測器的結(jié)構(gòu)主要有光電導(dǎo)型和光伏型，其中( D )光電導(dǎo)型分PN結(jié)型、PIN型，光伏型分肖特基型、MSM型、異質(zhì)結(jié)型光伏型分PN結(jié)型、PIN型，光電導(dǎo)型分肖特基型、 MSM型、異質(zhì)結(jié)型光電導(dǎo)型分PN結(jié)型

14、、PIN型、肖特基型、MSM型、異質(zhì)結(jié)型光伏型分PN結(jié)型、PIN型、肖特基型、MSM型、異質(zhì)結(jié)型31、X射線是由高速帶電粒了與物質(zhì)原了的內(nèi)層電了相互作用而發(fā)出的，其(C)(A)波長短，透過能力差(B)光子能量小，透過能力差(C)波長短，透過能力強(D)光了能量小，透過能力強32、下列關(guān)于半導(dǎo)體材料中費米能級位置的正確的說法是(B )P型半導(dǎo)體中，費米能級靠近導(dǎo)帶在熱平衡下，PN結(jié)兩邊的半導(dǎo)體具有同一條費米能級N型半導(dǎo)體中，費米能級靠近價帶在外加電壓下，PN結(jié)兩邊的半導(dǎo)體具有同一條費米能級33、N型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子是 (A):A:電了，B:空穴，C:電了和空穴，D:聲了9.簡答題以PN結(jié)為例說明勢壘效應(yīng)產(chǎn)牛光伏特效應(yīng)的原理外光電效應(yīng)的兩個定律是什么？給出的一個閾值功率代表什么含