1、设受光表面的光照度为100lx，能量反射系数0.6，求该表面的光出射度和光亮度（假定该表面为朗伯辐射体）。（Lv?位表面反射的光通量为
dIv）解：设受光表面光谱反射率相同，则每单
dScos??反???入?0.6?100?60Lm/m这也就是该表面的光出射度M。
2
v
对朗伯辐射体，其光亮度Lv与方向无关，沿任意方向（与法线方向成?角）的发光强度I?与法线方向发光强度I0之间的关系为I??I0cos? 每单位面积辐射出的光通量除以?即为其光亮度：
dIvdIv0Lv??dScos?dSS?1?v60???19.1 Cd/m2sr ?3.14d?v，所以在立体角d?内的d??/22?0附：朗伯体法向发光强度I0与光通量?v的关系 由定义，发光强度I?光通量：d?v?Id??I0cos?sin?d?d?在半球面内的光通量 ?v??I0cos?sin?d??d???I0
02、计算电子占据比EF高2KT、10KT的能级的几率和空穴占据比EF低2KT、10KT能级的几率。
解：能量为E的能级被电子占据的概率为
fn(E)?1E?EF1?exp()kT
E比Ef高2kT时，电子占据比：fe?11?exp(2kT)kT1??0.1192 21?e1?5f??4.54?10E比Ef高10kT时，电子占据比：e
1?e10f?E比Ef低2kT时，空穴占据比：p11??0.1192 2Ef?E1?e1?exp()kTE比Ef低10kT时，空穴占据比：
1?5fp??4.54?10
1?e10
3、设N－Si中ni?1.5?1010cm?3，掺杂浓度ND?1016cm?3，少子寿命??10?s。如果由于外界作用，少子浓度P＝0（加大反向偏压时的PN结附近就是这种情况），问这时电
?P子一空穴的产生率是多少？（复合率R?，当复合率为负值时即为产生率）
?解：在本征硅中，inpi?n?2.25?102i20，在N型硅中，少子浓度：
ni22.25?10204P???2.25?10
Nd1?1016?P2.25?1049?R????2.25?10产生率为： R`=
?10?10?6每秒钟每立方厘米体积内可产生2.25×109个。
4、一块半导体样品，时间常数为??0.1?s，在弱光照下停止光照0.2?s后，光电子浓度衰减为原来的多少倍？
t解：
ne(t)?n(0)e??
ne(t)?e?2?0.1354 ne(0)KT?0.026V）。 q5、一块半导体样品，本征浓度ni?1.5?1010cm?3，N区掺杂浓度ND?1017cm?3，P区掺杂浓度NA?7?1014cm?3，求PN结的接触电势差UD（室温下，解：在P-N结处，接触电势差
kTNaNd1.38?10?23?3007?1014?1017V0?ln2??ln?19eni1.602?101.52?1020?2.5875?10?26.46?0.685(伏)
?2
6、设某种光电倍增管一共有10个倍增极，每个倍增极的二次电子发射系数均为
??4，阴极灵敏度Sk?20?A/lm，阳极电流不得超过100?A，试估算入射于阴极的光通量的上限。
解：阳极电流IA满足：IA??vSk?n，所以入射光通量
?v?IASk?n?100?6 lm ?4.77?101020?47、上题中，若阳极噪声电流4nA，求其噪声等效光通量?（?f?1HZ） 解：题中未给出入射光的波长值，我们取波长为555 nm，则V(?)?1
in4′10-3-10==1.9?10 NEP= Lm
Sksnkm20′410
8、某光敏电阻的暗电阻为600k?，在200lx光照下亮暗电阻比为1：100，求该电阻的光电导灵敏度。
解：该光敏电阻的亮电阻为R2?0.01R1?6?103?，光电导G?1/R，所以光电导灵敏度
1111??35RR6?106?1021SE???8.33?10?7S/Lx
E2?E1200?0
9、某热探测器的热导为5?10?6W/K，热容量为3?10?5J/K，吸收系数0.8，若照射到光敏元上的调制辐射量为??5?(1?0.6cos?t)，求其温升随时间的变化关系，并给出上限调制频率。
Gt5?10?6解：上限调制频率?????0.17?2?f，所以： ?5?tCt3?101f???0.027HZ。 2?温升随时间的变化关系 ?T???0Gt???mej(?t??) 221/2Gt(1???t)0.8?5?10?50.8?3?10?5?ej(?t??) ??615?105?10?6?(1?36?2)2 ?8?2.4?(1?36?2)?12ej(?t??)