NEW
Font size
WorksheetsChương 6: Cơ bản về Ánh sáng và Cảm biến Quang (Câu 1-30)
Total questions: 78
Worksheet time: 39mins
Mắt người cảm nhận được ánh sáng có bước sóng:
Lớn hơn 30 μm
Từ 0.75 đến 30 μm
Từ 0.4 đến 0.75 μm
Nhỏ hơn 0.4 μm
Cảm biến quang có nhiệm vụ chính là:
Khuếch đại dòng điện
Phát ánh sáng hồng ngoại
Biến đổi ánh sáng thành tín hiệu điện
Đo dòng điện
Đơn vị đo quang thông là:
Lumen (lm)
Watt
Lux
Candela
Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng:
Điện dung thay đổi
Điện trở thay đổi khi có ánh sáng chiếu vào
Từ thông thay đổi
Điện cảm thay đổi
Hiện tượng quang điện phát xạ là hiện tượng:
Điện cảm thay đổi
Quang thông tăng
Electron thoát khỏi bề mặt khi bị chiếu sáng
Điện dung giảm khi có ánh sáng
Khi ánh sáng chiếu vào quang trở, điện trở của nó:
Dao động
Tăng
Không đổi
Giảm
Cảm biến quang dùng phổ biến trong:
Phát xung điện
Đóng, cắt điều khiển
Đo nhiệt độ
Đo điện áp
Cảm biến quang thu – phát độc lập có ưu điểm:
Ít dây nối hơn 3
Gọn nhẹ hơn
Khoảng cách phát hiện xa
Bị ảnh hưởng bởi màu sắc
Quang thông là đại lượng biểu thị:
Cường độ sáng
Năng lượng ánh sáng phát ra mỗi giây
Số photon phát ra
Tốc độ truyền sóng
Ứng dụng cảm biến quang trong công nghiệp là:
Đo tốc độ gió
Đếm sản phẩm
Cảnh báo điện áp thấp
Đo điện dung
Photodiode làm việc ở chế độ quang dẫn được phân cực:
Không phân cực
Ngược
Biến thiên
Thuận
Cảm biến quang thu – phát chung có ưu điểm:
Khoảng cách đo xa
Giảm dây dẫn
Không phụ thuộc ánh sáng
Ít nhiễu
Cảm biến màu dựa vào các màu cơ bản:
Đỏ – cam – tím
Đỏ – xanh lá – xanh dương
Đỏ – tím – xanh
Đỏ – vàng – xanh
Phototransistor được kích hoạt bằng:
Áp nguồn tăng
Dòng điện nền
Ánh sáng chiếu vào mối B–E
Từ trường
Bề mặt phản ứng ánh sáng tốt nhất là:
Mờ khuếch tán
Bóng loáng
Kim loại
Trong suốt
Khi tăng cường độ chiếu sáng, điện trở của quang trở:
Giảm
Tăng
Không đổi
Dao động
Giá trị điện trở tối (R_0) phụ thuộc vào:
Dòng điện cung cấp
Vật liệu, kích thước, nhiệt độ
Cường độ ánh sáng
Điện dung mạch
Phương trình đặc trưng của tế bào quang dẫn là:
I=Ro[E\Eo]-a
P = U I
o θ E I R E
E h W ϖ ϖ
Cảm biến quang khuếch tán có nhược điểm:
Cần nguồn lớn
Bị ảnh hưởng bởi màu sắc vật thể
Không nhạy
Bị nhiễu điện từ
Cảm biến thu – phát chung phù hợp khi:
Khoảng cách xa
Trong môi trường nhiễu cao
Khoảng cách trung bình
Khoảng cách cực ngắn
Photodiode ở chế độ quang thế có đặc điểm:
Không nhạy
Nhiễu lớn
Dải thông nhỏ, ít nhiễu
Dải thông rộng
Trong phototransistor, dòng ngược:
I I I r o β ϖ
Ir=Io+Ip
r o ρ I I I
ρ o I I I
Photodiode silic có vùng nhạy bước sóng:
0.1–0.4 µm
0.4–1.1 µm
1.5–3 µm
3–10 µm
31. Khi tăng nhiệt độ, độ nhạy của CdS:
Dao động
Giảm
Tăng
Không đổi
32. Photodiode phản xạ hoạt động tốt trong:
Hệ thống tự động
Đo điện trở
Đo nhiệt độ
Cảm biến dòng
33. Hiệu suất phát quang được tính bằng:
I P
η=Φ\P
I U
U I
34. Khi ánh sáng giảm, điện trở quang trở:
Không đổi
Dao động
Tăng
Giảm
35. Tốc độ đáp ứng của photodiode phụ thuộc vào:
Điện dung tiếp giáp
Áp nguồn
Vật liệu điện cực
Dòng tải
36. Cảm biến quang phản xạ giới hạn ứng dụng:
Đo điện áp
Phát hiện vật xa
Đo công suất
Phát hiện vật trong phạm vi ngắn
37. Ánh sáng hồng ngoại có bước sóng:
> 30 µm
< 0.4 µm
> 0.75 µm
0.4–0.75 µm
38. Bề mặt sáng bóng ảnh hưởng đến cảm biến quang vì:
Tăng nhiễu
Gây phản xạ gương
Hấp thụ mạnh
Mất pha
39. Nhiễu chủ yếu của cảm biến quang là do:
Dòng tối
Dòng tải
Điện cảm
Điện dung
40. Cảm biến quang có thể phát hiện vật bằng:
Cảm ứng điện từ
Tia sáng phản xạ
Dòng cảm ứng
Nhiệt độ
41. Tại sao khi λ ngắn, tính chất hạt của ánh sáng lại thể hiện rõ nhất?
ν giảm
ν cố định
λ cố định
Wφ tỉ lệ nghịch với λ
42. Tế bào quang dẫn Rcp ∝ Φ−γ . Để đáp ứng tuyến tính Φγ∝const thì γ phải bằng bao nhiêu?
γ = −1
γ = 0.5
γ = 1
γ = 0
43. Sự khác biệt về dải thông và thời gian hồi đáp giữa quang dẫn và quang thế là do yếu tố nào?
Dòng tối Io
Hằng số Planck h
Vật liệu
Điện dung tiếp giáp Cj khi phân cực
46. Lớp bán dẫn loại I trong photodiốt PIN giúp cải thiện hiệu suất như thế nào?
Giảm Io
Giảm độ nhạy nhiệt
Tăng Voc
Tăng khả năng thu điện tích quang sinh và giảm Cj
47. Photodiốt vẫn được ưu tiên dùng ở chế độ tuyến tính hơn phototransistor vì lý do nào?
Độ tuyến tính tốt hơn, do β của Phototransistor phụ thuộc dòng IR
Rẻ hơn
Chỉ hoạt động bão hòa
Không cần nguồn nuôi
48. Với tế bào quang dẫn, độ nhạy giảm khi Φ tăng (γ < 1) được coi là đặc tính nào của cảm biến?
Đặc tính nhiệt
Đặc tính tái hợp
Đặc tính phi tuyến tính
Đặc tính quá độ
49. Hiệu suất lượng tử η < 30% trong quang điện phát xạ là do yếu tố nào?
Tần số ν quá lớn
Rco lớn
e− bị mất năng lượng và phải thắng hàng rào thế để thoát ra
Hằng số h quá nhỏ
51. Tế bào quang điện chân không sử dụng trong vùng bão hòa mang lại ưu thế gì trong đo lường?
Rin nhỏ
Đạt độ tuyến tính logarit
Giảm độ nhạy nhiệt
Dòng Ia chỉ phụ thuộc Φ, không phụ thuộc Vak
52. Tế bào quang điện dạng khí khi Vak > 20 V có dòng anot tăng vọt nhờ cơ chế gì?
Quang điện ngoại
Hiệu ứng nhân quang (Photo Multiplier Effect)
Tái hợp cưỡng bức
Điện tích không gian
54. Sự dịch chuyển cực đại λp về phía bước sóng dài khi T tăng là hệ quả của sự thay đổi thông số nào?
Chiết suất
Công thoát WA
Khoảng cách vùng năng lượng (Eg)
Hằng số h
55. PbS, PbSe, PbTe nhạy IR vì Eg như thế nào?
Eg cố định
Eg lớn
Là bán dẫn tinh khiết
Eg nhỏ
56. Trong chế độ Quang thế, Voc phụ thuộc logarit vào Φ. Đặc trưng này có ưu điểm gì trong đo lường?
Độ nhạy không phụ thuộc T
Tốc độ nhanh
Độ nhạy lớn khi Φ mạnh
Có khả năng đo lường dải cường độ ánh sáng rất rộng
57. Wφ = hν và λ=vc. Mối quan hệ này là cơ sở mô tả tính chất nào của ánh sáng?
Hiện tượng giao thoa
Nguyên lý bất định
Tính chất sóng của ánh sáng
Tính chất hạt của ánh sáng
59. Thời gian hồi đáp của một cảm biến quang chịu ảnh hưởng lớn nhất bởi yếu tố nào?
Độ rọi Φ
Thời gian sống của hạt tải điện và điện dung tiếp giáp (Cj)
Vận tốc ánh sáng c
Điện trở tối Rco
60. Điều kiện bù trừ R1Cp1 = R2C2 nhằm mục đích gì?
Duy trì Io
Khử ảnh hưởng của tụ kí sinh Cp1 đối với đáp ứng tần số cao
Tăng β
Cung cấp nguồn nuôi
61. Tính năng lượng Wφ (theo Jun) của một photon ánh sáng có tần số 5×1014 Hz (cho h=6.6256×10−34J⋅s ).
Wφ = 4.5×10^-19 J
Wφ = 1.325×10^-19 J
Wφ = 3.31×10^-19 J
Wφ = 2.5×10^-19 J
62. Một Photodiode hoạt động ở chế độ quang thế tại 300 K (kT/q ≈ 26 mV). Nếu dòng quang điện Ip = 50 nA và dòng tối Io = 1 nA, hãy tính điện áp hở mạch Voc.
Voc ≈ 52 mV
Voc ≈ 98.3 mV
Voc ≈ 101.5 mV
Voc ≈ 62.4 mV
63. Thông lượng ánh sáng Φ chiếu lên một bề mặt có diện tích dA = 50cm2 là 0.05 W. Tính độ rọi năng lượng E trên bề mặt đó theo W/m2 .
E = 1 W/m^2
E = 100W/m2
E = 10W/m2
E = 0.1 W/m^2
64. Tính vận tốc truyền sóng V của ánh sáng trong môi trường có chiết suất n = 2.5 (cho c ≈ 300,000 km/s).
120,000 km/s
100,000 km/s
150,000 km/s
75,000 km/s
65. Một tế bào quang dẫn có điện trở tối Rc0 = 20 MΩ. Dưới tác dụng ánh sáng, điện trở Rc = 19.8 kΩ. Tính điện trở khi chiếu sáng Rcp.
Rcp ≈ 19.8 kΩ
Rcp ≈ 50 kΩ
Rcp ≈ 20 kΩ
Rcp ≈ 10 kΩ
67. Tính bước sóng λ (μm) của ánh sáng có tần số 7.5×1014 Hz (cho c = 3×108 m/s).
0.5 μm
0.6 μm
0.3 μm
0.4 μm
68. Trong sơ đồ tuyến tính photodiode (Hình 6.1a), nếu Rm = 1 MΩ và dòng ngắn mạch Isc = 50 nA, tính điện áp ra Vo.
50 μA
50 mV
50 μV
50 V
69. Giả sử photodiode được chiếu sáng mạnh, Ip/Io = 100. Tính điện áp hở mạch Voc (mV) ở 300 K (kT/q ≈ 26 mV).
52 mV
120 mV
104 mV
100 mV
70. Một tế bào quang dẫn có Rcp=aΦ−γ với γ=0.5 . Nếu thông lượng ánh sáng Φ tăng 9 lần, Rcp giảm bao nhiêu lần?
4.5
1.5
9
3
72. Một tế bào quang dẫn có Rc0 lớn gấp 1000 lần Rcp. Tính sai số phần trăm khi xấp xỉ Rc ≈ Rcp.
≈ 0.1%
≈ 0.01%
≈ 1%
≈ 10%
73. Công thoát Cesium ~ 2.1 eV. Tính tần số ngưỡng (Hz).
2×1014
8×1013
5×1014
1×1015
74. Một nguồn sáng phát ra thông lượng ánh sáng Φ ≈ 0.5 W. Thông lượng này phân bố đều trên một bề mặt hình vuông có cạnh a=20cm . Hãy tính độ rọi E trên bề mặt đó theo đơn vị W/m2 .
E = 12,5 W/m^2
E = 50 W/m^2
E = 25 W/m^2
E = 1,25 W/m^2
3. Ánh sáng có tính chất:
A. Chỉ là sóng
B. Chỉ là hạt
C. Vừa sóng vừa hạt
D. Chỉ là dao động cơ
5. Đơn vị đo cường độ chiếu sáng là:
A. Lumen (lm)
B. Lux
C. Candela
D. Watt
15. Cảm biến quang phản xạ giới hạn có đặc điểm:
A. Khoảng cách phát hiện ngắn, chính xác cao
B. Khoảng cách xa, nhiễu lớn
C. Ảnh hưởng ít bởi màu
D. Độ nhạy thấp
18. Vật liệu chế tạo quang trở thường là:
A. Si và Ge
B. CdS, CdSe
C. Fe và Ni
D. Cu và Al
24. Phototransistor có dòng thu được xác định bởi:
A. Dòng nền
B. Ánh sáng chiếu vào
C. Dòng cực góp
D. Điện áp cực emitter
28. Photodiode PIN có ưu điểm:
A. Giá thành thấp
B. Đáp ứng nhanh, điện dung nhỏ
C. Dải phổ hẹp
D. Phi tuyến lớn
29. Quang điện trở là phần tử:
A. Tích cực
B. Thụ động
C. Khuếch đại
D. Dao động
44. Vai trò của điện trường E trong vùng nghèo Phôtođiốt trở nên kém hiệu quả khi nào ?
A. T tăng
B. Phân cực thuận
C. Bề rộng vùng nghèo W rất nhỏ
D. Chiếu sáng IR
45. Độ rọi năng lượng (E) và Thông lượng ánh sáng (Φ) có mối quan hệ gì với công suất phát
xạ ?
A. E là công suất, Φ là đạo hàm
B. Φ là công suất, E là mật độ công suất trên diện tích
C. E là công suất trên góc khối
D. Cả hai là năng lượng
50. Chế độ quang thế có ưu điểm ít nhiễu được đảm bảo nhờ điều kiện nào của dòng điện ?
A. ISC tỉ lệ thuận với Φ.
B. Không có dòng tối I0 tham gia vào dòng ngắn mạch (ISC chính là IP)
C. VOC phụ thuộc logarit
D. Tốc độ nhanh
50. Chế độ quang thế có ưu điểm ít nhiễu được đảm bảo nhờ điều kiện nào của dòng điện ?
A. ISC tỉ lệ thuận với Φ
B. Không có dòng tối I0 tham gia vào dòng ngắn mạch (ISC chính là IP)
C. VOC phụ thuộc logarit
D. Tốc độ nhanh
. Công thức Ir = I0 + Ip mô tả dòng ngược của Phôtođiốt ở chế độ Quang dẫn. Ý nghĩa vật
lý của I0 là gì ?
A. Dòng do ánh sáng
B. Dòng ngược trong tối (dòng rò) sinh ra do kích thích nhiệ
C. Dòng quang điện tối
D. Dòng bão hòa tranzito
58. Độ rọi năng lượng (E) và Độ chói năng lượng (L) đều là các đại lượng đo mật độ nào ?
A. Mật độ điện tích
B. Mật độ dòng quang
C. Mật độ bức xạ (năng lượng)
D. Mật độ góc khối
Câu 26. Phân loại theo nguyên lý hoạt động của cảm biến quang hình dưới thuộc loại nào:
A. Thu, phát chung
B. Thu, phát độc lập
C. Khuếch tán
D. Nhiễu xạ
Câu 27. Phân loại theo nguyên lý hoạt động của cảm biến quang hình dưới thuộc loại nào:
A. Thu, phát chung
B. Thu, phát độc lập
C. Khuếch tán
D. Nhiễu xạ
âu 28. Phân loại theo nguyên lý hoạt động của cảm biến quang hình dưới thuộc loại nào:
A. Thu, phát chung
B. Thu, phát độc lập
C. Khuếch tán
D. Nhiễu xạ
âu 29. Trình bày nguyên lý hoạt động của một mạch ứng dụng tế bào quang dẫn như hình:
a. Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào, điện trở của tế bào quang dẫn giảm mạnh dẫn đến dòng điện đủ lớn chạy qua cuộn dây Rơle làm đóng/mở các tiếp điểm.
b. Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào, điện áp của tế bào quang dẫn tăng lên làm đóng/mở các tiếp điểm của Rowle
c. Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào, điện dung của tế bào quang dẫn giảm mạnh dẫn đến dòng điện đủ lớn chạy qua cuộn dây Rơle làm đóng/mở các tiếp điểm.
d. Khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào, điện cảm của tế bào quang dẫn giảm mạnh dẫn đến dòng điện đủ lớn chạy qua cuộn dây Rơle làm đóng/mở các tiếp điểm.
Câu 30. Cho biết phân loại theo nguyên lý hoạt động của 2 cảm biến quang trong hình dưới:
a. Cảm biến 1 loại thu phát chung, cảm biến 2 loại thu phát độc lập.
b. Cảm biến 1 loại khuếch tán, cảm biến 2 loại thu phát độc lập.
c. Cảm biến 1 loại thu phát độc lập, cảm biến 2 loại thu phát chung.
d. Cảm biến 1 loại khuếch tán, cảm biến 2 loại thu phát chung.
