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2025年大学《光电信息材料与器件-光电器件设计与制备》考试参考题库及答案解析

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一、选择题

1.光电器件的设计中，决定器件响应波段的关键因素是（）

A.材料的禁带宽度

B.材料的导电类型

C.器件的结面积

D.器件的外壳材料

答案：A

解析：光电器件的响应波段与材料的光学特性密切相关，其中禁带宽度是决定材料吸收光子能量的关键参数。禁带宽度较大的材料主要吸收短波长的光，而禁带宽度较小的材料则可以吸收较长波长的光。因此，材料的禁带宽度是决定器件响应波段的主要因素。

2.在制作光电器件时，选择合适的衬底材料主要考虑的因素是（）

A.衬底材料的导电性

B.衬底材料的机械强度

C.衬底材料的晶格匹配度

D.衬底材料的成本

答案：C

解析：在制作光电器件时，衬底材料的晶格匹配度是一个非常重要的考虑因素。晶格匹配度的好坏直接影响外延层的质量，进而影响器件的性能。晶格匹配度越好，外延层的缺陷就越少，器件的性能也就越好。

3.光电器件中，PN结的形成主要是由于（）

A.掺杂剂的引入

B.半导体材料的自掺杂

C.外加电场的作用

D.温度的变化

答案：A

解析：PN结是光电器件的基本结构，它的形成主要是由于在半导体材料中掺入不同的杂质，使得一部分区域成为P型半导体，另一部分区域成为N型半导体。P型半导体中空穴为多数载流子，N型半导体中电子为多数载流子，当这两种类型半导体接触时，就会在界面处形成内建电场，从而形成PN结。

4.光电器件中，提高内量子效率的主要途径是（）

A.增大器件的结面积

B.减少器件的串联电阻

C.提高光子吸收效率

D.降低器件的并联电阻

答案：C

解析：内量子效率是指器件实际产生的载流子数与吸收的光子数之比。提高内量子效率的主要途径是提高光子吸收效率，即尽可能让更多的光子被器件吸收并转化为载流子。这可以通过选择合适的材料、优化器件结构、提高衬底材料的纯度等手段实现。

5.光电器件中，暗电流的主要来源是（）

A.光子激发产生的载流子

B.热激发产生的载流子

C.少数载流子的复合

D.外加电场引起的载流子漂移

答案：B

解析：暗电流是指在没有光照的情况下，通过光电器件的电流。暗电流的主要来源是热激发产生的载流子，即在半导体材料中，由于热能的作用，会使得一部分价带电子获得足够的能量跃迁到导带，形成电子-空穴对，从而产生暗电流。

6.光电器件中，提高外量子效率的主要途径是（）

A.减少器件的串联电阻

B.增大器件的结面积

C.提高器件的光子提取效率

D.降低器件的串联电阻和并联电阻

答案：C

解析：外量子效率是指器件实际输出的光功率与吸收的光功率之比。提高外量子效率的主要途径是提高器件的光子提取效率，即尽可能让更多的被吸收的光子能够以光子的形式输出。这可以通过优化器件结构、采用合适的封装材料、提高衬底材料的纯度等手段实现。

7.光电器件中，量子效率的物理意义是（）

A.器件实际产生的载流子数与吸收的光子数之比

B.器件实际输出的光功率与输入的电功率之比

C.器件实际输出的光功率与吸收的光功率之比

D.器件实际产生的载流子数与外加电场之比

答案：C

解析：量子效率是衡量光电器件性能的重要参数，它的物理意义是器件实际输出的光功率与吸收的光功率之比。量子效率越高，说明器件将输入的光功率转化为输出光功率的能力越强，器件的性能也就越好。

8.光电器件中，影响器件响应速度的主要因素是（）

A.器件的结面积

B.器件的材料禁带宽度

C.器件的串联电阻

D.器件的热稳定性

答案：C

解析：器件的响应速度是指器件对光信号的响应快慢，影响器件响应速度的主要因素是器件的串联电阻。串联电阻越小，器件对光信号的响应速度就越快，因为串联电阻越小，器件的充放电时间常数就越小，器件的响应速度也就越快。

9.光电器件中，提高器件可靠性的主要途径是（）

A.提高器件的量子效率

B.提高器件的响应速度

C.提高器件的耐高温性能

D.提高器件的工艺稳定性

答案：D

解析：器件的可靠性是指器件在长期使用过程中保持性能稳定的能力。提高器件可靠性的主要途径是提高器件的工艺稳定性，因为工艺稳定性越好，器件的性能就越稳定，器件的可靠性也就越高。

10.光电器件中，影响器件发光效率的主要因素是（）

A.器件的结面积

B.器件的材料禁带宽度

C.器件的热稳定性

D.器件的量子效率

答案：D

解析：器件的发光效率是指器件将输入的电功率转化为输出光功率的能力，影响器件发光效率的主要因素是器件的量子效率。量子效率越高，说明器件将输入的电功率转化为输出光功率的能力越强，器件的发光效率也就越高。

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