11LED的电学、光学指标及特性
LED主要参数与特性
LED主要参数与特性LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。
它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
1、LED电学特性1.1 I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。
LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
如左图：(1) 正向死区：（图oa或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜Va，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs为1V，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2.5V。
（2）正向工作区：电流IF与外加电压呈指数关系IF = IS (e qVF/KT –1) -------------------------IS 为反向饱和电流。
V＞0时，V＞VF的正向工作区IF 随VF指数上升IF = IS e qVF/KT（3）反向死区：V＜0时pn结加反偏压V= - VR 时，反向漏电流IR（V= -5V）时，GaP为0V，GaN为10uA。
（4）反向击穿区V＜- VR ，VR 称为反向击穿电压；VR 电压对应IR为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V＜- VR时，则出现IR突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同，各种LED的反向击穿电压VR也不同。
1.2 C-V特性鉴于LED的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf 左右。
C-V特性呈二次函数关系（如图2）。
由1MHZ交流信号用C-V特性测试仪测得。
1.3 最大允许功耗PF m当流过LED的电流为IF、管压降为UF则功率消耗为P=UF×IFLED工作时，外加偏压、偏流一定促使载流子复合发出光，还有一部分变为热，使结温升高。
LED主要参数与特性
LED主要参数与特性深圳led面板灯赛德利照明认为led是利用化合物材料制成pn结的光电器件。
它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
本文将为你详细介绍。
1、LED电学特性1.1 I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。
LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
I-V特性曲线图1 LED I-V特性曲线如图1：（1）正向死区：（图oa 或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜Va，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs 为1V，红色GaAsP 为1.2V，GaP 为1.8V，GaN 为2.5V。
（2）正向工作区：电流IF 与外加电压呈指数关系：IF = IS (e qVF/KT –1)IS为反向饱和电流。
V＞0 时，V＞VF 的正向工作区IF 随VF 指数上升：IF = IS e qVF/KT（3）反向死区：V＜0 时pn 结加反偏压V= - VR 时，反向漏电流IR（V= -5V）时，GaP 为0V，GaN 为10uA。
（4）反向击穿区V＜- VR ，VR 称为反向击穿电压；VR 电压对应IR 为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V＜- VR 时，则出现IR 突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同，各种LED 的反向击穿电压VR 也不同。
1.2 C-V特性鉴于LED 的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn 结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf左右。
C-V 特性呈二次函数关系（如图2）。
LED的光学特性及热学特性
主波长
有的Ｌ Ｄ Ｅ 发光不单是单一色 ，即不仅有一个峰值 波长 ；甚至有 多个 峰值 ，并非单色光 。为此描述Ｌ Ｄ Ｅ
Ｇ ｔｎ ｅ ｏｔ ｆ ｔｅ 追 根溯 源 ｅｔ ｇｔ ｏ ｔｒ ｉ ｈ Ｒ Ｏ Ｍａ
＞＞ ＞
发光峰值波长及其光谱 分布
Ｌ 发 光强 度或 光功率 输 出随 着波长 变化 而不 ＥＤ
ＬＤ Ｅ 单色性的参数 。Ｌ Ｄ半宽小于４ ｍ。 Ｅ ０ｎ
同，绘成一条分 布曲线—— 光谱分布 曲线 。当此 曲线 确定之后 。器件 的有 关主波长 、纯度等相 关色度学参
发光 效率和视觉灵敏 度
成光能 的效率 ）与外部 效率 （ 辐射到外部 的效率 ）。
前者只是 用来分析 和评 价芯片优 劣的特性 。Ｌ Ｄ光电 Ｅ
分 ，总的发光效率应 为 Ｔ＝ ｉ１ ，式 中 １ Ｔｅ ＴＣ １
结 为在势垒 区少 亍 ① ＬＤ Ｅ 效率 有内部效率 （ ｎ ｐ 结附近 由电能转 化 Ｐ、ｎ 区少子注入效率 ， ｃ 复合效率 ， ”ｅ 为外部 出光 【 光取出效率 ） 效昌 由于Ｌ Ｄ材料折射率很 高 Ｔｉ ．。当 Ｅ １ ３６
性 ，发 光 光 强 指 向 特 性 、时 间 特 性 以及 热 学 特 性 。
天键 谢 ：Ｌ ＥＤ光学 Ｌ Ｄ热学 特 性 Ｅ
Ｉ
Ｅ 是利用化合物材料制成Ｐ 结的光电器件。 Ｄ ｎ
发光法向光 强及其角分布１ ０
发光强度 （ 向光强 ） 法 是表征发光
Ｉ 它 备 ｎ 结 器 电 特 Ｉ 特性 具 ｐ结 型 件的 学 性：— Ｖ 、
LED的性能指标和测试
一、LED的电学指标1、LED的正向电流IF1）正向电流与电压间的关系：当正向电压小于3V时，LED正向电流很小，此时LED不发光，但正向电压等于和大于3V时，正向电流迅速增加，LED发光。
额定工作电流的大小与LED 的额定功率大小有关；2）正向电流与温度间的关系：温度小于30度时，正向电流几乎不随温度变化，一旦温度超过30度，则正向电流随温度的升高而降低，发光强度和发光效率都将随温度的升高而降低，于是对于大功率LED的散热问题尤为重要；3）正向电流与发光强度的关系：发光强度随正向电流的增大而增加，另外发光强度与结晶材料及用以控制n、p层的杂质有关。
2、LED正向电压VF正向工作电压：规格书等参数表所标示的工作电压是在给定的正向电流下得到的，一般在IF=20mA时测得。
3、LED电压与相关电性参数的关系1）VF-IF曲线（伏安特性曲线）：在正向电压小于某一值时，电流极小，LED不发光。
当电压超过某一值后，正向电流随着电压迅速增加而发光。
2）正向电压与温度间的关系：在外界温度升高时，内阻变小，VF将会下降；3）热阻的概念：a.热阻Rth的定义：在热平衡条件下，导热介质在两个规定点处的温度差，及热源、周围环境之间的温差（T1-T2）与产生这两点温度差的耗散功率（P）之比，单位是oC/W或K/W；b.LED的热阻；c.LED的热阻模型d.LED器件热阻的测量；4、反向电压和电流的单位和大小1）反向电压VR单位为V，正常VR设定值：5V（也有的管大于100V）。
在反向施加高电压会导致组件受损，因此操作时须留意反向电压的极限值；2）反向电流IR单位为uA，正常IR读值范围：在VR=5V条件下，反向电流小于5uA，要求严格的高档产品其反向电流值规定小于1uA。
5、电学参数测量二、LED光学特性参数1、发光角度：指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角，成为半值角，半值角的2倍称为视角（或称为半功率角）。
LED灯主要性能参数
1LED主要参数与特性LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。
它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
1、LED电学特性1.1I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。
LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
如左图：(1)正向死区：(图oa或oa'段)a点对于V0为开启电压，当VvVa,外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs为1V,红色GaAsP为1.2V,GaP为1.8V,GaN为2.5V。
(2)正向工作区：电流IF与外加电压呈指数关系IF=IS(eqVF/KT-1)IS为反向饱和电流。
V>0时，V>VF的正向工作区IF随VF指数上升IF=ISeqVF/KT(3)反向死区：Vv0时pn结加反偏压V=-VR时，反向漏电流IR(V=-5V)时，GaP为0V,GaN为10uA。
(4)反向击穿区Vv-VR,VR称为反向击穿电压；VR电压对应IR为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使Vv-VR时，则出现IR突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同，各种LED的反向击穿电压VR也不同。
1.2 C-V特性鉴于LED的芯片有9X9mil(250x250um),10X10mil,11x11mil(280x280um),12x12mil(300x300um),故pn结面积大小不一，使其结电容(零偏压)C=n+pf左右。
C-V特性呈二次函数关系(如图2)。
由1MHZ交流信号用C-V特性测试仪测得。
1.3 最大允许功耗PFm当流过LED的电流为IF、管压降为UF则功率消耗为P=UFXIFLED工作时，外加偏压、偏流一定促使载流子复合发出光，还有一部分变为热，使结温升高。
若结温为Tj、外部环境温度为Ta,则当Tj>Ta时，内部热量借助管座向外传热，散逸热量(功率)，可表示为P=KT(Tj-Ta)。
LED主要参数及特性(精)
LED主要参数与特性LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。
它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
1、LED电学特性1.1 I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。
LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
如图：(1) 正向死区：（图oa或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜Va，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs为1V，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2.5V。
（2）正向工作区：电流IF与外加电压呈指数关系IF = IS (e qVF/KT –1) -------------------------IS 为反向饱和电流。
V＞0时，V＞VF的正向工作区IF 随VF指数上升 IF = IS e qVF/KT （3）反向死区：V＜0时pn结加反偏压V= - VR 时，反向漏电流IR（V= -5V）时，GaP为0V，GaN为10uA。
（4）反向击穿区 V＜- VR ，VR 称为反向击穿电压；VR 电压对应IR为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V＜- VR时，则出现IR突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同，各种LED的反向击穿电压VR也不同。
1.2 C-V特性鉴于LED的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf 左右。
C-V特性呈二次函数关系（如图2）。
由1MHZ交流信号用C-V特性测试仪测得。
1.3 最大允许功耗PF m当流过LED的电流为IF、管压降为UF则功率消耗为P=UF×IFLED工作时，外加偏压、偏流一定促使载流子复合发出光，还有一部分变为热，使结温升高。
led 光学参数标准
LED的光学参数标准主要涉及到光通量、发光效率、发光强度、照度等，具体如下：
光通量：单位时间内，波长在380-780nm之间的可见光范围内的光源辐射出来的总能量，单位为流明（lm）。
发光效率：光源发出的光通量除以输入它的总功率的值，单位为流明/瓦（lm/W）。
这是衡量光源节能性能的重要指标之一。
发光强度：点光源在给定方向单位球面角度内发射的光通量，单位为坎德拉（cd）。
照度：单位面积上的光通量，单位为勒克斯（Lx），即流明／平方米。
照度是衡量物体表面被光源照亮的程度。
LED主要参数与特性
LED主要参数与特性深圳led面板灯赛德利照明认为led是利用化合物材料制成pn结的光电器件。
它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
本文将为你详细介绍。
1、LED电学特性1.1 I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。
LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
I-V特性曲线图1 LED I-V特性曲线如图1：（1）正向死区：（图oa 或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜V a，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs 为1V，红色GaAsP 为1.2V，GaP 为1.8V，GaN 为2.5V。
（2）正向工作区：电流IF 与外加电压呈指数关系：IF = IS (e qVF/KT –1)IS为反向饱和电流。
V＞0 时，V＞VF 的正向工作区IF 随VF 指数上升：IF = IS e qVF/KT（3）反向死区：V＜0 时pn 结加反偏压V= - VR 时，反向漏电流IR（V= -5V）时，GaP 为0V，GaN 为10uA。
（4）反向击穿区V＜- VR ，VR 称为反向击穿电压；VR 电压对应IR 为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V＜- VR 时，则出现IR 突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同，各种LED 的反向击穿电压VR 也不同。
1.2 C-V特性鉴于LED 的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn 结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf左右。
C-V 特性呈二次函数关系（如图2）。
LED的特性参数
LED参数与特性LED（发光二极管）是利用化合物材料制成pn结的光电器件。
它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
1、LED电学特性1.1 I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。
LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
如图：(1) 正向死区：（图oa或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜Va，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs为1V，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2.5V。
（2）正向工作区：电流IF与外加电压呈指数关系IF = IS (e qVF/KT –1) -------------------------IS 为反向饱和电流。
V＞0时，V＞VF的正向工作区IF 随VF指数上升IF = IS e qVF/KT（3）反向死区：V＜0时pn结加反偏压V= - VR 时，反向漏电流IR（V= -5V）时，GaP为0V，GaN为10uA。
（4）反向击穿区V＜- VR ，VR 称为反向击穿电压；VR 电压对应IR为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V＜- VR时，则出现IR突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同，各种LED的反向击穿电压VR也不同。
1.2 C-V特性鉴于LED的芯片有9³9mil (250³250um)，10³10mil，11³11mil (280³280um)，12³12mil(300³300um)，故pn结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf左右。
C-V特性呈二次函数关系（如图2）。
由1MHZ交流信号用C-V特性测试仪测得。
1.3 最大允许功耗PF m当流过LED的电流为IF、管压降为UF则功率消耗为P=UF³IFLED工作时，外加偏压、偏流一定促使载流子复合发出光，还有一部分变为热，使结温升高。
LED简要介绍
LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。
它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
本文将为你详细介绍。
1、LED电学特性1.1 I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。
LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
如上图：（1）正向死区：（图oa 或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜Va，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs 为1V，红色GaAsP 为1.2V，GaP 为1.8V，GaN 为2.5V。
（2）正向工作区：电流IF 与外加电压呈指数关系IF = IS (e qVF/KT –1) -------------------------IS为反向饱和电流。
V＞0 时，V＞VF 的正向工作区IF 随VF 指数上升，IF = IS e qVF/KT（3）反向死区：V＜0 时pn 结加反偏压V= - VR 时，反向漏电流IR（V= -5V）时，GaP 为0V，GaN 为10uA。
（4）反向击穿区 V＜- VR ，VR 称为反向击穿电压；VR 电压对应IR 为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V＜- VR 时，则出现IR 突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同，各种LED 的反向击穿电压VR 也不同。
1.2 C-V特性鉴于LED 的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil(300×300um)，故pn 结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf左右。
C-V 特性呈二次函数关系（如图2）。
由1MHZ 交流信号用C-V 特性测试仪测得。
led特性参数
为了使LED产品质量有保障，测试它的性能对于led产品非常重要。基于LED各个应用领域的实际需求，测试led产品的性能需要包含多 方面的因素，包括：颜色特性、热学特性、电特性、开关特性、可靠性、光特性等，下面为大家讲解这六大特性。 一、颜色特性 1.分光光度法：通过单色仪分光测得led光谱功率的分布，然后利用色度加权函数积分获得对应的色度参数。 2.积分法：利用特定滤色片配合光电探测器直接测得色度参数。 二、热学特性 它所表示的是热阻和结温。热阻是指沿着热流通道上的温度差与通道上耗散的功率之比，结温是指led的PN结温度。测试led结温的方 法有两种：一种是采用红外测温显微镜测得led芯片的表面温度，另一种是利用电流下的正向偏压与结温之间反比变化的关系来判定 led的结温。 三、电特性 led的电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流以及反向电压。该项测试一般是利用电压电流表进行测试，在恒流恒压源供电 情况下，通过led电特性的测试可获得最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流这些参数。此外，还可以获得led的最佳工作功 率值。 四、开关特性 它是指led通电和断电瞬间的光、电、色变化特性。通过这项测试可以得到led在通断电瞬间工作状态、物质属性等变化规律，从而了 解通断电对led的损耗。 五、可靠性 led的可靠性包括静电敏感度特性、寿命、环境某些led电阻率较高，且 正负电极距离很短，若两端的静电电荷累积到一定值时，这一静电电压会击穿PN结，严重时可导致led失效，因此必须对led的静电敏 感度特性进行测试，获得led的静电放电故障电压。目前一般采用人体模式、机器模式以及器件充电模式来模拟现实生活中的静电放 电现象。 六、光特性 主要包括光通量和光效、光强和光强分布特性以及光谱参数。 1.光通量和光效：通常有两种方法，为积分球法和变角光度计算法。虽然后者的测试结果最为精确，但因耗时较长，一般采用前者。 在用积分球法进行测试时，可以将被测led放置在球心，也可以放置在球壁。测得光通量之后，配合电参数测试仪就可以测得led的发 光效率，也就是光效。 2.光强和光强分布特性：led由于光强分布是不一致的，所以它的测试结果随测试距离和探测器孔径的大小变化而变化，可以让各个 led在同一条件下进行光强测试与评价，这样结果比较准确。 3.光谱参数：主要包括峰值发射波长、光谱辐射带宽和光谱功率分布等。led的光谱特性都可由光谱功率分布表示，通过光谱功率分布， 还可以得到色度参数。一般光谱功率分布的测试需要通过分光进行，将混合光中的单色光逐一区分出来进行测定，可采用棱镜和光栅 实现分光
LED主要参数与特性
LED 主要参数与特性LED 是利用化合物材料制成pn 结的光电器件。
它具备pn 结结型器件的电学特性：I-V 特性、C-V 特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
1、LED 电学特性1.1 I-V 特性 表征LED 芯片pn 结制备性能主要参数。
LED 的I-V 特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
如左图：(1) 正向死区：（图oa 或oa ′段）a 点对于V 0 为开启电压，当V ＜Va ，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R 很大；开启电压对于不同LED 其值不同，GaAs 为1V ，红色GaAsP 为1.2V ，GaP 为1.8V ，GaN 为2.5V 。
（2）正向工作区：电流I F 与外加电压呈指数关系I F = I S (e qVF/KT –1) -------------------------I S 为反向饱和电流 。
V ＞0时，V ＞V F 的正向工作区I F 随V F 指数上升 I F = I S e qVF/KT （3）反向死区 ：V ＜0时pn 结加反偏压V= - V R 时，反向漏电流I R （V= -5V ）时，GaP 为0V ，GaN 为10uA 。
（4）反向击穿区 V ＜- V R ，V R 称为反向击穿电压；V R 电压对应I R 为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V ＜- V R 时，则出现I R 突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同，各种LED 的反向击穿电压V R 也不同。
1.2 C-V 特性鉴于LED 的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil ，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn 结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C ≈n+pf 左右。
LED主要参数与特性
LED主要参数与特性深圳led面板灯赛德利照明认为led是利用化合物材料制成pn结的光电器件。
它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
本文将为你详细介绍。
1、LED电学特性1.1 I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。
LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
I-V特性曲线图1 LED I-V特性曲线如图1：（1）正向死区：（图oa 或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜Va，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs 为1V，红色GaAsP 为1.2V，GaP 为1.8V，GaN 为2.5V。
（2）正向工作区：电流IF 与外加电压呈指数关系：IF = IS (e qVF/KT –1)IS为反向饱和电流。
V＞0 时，V＞VF 的正向工作区IF 随VF 指数上升：IF = IS e qVF/KT（3）反向死区：V＜0 时pn 结加反偏压V= - VR 时，反向漏电流IR（V= -5V）时，GaP 为0V，GaN 为10uA。
（4）反向击穿区V＜- VR ，VR 称为反向击穿电压；VR 电压对应IR 为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V＜- VR 时，则出现IR 突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同，各种LED 的反向击穿电压VR 也不同。
1.2 C-V特性鉴于LED 的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn 结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf左右。
C-V 特性呈二次函数关系（如图2）。
LED的光学指标
LED的光学指标LED（Light Emitting Diode，发光二极管）是一种电子元件，具有半导体材料制成，用于发光的特殊功能。
LED具有较高的光转换效率、长寿命、快速开关速度等特点，因此被广泛应用于各个领域。
以下将对LED 的光学指标进行详细介绍。
1. 发光亮度（Luminous Intensity）：是指LED单个发光体在单位固角方向（立体角）内发出的光照强度，单位为cd（Candela），代表LED的亮度。
亮度与发光二极管发出的光的强度和发散角度有关。
2. 光衰减（Light Decay）：指LED组件功率随时间的减少。
LED灯的亮度会随着使用时间的增加而下降，这是由于半导体材料的老化等原因导致。
光衰减速度较慢的LED灯具有更长的使用寿命。
3. 发光效率（Luminous Efficiency）：是指LED产生的光输出功率与输入电力之间的比率。
发光效率越高，LED所产生的光功率就越高，能量的利用效率也越高。
4. 发光角度（Viewing Angle）：指LED发光体所发出的光束的散射范围。
发光角度越小，LED发出的光束就越集中，适合用于照明、投射等需要远距离照射的场景；发光角度越大，LED发出的光散射范围就越广，适合用于显示屏等需要广角度照明的场景。
5. 色温（Color Temperature）：是指LED发光体发出的光的色彩，单位为开尔文（K）。
色温为3000K以下的灯光呈暖色调，较为温暖；色温为3000K-6000K的灯光呈中性色调，白炽灯的色温多为2700K；色温为6000K以上的灯光呈冷色调，色彩较为冷酷。
6. 显色指数（Color Rendering Index，CRI）：是指LED照明灯具显示物体真实颜色的能力。
显色指数的范围是0-100之间，数值越高表示显示的颜色越真实。
通常，CRI在80以上的LED灯被视为优质的光源。
7. 色纯度（Color Purity）：是指LED发光体发出的光所呈现的颜色的纯度。
LED灯主要性能参数
LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。
它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
1、LED电学特性1.1 I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。
LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
如左图：(1) 正向死区：（图oa或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜Va，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs 为1V，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2.5V。
（2）正向工作区：电流IF与外加电压呈指数关系IF = IS (e qVF/KT –1) -------------------------IS 为反向饱和电流。
V＞0时，V＞VF的正向工作区IF 随VF指数上升 IF = IS e qVF/KT（3）反向死区：V＜0时pn结加反偏压V= - VR 时，反向漏电流IR（V= -5V）时，GaP为0V，GaN为10uA。
（4）反向击穿区 V＜- VR ，VR 称为反向击穿电压；VR 电压对应IR为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V＜- VR时，则出现IR突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同，各种LED的反向击穿电压VR也不同。
1.2 C-V特性鉴于LED的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf左右。
C-V特性呈二次函数关系（如图2）。
由1MHZ交流信号用C-V特性测试仪测得。
1.3 最大允许功耗PF m当流过LED的电流为IF、管压降为UF则功率消耗为P=UF×IFLED工作时，外加偏压、偏流一定促使载流子复合发出光，还有一部分变为热，使结温升高。
LED电光学特性
1、LED 电学特性1.1 I-V 特性表征LED 芯片pn 结制备性能主要参数。
LED 的I-V 特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
如左图：（1）正向死区：（图oa或oa段）a点对于V0为开启电压，当V v Va,外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R 很大；开启电压对于不同LED 其值不同，GaAs 为1V，红色GaAsP 为1.2V，GaP 为1.8V，GaN 为2.5V。
（2）正向工作区：电流IF 与外加电压呈指数关系IF = IS （e qVF/KT -） ------------------------ I S 为反向饱和电流。
V > 0时，V > VF的正向工作区IF随VF指数上升IF = IS e qVF/KT（3）反向死区：V v 0 时pn 结加反偏压V= - VR 时,反向漏电流IR（V= -5V ）时, GaP 为0V, GaN 为10uA。
（4）反向击穿区V v - VR , VR 称为反向击穿电压；VR 电压对应IR 为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V v - VR 时,则出现IR 突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同,各种LED 的反向击穿电压VR 也不同。
1.2 C-V 特性鉴于LED 的芯片有9 >9mil （250 250um）,10 X10mil, 11 XMmil （280 280um）, 12X12mil （300乌00um），故pn结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C~ n+pf左右。
C-V 特性呈二次函数关系（如图2）。
由1MHZ 交流信号用C-V 特性测试仪测得。
1.3 最大允许功耗PF m当流过LED的电流为IF、管压降为UF则功率消耗为P=UF X|FLED 工作时，外加偏压、偏流一定促使载流子复合发出光，还有一部分变为热，使结温升高。
若结温为Tj、外部环境温度为Ta，则当Tj > Ta时，内部热量借助管座向外传热，散逸热量（功率），可表示为P = KT （Tj -Ta）。
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如果n1=3.4，n2=1，则θ c=17°，如图1(a) 、1(b)所示，所 以只有在顶角为2θ c的圆锥体内的光才可以被放出，其他的 光被反射回去。也就是说，只有2θc=34°圆锥体（Cone）中的
光可“脱逃”至空气中
提高外部出光效率可采取以下措施：
LED的电学、光学指标及特性
LED的光学特性——辐射的主波长 峰值波长 中心波长
主波长：有的LED发光不单是单 一色，即不仅有一个峰值波长； 甚至有多个峰值，并非单色光。 为此描述LED色度特性而引入主 波长。主波长就是人眼所能观察 到的，由LED发出主要单色光的 波长。单色性越好，则λd也就是 主波长。 LED光辐射光谱分布有其独特的 一面。它不是单色光（如激光） ，也不是宽光谱辐射（如白炽灯 ），而是介于两者之间：有几十 纳米的带宽、峰值波长位于可见
9500 cd 厚玻璃射灯 PAR 38 120W Spot MVF 406 CAT A1/1800W 最 4,500,000 cd 大光强
LED的电学、光学指标及特性
平均光强 平均光强表征LED的发光强弱。即照射在离LED一定距离处的光探测 器上的光通量与由探测器所构成的立体角的比值。
光通量
某些实际例子
自行车车灯 白炽灯 节能灯 直管荧光灯 高压钠灯 低压钠灯 高压汞灯 3W 30lm
Softone 75 W 900lm SL 18 W TL’ D” 58W/83 SONT Plus 100W SOX-E 131 W HPLN 1000W 900 lm 5200lm 10500 lm 26 000 lm 58500 lm
LED的封装、检测与应用
LED的电学、光学指标及特性
LED的电学、光学指标及特性
• LED的电学特性与指标
特性曲线
A点——开启电压VT AB段——正向工作区 OC段——反向特性区(死区）
cd段——击穿区
LED的正向电压降(VF)与二极管相似
LED发 光颜色 λp（nm ）
几种常见LED流明效率（可见光发光效率）：
材料 可见光发光效率（ lm/ w） 外量子效率 最高值 % 12 0.5 0.5 0.1 0.7 10 小芯片1.6，大芯片 18 0.015~0.1 5 平均值% 1~3 0.3 0.2
红光
700 660 650 590 555 465 谱带
如GaAs、GaAsP、GaAlAs其响应时 间＜10-9S，GaP为10-7 S。因此它们 可用在10~100MHZ高频系统
LED的电学、光学指标及特性
LED的电特性——测量方法
方法 调制电流方式（ 恒流方式） 单脉冲方式 特点 辐射效率 （ 辐射功率/电功率）受 电流影响 10 毫秒 不影响温度 （用于生产 控制）
波长变化 ������ 晶体及结面生长的缺陷 亮度变化 ������ 晶体的缺陷导致声子的形成及非 辐射能的耗散 温度 ������ 芯片的结温度会影响以上
随著温度上升:
• 发射的光线会减弱 • 波长会变得更长 • 正向电压会下跌
LED的电学、光学指标及特性
LED的电学、光学指标及特性
响应时间：表征某一显示器跟踪外部信息变化的快慢。
LED的响应时间是指通一正向电流时开始发光和熄灭的时间。 （最低和最高规定值是10％和90％）
注意：响应时间与芯片本身有关，还与外电路负载有关。不同 材料制得的LED响应时间也不一样。
上升响应时间：输出脉冲 前沿最低规定值到最高规 定值之间的时间间隔。 下降响应时间：输入脉冲 前沿最低规定值到输出脉 冲前沿最低规定值之间的 时间间隔。
多重反复方式（使用复合电路）
短时间重复加大电流信号，测量取 平均值（结果等同与恒流方式）
LED的电学、光学指标及特性
•
LED的光学特性与指标
光通量Φv 发光效率 发光强度 平均光强 LED的光学特性——辐射的空间分布
LED的光学特性——辐射的光谱分布
LED的光学特性——辐射的主波长、峰值波长、中心波长 LED的光学特性——发光面和角分布
为了减少临界角损失，设想一种方法就是将 半导体做成球形，当然这不合实际，另一种方法 是做成半圆形圆顶（Semispherical Dome），但 是会增加成本。如果用一个半圆形透镜，透镜的 折射率和半导体相同可以实现 如果透境的折射率是nx，而半导体的折射 率为n1，那么光的损失就是
LED大部分是用环氧树脂做成圆顶，放在LED芯 片上如图2所示，可以将临界角θ c增加至26。
Kλ：视觉灵敏度 ηP ：发光能量效率
由于LED材料折射率很高ni≈3.6。当芯片发出光在晶体材料与 空气界面时（无环氧封装）若垂直入射，被空气反射，反射率为 （ni-1）2/（ni+1）2=0.32，反射出的占32%，鉴于晶体本身对光 有相当一部分的吸收，于是大大降低了外部出光效率。 LED有三种不同的光损失机制 ◆由于材料本身的吸收而产生损失 ◆菲涅耳（Fresnel）损失 当光从折射率为n1的某一物质到折射率为n2的另一物质时， 一部分的光会被反射回去，这种损失称作菲涅耳损失。 ◆全反射角（Critical Angle）损失 由于斯涅耳定律的关系n1sinθ1=n2sinθ2 小于临界角 ； θc内的光可以完成被射出，其他的光则被反射回内部或吸收
LED的电学、光学指标及特性
发光强度
最大光强中心线 由于LED的封装多用到圆柱、 圆球封装，具有很强的指向性 。位于法向方向光强最大，当 偏离正法向不同θ角时，光强也 随之变化。
θ1/2
LED的电学、光学指标及特性
发光强度
某些实际例子
自行车车灯(无反射罩) 自行车车灯(有反射罩) 2.5 cd 250 cd
LED发光强度或光 功率输出随着波长变化 而不同，绘成一条分布 曲线——光谱分布曲线 。当此曲线确定之后， 器件的有关主波长、纯 度等相关色度学参数亦 随之而定。 LED的光谱分布与 制备所用化合物半导体 种类、性质及pn结结构 （外延层厚度、掺杂杂 质）等有关，而与器件 的几何形状、封装方式 无关。
⑤LED的极限参数
A、最大允许耗散功率Pmax=IFH×VFH （ Ta= 25℃） 当环境温度升高，则LED的最大允许耗散功率将 会下降。 B、最大允许工作电流IFM： 由最大允许耗散功率来确定。要根据散热条件 来确定，一般只用到最大电流IFM的60%为好。 C、最大允许正向脉冲电流IFP：一般是由占空比与脉 冲重复频率来确定。LED工作于脉冲状态时，可通过调节 脉宽来实现亮度调节。 D、反向击穿电压VR——LED的反向击穿电压一般小于 10V，最大不超过15V。由于所用化合物材料种类不同， 各种LED的反向击穿电压VR也不同。。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
LED的电学、光学指标及特性
总电容C
在规定正向偏压和规定频率下，发光二极管两端的电
容。
注意：LED电容随着芯片的尺寸和封装结构而不同。 有的远远小于1pF，有的则在100pF以上。 当用LED作为显示器的发光单元时，LED电容直接影响 由其组成的电路频率响应，要对各个LED的电容差异规定 一个范围，以便统一开关时间
光或近红外区域。
半高宽度
谱线宽度：在LED谱线的峰值两侧±△λ 处，存在两个光强等于峰值（最大光强 度）一半的点，此两点分别对应λp-△λ ，λp+△λ之间宽度叫谱线宽度，也称半 功率宽度或半高宽度。
LED的电学、光学指标及特性
LED的光学特性——发光面和角分布
LED的电学、光学指标及特性
LED的光学特性——辐射的光谱分布
人眼 感光
1蓝光InGaN/GaN 2 绿光 GaP:N 3 红光 GaP:Zn-O 4 红外GaAs 5 Si光敏光电管 6 标准钨丝灯 ① 是蓝色InGaN/GaN发光二极管，发光谱峰λ p = 460～465nm； ② 是绿色GaP:N的LED，发光谱峰λ p = 550nm； ③ 是红色GaP:Zn-O的LED，发光谱峰λ p = 680～700nm； ④ 是红外LED使用GaAs材料，发光谱峰λ p = 910nm； ⑤ 是Si光电二极管，通常作光电接收用。
用Eg大的化合物半导体作衬底以减少晶体内光吸收。有人曾经用 n=2.4~2.6的低熔点玻璃[成分As-S(Se)-Br(I)]且热塑性大的作封帽， 可使红外GaAs、GaAsP、GaAlAs的LED效率提高4~6倍。
LED的电学、光学指标及特性
光通量
光源在单位时间内发 出的光量称为光源光 通量
单位
符号
流明 (lm)
Ø
LED光通量是表征LED总光输出的辐射能量。即 通过发光二极管的正向电流为规定值时，器件 光学窗口发射的光通量。它标志着器件性能的 优劣，与工作电流有直接的关系。
LED的电学、光学指标及特性
LED电----光转换效率
发光效率----辐射出光能量 （发光量）与输入电能之比。 LED光电最重要的特性 LED效率有内部效率 （pn结附近由电能转化成光 能的效率）与外部效率（辐 射到外部的效率）。前者只 是用来分析和评价芯片优劣 的特性。 优良的LED要求向外辐射的光 能量大，向外发出的光尽可能 多，即外部效率要高
GaP:Zn-O GaAlAs GaAsP GaP:N-N GaP:N GaN GaN+YAG
2.4 0.27 0.38 0.45 4.2
黄光 绿光 蓝光 白光
流明效率：（LED的光通量F/外加耗电功率W）=KηP 它是评价具有外封装LED特性，LED的流明效率高 指在同样外加电流下辐射可见光的能量较大，故也叫可 见光发光效率。
电学指标
①开启电压VT。 开启电压不同材料的LED点亮时的开启电压是不同的。GaAs为1V ，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2.5V。 ②正向工作电流IF——LED正常发光时的电流值。