发光二极体接面温度量测(全文)
二极管特性测量的步骤与要点
二极管特性测量的步骤与要点一、二极管特性二极管是一种半导体器件，具有单向导电性。
正向电流下，二极管正常导通，电压降低，具有较小的电阻；反向电流下，二极管截止，电压较大，具有较大的电阻。
二极管正向导通时的电压和反向截止时的电压是二极管的重要特性。
二、二极管特性测量步骤1.准备测量设备和材料，包括二极管、直流电源、电压表、电流表、电阻、连接线等。
2.按照电路图连接电路，将二极管与电阻组成电路。
电源正极接入二极管的正极，电源负极接地。
电流表穿插在电路中，测量二极管的正向电流。
3.打开电源，调节电压，使其稳定在一定值，然后通过电流表测量二极管的正向电流。
4.反向电流的测量。
（1）更改电源的极性，连接电路。
电源负极接入二极管的正极，电源正极接地。
（2）打开电源，调节电压，使其稳定在一定值，然后通过电流表测量二极管的反向电流。
5.测量二极管的正向电压与反向电压。
（1）打开电源，通过电压表测量二极管的正向电压。
可以逐渐增大电流或者增大电压的方式来测量。
（2）更改电源的极性，连接电路。
电源负极接入二极管的正极，电源正极接地。
（3）打开电源，通过电压表测量二极管的反向电压。
可以逐渐增大电流或者增大电压的方式来测量。
6.结果记录与分析。
将测量结果记录下来，并对测量的数据进行分析和比较。
三、二极管特性测量要点1.保持测量仪器正常工作状态，电压表、电流表和电源的准确度要满足测量要求。
2.测量过程需要注意减小误差的产生，避免测量结果的失真。
3.测量过程中，要及时根据实际条件调整电流、电压值，并根据需要记录数据。
4.测量结束后，需要对数据进行分析和比较，以得出准确的结果。
以上是关于二极管特性测量的步骤和要点的详细介绍。
二极管特性测量是电子技术实验中的基本操作，能够帮助理解和掌握二极管的工作原理和特性。
在进行二极管特性测量时，需要注意电路连接的正确性、仪器的精确度和测量误差的控制，以确保测量结果的准确性。
发光二极管亮度温度稳定性论文
发光二极管亮度温度稳定性论文摘要理论设计与实验结果表明，利用低成本的热敏电阻和普通固定电阻可以实现led发光亮度的温度补偿，这种简单方法在某些应用中可以取代价格较高的集成电路元件及其供电电源，具有一定工程实用价值。
此外，通过本文实验研究，可以学会通过实验数据确定热敏电阻温度系数的方法，以及将热敏电阻与温度的非线性关系通过并联电路将其线性化的方法。
关键词发光二极管温度补偿热敏电阻0 引言与日光灯、白炽灯相比，发光二极管（led）具有发光效率高、寿命长、体积小、环保等优点，已被广泛应用于照明、显示等领域。
①②但led在长期运行中尚存在一些问题，例如其发光亮度随其自身及环境温度而变化。
③led的相对光输出（%）与其pn结温度的关系一般可表示为：式中为温度，为某一参照温度（例如室温），（）为相应温度下的光通量，为温度系数，其取值范围一般是≈ 0.001 ～0.02。
一般而言，led的光输出与其驱动电流成正比。
为了解决上述光输出随其温度变化的问题，目前研究人员已经研制出各种专用集成电路，用于控制和补偿led的驱动电流随温度的变化，使其光输出稳定。
②④但一般用于控制led光输出的专用集成电路价格较贵；且这些复杂集成电路工作时还需要额外的供电电源，增加了电路功率消耗。
既然led的光输出与其驱动电流成正比，因此可以通过控制其电流来调节和控制其光输出。
电阻具有限制电路中电流的作用，可以通过改变电阻来调节电路中的电流。
热敏电阻是一个其阻值可以随温度变化的可变电阻，一般热敏电阻与温度的关系式为：⑤式中为电阻温度系数，为绝对温度（），是温度为时的电阻值。
根据（1）式，一般led的光输出随其温度的升高而降低，而又已知led的光输出与其驱动电流成正比，因此当温度升高时，我们应设法提高其驱动电流，以补偿其光输出随其温度的变化。
又由欧姆定律可知，电路中电压一定时，若电阻减小则电流增大；如果在led所在电路中串联一个具有负温度系数（ntc）的热敏电阻（其阻值随温度升高而减小），则其驱动电流增大，即可补偿其光输出随其温度而减小的变化。
LED测试原理
I-V曲线
I
VFP：峰值电压 VF：稳定电压 VFD=VFP-VF
I,V随时间变化曲线
I
t V
VFP VF
VF VFP
V
t
IR：逆向漏電流 作用一特定的逆向电压VR于特定的时间于LED上, 量測其泄漏電流IR. 测试IR时并不自动换档，档位与各分类条件IRH设定的最高档位相 同。
反向电压Vr : 0~200.0V 反向电压周期: 0~200.0ms 漏电流 : 0.000~4.000uA 4.01~40.00uA 40.1~400.0uA
间范围0~99.9mS。
DVF：材料热缩效应的测试，计算加热前后VF差值。
I-V温度漂移曲线
I
T2
T1
VFM1：加热前电压 VFM2：加热后电压
DVF=VFM1-VFM2
VFM2 VFM1
V
VFD：计算电压暂态峰值（VFP）与稳定值（VF）之间的差值。 IFD：0=OFF，1=0~100uA,2=0~25mA,3=Auto
LED测试原 理
目录
一 LED发光原理 二 LED的特性 三 WEIMIN测试机采用四线法测电阻 四 维明测试机的测试项目分类 五 维明测试机电性测试项目 六 维明测试机光学特性性测试项目
一 LED发光原理
LED（light emitting diode）发光二极体是由半导体材料 制成的元件，为一种细微的固态光源，可将电能转换为光。 其发光原理是在一顺偏之二极体P-N接合面处，自由电子与 电洞发生复合作用，因自由电子由高能级跳跃到低能级时， 释放出能量而产生光与热。 LED伏安(I-V)特性具有非线性、整流性质，单向导电性， 即外加正向偏压表现发低接触电阻，反之为高接触电阻。 基于LED各个应用领域的实际需求，LED的测试项目包括：电 特性、光特性、可靠性等。
发光二极管的主要参数及测量方法
发光二极管的主要参数及测量方法本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March发光二极管参数的测量一发光二极管的结构和基本原理1 发光二极管的结构发光二极管（light emission diode LED）图1显示了LED的结构截面图。
要使LED发光，有源层的半导体材料必须是直接带隙材料，越过带隙的电子和空穴能够直接复合发射出光子。
为了使器件有好的光和载流子限制，大多采用双异质结（DH）结构。
2 LED的基本工作原理LED 是一种直接注入电流的发光器件，是半导体晶体内部受激电子从高能级回复到低能级时，发射出光子的结果，这就是通常所说的自发发射跃迁。
当LED 的PN结加上正向偏压，注入的少数载流子和多数载流子（电子和空穴）复合而发光。
值得注意的是，对于大量处于高能级的粒子各自分别自发发射一列一列角频率为ν＝E g/h的光波，但各列光波之间没有固定的相位关系，可以有不同的偏振方向，并且每个粒子所发射的光沿所有可能的方向传播，这个过程称为自发发射。
其发射波长可用下式来表示：λ(μm)＝E g(eV)二发光二极管的特性及测试方法1 LED的光谱特性及测试方法由于LED 没有光学谐振腔选择波长，所以它的光谱是以自发发射为主的光谱，图2显示出了LED 的典型光谱曲线。
发光光谱曲线上发光强度最大时所对应的波长称为发光峰值波长，光谱曲线上两个半光强点所对应的波长差称为谱线宽度（简称线宽），其典型值在30－40nm 之间。
峰值波长和谱线宽度的测试方法如图3所示，当被测器件的正向工作电流达到规定值时，旋转单色仪波鼓，使指示器达到最大值，读出波长峰值，此即为该器件的发光峰值波长。
在旋转单色仪波鼓（朝相反方向各转一次），使指示器读数为最大值的一半时，读出两个等于最大值一半的数值，两者之差即为光谱谱线宽度。
由图2可以看出，当器件温度升高时，光谱曲线随之向右移动，从峰值波长的变化可以求出LED 的波长温度系数。
灯具温升测试温度标准
灯具温升测试温度标准灯具作为家居生活中不可或缺的一部分，其安全性和性能问题备受关注。
其中，灯具温升测试温度标准作为评价灯具性能的重要指标之一，对于确保灯具的安全性和可靠性具有重要意义。
一、测试目的。
灯具温升测试的目的在于评估灯具在工作状态下的温度变化情况，以确定其在长时间使用过程中是否会出现过热现象，从而保障用户的安全和健康。
二、测试方法。
1. 测试设备，使用专业的温度测试仪器，确保测试的准确性和可靠性。
2. 测试环境，在符合标准要求的实验室环境下进行测试，确保环境温度的稳定性和一致性。
3. 测试流程，将灯具接入电源，使其处于正常工作状态，然后在不同时间段内进行温度测试，记录下不同部位的温度变化情况。
4. 测试数据处理，对测试得到的数据进行统计和分析，得出灯具在不同工作状态下的温升情况。
三、测试标准。
1. 灯具表面温度，灯具表面温度在正常工作状态下不得超过规定的安全温度上限，以避免用户误触造成烫伤。
2. 灯具内部温度，灯具内部温度在长时间使用过程中不得超过规定的安全温度上限，以确保灯具的安全性和可靠性。
3. 温升时间，灯具在正常工作状态下的温升时间不得超过规定的时间限制，以确保灯具在长时间使用过程中不会出现过热现象。
四、测试结果。
通过对灯具温升测试的数据分析，可以得出灯具在不同工作状态下的温升情况。
根据测试结果，可以评估灯具的安全性和可靠性，并对其进行合理的改进和优化。
五、结论。
灯具温升测试温度标准是保障灯具安全性和可靠性的重要手段，通过严格的测试方法和标准，可以有效评估灯具在长时间使用过程中的温升情况，为用户提供安全可靠的灯具产品。
六、建议。
建议灯具生产厂家在生产过程中严格遵守灯具温升测试温度标准，确保灯具产品的安全性和可靠性。
同时，用户在购买和使用灯具时，应选择符合标准要求的产品，并合理使用，以确保自身和家人的安全和健康。
七、参考标准。
1. GB 7000.1-2015 家用和类似用途灯具的第1部分，总则。
LED结温(Tj)温度测量概述
LED结温(Tj)温度测量概述摘要:本文介绍了一种LED结温(Tj)温度测量的一些基础知识和一种简单的测量方法。
通过该方法测量得到的数据,对汽车灯具中LED散热设计有一定的参考作用。
关键词:LED(结温) LED的热电阻LED的工作功率因LED具有寿命长、耐候性能好等优点,近年来在汽车照明领域中得到了广泛的应用。
虽然LED具有很多优点,但是其作为光电器件,在工作过程中却只有约15%～25的电能可以转换成光能,其余的电能基本都会被转化成热能。
因此,如果采用LED作为光源运用于车灯照明中时,LED的结温(Tj)测量就成为了散热设计的关键点。
1 LED结温(Tj)的含义:LED的结温(Tj)简单来讲,就是LED本身的温升极限,英文含义为:Temperature Junction。
LED的基本结构是一个半导体的PN结,由于LED的芯片均具有很小的尺寸。
因此一般把LED芯片的温度视之为结温。
LED的结温高低直接影响到其发光效率,器件寿命,可靠性,发射波长等,保持LED结温在允许的范围内,是LED能否发挥出应有机能的关键一环。
2 影响LED结温(Tj)上升的主要因素:2.1 发光效率是导致LED结温升高的主要原因以目前的LED生产水平,虽然通过采用先进的生产材料和器件加工工艺,已经尽可能的将LED绝大多数的输入电能转化成了光辐射能；但是由于LED的芯片材质往往会比周围的介质相比具有大得多的折射系数,致使芯片内部产生的大部分光子无法顺利的溢出,而在芯片与介质面产生全反射,返回芯片内部并通过多次内部反射最终被芯片材料或衬底吸收,并以晶格振动的形式变成热,导致结温升高。
2.2 器件不良的电极结构也是造成结温升高的原因之一结温区域的材料、导电银胶等均存在着一定的电阻值,这些电阻相互叠加,构成了LED器件的串联电阻。
当电流通过PN结时,同时也会流经这些产生电阻的区域,从而产生热,导致芯片的温度或结温上升。
2.3 LED的散热能力是决定结温工地的另一个关键因素由于环氧树脂是一种低导热材料,因此,PN结产生的热量很难通过透明的环氧树脂向上散发到环境中去。
CNS+15233
－1－印行年月年月本標準非經本局同意不得翻印中華民國國家標準CNS總號 類號ICS 93.080.40C 450415233 經濟部標準檢驗局印行公布日期 修訂公布日期 年月日年月日(共7頁)發光二極體道路照明燈具Fixtures of roadway lighting with light emitting diode lamps1. 適用範圍本標準適用於戶外使用、以發光二極體為光源之道路照明燈具（以下簡稱LED 路燈），包含其控制裝置(control gear)、散熱裝置、光學元件及相關機械結構。
2. 引用標準下列標準所引用部分視為本標準內容之一部分。
對於有標註日期者，僅引用其所標示之版次，對於未標註日期者，則以最新版次(包含所有增/修訂部分)為主。
CNS 14115 電氣照明與類似設備之射頻干擾限制值與量測方法 CNS 14335 燈具安全通則CNS 14676-5電磁相容－測試與量測技術－第5部：突波免疫力測試IEC 60598-2-3 Luminaires - Part 2-3: Particular requirements - Luminaires for roadand street lighting3. 用語釋義本標準適用下列名詞定義。
3.1 發光二極體(light emitting diode, LED)：具有受電能激發時發光之PN 接面的半導體元件。
3.2 總輸入功率(total input power)：LED 路燈在控制裝置以額定電壓操作下最大負載之總消耗功率。
3.3 功率因數(power factor, PF)：經量測所得之總輸入功率與供電電壓及供電電流乘積之比值。
3.4 二方向型：非軸對稱配光，對道路軸向發出高光度配光。
3.5 全周型：軸對稱配光，限制垂直面配光。
3.6 遮蔽型：為對行駛中車輛之駕駛者不產生眩光，而嚴格限制光度之配光。
3.7 半遮蔽型：比遮蔽型稍加放寬光度限制之配光，屬二方向型時分為A 型、B 型。
发光二极体激发之SrSi2N2O2 Yb
螢光與磷光皆屬發射光譜，分子於基態 (ground state) 時，藉由光子被激發而躍遷至較高能 階之激發態 (excited state)。每個電子能階 (electronic states) 可再被細分為數個振動能階 (vibrational levels)。藉由光子吸收使電子由基態躍遷至激發
依據 Vegard 定律，活化劑乃取代主體晶之特 定陽離子位置，故活化劑與主體晶格被取代之陽離 子半徑大小須相似 (變化差異於 15% 以內)，若兩 者離子半徑差異過大，則易造成晶格中殘留應力 (residual stress)ห้องสมุดไป่ตู้使得晶格扭曲，因而降低活化劑 於主體晶格之溶解度而降低發光強度。此外，活化 劑離子價數需與所取代之陽離子價數相近或相同，
強。 (2) 主體晶格對發光光譜影響較大，相同之二價稀
土離子於不同主體晶格其發射光譜可由紫外光 至紅外光波段。 (3) 螢光壽命較三價短。 (4) 溫度對發射光譜影響較大。
6. 發光二極體用之螢光材料演進
白光 LED 多見以藍光晶片搭配 YAG 黃色螢光 粉之製備，乃因其為目前所有技術中最為容易，且 無論於價格成本、壽命、亮度及可靠度等，皆具優 勢性，然而此項專利為日亞化學所有。
而於 1996 年又推出以藍光 LED 激發鈰摻雜之 釔鋁石榴石 (cerium doped yttrium aluminum garnet; YAG) 螢光粉產生黃色螢光，此黃色螢光進而與藍 光混合產生第一顆白光發光二極體 (white light emitting diodes, WLEDs)，因此發光二極體成為照 明界所矚目的新興光源。
才不致因電荷補償 (charge-compensation) 問題而無 法取代。
发光二极体教材ppt课件
結論
結論
結論
結論
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結論
結論
結論
發光二極體的未來
省電元件 原低亮度發光二極體可使用的地方，若採用高亮度發光二極體，因其可在 較低的電流下操作而達到相同的亮度，故可節省電力的消耗，使其在使用 電池操作應用上具有顯著的優點。此外，由於耗電較少、產生的熱較少、 對於系統的穩定度及可靠性也較佳，因此，也擴大其應用於行動電話之顯 示器、LCD的背光光源、彩色掃瞄器的光源及工業儀表的顯示器等用途。
發光二極體的未來
小型化應用家電 在小型化方面，隨著各種電子產品的輕薄短小化，可攜式產品已紛紛大量上市，面臨此一 趨勢，發光二極體勢必須走上小型化一途，SMD表面黏著型發光二極體即是一例。另外，將 發、受光一體化之光積體電路或模組，也將在市場上逐漸形成氣候，藉著一體化的設計， 可節省掉很多的製程及裝備空間，間接促使元件價格更為降低，此將擴大可攜式產品的市 場。
蝕刻 N型接觸
P型接觸
藍光發光二極體的製作工藝
金墊 二氧化矽
減薄
藍光發光二極體的製作工藝
切割 上視圖
切割 側視圖 崩裂
藍光發光二極體的製作工藝
分類
波長 460~470nm 電壓 3.2~3.5V
波長 470~480nm 電壓 3.2~3.5V
波長 460~470nm 電壓 3.5~3.8V
藍光發光二極體的製作工藝
發光二極體的未來
Illumination Market Forecast (US$ Millions)
White Color Total
1998 0 0 0
1999
2 4 7
2000
9 12 21
2001
材料检验作业标准之发光二极体LED类
材料检验作業標準----LED類文件編號﹕編制﹕審核﹕核准﹕一﹑範圍﹕本標准提供了驗證合格LED供應商﹐依據我司要求提供的LED樣品能否符合我司品質要求﹐從而確認合格供應商提供之LED樣品的可靠性與/或供應商的製造與/或品質能力﹔以提升有为公司之價值。
本指導書依有为實際品質要求進行編制﹔承認流程依據公司《材料承認作業標準》進行。
二﹑樣品數量：LED廠商送樣承認樣品數量需在1500PCS以上。
三、送樣承認所需資料﹕1、樣品承認書封面﹔2、樣品尺寸圖﹔3、送樣檢驗記錄(包括﹕外觀﹑﹑尺寸﹑電氣等)﹔4、樣品電氣特性及測試規格書﹔5、樣品成品MSDS(需重點說明樣品中各類物質所占含量的百份比)及其材質証明﹔6、供應商樣品檢查記錄表﹔7、成品ROHS﹑無鹵素﹑REACH SVHC第三方測試報告﹔8、可靠性實驗報告；9﹑原材料明細、生產流程圖、CPK等資料。
四﹑外觀﹑重量確認﹕1﹑目視LED樣品有無裂痕﹑殘缺﹑刮傷、生銹等不良(如下圖)﹕2﹑取10PCS LED使用精密電子稱﹐稱出總重量，計算出單PCS單重（精確至小數點后四位）。
五﹑禁用物質符合性判定﹕1﹑取LED樣品剪碎，使用元素分析儀EDX-720分別測試塑膠、端子引腳的Pb﹑Hg﹑Cd﹑Cr+6﹑CI﹑Br含量﹐判定標准依據我司《綠色產品作業管理規範》。
2﹑其它禁用物質依廠商提供的第三方ICP測試報告為准﹐如有爭議可送第三方測試確認。
六﹑尺寸檢驗﹕取LED樣品對下圖所示尺寸進行檢驗﹐確認是否在廠商承諾的尺寸范圍(替代廠商以第一供應商規格為准﹐如有特殊狀況可除外﹔但需用不同料同進行區分)﹕七﹑電氣性能驗證﹕1﹑燒機測試﹕使用GPS-3030D電源供給器﹐測試條件為：恆流電流I F=20mA、時間為48小時(如下圖)：2﹑耐壓測試﹕使用GPS-3030D電源供給器﹐測試條件為：反向電壓﹕V R=5V(max)、時間為60秒、I F=20mA(如下圖)：3﹑電氣測試：a、使用LED電腦測試儀MK-LP2005T，測試LED的VF&IR值（測試條件IF：20mA、VF：2.4VMax、IR：50uA Max），再將已測試OK之樣品烘烤120±10℃/1小時﹐冷卻半小時后再測試其VF&IR值，確認是否均符合要求并記錄測試結果。
发光二极体检验规范
H﹕0.50±0.10
I﹕2.54±0.25
J1﹕0.5+0.1/-0.0
J2﹕0.5±0.05
三﹑電氣特性﹕
1﹑耐壓測試﹕使用儀器為GPI-735(直流高壓機)﹐測試條件為VR=5V﹐測試時間為60
秒﹐測試結果均符合要求。
2﹑耐流測試﹕使用儀器為GPS-3030D(電源供給器)&1330(數字萬用表)﹐測試條件為
發光二極體檢驗規範
一﹑外觀檢驗﹕
目視二極體外觀﹐無裂痕﹑殘缺等外觀不良現象。
二﹑尺寸檢驗﹕
取5pcs樣品﹐用游標尺進行尺寸測量﹐其結果合要求。(測試數據詳見附件一)
單位﹕mm
A﹕3.10±0.25
B﹕3.26±0.25
C﹕4.00±0.25
D﹕22.00±0.50
E﹕27.00±0.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0
F﹕1.88±0.25
電流IF=20mA ,其正向導通壓降為2.2~2.5V﹐測試時間為10秒﹐測試結果均符合要求。
3﹑發光顏色﹕對其加正常電壓電流其發光顏色為錄色。
四﹑焊錫性﹕
將二極體Pin完全浸入350℃±10℃的錫溶液中﹐經2±0.5秒取出﹐其端子表面95﹪以上附著新錫。
发光二极体元件之ESD测试方法
8
電壓等 正電流的第 正電流的第二 主脈衝週 正電流的第一 在100nS
級
一
個尖峰
期
個
時的電流
個尖峰電流 電流(用短路 (用短路線 尖峰電流(用 (用500Ω
Voltage (用短路線
線時)
時)
500Ω時)
時)
Level
時)
Positive
Major
Positive Current
(V) Positive Second Peak Pulse
發光二極體元件之 ESD 測試方法
1. 適用範圍：本標準規定發光二極體元件之耐靜電放電(ESD)測試方法。 2. 引用標準
下列標準受引用部分視為本標準內容之一部分。對於有標註日期者，僅 所引用之版次適用，對於未標註日期者，則適用最新版次(包含所有增/ 修訂部分)。 CNS 15249 發光二極體元件之光學與電性量測方法 3. 用語釋義： 3.1 發光二極體(Light Emitting Diode, LED)：具有受電能激發時發光之
10
測試前與測試後都應量測其光電特性，包括逆向漏電流、正向電壓 與光輸出，以便作為 ESD 耐受電壓失效判定的依據。每一電壓等級 至少需有 11 顆樣品作為一個樣品群進行測試，詳細的測試程序如下： 6.3.1 參考表 4 電壓分類等級，擬定 LED 測試規劃。 6.3.2 將待測 LED 正極接腳接至圖 4 端子 A，負極接腳接至圖 4 端子
交流发光二极管（AC-LED）结温的测试方法
交流发光二极管（AC-LED）结温的测试方法徐阁;于德鲁;邹兵;许键【摘要】目前对交流发光二极管（ AC-LED）的结温测试少有研究。
将一种新的电学测试方法---阈值电压法应用到AC-LED结温测试当中，并与传统的峰值波长法进行对比。
两种测试方法的结温测试结果相差在4℃之内，有较好的一致性。
经过分析，当参考阈值电流为1mA时，阈值电压法的测试误差为±2.5℃，峰值波长法的测试误差为±6℃。
阈值电压法测试结果更为精确，应用范围更广，更适用于工业测试。
%At present , the measurement techniques of the junction temperatures of light emitting diodes ( LEDs) are developed for AC-LED.In the present work , a novel approach of threshold voltage method is proposed for junction temperature characterization of AC-LEDs.The new method was tested , and results of which were compared with the traditional peak wavelength method , showing a good agreement within 4℃. Further analysis suggested that the error of the threshold voltage method can be narrowed down to ±2.5 ℃when the reference cu rrent is chosen as ~1 mA. It is concluded that the method of threshold voltage is accurate and simple to implement , making it highly suitable for determining the junction temperatures of AC-LEDs in industry .【期刊名称】《照明工程学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P38-41)【关键词】AC-LED;结温;测试方法;峰值波长法;阈值电压法【作者】徐阁;于德鲁;邹兵;许键【作者单位】上海理工大学教育部光学仪器与系统工程研究中心，上海 200093;上海理工大学教育部光学仪器与系统工程研究中心，上海 200093;上海理工大学教育部光学仪器与系统工程研究中心，上海 200093;上海理工大学教育部光学仪器与系统工程研究中心，上海 200093【正文语种】中文【中图分类】TM923引言AC-LED是近年来出现的可以在工频电流下直接工作的新型光源，无需变压转换器和恒流源。
LED结温及热阻的测量
LED结温及热阻的测量LED的PN结结温是影响LED光通量和寿命的主要因素，本文用电压法对直插LED，食人鱼LED和大功率LED的结温和热阻进行了实验研究。
在测量LED结温的同时，研究它的光谱变化，色光LED峰值波长的偏移与其结温存在线性关系，白光LED的总能量和蓝光能量比率（W/B）的变化与结温也存在线性的关系。
因此，采用非接触式可间接测取LED的结温。
关键词:发光二极管、结温、热阻、峰值波长、能量比引言发光二极管（LED）由于其亮度高、功耗低、寿命长、可靠性高、易驱动、节能、环保等特点，已被广泛应用于交通、广告和仪器仪表的显示中，现已在特殊照明中获得应用[1][2]，并将成为普通照明中的主要光源[3]。
目前世界上生产和使用LED呈现急速上升的趋势，但是LED存在发热现象，随着LED的工作时间和工作电流的增加，其发光强度和光通量会下降，寿命降低，对白光还会导致激发效率的下降[4]，这主要是由于LED结温升高导致的。
2002年Hongetal.[5]研究结果表明，AlGaInP红色LED的峰值波长的偏移与结温的变化存在线性关系。
对于白光LED，随着结温的增加，LED发出黄光和蓝光的强度以不同的速率下降,白光LED的总能量和蓝光能量比率（W/B）与结温存在关系。
本文首先对LED的结温进行研究，由此可得到LED的热阻。
然后在测量结温的同时，测量LED光谱变化，可以得出LED的PN结结温与色光LED峰值波长或白光LED的白色/蓝色能量比（W/B）之间存在一定的关系。
因此可以采用非接触式方法来进行结温的测量。
测量原理LED的结温是影响发光二极管各项性能指标的一个重要因素，测量LED结温的方法可用通过测量在不同环境温度下LED的正向电压的大小来得到[6]。
实验原理如图1所示，被测LED置于积分球内，积分球放在恒温箱的中间，积分球内的光经石英光纤导入SSP3112快速光谱分析仪，可以快速测取LED的峰值波长或W/B比率。
LED发光二极管检测方法
L E D发光二极管检测方法(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除1．发光二极管的特点发光二极管LED（Light-Emitting Diode）是能将电信号转换成光信号的结型电致发光半导体器件。
其主要特点是：（1）在低电压（～）、小电流(5～30mA)的条件下工作，即可获得足够高的亮度。
（2）发光响应速度快（10-7～10-9 s），高频特性好，能显示脉冲信息。
（3）单色性好，常见颜色有红、绿、黄、橙等。
（4）体积小。
发光面形状分圆形、长方形、异形（三角形等）。
其中圆形管子的外径有φ1、φ2、φ3、φ4、φ5、φ8、φ10、φ12、φ15、φ20（mm）等规格，直径1 mm的属于超微型LED。
（5）防震动及抗冲击穿性能好，功耗低，寿命长。
由于LED的PN结工作在正向导通状态，本射功耗低，只要加必要的限流措施，即可长期使用，寿命在10万小时以上，甚至可达100万小时。
（6）使用灵活，根据需要可制成数码管、字符管、电平显示器、点阵显示器、固体发光板、LED平极型电视屏等。
（7）容易与数字集成电路匹配。
2．发光二极管的原理发光二极管内部是具有发光特性的PN结。
当PN结导通时，依靠少数载流子的注入以及随后的复合而辐射发光。
普通发光二极管的外形、符号及伏安特性如图1所示。
LED正向伏安特性曲线比较陡，在正向导通之前几乎有电流。
当电压超过开启电压时，电流就急剧上升。
因此，LED属于电流控制型半导体器件，其发光亮度L（单位cd/m2，读作坎[德拉]每平方米）与正向电流IF近似成正双，有公式L =K IFm式中，K为比例系数，在小电流范围内（IF=1～10mA），m=～。
当IF＞10mA时，m=1，式（）简化成L =K IF即亮度与正向电流成正比。
以磷砷化镓黄色LED为例，相对发光强度与正向电流的关系如图2所示。
LED的正向电压则与正向电流以及管芯的半导体材料有关。
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Yoshida AlN 藍 (Al 2O 3 or Sapphire) GaN 7 藍 不 n-PAD p-PAD p-GaN 不 易 不 流 來 了 p-GaN (TCL) 3-3 兩 流 LED pattern pattern 3-4 3-6Al 2O 3n-GaN n-PADMQW(InGaN/GaN)p-AlGaNP-GaN TCL(Ni/Au)p-PAD3-3 InGaN/Al 2O 3藍 LED3-4 13*10mil2 InGaN 藍 LED pattern3-5 24*24mil2 InGaN 藍 LED pattern3-6 40*40mil2 InGaN 藍 LED pattern3.2 量 參數3.2.1 參數2.3.3 2.3.4 量 理 參數 讀 降 度 TSP 率 冷 度V Hss V Mss I M I H 65s來量 DAQ Origin 不論 V Hss V Mss 0.5 65 零 mV 3-7 3-10 不 了 流 V HO V HSS V HSS 不 Cooling time 讀 Cooling time V MSS 流 Heating time V HSS 流 不 度量0.5Cooling time 不 流 率 V MO 冷 度 V MSS 3-11 3-14 冷 0.5 1 冷0.00.10.20.30.40.51.95v o l t a g e (V )time(s)3-7 8*8mil 2 AlGaInP LED0.00.10.20.30.40.53.103.153.203.25v o l t a g e (V )time(s)3-8 13*10 mil 2 InGaN 藍 LED0.00.10.20.30.40.5v o l t a g e (V )time(s)3-9 24*24mil 2 藍 InGaN LED0.00.10.20.30.40.53.63.84.04.24.44.64.8v o l t a g e (V )time(s)3-10 40*40 mil 2 InGaN 藍 LED0.00.10.20.30.40.5v o l t a g e (V )time(s)3-11 8*8mil 2 AlGaInP LED 冷0.00.10.20.30.40.5v o l t a g e (V )time(s)3-12 13*10 mil 2 InGaN 藍 LED 冷0.00.10.20.30.40.5v o l t a g e (V )time(s)3-13 24*24 mil 2 InGaN 藍 LED 冷0.00.10.20.30.40.52.10v o l t a g e (V )time(s)3-14 40*40 mil 2 InGaN 藍 LED 冷3.2.2 I M了 連串 量 數 8*8mil 2AlInGaP LED 13*10mil 2 InGaN 藍 LED 24*24mil 2 InGaN 藍 LED 40*40mil 2 InGaN 藍 LED 流 流 80mA 100mA 250mA 700mA 3-15 3-18 I-V turn on voltage 1.56V 2.45V 2.44V 2.36Vc u r r e n t (m A )voltage(V)3-15 8*8mil 2 AlGaInP LED I-Vc u r r e n t (m A )voltage(V)3-16 13*10 mil 2 InGaN 藍 LED I-V12345c u r r e n t (m A )voltage(V)3-17 24*24mil 2 InGaN 藍 LED I-Vc u r r e n t (m A )voltage(V)3-18 40*40mil 2 InGaN 藍 LED I-V3-23 3-26 8*8mil2AlInGaP LED 13*10 mil2 InGaN藍 LED 24*24mil2 InGaN藍 LED 40*40mil2 InGaN藍 LED 不 I M K j 2.35(mv/o C) 2.94(mv/o C) 1.91(mv/o C) 2.28(mv/o C) 2.76(mv/o C) 3.11(mv/o C) 2.51(mv/o C) 2.97(mv/o C)3-19 8*8mil2 AlGaInP LED K j v.s I M3-20 13*10 mil2 InGaN 藍 LED K j v.s I M3-21 24*24mil2 InGaN 藍 LED K j v.s I M3-22 40*40mil2 InGaN 藍 LED K j v.s I M3.2.3 I Hz AlGaInP LED 20mA 參 10mAÆ40mAz InGaN藍 LED 流 度 利( ) 藍 流Sample 粒 (mil2)率(um2)37933 11 13*10209150 5.52 24*24652201 17.23 40*40藍 數13*10mil2 InGaN藍 LED 流 10mA 20mA 30mA 40mA 24*24mil2InGaN藍 LED 流 55mA 110mA 165mA 220mA 40*40mil2 InGaN藍 LED 流 172mA 344mA 516mA 688mA 10mA 55mA 172mA 流 度 26.36(A/cm2)論I M v.s K j I M I M K j 量 量 度 度 量 流I M 理 I M 不 藍 I M度量I M 度 不 度 理量( I M I H) 度 來4.1 度量流 率 度 流 4-1 4-4 流 8*8mil2 AlGaInP LED 度 13*10mil2 InGaN藍 LED 度 LED 率來 來 例 10% 藍藍 LED 流 度 度 4-5來 不良 串聯4-6 4-12 I M 4-6 4-9 I M 1mA 4mA 度 量 不 流 0.5mA 4mA 4-10 4-12 I M 度 0.1mA-5mA 5mA-10mA 10mA-20mA 0.1mA-5mA 1mA-10mA 2mA-9mA 10mA-20mA 量 流 論 流度 流4-1 8*8mil2 AlGaInP LED度 流4-3 24*24mil2 InGaN藍 LED4-5 不 InGaN藍 LED 流 度4-6 8*8mil2 AlGaInP LED 250C 度 量 流4-7 8*8mil2 AlGaInP LED 400C 度 量 流4-8 8*8mil2 AlGaInP LED 550C 度 量 流量 流4-9 8*8mil2 AlGaInP LED 700C 度4-11 24*24mil2 InGaN藍 LED 250C 度 量 流4-12 40*40mil2 InGaN藍 LED 250C 度 量 流4.2 度度 度 度 度 (1) 輻 復 (2) 復 (3) 異藍 InGaN/GaN 料 AlGaN/GaN AlGaAs/GaAs 漏 流 AlGaInP/AlGaInP 600~650nm 料 量 漏 流(overflow of carriers) 流 流 度 流 度 Fermi 量 流 度 Fermi 量 流 度 不 度 度 離 4-13 4-16 度 流 流 LED 數 藍 4-17 4-20 流 度 離 度 降 4-21 4-29 LED 量 率 流 度 藍 LED 烈 carrier confinement 藍 LED LED 流 度 度 4-30 4-31來 8*8mil2 AlGaInP LED 13*10mil2 InGaN藍 LED來 度 LED low level injection 度 流 4-30 藍 度 流 流 度 度 LED 不 流 carrier 度 4-31來 數 度 率 藍藍 度 藍 LED E C=0.38eV LED流4-13 8*8mil2 AlGaInP LED 數 流4-14 13*10mil2 InGaN藍 LED 數 流4-15 24*24mil2 InGaN藍 LED 數 流4-16 40*40mil2 InGaN藍 LED 數 流度4-17 8*8mil2 AlGaInP LED 數4-19 24*24mil2 InGaN藍 LED 數 度4-20 40*40mil2 InGaN藍 LED 數 度率 流4-21 8*8mil2 AlGaInP LED 量4-23 24*24mil2 InGaN藍 LED 量 率 流4-24 40*40mil2 InGaN藍 LED 量 率 流4-25 8*8mil2 AlGaInP LED 量 率 度4-26 13*10mil2 InGaN藍 LED 量 率 度 ( )4-27 13*10mil2 InGaN藍 LED 量 率 度 ( )4-28 24*24mil2 InGaN藍 LED 量 率 度4-29 40*40mil2 InGaN藍 LED 量 率 度4-30 度 流 數4-31 流 度 數論度 流 了理論 流 度 了 量 數 理 立了量 度 量 流 立 I M 理 OK 度 藍 LED LED 不 藍 來來論 理 量 立 量 說 參數 量 流(Measurement Current I M) 度 數(Temperature Coefficient Of Junction Voltage K j) 冷 (Cooling Time t C) (Heating Time t H) 立 理 量 度 理論 料不 量 流I M 流 度量 藍 LED 流 度 度 度 8*8mil2 AlGaInP LED 13*10 mil2 InGaN藍 LED 度 流 藍 度 度 藍 了 paper 度 度 離 流 度度 降 度 度 量 不 降來 度 兩 度 流 流 度 了 度 不 易 量 度 來 度 LED 率 LED 度 度參1.Electrical temperature measurement using semiconductors, Dr. John W Sofia, Analysis Tech, Cooling Zone2. 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