发光二极管参数的测量
发光二极管的简易测试(精)
发光二极管的简易测试发光二极管，简称LED，是一种能把电能转换成光能的半导体器件，当管子上通过一定的正向电流时，便可以光的形式将能量释放出来，发光强度与正向电流近似成正比，发光颜色与管子的材料有关。
一、LED的主要特点(1)工作电压低，有的仅需1.5 - 1.7V即能导通发光;(2)工作电流小，典型值约1OmA;(3)具有和普通二极管相似的单向导电特性，只是死区电压略高些;(4)具有和硅稳压二极管相似的稳压特性;(5)响应时间快、从加电压到发出光的时间仅1一1Oms，响应频率可达100Hz;则使用寿命长，一般可达10万小时以上。
目前常用的发光二极管有发红光和绿光的磷化稼(GaP)LED,其正向压降V F=2.3V;发红光的磷砷化稼(GaASP) LED,其正向压降V F= 1.5 - 1.7V;以及采用碳化硅和蓝宝石材料的黄色、蓝色LED，其正向压降V F=6V。
由于LED的正向伏安曲线较陡，故在应用时，必须串接限流电阻，以免烧坏管子。
在直流电路中，限流电阻R可用下式估算:R=(E-V F)/I F在交流电路中，限流电阻R可用下式估算:R= (e-V F )/2I F，式中e为交流电源电压的有效值。
二、发光二极管的测试在无专用仪器的情况下，LED也可用万用表估测(这里以MF30型万用表为例)。
首先，将万用表置于Rx1k档或Rx100档，测量LED的正反向电阻，若正向电阻小于50kΩ，反向电阻无穷大，表明管子正常。
若正、反向均为零或均为无穷大，或正反向电阻值比较接近，均说明管子有问题。
然后，还须测量LED的发光情况。
因其正向压降为1.5V以上，故无法用Rx1, Rx1O, Rx1k档直接测量，R x1Ok档虽然使用15V电池;但内阻太高，也不能使管子导通发光。
但可采用双表法测试。
将两块万用表串联起来，均置于Rx1档，这样电池总电压为3V，总内阻为50Ω，则提供给L印的工作电流大于1OmA，足以使管子导通发光。
LED发光二极管特性测试(二)
LED发光二极管特性测试（二）3测量结果与分析3.1LED的伏安特性通过图1测量了在常温下5种颜色LED的伏安特性曲线如图6所示。
LED临界导通状态下的电压称为阈值电压，根据图7中的拟合公式算出拟合直线与横轴交点得到5种LED的正常电压，为后续测试的正常发光条件做准备。
根据公式λ=[（hc）/e]Ud和上述数据，计算发光二极管的发光波长与理论主波长相吻合。
由图6可知，开始时LED电流随电压变化几乎不变，大于阈值电压后，电流随电压以104~236mA/V的变化率呈线性增加，其中红色方形LED的增长最快，而白色圆形LED的增长最慢。
5种LED的正常工作电压、阈值电压和发光波长如表1所示。
表1显示除红色方形的LED以外，其他4种LED的正常电压、阈值电压大约分别在3V和2V;红色方形LED的发光波长最长，其他4种LED发光波长均在500nm左右。
3.2LED的光强分布特性LED的光强分布测试结果如图8所示。
光强分布曲线能恰当地反映光源能量的空间分布状况。
可以从光强空间分布确定5种LED的发光范围。
实验所用照度表的传感器面积是9mm2,测试半径为8cm,通过计算所得数据与国际标准规定的测量LED的光强条件数据相吻合，即所测量的光源可近似为点光源。
由测量结果可发现：方形LED更具有指向性；所有LED在其中央法线处的光强最强。
常用半值角描述LED发光分布特性，半值角θ越小所对应的指向性越强（见表2），这可为用户根据使用情况选择二极管提供参考。
3.3LED的光谱特性利用TCS230颜色传感器在暗箱内进行光谱测量。
本文采用的颜色传感器是将红、绿、蓝、透明4组滤光镜集成，通过光电二极管采集光强，由电路转换为脉冲输出。
利用它测量了上述5种颜色LED的发光光谱，并将其测量结果与单色仪所测得的结果进行比较，判断颜色传感器测量的准确状况。
单色仪和颜色传感器所测得光谱特性曲线如图9和10所示，用颜色传感器所测得的发光成分如图11所示。
发光二极管的测试方法
发光二极管的测试方法发光二极管（LED）是一种能够将电能直接转化为光能的半导体元件。
从市场上常见的LED的类型来看，有红、绿、蓝、黄等不同颜色的LED。
为了确保LED的质量和性能，需要对其进行测试。
下面将介绍一些常用的LED测试方法。
首先是对LED光电参数的测试，主要包括：1. 测试光通量（Luminous Flux）: 光通量是LED的发光亮度的量度，单位为流明(lm)。
可以使用一台光度计来测量LED的光通量值。
2. 测试光强度（Luminous Intensity）: 光强度是LED光线在特定方向上发射的明亮程度，单位为坎德拉（cd）。
光强度的测试可以通过使用一个集成球、透镜和接口装置结合光度计来完成。
3. 测试色度坐标（Chromaticity Coordinates）: 色度坐标是用来描述LED的颜色特性的参数。
可以使用色度仪来测量LED的色度坐标。
此外，还需要对LED的电性能进行测试，主要包括：1. 测试正向电压（Forward Voltage）: 当LED处于导通状态时，正向电压是LED正向电流通过后产生的电压降。
可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测量。
2. 测试正向电流（Forward Current）: 正向电流是指在正向电压下流过LED的电流。
可以通过直流电源和电流表进行测试。
3. 测试反向电流（Reverse Current）: 当LED处于反向偏置状态时，如果流过LED的电流过高，则可能导致LED短路。
可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测试。
4. 测试开启电压（Breakdown Voltage）: LED在反向偏置状态下的电压，即开启电压。
可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测试。
最后，还需要对LED的可靠性进行测试，主要包括：1.高温寿命测试:将LED置于恒定高温环境中，通电并持续观察其工作性能的变化情况，以判断其在高温环境下的寿命和稳定性。
万用表测发光二极管的方法
万用表测发光二极管的方法引言发光二极管（Light-Emitting Diode，简称LED）是一种常见的电子器件，常用于指示灯、显示屏和照明等应用。
要正确测量和测试LED的参数，万用表是必不可少的工具之一。
本文将详细介绍如何使用万用表来测量和测试发光二极管的各种参数。
仪器和材料1.一台万用表2.一颗发光二极管3.电源（可以是电池或直流稳压电源）4.连接线（以夹子为夹头的测试线）测量电压测量发光二极管的电压是判断其工作状态和负载电阻是否合适的重要步骤。
下面是测量LED电压的步骤：1.先将发光二极管的正极（阳极）和负极（阴极）连接到电源的正负极，稍后会讲到如何判断LED的极性。
2.将万用表的旋钮旋到电压测量位，并选择适当的测量范围。
3.将万用表的电压探头依次连接到LED的阳极和阴极上，确保正确接触。
4.查看万用表上显示的电压值，并记录下来。
测量电流测量发光二极管的电流是非常关键的，因为LED在不同电流下的亮度和寿命会有很大的不同。
下面是测量LED电流的步骤：1.先将发光二极管的正极（阳极）和负极（阴极）连接到电源的正负极，确保极性正确。
2.将万用表的旋钮旋到电流测量位，并选择适当的测量范围。
3.将万用表的电流探头的黑色接线夹连接到LED的阴极上，红色接线夹连接到负极（电源的负极）上，确保连接牢固。
4.查看万用表上显示的电流值，并记录下来。
测量亮度发光二极管的亮度是与电流成正比的，因此可以通过测量电流来间接测量亮度。
下面是测量LED亮度的步骤：1.按照上述步骤测量LED的电流值。
2.使用亮度计或光照度计等专业设备来测量LED所发出的光强，记录下来。
3.根据测量到的电流值和光强值绘制亮度曲线，以便分析LED的亮度随电流变化的规律。
判断极性判断发光二极管的极性是确保正确连接的前提。
下面介绍两种常见的判断极性的方法：1.外观判断：LED的两腿通常长度不一样，其中一腿较长，为阳极（正极），另一腿较短为阴极（负极）。
发光二极管测量方法
发光二极管测量方法发光二极管（LED）是一种高效率、节能、环保的光源，被广泛应用于LED灯的照明、显示屏、信号灯、车灯等各个领域。
为了保证LED的品质，我们需要进行LED的测量。
下面，我们来分步骤阐述发光二极管测量方法。
第一步：准备工作在进行LED测量之前，需要准备相应仪器。
首先是电源，需要选择一种稳定可靠的电源，以保证LED的工作电流稳定。
其次是万用表或者LED专用测试仪，可以测量LED的电压和电流等参数。
还需要一个适合分波长的光度计，可以测量LED的光通量和光效等参数。
第二步：测量前检查在进行LED测量之前，需要对LED进行检查。
首先是外观，检查是否有损坏、腐蚀等情况。
其次是极性，要清楚哪个引脚是正极哪个引脚是负极。
最后是电气特性，需要检查电压、电流和发光强度等参数是否在规定范围内。
第三步：测量在检查完成后，可以开始测量。
首先是电气测量，将LED连接到电源上，通过电流表测量电流值，通过万用表或者LED专用测试仪测量电压值。
最后将测量结果填入测量数据表格中。
其次是光学测量，通过光度计测量LED的光通量和光效等参数，并将结果填入测量数据表格中。
第四步：数据分析在测量完成后，需要对数据进行分析。
可以将测量结果与LED的规格书进行比较，了解LED是否符合规格。
还可以对数据进行统计，根据数据绘制相应的统计图表，以更直观地了解LED的性能。
以上就是发光二极管测量方法的分步骤阐述。
在进行LED测量时既要注意仪器的选用，也要注意测量前的检查，以保证测量结果的准确性。
同时，对测量数据的分析也是非常重要的，可以帮助我们更全面地了解LED的性能。
数字万用表测量发光二极管的方法
数字万用表测量发光二极管的方法
发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED）是一种常见的电子元件，常用于指示灯、显示屏等应用中。
为了正确测量LED的参数，我们可以使用数字万用表来进行测量。
下面将介绍使用数字万用表测量LED的电压、电流和亮度的方法。
首先，我们需要准备一台功能齐全的数字万用表，包括电压测量、电流测量和电阻测量等功能。
接下来，我们将LED连接到电路中，通常是将正极（阳极）连接到正极，负极（阴极）连接到负极。
然后，我们将万用表的探针分别连接到LED的两个引脚上。
首先，我们可以使用数字万用表来测量LED的电压。
将万用表的旋钮选择到电压测量档位，并选择合适的量程。
然后，将万用表的正探针连接到LED的正极，负探针连接到LED的负极。
读取万用表上显示的数值，即为LED的电压。
接下来，我们可以使用数字万用表来测量LED的电流。
将万用表的旋钮选择到电流测量档位，并选择合适的量程。
然后，将万用表的正探针连接到LED 的正极，负探针连接到LED的负极。
读取万用表上显示的数值，即为LED的电流。
最后，我们可以使用数字万用表来测量LED的亮度。
由于万用表无法直接测量亮度，我们可以通过测量LED的电压和电流来间接推断亮度。
根据LED的亮度与电流之间的关系，可以使用欧姆定律（Ohm's Law）来计算。
总结：通过使用数字万用表，我们可以方便地测量LED的电压、电流和亮度。
这些参数的准确测量对于电子电路设计和故障排除非常重要。
发光二极管的主要参数及测量方法
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。
波长图2 LED的光谱曲线图3 LED的峰值波长和线宽测试方框图由图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。
2 LED 的伏安特性及测试方式LED 通常都具有图4所示的较好的伏安特性。
当LED 管芯通过正向电流为规定的值时，正、负极之间产生的电压降，即为正向压降（以V F 表示，单位为V ），由于正向电阻比较小，故V F 一般都较低，图5示出了V F 的测试原理图3 LED 的电光转换特性及测试方法电光转换特性是LED 的光输出功率与注入电流的关系曲线，即P －I 曲线，因为是自发辐射光，所以P －I 曲线的线性范围比较大如图6所示。
光信息专业实验报告发光二极管特性测量实验
光信息专业实验报告发光二极管特性测量实验实验目的：1.了解发光二极管的基本原理和结构特点；2.掌握发光二极管的静态和动态特性的测量方法；3.了解发光二极管的运用及其相关问题。
实验原理：发光二极管（Light Emitting Diode，LED）是一种能够直接将电能转化为光能的半导体器件。
它由P型和N型半导体材料构成的二极管结构，通过外电压加在二极管两端时，当电流正向通过二极管时，载流子在P-N结处复合，能量以光的形式释放，产生可见光。
实验步骤：1.静态特性测量a.使用万用表将发光二极管的两个引线接入电流桥路线中，设置合适的电流桥路；b.通过调节电桥的较大电阻，使电流在给定的范围内变化；c.分别测量不同电流下发光二极管的正向电压，并记录数据；d.绘制电流与正向电压之间的关系曲线。
2.动态特性测量a.将发光二极管的两个引线接入恒流源电路中，调整合适的恒流源；b.使用示波器测量发光二极管的工作频率和工作周期；c.通过改变恒流源的电流大小，测量并记录不同电流下发光二极管的发光强度；d.绘制电流与发光强度之间的关系曲线。
实验结果：1.静态特性测量结果表明，在电流增加的过程中，发光二极管的正向电压呈线性增加的趋势。
当电流达到一定程度时，正向电压趋于稳定。
2.动态特性测量结果表明，发光二极管的工作频率和工作周期与恒定的电流源有关。
随着电流的增加，发光二极管的发光强度也有所增加。
实验讨论：1. 发光二极管的正向电压与电流之间的关系可以用Ohm定律表达，即V=IR。
当电流增加时，正向电压也会增加。
2.发光二极管的发光强度与电流之间存在一定的非线性关系，即存在“亮度饱和”现象。
当电流过大时，发光强度不再增加，反而可能造成器件的过热。
实验总结：通过本次实验，我们对发光二极管的特性有了更深入的理解。
静态特性测量结果表明，在一定的电流范围内，正向电压与电流呈线性关系；而动态特性测量结果表明，发光强度与电流之间呈非线性关系。
发光二极管参数的测量
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)＝1.2396/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。
2 LED 的伏安特性及测试方式LED 通常都具有图4所示的较好的伏安特性。
当LED 管芯通过正向电流为规定的值时，正、负极之间产生的电压降，即为正向亚降（以VF 表示，单位为V ），由于正向电阻比较小，故V F 一般都较低，图5示出了V F 的测试原理图图2 LED 的光谱曲线 波长图3 LED 的峰值波长和线宽测试方框图 图5 LED 的正向压降测试原理3 LED 的电光转换特性及测试方法电光转换特性是LED 的光输出功率与注入电流的关系曲线，即P －I 曲线，因为是自发辐射光，所以P －I 曲线的线性范围比较大如图6所示。
发光二极管LED最新测试方法
发光二极管LED最新测试方法1.电压测试：测试LED在额定电流下的电压降，通常使用数字万用表进行测量。
测试时需要将LED连接到稳流电源上，并在额定电流下测量其电压降。
2.亮度测试：测试LED的亮度是其最常见的测试方法之一、可以使用光度计或光度计系统对LED的辐射光通量进行测量。
测试时需要将LED置于测试装置中，并将测量结果与标准亮度进行比较。
3.色度测试：测试LED的颜色特性是测试LED的另一个重要指标。
常用的测试方法是使用光谱分析仪测量LED的光谱分布，并根据光谱数据计算出色坐标和相关色度指标，如色温、色容差等。
4.色品测试：测试LED的色品是测试其色彩性能的重要方法之一、可以使用色差仪进行测量，通过比较样品光源和标准光源的颜色差异来评估LED的色品效果。
5.效率测试：测试LED的光电转换效率是衡量其能量利用率的重要指标。
可以使用光度计和功率计对LED的光输出和电功率进行测量，并计算出光电转换效率。
6.可靠性测试：测试LED的可靠性是评估其寿命和稳定性的关键。
常用的可靠性测试方法包括温度循环测试、湿热循环测试、阻尼振动测试等。
7.稳定性测试：测试LED的稳定性是评估其长期性能保持能力的重要方法。
可以通过长时间连续使用LED，并检测其亮度、电流和电压等参数的变化来评估其稳定性。
8.一致性测试：测试LED的一致性是确保生产的LED具有相似的电气和光学性能的重要方法。
可以使用测试电路对一批LED进行批量测试，并对测试结果进行统计和分析。
综上所述，LED的测试涉及多个方面的指标，包括电气特性、光电特性、可靠性和一致性等。
在测试过程中，需要使用专业的测试设备和仪器，并严格按照测试标准和规程进行操作，以确保测试结果的准确性和可靠性。
半导体发光二极管测试方法
半导体发光二极管测试方法发光二极管（LED）是一种半导体器件，能够将电能转化为光能，具有高效、节能、长寿命等特点，被广泛应用于照明、数码显示、通信等领域。
为保证LED的质量和可靠性，测试方法至关重要。
本文将介绍LED的测试方法，包括性能测试和可靠性测试。
性能测试是指对LED的电学和光学性能进行测试。
首先是电性能测试，包括正向电压-VF测试、正向电流-IF测试和反向漏电流-IR测试。
其中，VF测试可以通过直流电流源和万用表测试。
将LED正向引线连接到电流源的正极，负向引线连接到万用表的电压测量端，设置电流源输出电流为LED标称电流IF，读取万用表上的电压值即为VF。
同样的方法可以测试IF和IR。
为了减小测试误差，可以将测试过程自动化。
接下来是光学性能测试，主要包括光通量测试、光强测试和色温测试。
光通量测试用于测量LED的总辐射功率，可以使用光通量集成球进行测试。
将LED安装在光通量集成球的中心位置，并通过光电二极管将光通量收集起来，然后利用功率计进行测量。
光强测试用于测量LED发出的光的强度，可以使用光强计进行测试。
色温测试用于测量LED发出的光的颜色温度，可以使用光谱仪进行测试。
可靠性测试是指在一定的环境条件下，对LED的长期稳定性进行测试。
首先是热老化测试，通过将LED置于高温环境下，并施加一定的电流，观察LED的光亮度变化和色温变化，以评估其在高温环境下的稳定性。
其次是湿热老化测试，通过将LED置于高温高湿环境下，并施加一定的电流，观察LED的性能变化，以评估其在高温高湿环境下的稳定性。
最后是机械冲击测试，通过将LED置于冲击装置中，进行机械冲击，观察LED的性能变化，以评估其在振动环境下的稳定性。
在测试过程中，需要严格控制测试条件，如温度、湿度、电流等。
同时，需要进行数据记录和分析，以便评估LED的性能和可靠性。
测试结果应符合相关的标准和规范，如国家标准、行业标准等。
同时，测试设备和仪器应保持良好的校准状态，以确保测试结果的准确性和可靠性。
光信息专业实验说明：发光二极管特性测量实验
光信息专业实验说明：发光二极管特性测量实验一、实验目的和内容1、了解发光二极管的发光机理、光学特性与电学特性，并掌握其测试方法。
2、设计简单的测试装置，并对发光二极管进行V－I特性曲线、P－I特性曲线的测量。
二、实验基本内容1、概述50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。
LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它属于固态光源，其基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。
LED结构图如下面图1所示：发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的芯片。
常规的发光二极管芯片的结构如图二所示，主要分为衬底，外延层（图2中的N型氮化镓，铝镓铟磷有源区和P型氮化镓），透明接触层，P型与N型电极、钝化层几部分。
钝化层的作用是保护透明接触层。
N型电极P型电极图2、常规InGaN / 蓝宝石LED芯片剖面图图3、InGaN LED芯片俯视图在 p 型半导体和 n 型半导体之间存在一个过渡层，称为p －n 结。
跨过此p －n 结，电子从n 型材料扩散到p 区，而空穴则从p 型材料扩散到 n 区，如右面的图4（a ）所示。
作为这一相互扩散的结果，在p －n 结处形成了一个高度的e ΔV 的势垒，阻止电子和空穴的进一步扩散，达到平衡状态（见图4（b ））。
当外加一足够高的直流电压V ，且 p 型材料接正极， n型材料接负极时，电子和空穴将克服在p －n 结处的势垒，分别流向 p 区和 n 区。
在p －n 结处，电子与空穴相遇，复合，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量将以发射光子的形式释放出来，产生电致发光现象。
这就是发光二极管的发光原理。
（见图2.1.2（c ））。
通过材料的 选择可以改变半导体的能带带 隙，从而就可以发出从紫外到红外不同波长的光线，且发光的强弱与注入电流有关。
发光二极管参数的测量和研究实验报告
发光二极管参数的测量和研究发光二极管（light emission diode LED ）现已广泛应用于户外显示屏、交通灯、汽车灯及电子设备和工业设备指示灯等方面,因其具有体积小、功耗低、寿命长、反映速度快、适合量产等诸多优点；同时，发光二极管也符合节能、环保的绿色照明光源。
目前它已进入功能性照明领域，正在逐步进入普通照明领域，以替代白炽灯和荧光灯。
它是继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯（HID 后的第四代新光源。
对其物理参数的测量和研究是具有重大的经济效益和社会意义。
实验原理1.发光二极管的结构和发光原理发光二极管（LED ）,是电能转换成光能的能量转换装置。
发光二极管的结构如图，LED 的核心材料是III-V 族化合物，如GaAs （砷化镓）、GaAsP （磷砷化镓）、AlGaAs （砷化铝镓）等半导体制成，其核心是P-N 结，具有一般的P-N 结伏安特性，即正向导通、反向截止、击穿的特性。
它的发光是由半导体中的电子-空穴的复合产生的。
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。
对于大量处于高能级的粒子各自分别自发发射一列一列的角频率为的ν光波，其中，gE hν＝，g E 是半导体带隙宽度，⇒1240gE λ=g E 的单位是eV , λ的单位是nm 但各波列之间没有固定的相位关系，它们可以有不同的偏转方向，而且每个粒子所发射的光沿所有可能的方向传播，这就是通常所说的自发发射跃迁。
在正向电压下，电子由N 区注入P 区，空穴由P 区注入N 区。
进人对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。
LED 的光学参数测定目前人们公认的光通量测试、发光强度测试、光强分布测试、光强功率分布和色度参数测试。
此外，LED 的正向工作电压（一般定义注入电流20mA ）、热特性参数、外部量子效率、色度等也是需要关注的。
测量以上参数，基本就能够满足各方面对LED 测试的基本要求。
发光二极管的测试方法
发光二极管的测试方法发光二极管（LED）是一种半导体器件，广泛应用于照明、显示、通信等领域。
测试LED的特性和性能是确保其质量和可靠性的关键步骤。
下面是发光二极管的测试方法，可分为外观检查、静态电参数测试和光电参数测试三部分。
一、外观检查1.外观检查是发光二极管最基本的一个测试。
用肉眼或显微镜检查LED是否有裂纹、杂质、污染等缺陷。
2.外观检查还包括引线的焊接是否齐全、导电是否可靠。
二、静态电参数测试1.正向电压-电流特性测试*在限制电流下，应用逐步增大的正向电压，记录电流的变化。
绘制LED的电流-电压曲线，可以得到正向击穿电压、正向导通电阻、正向压降等参数。
*正向电压一般范围是0.2V到5V，根据不同的LED型号和应用需求可能有所差异。
2.反向电压测试*在限制电流下，应用逐步增大的反向电压，记录电流的变化。
根据电流的大小和反向电压的极限，可以判断LED对反向电压的抗性。
3.反向漏电流测试*测量未加正向电压时，LED器件上的反向漏电流。
使用特定的测试电路和仪器，精确测量反向电流的大小，一般单位是微安（μA）级别。
4.导通压降测试*测量在给定的正向电流条件下，LED两端的电压降。
通常用万用表或电源仪表进行测量。
三、光电参数测试1.亮度测试* 使用亮度计，将LED表面与亮度计接触，测量出LED的亮度。
常用的亮度单位是流明（lm）或坎德拉（cd）。
2.发光效率测试* 测量LED发出的光功率和输入的电功率，通过光电功率比可以计算出发光效率。
常见的单位是lm/W。
3.光谱测试*使用光谱仪测量LED发光的光谱分布。
通过测量不同波长下的辐射功率，可以得到LED的光谱特性。
4.色度坐标测试*使用色差仪或分光光度仪来测量LED发光的色度坐标，通常使用CIE1931色度坐标系或CIE1976色度坐标系。
5.显色性测试*使用光谱仪配合专用测试软件，测量LED发光的光谱以及色容差等参数，评估其显色性能。
6.角度测试*使用专用光度计或光强计，测量LED的发光角度。
灯泡发光二极管的测量原理
灯泡发光二极管的测量原理灯泡发光二极管（LED）是一种能够自发地将电能转化为光能的半导体器件。
它的基本原理是电子在半导体材料中的能量级跃迁产生光。
在LED中，通常使用两种不同材料的半导体进行组合。
这两种材料中的一个称为P型（空穴为主）半导体，另一个称为N型（电子为主）半导体。
当两种半导体材料通过P-N结连接在一起时，形成了一个电子和空穴相遇的区域，这个区域就是LED的发光区。
当在P-N结处施加一个电压，将P端连接到正极，N端连接到负极时，电子从N端被注入到P端，空穴从P端被注入到N端。
当电子通过能隙的能级跃迁进入空穴，它就会释放出能量，这些能量以光的形式发散出来，形成了发光效应。
LED的电压电流特性是非线性的，其IV曲线呈现出管式曲线。
在低电压下，LED 几乎不导电，因为半导体结合区的导电能力很弱。
当电压达到开启电压时，LED 开始导电，电流迅速增加，但电压的增加速度相对较慢。
这是因为当电子通过P-N结时，它们会与空穴结合并释放出光。
这些被释放的光子在LED器件中发出，从而形成了发光的现象。
在更高的电压下，电流增加不太明显，这是由于导电电子数量已经到达其饱和点，无法进一步增加。
通过测量LED的光电规格，我们可以获得过电压和电流的信息。
为了测量LED 的光强度，常用的方法是使用光电二极管（Photodiode）对光进行检测。
当光照射到光电二极管上时，光子的能量被转化为电子的能量，从而在二极管中产生电流。
为了获得准确的光电流测量值，通常需要控制测量过程中的环境条件，如控制光线强度、环境温度、抗干扰等。
另外，需要对电流进行放大和转换，以便与数采系统进行连接，并进一步进行数据分析和处理。
此外，LED的色温和色彩饱和度也是常用的测量指标。
色温是指LED所发出的光的颜色，可以以Kelvin（开尔文）为单位进行表示。
色彩饱和度是指LED发出的光的纯度，高饱和度表示颜色鲜艳纯粹，低饱和度表示颜色趋向灰暗。
总的来说，灯泡发光二极管的测量原理是基于半导体器件的特性和光电转换原理。
简述发光二极管判断方法
发光二极管（LED）是一种半导体发光元器件，具有小巧、耐久、节能、环保等优点。
在使用过程中，有时候需要判断发光二极管是否正常工作。
常用的判断方法有以下几种：
1.电流检测法：使用电流表或电流二极管测量LED的电流值，如果LED的电流值与标准值
相差较大，则可能是LED出现故障。
2.光强度检测法：使用光照度计测量LED的光强度值，如果LED的光强度值与标准值相差
较大，则可能是LED出现故障。
3.电压检测法：使用万用表测量LED的正极电压和负极电压，如果LED的正极电压和负极
电压相差较大，则可能是LED出现故障。
4.光色检测法：观察LED的光色是否与标准值相符，如果光色与标准值相差较大，则可能
是LED出现故障。
通过以上方法可以判断发光二极管是否正常工作，并且在发现问题后及时处理，以保证LED 的正常使用。
发光二极管的使用方法
发光二极管的使用方法你知道万能表吗?万能表又称为复用表、多用表、三用表、繁用表等，是电力电子等部门不可缺少的测量仪表，一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。
下面我们来看看它的具体使用方法吧!电流的测量1、直流电上涌的测量。
先将白表笔填入“com”孔。
若测量大于ma的电流，则必须将白表笔填入“10a”插孔并将旋钮踢至直流“10a”档;若测量小于ma的电流，则将红表笔插入“ma”插孔，将旋钮打到直流ma 以内的合适量程。
调整好后，就可以测量了。
将万用表串进电路中，保持稳定，即可读数。
若表明为“1.”，那么就要加强量程;如果在数值左边发生“-”，则说明电流从黑表笔流入万用表。
交流电流的测量。
测量方法与1相同，不过档位应该打到交流档位，电流测量完毕后应将红笔插回“vω”孔，若忘记这一步而直接测电压，哈哈!你的表或电源会在“一缕青烟中上云霄”--报废!电压的测量1、直流电压的测量，如电池、随身听电源等。
首先将黑表笔插进“com”孔，红表笔插进“v ω ”。
把旋钮选到比估计值大的量程(特别注意：表壳上的数值均为最小量程，“v-”则表示直流电压档，“v～”则表示交流电压档，“a”就是电流档)，接着把表笔接电源或电池两端;维持碰触平衡。
数值可以直接从显示屏上读取，若显示为“1.”，则表明量程太小，那么就要加大量程后再测量工业电器。
如果在数值左边发生“-”，则说明表笔极性与实际电源极性相反，此时白表笔接的是负极。
2、交流电压的测量。
表笔插孔与直流电压的测量一样，不过应该将旋钮打到交流档“v～”处所需的量程即可。
交流电压无正负之分，测量方法跟前面相同。
无论测交流还是直流电甩，都必须特别注意人身安全，不要随便用手鼠标表笔的金属部分。
电阻的测量将表笔塞入“com”和“vω”孔中，把旋钮打旋至“ω”中所须要的量程，用表笔直奔在电阻两端金属部位，测量中可以用手碰触电阻，但不要把手同时接触电阻两端，这样会影响测量精确度的--人体是电阻很大但是有限大的导体。
发光二极管测试方法
《发光二极管测试方法》摘要系统地介绍了与发光二极管测试有关的术语和定义,在此基础上,详细介绍了测试方法和测试装置的要求。
1 前言半导体发光二极管是一种重要的光电子器件,它在科学研究和工农业生产中均有非常广泛的应用.发光二极管虽小,但要准确测量它的各项光和辐射参数并非一件易事.目前在世界范围内的测试比对还有较大的差异.鉴于此,CIE(国际照明委员会)TC2-34小组对此进行了研究,所提出的技术报告形成了CIE127-1997文件.中国光学光电子行业协会光电器件专业分会根据国内及行业内部的实际情况,初步制定了行业标准"发光二极管测试方法",2002年起在行业内部试行.本文叙述了与发光二极管测试有关的术语和定义,在此基础上,详细介绍了测试方法和测试装置的要求,以期收到抛砖引玉之效果.本文涉及的测试方法适用于紫外/可见光/红外发光二极管及其组件,其芯片测试可以参照进行。
2 术语和定义2.1发光二极管LED除半导体激光器外，当电流激励时能发射光学辐射的半导体二极管。
严格地讲，术语LED应该仅应用于发射可见光的二极管；发射近红外辐射的二极管叫红外发光二极管（IRED,Infrared Emitting Diode）；发射峰值波长在可见光短波限附近，由部份紫外辐射的二极管称为紫外发光二极管；但是习惯上把上述三种半导体二极管统称为发光二极管。
2.2光轴Optical axis最大发光（或辐射）强度方向中心线。
2.3正向电压V F Forward voltage通过发光二极管的正向电流为确定值时，在两极间产生的电压降。
2.4反向电流I R Reverse current加在发光二极管两端的反向电压为确定值时，流过发光二极管的电流。
2.5反向电压V R Reverse voltage被测LED器件通过的反向电流为确定值时，在两极间所产生的电压降。
2.6总电容C Capacitance在规定正向偏压和规定频率下，发光二极管两端的电容。
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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
发发光二极管（light emission diode LED ）图 1 显示了 LED 的结构截面图。
要使 LED 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。
P 电极（＋）
P 型隔离层
光
有源层
N 型隔离层
N型衬底
N电极 (-)
图 1 边发射 LED 结构截面
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)＝ 1.2396/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。
率
1
功
25℃
对
相60℃
0.5
波长
图 2 LED 的光谱曲线
LED
探指
单
测示恒流源色
器器
仪
图 3 LED 的峰值波长和线宽测试方框图
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。
2 LED 的伏安特性及测试方式
LED 通常都具有图 4 所示的较好的伏安特性。
当LED管芯通过正向电流为规定的值时，正、负极之间产生的电压降，即为正向亚降（以 V F表示，单位为 V ），由于正向电阻比较小，故 V F一般都较低，图 5 示出了 V F的测试原理图
I
恒流源
V mA
V
图 5 LED 的正向压降测试原理图 4 LED 的伏安特性曲线
3 LED的电光转换特性及测试方法
电光转换特性是LED 的光输出功率与注入电流的关系曲线，即P－I曲线，因为是自发辐射光，所以 P－ I 曲线的线性范围比较大如图 6 所示。
LED 的输出光功率是LED 重要参数之一，分为直流输出功率P o和脉冲输出功率。
所谓直流输出功率是指在规定的正向直流工
作电流下， LED 所发出的光功率，图7 是测试原理图。
测试时，把LED 和接受器置于同一
暗盒中，使发光面和接受面相互平行且尽量靠近。
调解恒流源，使其正向电流I F位规定值，指示器上的读数即为被测LED 的直流输出光功率。
所谓脉冲输出光功率是指在规定的幅度、
频率和占空比的矩形脉冲电流作业下，LED 发光面所发射出的光功率。
测试时把LED 和接收器置于同一暗盒中，使发光面和接受面互相平行且靠近。
调节脉冲源，使其峰值电流I P 为规定值时，指示器上的读数即为被测LED 的脉冲输出光功率值，图8 是测试原理图，图中 R L为取样电阻。
脉冲峰值输出光功率和平均输出光功率的关系为：
P AV
P P
D R
式中， P P为脉冲输出光功率，P AV为脉冲平均输出光功率，D R为脉冲波占空比。
P
图
正向电流（ mA ）
6 LED 的 P－I 曲线
I
接指
示
收
器
恒流源
器
暗盒
图 7 直流输出功率测试原理图
接 指 示 收 器
器
矩形
脉冲器
示 波 器
图 8 脉冲输出光功率的测试原理图
4 LED 的辐射强度空间分别和半角值
θ 1/2θ 1/2
辐射强度空间分布是指
LED 在规定的正向工作电流下垂直和平行于 PN 结方向强度随 空间角度的分布图，它的分别影响到与光纤之间的耦合效率。
测试时把 LED 置于预定的位
置上，调节恒流源，使工作电流为规定值，从
0 到 90 度转动发光器件，读取不同角度下指
示器上的辐射强度值，然后在极坐标或直角坐标上分别作出相应点的角度与辐射强度关系
图，即为辐射强度空间分布图。
在分布图上读取半强度值点的角度
θ1 和 θ 2，则半角值
( 1/2)
2
1
,( 1/2 )
//2//
1 //
其中 ( 1 / 2 ) 为垂直与 PN 结方向的半角值， ( 1/ 2 ) // 为平行于 PN 结方向的半角。
图
9 出示
了半角值的测量原理，图中：
L 为 LED 发光面于接收面的距离，
O 1O 2 为主光轴。
调节时，
LED 的出光面和接收器的光敏面应垂直于主光轴， L 于接收光敏面直径之比至少应为
10：1。
光栏
O 1O 2
接 指 示 收
器
恒流源
器
暗盒
图 9 LED 的半角测试原理图
5 LED 的调制特性
当在规定的直流正向工作电流下，对
LED 进行数字脉冲或模拟信号电流调制，便可实
现对输出光功率的调制。
LED 有两种调制方式，即数字调制和模拟调制，图
10 示出这两种
调制方式。
调制频率或调制带宽是光通信用LED 的重要参数之一，它关系到LED 在光通信中的传输速度大小，LED 因受有源区内少子寿命的限制，其调制的最高频率通常只有几十
兆赫兹，从而限制了LED 在高比特速率系统中的应用，但是，通过合理的设计和优化的驱
动电路， LED 也有可能用于高速光纤通信系统。
调制带宽是衡量LED 的调制能力，其定义是在保证调制度不变的情况下，当LED 输出的交流光功率下降到某一低频参考频率值的一
半时 (-3dB ）的频率就是LED 的调制带宽，图11 示出了调制带宽的测试原理图。
图中L 为频扼线圈， C 为隔直流电容， R C为负载匹配电阻。
测量的方式是调节恒流源，使电流表读数为
规定值，从选定的低频开始，调节信号源输出，把输出的正弦调制光对准探测器的光敏面，
改变信号源的频率，并保证调制度不变，当指示器上指示的光功率下降到选定的低频参
考频率值的 -3dB 时，信号源的频率即为光的带宽。
测量要求是：选择R c使 LED 回路与信号源输出阻抗匹配光电探测器（包括输出回路）的频率响应比被测LED 至少高 5 倍；指示器应能对光功率或电功率的交流成分相对值进行直接指示。
出
输
光
LED 输出波形
电流
时间
间
时
流
电
动图 10a
LED 数字调制
驱
LED 输出波形
出
输
光
电流
图 10a LED 模拟调制
流
电
动
驱间时
三实验内容和步骤
1 测量 LED 的峰值波长和线宽
2 测量 LED 的伏安特性
3测量 LED 的 P－ I 曲线（直流和交流）
4测量 LED 的半值角
5测量 LED 的调制特性并指出其调制带宽（数字和模拟）
四实验仪器
发光二极管 2 支、恒流源、电流表、电压表、激光二极管自动测试系统、单色仪、脉冲信号发生器、正弦信号发生器、示波器、电阻。