LED特性测量实验
led特性测量实验报告
led特性测量实验报告LED特性测量实验报告引言：LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，能够将电能转化为光能，具有高效、节能、寿命长等优点，因此在照明、显示、通信等领域得到广泛应用。
为了深入了解LED的特性，我们进行了一系列的实验测量，本报告将对实验过程和结果进行详细阐述。
一、实验目的本次实验的目的是测量LED的电流-电压特性曲线，了解其工作电压、电流和光强之间的关系。
二、实验装置和方法1. 实验装置：- LED样品：选取了红、绿、蓝三种颜色的LED样品。
- 电源：提供稳定的电压和电流。
- 电压表和电流表：用于测量LED的电压和电流。
- 变阻器：用于调节电流。
2. 实验方法：- 将LED样品连接到电源，并通过变阻器调节电流。
- 逐步增加电流，同时记录LED的电压和电流值。
- 测量不同电流下LED的光强。
三、实验结果与分析1. 电流-电压特性曲线：我们分别测量了红、绿、蓝三种颜色的LED样品的电流-电压特性曲线，结果如下图所示：[插入电流-电压特性曲线图]从图中可以看出，LED的电流-电压特性曲线呈非线性关系。
当电流较小时，电压增加较缓慢；当电流达到一定值后，电压急剧增加。
这是因为LED是一种二极管，具有正向电压下的导通特性，而在反向电压下则具有较高的阻抗。
2. 工作电压和电流：通过测量，我们得到了红、绿、蓝三种颜色的LED样品的工作电压和电流值，结果如下表所示：[插入工作电压和电流表]从表中可以看出，不同颜色的LED样品具有不同的工作电压和电流。
红色LED的工作电压较低，绿色LED次之，蓝色LED的工作电压最高。
这是因为不同颜色的LED使用了不同的半导体材料，其能带结构和能带宽度不同，导致其工作电压和电流也有所差异。
3. 光强与电流的关系：我们还测量了不同电流下LED的光强，结果如下图所示：[插入光强与电流关系图]从图中可以看出，随着电流的增加，LED的光强也随之增加。
LED综合特性测试实验
LED综合特性测试实验13应用物理（1）班杨礴 2013326601111一、实验目的1.测量LED正向伏安特性，掌握拐点电压、正向开启电压及工作电流的概念，并对比分析不同发光颜色的LED拐点电压和工作电压的异同2.测量LED的反向伏安特性，了解发光二极管的反向截止特性3.掌握LED发光强度的概念及其测量方式4.了解LED发光强度随电流变化的规律，并对比分析不同发光颜色LED发光强度随电流变化的响应异同5.了解LED光通量与发光效率的概念及其测量方法6.了解LED光通量/发光效率随电流变化的规律，并对比分析不同发光颜色LED光通量随电流变化的响应异同以及发光效率随电流的变化规律7.掌握LED的光空间分布曲线的概念及其测量方法8.掌握LED半强度角和偏差角的概念及其测量方法9.了解强度定标的意义及其定标方法10.掌握常见色度参数的概念及其计算方法11.测量LED器件的电压-温度关系特性，计算K系数，并理解K系数的意义及其作用12.理解LED结温、热阻的概念，掌握一种测大功率贴片型LED结温，热阻的测量方法二、实验原理1.电学特性测试在LED两端加正向电压，当电压较小，不足以克服势垒电场时，通过LED的电流很小。
当正向电压超过死区电压后，电流岁电压迅速增长。
正向工作电流指LED正常发光时的正向电流值，根据不同管子的结构和输出功率的大小，在几十毫安到1安之间。
在LED两端加反向电压，只有微安级的反向电流。
反向电压超过击穿电压后，管子被击穿损坏。
为安全起见，激励电源提供的最大反向电压应低于击穿电压。
2.光电特性测试光强是描述LED光度学特性最为重要的参数，它表征了光源在指定方向上单位立体角内发射的光通量，在不同的空间角下，LED将表现出不同的光强大小。
LED光源发射的辐射通量中能引起人眼视觉的那部分，称为光通量，单位是流明，与辐射通量的概念类似，它是LED光源向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量。
光信息专业实验报告：LED特性及光度测量实验 (2)
光信息专业实验报告：LED特性及光度测量实验1、LED的V-I特性检验、光通量的测量打开稳流稳压电源及光度计，并将电压值调零。
积分球放入蓝色LED灯管，调节电源电压值，使光度计有读数，记录数据。
保证LED灯管的电流值小于30mA，记录电压值、电流值及光通量值。
更换红灯时保证LED灯管的电流值小于20mA，用相同步骤记录数据。
（1）蓝光LED灯管表一蓝色LED灯的光通量及V—I特性数据η=注：功率P=UI 发光效率P由表一数据，利用origin软件作出蓝光LED的η—P特性曲线，如图5所示。
图 5 蓝光LED的η—P特性曲线（1）红光LED灯管表二红色LED灯的光通量及V—I特性数据电流I/mA 0 1 2 3 4 5 6 7电压U/V 1.79 1.84 1.87 1.89 1.91 1.92 1.92 1.94 光通量Φ/lm 0.03 0.09 0.18 0.21 0.26 0.33 0.34 0.39 消耗功率P/mW 0.000 1.84 3.74 5.67 7.64 9.6 11.52 13.58 发光效率η0.0489 0.04813 0.0370 0.0340 0.03438 0.02951 0.02872 电流I/mA 8 9 10 11 12 13 15 16电压U/V 1.95 1.96 1.97 1.98 1.99 1.99 2 2.02 光通量Φ/lm 0.5 0.5 0.56 0.61 0.66 0.69 0.81 0.88 消耗功率P/mW 15.6 17.64 19.7 21.78 23.88 25.87 30 32.32 发光效率η0.0320 0.0283 0.02843 0.0280 0.0276 0.02667 0.027 0.02723 电流I/mA 17 18 19 21电压U/V 2.02 2.04 2.09 2.05光通量Φ/lm 0.92 0.99 1 1.13消耗功率P/mW 34.34 36.72 39.71 43.05发光效率η0.0267 0.0269 0.02518 0.0262红光LED的η—P特性曲线如图6所示。
LED综合特性测试实验
LED综合特性测试实验13应用物理（1）班杨礴2一、实验目的1.测量LED正向伏安特性，掌握拐点电压、正向开启电压及工作电流的概念，并对比分析不同发光颜色的LED拐点电压和工作电压的异同2.测量LED的反向伏安特性，了解发光二极管的反向截止特性3.掌握LED发光强度的概念及其测量方式4.了解LED发光强度随电流变化的规律，并对比分析不同发光颜色LED发光强度随电流变化的响应异同5.了解LED光通量与发光效率的概念及其测量方法6.了解LED光通量/发光效率随电流变化的规律，并对比分析不同发光颜色LED光通量随电流变化的响应异同以及发光效率随电流的变化规律7.掌握LED的光空间分布曲线的概念及其测量方法8.掌握LED半强度角和偏差角的概念及其测量方法9.了解强度定标的意义及其定标方法10.掌握常见色度参数的概念及其计算方法11.测量LED器件的电压-温度关系特性，计算K系数，并理解K系数的意义及其作用12.理解LED结温、热阻的概念，掌握一种测大功率贴片型LED结温，热阻的测量方法二、实验原理1.电学特性测试在LED两端加正向电压，当电压较小，不足以克服势垒电场时，通过LED的电流很小。
当正向电压超过死区电压后，电流岁电压迅速增长。
正向工作电流指LED正常发光时的正向电流值，根据不同管子的结构和输出功率的大小，在几十毫安到1安之间。
在LED两端加反向电压，只有微安级的反向电流。
反向电压超过击穿电压后，管子被击穿损坏。
为安全起见，激励电源提供的最大反向电压应低于击穿电压。
2.光电特性测试光强是描述LED光度学特性最为重要的参数，它表征了光源在指定方向上单位立体角内发射的光通量，在不同的空间角下，LED将表现出不同的光强大小。
LED光源发射的辐射通量中能引起人眼视觉的那部分，称为光通量，单位是流明，与辐射通量的概念类似，它是LED光源向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量。
积分球测量光通量，积分球是一个球形空腔，由内壁涂有均匀白色漫反射层的球壳组装而成，被测LED置于空腔内。
led综合特性测试实验报告误差分析
led综合特性测试实验报告误差分析总光通量是测试光源各个方向的发射的光。
通常将光源放置于积分球的中心。
对于LED，常用的方法是把LED放在积分球壁的出口处。
这种测试方法通常叫“forward-looking”或2π法。
虽然大家普认同光通量，但是在这种2π的测试方法在不同的实验室之间的测试不一致性却相当普遍！
这种不一致性主要由于以下原因：
1，2π法的测试条件并没有完全确定，积分球越大，测试结果越好，但是许多实验室仍然使用较小的积分球，例如2inch的积分球。
2，所有的光，不论是那个方向上的，都应该被等效的测到。
然而许多积分球的设计却有着相当差的角度响应特性。
我们的实验结果表明，当转动LED改变LED的方位时，不同方位得到的测试结果差异可达5倍之多！
3，没有考虑LED本身，及其夹具对光的吸收和反射对测试结果的影响。
辅助灯经常用于补偿这种影响。
CIE127文件推荐使用辅助灯用于辐射通量和光通量的测试。
没有辅助灯，测试结果将出现较大的误差。
4，不能获得及时的校正，以及校正与测试的条件不完全一致。
通常的校正需要将设备送到工厂或校正实验室，进口设备则需要复杂的进出口手续和长途运输。
因此无法经常性进行校正，而且在校
正时，只按照通用的模式校正，不会考虑实际使用时的夹具、LED 的差异。
LED特性及光度测量实验(中大)
LED特性及光度测量实验中山大学 光信实验数据记录与分析1. LED的U-I特性测量(1) 红光LED的U-I特性实验测得数据如下:表1 红光LED电流与电压测量数据U（V）0 1.81 1.86 1.92 1.84 1.82 1.87 1.88 I（A）00.0050.010.0180.0080.0070.0120.013 P（nw） 2.935.462113.849.740.776.284.6 U（V） 1.89 1.91 1.94 1.95 1.8 1.79 1.78 1.76 I（A）0.0140.0160.0210.0250.0040.0030.0020.001 P（nw）88.997.5126.4153.432.727.520.316.2根据Shockley理论,对于一个散射面积为A的二极管,其电流电压关系为: ，即I与V之间存在指数关系。
所以以下用Origin7.5对红光LED电流与电压的关系进行指数拟合，如下图:图1 红光LED的V-I特性测量由此可得, 指数拟合曲线的表达式为：实验数据分析:对于红光LED，由图1和其拟合系数可知，拟合度R^2=0.99046，拟合度非常接近1，所以可以认为其U-I特性是指数关系，符合Shockley理论。
当电压大于某一值（即阈值）时，LED才有明显的电流反映，才开始发光，而且随着电压的增大，电流呈指数增长，发光愈强。
(2) 蓝光LED的U-I特性实验测得数据如下:表2 蓝光LED电流与电压测量数据U（V） 3.2 3.25 3.33 3.38 3.41 3.44 3.46 3.5I（A）0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.008 P（nw） 5.47.310.812.613.91515.817.2U（V） 3.55 3.57 3.61 3.63 3.67 3.69 3.72 3.75I（A）0.0090.010.0110.0120.0130.0140.0150.016 P（nw）18.819.620.320.821.52222.623.1U（V） 3.78 3.8 3.85 3.87 3.93 3.95 3.974I（A）0.0170.0180.020.0210.0230.0240.0250.026 P（nw）2323.824.124.224.324.724.724.9同（1），由Origin7.5做出蓝光LED电流与电压的指数拟合曲线如下图:图2 蓝光LED的V-I特性测量由此可得, 指数拟合曲线的表达式为：实验数据分析:对于蓝光LED，其拟合度为R^2=0.9792，拟合度非常接近1，所以可以认为其U-I特性是指数关系，符合Shockley理论。
LED和LD的光源特性测试实验
LD/LED光源特性测试实验1. 实验目的通过测量LED发光二极管和LD半导体激光器的输出功率－电流（P-I）特性曲线和P-I特性随器件温度的变化，理解LED发光二极管和LD半导体激光器在工作原理及工作特性上的差异。
2. 实验原理2.1 LD工作原理从激光物理学中我们知道，半导体激光器的粒子数反转分布是指载流子的反转分布。
正常条件下，电子总是从低能态的价带填充起，填满价带后才能填充到高能态的导带；而空穴则相反。
如果我们用电注入等方法，使p-n结附近区域形成大量的非平衡载流子，即在小于复合寿命的时间内，电子在导带，空穴在价带分别达到平衡，如图1所示，那么在此注入区内，这些简并化分布的导带电子和价带空穴就处于相对反转分布，称之为载流子反转分布。
注入区称为载流子分布反转区或作用区。
结型半导体激光器通常用与p-n结平面相垂直的一对相互平行的自然解理面构成平面腔。
在结型半导体激光器的作用区内，开始时导带中的电子自发地跃迁到价带和空穴复合，产生相位、方向并不相同的光子。
大部分光子一旦产生便穿出p-n结区，但也有一部分光子在p-n结区平面内穿行，并行进相当长的距离，因而它们能激发产生出许多同样的光子。
这些光子在平行的镜面间不断地来回反射，每反射一次便得到进一步的放大。
这样重复和发展，就使得受激辐射趋于占压倒的优势，即在垂直于反射面的方向上形成激光输出。
图1半导体激光器的能带图2.2 LED 工作原理发光二极管是大多由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs （砷化镓）、GaP （磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN 结。
因此它具有一般P-N 结的I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N 区注入P 区，空穴由P 区注入N 区。
进入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，如图2所示。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN 结面数μm 以内产生。
led特性测量实验报告
led特性测量实验报告实验报告：LED特性测量引言：LED（发光二极管）是一种光电半导体器件，具有功率小、寿命长、耐冲击、响应时间短等特点，因而在实际应用中得到了广泛的应用。
为了进一步了解LED的性能，我们进行了一次LED特性测量实验。
本实验报告旨在介绍实验的过程和结果，并希望能够对读者有所帮助。
实验目的：1. 测量不同电流下LED的电压值和亮度；2. 掌握LED的基本性质。
实验工具：最大电流200mA，最大电压30V的电源、万用表、示波器、LED、电路板等。
实验步骤：1. 将LED插入电路板的插孔中；2. 将电路板和电源、万用表、示波器逐步连接。
万用表的接触点分别接入电源、LED和电阻上，并根据要求设置不同的测量范围。
同时，示波器的通道1连接电源正极，通道2连接LED的两极，用于观察LED的亮度和波形；3. 调节电源输出电流，记录电压、电流、亮度三项数据。
为确保测量结果的准确，对每个电流值都进行重复测量3次，并求出平均值。
实验数据：电流（mA）电压（V）亮度（mcd）10 2.34 520 2.58 830 2.82 1340 3.08 2150 3.32 3160 3.58 4770 3.80 6380 4.08 8590 4.28 104100 4.58 128110 4.85 149120 5.14 168130 5.44 187140 5.71 200150 6.02 210实验结果：通过实验对LED的特性进行了测量，得到如上表格的数据。
我们可以看出，随着电流的增加，LED的电压、亮度也相应增加。
其中，当电流为80mA时，LED的亮度已经达到了一个较高的值，并且在之后的增长速度开始缓慢。
在使用时，我们应该避免把LED的电流调节到过高的值，这样不仅会使LED无法正常工作，而且还会对LED的寿命产生不良的影响。
结论：通过本次实验，我们进一步了解了LED的特性和基本性质。
LED的电压和亮度均随着电流的增加而增加，当达到一定值时，其增长速度会趋缓。
光信息专业实验报告：LED光源特性测量及其与多模光纤的耦合
光信息专业实验报告：LED 光源特性测量及其与多模光纤的耦合【实验目的】1． 学习把LED 光源发射出的光功率直接耦合进光纤中。
2． 测量LED 光源的电学和光学特性。
【实验原理】3． LED 光源用于光纤系统的两种基本LED 结构是面发光二极管和边发光二极管。
从面发光二极管中发出的各向同性光束称为朗伯光。
在这种光辐射方向图中，从各个方向观察光源时其亮度都相同，因为在观察方向上光功率和发光面积的投影都与cos θ成正比（θ是观察方向与发光面法线之间的夹角）。
朗伯光源的发射方向图使用下面的关系式来表示：0(,)cos B B θφθ= （1） 式中0B 是沿辐射面法线方向的辐射强度。
边发光二极管有更复杂的发射方向图，在它的pn 结平面的水平方向和垂直方向分别有不同的辐射角分布(,0)B θ和(,90)B θ。
辐射角分布可以近似为以下的一般形式：22001sin cos (,)cos cos T B B B φφθφθθ=+（2） 式中T 是垂直方向的功率分布系数。
4． 耦合效率直接耦合是不经过透镜系统直接把光纤端面正对着光源的耦合，其耦合效率为：2/(/2)F S P P NA ηαα==+ （3）用分贝来表示的耦合损耗为：1010log (/)F S L P P =- （4） 要使耦合效率达到最大值，必须使光源的直径－数值孔径积和光纤的纤芯直径－数值孔径积相匹配。
5． 用梯度折射率棒形透镜耦合梯度折射率棒形透镜是一根玻璃棒，直径1.0到3.0mm ，折射率由下式描述：20()(1/2)n r n Ar =- （5）式中22/A a =∆实验中使用的是0.29间距梯度折射率棒形透镜，0 1.599n =10.332mm -=。
因为透镜稍微比四分之一间距长，所以从点光源发射出的光会变成汇聚光，而不是平行光。
【实验用具】实验平台，LED及驱动器，光功率计，0.29间距梯度折射率棒形透镜，耦合器，光纤、探片等。
LED特性测量实验报告
LED特性测量实验报告实验名称：LED特性测量一、实验目的：1.学习了解LED的基本原理和特性；2.掌握常用的LED特性测量方法；3.了解LED的亮度和电流之间的关系。
二、实验器材：1.LED灯珠一个；2.激光二极管电流源一个；3.多用表一个；4.万用表一个。
三、实验原理：1.LED是一种特殊的二极管，具有电流通过时发光的特性。
在正向电压作用下，电子从N区向P区注入，与空穴复合，释放能量以光的形式发出；2.LED的特性主要包括电流与电压之间的关系、亮度与电流之间的关系以及波长与能量之间的关系。
四、实验步骤：1.连接电路：将LED灯珠连接到激光二极管电流源的输出端，接通电源；2.测量电压：用多用表测量激光二极管电流源的输出端电压，并记录下来；3.测量电流：用万用表测量LED灯珠两端的电流，并记录下来；4.改变电流：逐步增加激光二极管电流源的输出电流，每次增加一定的值，并记录下每次增加后的电压和电流；5.绘制图表：根据记录的数据，绘制出LED的电压-电流特性曲线和亮度-电流特性曲线。
五、实验结果及分析：根据实验数据，我们得到了以下结果：实验数据表：输出电流（mA）LED电压（V）1 1.82 2.23 2.54 2.85 3.06 3.2根据实验数据，我们绘制了以下图表：LED电压-电流特性曲线：[图表]从图表中可以看出，LED的电流与电压之间呈线性关系，即电流增大时，电压也相应地增大，但是增长速率逐渐变慢。
LED亮度-电流特性曲线：[图表]从图表中可以看出，LED亮度随着电流的增大而增大，但是增长速率逐渐变慢，即在一定范围内，随着电流的增大，亮度的增长较为明显；而当电流超过一定值后，亮度的增长变得较为缓慢。
以上结果分析说明LED的亮度与电流之间呈非线性关系，即LED的亮度随着电流的增大而增大，但是增长速率逐渐减小，存在一个饱和区。
六、实验结论：通过本次实验，我们学习了LED的基本原理和特性，并掌握了常用的LED特性测量方法。
大物实验-LED光谱特性的测量
一、实验设计方案
设计任务：测量LED光谱特性
设计要求：
1、了解LED的工作原理、基本特性、主要型号及参数
2、测量LED的光谱特性，测出峰值波长和半宽度
设计原理：
LED主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。
当在电极上加上正向偏置电压之后，电子和空穴分别注入P区和N区。
当非平衡少数载流子与多数载流子复合时，就会以辐射的形式将多余的能量转化为光能。
LED的特点是：工作电压低（2~3.6V）、工作电流很小（0.02~0.03A）、抗冲击和抗震性能好、可靠性高、寿命长（无故障工作时间大约在40000小时以上），通过调制工作的强弱可以方便地调制发光的强弱。
三、实验内容及具体步骤：
3.1测量绿光LED光谱图
3.1.1运行DataStudio软件，创建一个新实验。
设置光传感器及转动传感器采样率，均取2000.
3.1.2关灯，把转盘推至左端，鼠标点击工作栏上的“启动”
始位置对称的地方。
3.1.3点击“计算”项，新建y=x/60，定义
四、数据记录与处理绿光LED光谱图
红光LED光谱图
紫光LED光谱图
蓝光LED光谱图白光LED光谱图。
LED综合特性测试试验
CD-M-BEX-8202 LED
型号 BEM-5036 BEM-5035 BEM-5037 BEM-5038 BEM-5409 BIM-6001-06 BIM-6202 BEM-5040 BEM-5216-15 BEM-5217 BEM-5214 BEM-5215 BC-121154 BEM-5410 BEM-5201-06 BEM-5204-50 BEM-5204-30 BEM-5205-25 BEM-5209-09 BIM-6102
数量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
BC-105075
4
BC-105080
2
BC-105084
6
BC-105083
6
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简介
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。
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n 光波，其中， n =Eg / h，Eg 是半导体带隙宽度， Þ λ=1240/ Eg , Eg 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。
发光二极管特性测试实验报告
发光二极管特性测试实验报告
并规范
实验目的
通过发光二极管特性测试，研究发光二极管的正向压降、电流、亮度等特性，以及各参数调节等。
实验环境
实验环境安全无污染，实验室的温湿度符合实验要求，实验台架保持稳定，实验仪器和仪表灵活可靠，实验室提供了充足的电源供电。
实验设备
1.发光二极管；
2.可控变压器；
3.电流表；
4.功率表；
5.万用表；
6.电源线；
7.阻值。
实验原理
发光二极管（LED）是一种三极半导体，其特点是在正向电压作用下能迅速产生可见光。
发光二极管的工作原理是利用半导体结构中的特性，
导致电荷在半导体内部发生电子激子对撞。
当电子激子击中离子层时，释
放出击中的能量，其中一部分能量变为可见光。
实验步骤
1.使用万用表将发光二极管连接电路，将发光二极管接入电路，加入
一定的阻值，使电流控制在一定的范围内；
2.设定电压、电流值，调节可控变压器，观察发光二极管的发光强度，并记录电压、电流值，根据亮度值计算出电流的最大值，即为LED的最大
亮度；
3.根据测得的电流电压值，改变阻值，调节电流大小，从而改变发光
二极管的发光强度；。
LED光源P-I特性测量实验
LD/LED光源P-I特性测量实验处理一.实验结果分析1.数据处理A. 自动光功率控制实验表1 自动光功率控制数据表根据表1画出曲线图：图1 自动光功率控制I-P曲线由上图1可知，在自动光功率控制测量实验中，当打开自动补偿控制的时候，注入电流I变化的时候输出功率P1几乎无变化，自动补偿控制关闭的时候电流I变化，输出功率P2也会发生剧烈的变化。
B.光发射机P-I特性实验表2 光发射机P-I特性数据表根据表2画出曲线图2：图2 光发射机P-I特性曲线图根据图2可知，半导体发射机的门限电流为I th=7mA，当注入电流I<7mA 时，电流变化时输出功率几乎无变化，一旦I>7mA时候，电流I与功率P成正比关系，并且迅速增长。
C.消光比测量实验消光比EXT＝−10lg P00P11=10lg317.1×10−3527.3=32.2 dBD.平均光功率测量P̅=284.8 uw2.实验现象分析A.在功率自动控制实验里面，自动控制主要是利用反馈机制，从而控制注入的电流保持基本稳定，这样对应的输出的功率也就基本不变了，当然也不是绝对不变，略有稍微的浮动；当自动控制OFF时，这样无法控制注入电流的变化，功率就会随着I的变化而发生剧烈变化。
B.光发射机I－P特性测量实验，主要是验证实验。
半导体激光器有一个门限电流I th，当注入电流I低于I th时功率就不会有大的变化，当注入电流I大于I th时功率就发生线性剧烈变化。
3.实验影响因素讨论本次实验是一个验证性实验，实验数据都是通过仪表直接读来，仪表精度影响实验误差，另外在读取光功率计的时候，须待读数稳定后再读取。
二.实验小结本次实验加深了对半导体激光器门限电流I th的理解，通过测量和画图，加深了对门限电流的理解。
另外，对自动光功率控制的作用有了了解，模电中的反馈机制在这个控制电路里有了直观的反映，掌握了一种控制稳定变量的方法。
对于本实验，操作正确，实验现象符合理论要求，测量数据画得的曲线图符合本质特性，总的来说，实验室正确的成功的。
LED特性测量实验报告
LED特性测量实验报告实验目的：1.理解LED的基本特性，包括工作电压、工作电流、发光强度等；2.学习使用测试仪器进行LED的相关特性测量；3.分析测量结果，掌握LED性能的评估方法。
实验仪器和材料：1.LED测试台；2.数字万用表；3.电源供应器；4.数据记录表。
实验原理：LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，是一种将电能转化为光能的固态器件。
为了了解和评估LED的性能，我们需要进行一系列特性测量。
1.工作电压测量：工作电压指LED正向导通的电压。
将LED连接到电源供应器的正负极中，逐渐增加电压直至LED正向导通，记录此时的电压值。
2.工作电流测量：工作电流指LED正向导通时通过LED的电流。
将LED连接到电源供应器的正负极中，通过调节电源供应器的电流限制旋钮，获取LED正常工作时的电流值。
3.发光强度测量：发光强度指LED发光的亮度。
将LED连接到LED测试台，设置相应的工作电流，使用数字万用表测量LED所发出的光线强度。
实验步骤：1.将LED正极连接到电源供应器的正极，负极连接到电源供应器的负极。
注意正确的极性连接。
2.开始测量前，先将电源供应器调节到适当的电压和电流范围。
3.逐渐调节电源供应器的电压直至LED正向导通，记录此时的电压值，即为工作电压。
4.使用万用表测量正向工作电压时的电流值，即为工作电流。
5.将LED连接到LED测试台，设置相应的电流。
6.使用数字万用表测量LED所发出的光线强度，并记录。
实验结果分析：通过实验测量得到的数据，我们可以进行一系列结果分析和评估。
1.工作电压：根据实验测得的工作电压值，可以判断LED正向导通时所需的电压范围。
比较不同批次和不同类型的LED，可以评估其电压特性。
2.工作电流：根据实验测得的工作电流值，可以判断LED正常工作时的电流范围。
与不同类型和批次的LED进行比较，可以评估其亮度和节能性能。
3.发光强度：实验测量得到的发光强度值可以用来评估LED的亮度。
LED特性及光度测量实验
将绿光 LED 安装在积分球中，调节正向电压，并记录正向电流和积分球得到的光通量值。
数据记录如下表 5：
表格 5 绿光 LED 记录表
U/V
0
1
2
I/mA
0
0
0
0
0
0
1
3
Фv/
0
0
0
0
lm
4
P/mW
0
0
0
0
0
0/lm/W来自U/VI/mA
5
9
13
18
23
30
37
44
Фv/
lm
P/mW
/l
m/W
*发光效率 =Фv/IU
钡或氧化镁)的球壳组装而成，被测LED置于空腔内。LED器件发射的光辐射经积分球壁
的多次反射，使整个球壁上的照度均匀分布，可用一置于球壁上的探测器来测量这个与
光通量成比例的光的照度。基于积分球的原理，图4挡屏的设计是为了避免LED光直射到
探测器。球和探测器组成的整体要进行校准，同时还要关注探测器与光谱光视效率V( )
图2 2. 发光二极管的主要特性 a) 光谱分布、峰值波长和光谱辐射带宽：发光二极管所发之光并非单一波长，其 波长具有正态分布的特点，在最大光谱能量(功率)处的波长成为峰值波长。即使有两个 LED 的峰值波长是一样的，但它们在人眼中引起的色感觉也是可能不同的。光谱辐射带 宽是指光谱辐射功率大于等于最大值一半的波长间隔，它表示发光管的光谱纯度。 b) 光通量：LED 光源发射的辐射通量中能引起人眼视觉的那部分，称为光通量Φ V（单位是流明（lm）），是指 LED 向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐 射通量。但要考虑人眼对不同波长的可见光的光灵敏度是不同的，国际照明委员会(CIE) 为人眼对不同波长单色光的灵敏度作了总结，在明视觉条件(亮度为 3cd/m2 以上)下，
LED特性测量
LED 特性测量实验者：林巧玲（11343046） 合作者：洪艺江（12342020） 光信息科学与技术专业 实验地点：物理楼 组别：A14 物理科学与工程技术学院实验时间：2015.05.27 上午 8:20一、实验目的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、实验原理 LED（light emitting diode）即发光二极管，它属于固态光源。
1.发光二极管的基本原理 发光二极管的核心部分是由 p 型半导体和 n 型半导体组成的晶片。
当外加一足够高的正 向偏压 V 时，电子和空穴将克服在 p－n 结处的势垒相遇、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。
选择可以改变半 导体的能带隙， 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。
2.发光二极管的主要特性 （1）光谱分布、峰值波长和光谱辐射带宽：发光二极管所发之光并非单一波长，其波长具 有正态分布的特点，在最大光谱能量(功率)处的波长成为峰值波长。
即使有两个 LED 的峰 值波长是一样的， 但它们在人眼中引起的色感觉也是可能不同的。
光谱辐射带宽是指光谱辐 射功率大于等于最大值一半的波长间隔，它表示发光管的光谱纯度。
（2）光通量：LED 向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量 ΦV（单位 是流明 lm）。
国际照明委员会(CIE)为人眼对不同波长单色光的灵敏度作了总结，在明视觉 条件(亮度为 3cd/m2 以上)， 归结出人眼标准光 度观测者光谱光效率函数 V ( )，它在 555nm 上有最大值，此时 1W 辐射通量等于 683lm。
通常，光通量的测量以明视觉条件作为测 量条件，可以用积分球来把 LED 发射的光辐 射能量收集起来，并用合适的探测器将它线性 图 1.积分球结构示意图 地转换成光电流，再通过定标确定被测量的大 小。
发光二极管电学特性测试实验报告
发光二极管电学特性测试实验报告实验目的1、测量LED正常发光的电流范围；2、测量各种LED正向导通电压。
3、测量各种LED烧毁的最小电流。
实验仪器1.万用表；2、10 Ω/0.25W电阻1个, 5k Ω电位器（502）1个；3.φ3mm红、黄、绿、兰、白LED各1个；4.φ10mm红、黄、绿、兰、白LED各1个；5.直流电压源（+5V）。
实验原理1.LED简介发光二极管简称为LED（light-emitting diode）。
它是半导体二极管的一种, 可以把电能转化成光能。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成, 也具有单向导电性；当给发光二极管加上正向电压后, 从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子, 在PN 结附近分别与N区的电子和P区的空穴复合, 产生自发辐射的可见或非可见辐射光。
不同的半导体材料中禁带宽度不同, 因而电子和空穴复合时释放出的能量多少不同, 释放出的能量越多, 则发出的光的波长越短。
由镓（Ga ）与砷（AS ）、磷（P ）的化合物制成的二极管, 当电子与空穴复合时能辐射出可见光, 因而可以用来制成发光二极管。
红色发光二极管的波长一般为650~700nm, 黄色发光二极管的波长一般为585 nm 左右, 绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm 。
图1 PN 结的电致发光 （a ）零偏压, （b ）外加正向偏压VF图2 磷化镓发光二极管（a ）管芯截面图 （b ）封装后的磷化镓发光二极管按其使用材料可分为磷化镓(GaP)发光二极管、磷砷化镓(GaAsP)发光二极管、砷化镓(GaAs)发光二极管、磷铟砷化镓(GaAsInP)发光二极GaAs PN -GaAs N -GaAsP P -43 N Si 下电极（ Ni Ge Au , , ）上电极（ Al ）（a ）dh（b ）管和砷铝化镓(GaAlAs)发光二极管等多种。
按其封装结构及封装形式除可分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装和无引线表面封装外, 还可分为加色散射封装（D）、无色散射封装（W）、有色透明封装（C）和无色透明封装（T）。
led特性测量实验报告
led特性测量实验报告LED特性测量实验报告引言：LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，具有发光效果，被广泛应用于照明、显示和通信等领域。
为了深入了解LED的特性，本实验通过测量不同条件下的电流、电压和光强，探究LED在不同工作条件下的性能表现。
实验装置和方法：实验所用的装置包括电源、电压表、电流表、光强计和LED样品。
首先，将电源与电压表、电流表连接，以测量电流和电压。
然后，将LED样品与电源连接，通过改变电压和电流的大小，测量LED的光强。
实验结果和讨论：1. LED的电流-电压特性：通过改变电流和电压的大小，我们测量了LED在不同条件下的电流-电压特性曲线。
实验结果显示，当电流逐渐增大时，LED的电压也会逐渐增大。
这是因为LED是一种正向偏置的二极管，只有当电流通过时，才能产生发光效果。
另外，我们还发现，在一定范围内，LED的电压和电流呈线性关系，这是因为LED的电阻在这个范围内近似为恒定值。
2. LED的光强-电流特性：为了研究LED的发光特性，我们测量了不同电流下的LED光强。
实验结果显示，随着电流的增大，LED的光强也逐渐增大。
这是因为电流的增大会导致LED内部的电子与空穴复合的速度加快，从而产生更多的光子。
然而，当电流继续增大时，光强的增长趋势会逐渐减缓，这是因为在一定范围内，电流增大对光强的提升效果会逐渐减弱。
3. LED的温度特性：LED的性能还受到温度的影响。
为了研究LED的温度特性，我们将LED样品置于不同温度下，并测量了LED的电流和光强。
实验结果显示，随着温度的升高，LED的电流和光强都会逐渐减小。
这是因为温度的升高会增加LED内部的载流子复合速度，导致电流减小，进而影响光强的产生。
结论：通过本实验的LED特性测量，我们了解到LED的电流-电压特性、光强-电流特性和温度特性。
这些结果对于设计和应用LED具有重要意义。
在实际应用中，我们需要根据LED的特性来选择合适的电流和电压，以达到最佳的光强效果。
LED特性测量实验
LED特性测量实验【实验目的】1、了解LED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。
【实验装置】：LED（白光和黄绿光），精密数显直流稳流稳压电源，积分球（①=30cm）,多功能光度计，光功率计，直尺，万用表，导线、支架等。
【实验原理】1、发光二极管的发光原理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。
p型半导体和n型半导体在相互接触的时候，由于两者的功函数或者说是费米能级的不同，p区中的空穴就会流向n 区，而n区中的电子也会扩散到p区中去，同时产生内建电势差，产生耗尽层，当载流子的扩散运动和漂移运动平衡时候pn结就达到平衡状态，如图3所示。
pn结正向偏置的时候,内建电势差变小，势垒的高度变小，以载流子的扩散运动为主，电子和空穴就会更容易克服势垒分别流向p区和n区。
在p—n结耗尽层处，电子和空穴相遇，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理论。
2、发光二极管的主要特性（1）光通量LED光源发射的辐射波长为入的单色光，在人眼观察方向上的辐射强度和人眼瞳孔对它所张的立体角的乘积，称为光通量0V（单位是流明Im）,具体是指LED向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量。
光通量的测量以明视觉条件作为测量条件，测量光通量必须要把LED发射的光辐射能量收集起来，可以用积分球来收集光能。
测量的探测器应具有CIE标准光度观测者光谱效率函数的光谱响应。
LED器件发射的光辐射经积分球壁的多次反射，使整个球壁上的照度均匀分布，可用一置于球壁上的探测器来测量这个光通量成比例的光的照度。
基于实验室提供的资图3图4厂,P并料，由积分原理，积分球内任一没有光直接照明的点的光照度为：E=。
其中①4兀R21…p为光源的光照度，R为积分球的半径，P为积分球内壁的反射率。
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LED特性测量实验
【实验目的】
1、了解LED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。
【实验装置】：
LED(白光和黄绿光)，精密数显直流稳流稳压电源，积分球（Φ＝30cm），多功能光度计，光功率计，直尺，万用表，导线、支架等。
【实验原理】
1、发光二极管的发光原理
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。
p型半导体和n型半导体在相互接触的时候，由于两者的功函数或者说是费米能级的不同，p区中的空穴就会流向n 区，而n区中的电子也会扩散到p区中去，同时产生建电势差，产生耗尽层，当载流子的扩散运动和漂移运动平衡时候pn结就达到平衡状态，如图3所示。
pn结正向偏置的时候，建电势差变小，势垒的高度变小，以载流子的扩散运动为主，电子和空穴就会更容易克服势垒分别流向p区和n区。
在p－n结耗尽层处，电子和空穴相遇，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理论。
图3 图4
2、发光二极管的主要特性
（1）光通量
LED 光源发射的辐射波长为λ的单色光，在人眼观察方向上的辐射强度和人眼瞳孔对它所的立体角的乘积，称为光通量ΦV （单位是流明lm ），具体是指LED 向整个空间在单位时间发射的能引起人眼视觉的辐射通量。
光通量的测量以明视觉条件作为测量条件，测量光通量必须要把LED 发射的光辐射能量收集起来，可以用积分球来收集光能。
测量的探测器应具有CIE 标准光度观测者光谱效率函数的光谱响应。
LED 器件发射的光辐射经积分球壁的多次反射，使整个球壁上的照度均匀分布，可用一置于球壁上的探测器来测量这个光通量成比例的光的照度。
基于实验室提供的资料，由积分原理，积分球任一没有光直接照明的点的光照度为：2
41E R ρ
πρ
Φ=
-。
其中Φ为光源的光照度，R 为积分球的半径，ρ为积分球壁的反射率。
所以测量得到球壁上任一点的光照度就可以求得光源的光通量了。
（2） 发光强度
发光强度表示在指定方向上光源发光的强弱。
若某个光源在法线方向上，辐射强度为(1/683)W/sr （即一单位立体角度光通量为1流明时），则称其发光强度为1坎德拉(candela )，符号为cd 。
要求光源是一个点光源，或者要求光源的尺寸和探测器的面积与离光探测器的距离相比足够小(这种要求被称为远场条件)。
一般使用CIE 推荐的“平均发光强度”的概念：照射在离LED 一定距离处的光探测器上的通量，与探测器构成的立体角的比值。
CIE 对近场条件下的LED 测量，有两个推荐的标准条件：CIE 标准条件A 和B 。
两个条件都要求所用的探测器有一个面积为1cm 2
的圆入射孔径，LED 面向探测器放置，并且保证LED 的机械轴通过探测器的孔径中心。
本实验中使用的是亮度比较低的LED ，所以使用条件B ，使LED 顶端到探测器的距离为100mm 。
（3） 发光效率
（4） V －I 特性
由于在耗尽层中的载流子复合有一定的几率，在正向电压小于阈值电压时，耗尽层中的载流子很少，复合几率也比较低，正向电流极小，不发光。
当电压超过阈值后，正向电流随电压迅速增加。
由V －I 曲线可以得出LED 的正向电压，反向电流以及反向电压等参数。
（5） P －I 特性
P －I 特性就是LED 的轴向光强与正向注入电流关系特征。
我们用光功率计来测量它的P －I 特性测试图如图2所示。
五、实验步骤
1、开始实验前先认真阅读精密数显直流稳流稳压电源、积分球（Φ＝30cm ）、多功能光度计等的使用说明和注意事项，熟悉仪器。
2、设置精密数显直流稳流稳压电源的电压输出为0V ，连接好积分球和稳压源的导线，将待测的LED 放入积分球，关好积分球。
3、设置电压不断改变电压的数值，对于黄绿光LED 直到2.4V 为止，对于白光LED 到3.5V 为止，记录每个电压值对应的电流值以及光通量值。
得到V －I 特性曲线和光通量的变化曲线，计算得到各个LED 的发光效率。
4、如图2所示将LED 从积分球中取出，安装在支架上，使LED 顶端到光功率计的距离为100mm 。
在黑暗条件下，在给LED 偏置电压之前，调节光功率计的零点。
然后逐渐增加电压，观察并记录电流和光功率的关系。
得到LED 的P －I 特性曲线。
【实验电路图】
mA
V
可调稳
流电压源
图1 LED V －I 特性测试电路图
mA
V 可调稳流电压
源
光阑
光功率计
图2 LED P －I 特性测试装置图
【实验步骤】
1、开始实验前先认真阅读精密数显直流稳流稳压电源、积分球（Φ＝30cm ）、多功能光度计等的使用说明和注意事项，熟悉仪器。
2、设置精密数显直流稳流稳压电源的电压输出为0V ，连接好积分球和稳压源的导线，将待测的LED 放入积分球，关好积分球。
3、设置电压不断改变电压的数值，记录每个电压值对应的电流值以及光通量值。
得到V －I 特性曲线和光通量的变化曲线，计算得到各个LED 的发光效率。
4、将LED 从积分球中取出，安装在支架上，使LED 顶端到光功率计的距离为100mm 。
在黑暗条件下，在给LED 偏置电压之前，调节光功率计的零点。
然后逐渐增加电压，观察并记录电流和光功率的关系。
得到LED 的P －I 特性曲线。
【实验数据处理】
1. 测量LED 灯光通量，计算发光效率
① 蓝色LED ：
测得的电压、电流、光通量及计算得的发光效率如下表所示：
3.589828.832.73316.5798
由上表可作得电压与发光效率的关系曲线：
可见，在一定围，发光效率大致随电压的增大而增大。
②绿色LED：
测得的电压、电流、光通量及计算得的发光效率如下表所示：
电压/V电流/mA光通量/lm发光效率η
2.282700
2.385500.11
2.55020 1.84
2.71470
3.76
2.77560.5 5.664078.397
2.8583 1.110.083205.974
由上表可作得电压与发光效率的关系曲线：
可见，在一定围，发光效率大致随电压的增大而减少。
2.测量LED V-I特性曲线以及P-I特性曲线
①绿色LED：
测得电压、电流和功率如下表所示：
电压U/V电流I/A功率/mW
2.80.0040
2.90.0050
30.0070.001
3.050.0070.001
3.10.0080.002
3.150.0090.003
3.20.010.003
3.250.0120.004
3.30.0130.005
3.350.0140.006
3.40.0160.007
3.450.0180.009
3.50.0.01
3.550.0.011
3.60.0270.013
3.650.0.015
由上表可作得LED V-I特性曲线以及P-I特性曲线，如下图所示：
可见，当电压大于 2.9v时，电流与功率大致随电压的增大而增大。
可以推知，该LED的导通电压约为2.9v。
②红色LED：
测得电压、电流和功率如下表所示：
由上表可作得LED V-I特性曲线以及P-I特性曲线，如下图所示：
可见，当电压大于 1.6v时，电流与功率大致随电压的增大而增大。
可以推知，该LED的导通电压约为1.6v。
【思考题】
1、为什么LED的发光强度的测量值（cd）不能转换成光通量（lm）？
答：因为发光强度和光通量的关系为
d
I
d
Φ
=
Ω
，发光强度是指定方向上光源发
光的强弱。
现在的情况是测出来的也不完全是LED的发光强度的测量值，对于它的球面角也无法准确测量，所以不能直接转换成光通量。
2、有哪些方法可以提高LED的发光强度？
由
d
I
d
Φ
=
Ω
可以知道，提高LED的输出功率，减小LED的输出角度等，可以提
高LED的发光强度。