半导体发光二极管标准
LED发光二极管技术参数常识
LED发光二极管技术参数常识半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。
事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。
一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用(一)LED发光原理发光二极管是由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1所示。
假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。
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。
理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度E g有关,即λ≈1240/Eg (mm)式中Eg的单位为电子伏特(eV)。
若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm 红光),半导体材料的Eg应在3.26~1.63eV之间。
比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍。
(二)LED的特性1.极限参数的意义(1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值,LED发热、损坏。
(2)最大正向直流电流IFm:允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
(3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。
二极管的分类及参数(精)
二极管的分类及参数一．半导体二极管的分类半导体二极管按其用途可分为：普通二极管和特殊二极管。
普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等；特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
二.半导体二极管的主要参数1．反向饱和漏电流IR指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流，该电流与半导体材料和温度有关。
在常温下，硅管的IR 为纳安（10-9A）级，锗管的IR为微安（10-6A）级。
2．额定整流电流IF指二极管长期运行时，根据允许温升折算出来的平均电流值。
目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。
3. 最大平均整流电流IO在半波整流电路中，流过负载电阻的平均整流电流的最大值。
这是设计时非常重要的值。
4. 最大浪涌电流IFSM允许流过的过量的正向电流。
它不是正常电流，而是瞬间电流，这个值相当大。
5．最大反向峰值电压VRM即使没有反向电流，只要不断地提高反向电压，迟早会使二极管损坏。
这种能加上的反向电压，不是瞬时电压，而是反复加上的正反向电压。
因给整流器加的是交流电压，它的最大值是规定的重要因子。
最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。
目前最高的VRM值可达几千伏。
6. 最大直流反向电压VR上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压，VR是连续加直流电压时的值。
用于直流电路，最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.7．最高工作频率fM由于PN结的结电容存在，当工作频率超过某一值时，它的单向导电性将变差。
点接触式二极管的fM 值较高，在100MHz以上；整流二极管的fM较低，一般不高于几千赫。
8．反向恢复时间Trr当工作电压从正向电压变成反向电压时，二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。
实际上，一般要延迟一点点时间。
决定电流截止延时的量，就是反向恢复时间。
虽然它直接影响二极管的开关速度，但不一定说这个值小就好。
也即当二极管由导通突然反向时，反向电流由很大衰减到接近IR时所需要的时间。
半导体二极管的主要参数
1．反向饱和漏电流IR指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流，该电流与半导体材料和温度有关。
在常温下，硅管的IR为纳安（10-9A）级，锗管的IR为微安（10-6A）级。
2．额定整流电流IF指二极管长期运行时，根据允许温升折算出来的平均电流值。
目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。
3.最大平均整流电流IO在半波整流电路中，流过负载电阻的平均整流电流的最大值。
这是设计时非常重要的值。
4.最大浪涌电流IFSM允许流过的过量的正向电流。
它不是正常电流，而是瞬间电流，这个值相当大。
5．最大反向峰值电压VRM即使没有反向电流，只要不断地提高反向电压，迟早会使二极管损坏。
这种能加上的反向电压，不是瞬时电压，而是反复加上的正反向电压。
因给整流器加的是交流电压，它的最大值是规定的重要因子。
最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。
目前最高的VRM值可达几千伏。
6.最大直流反向电压VR上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压，VR是连续加直流电压时的值。
用于直流电路，最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.7．最高工作频率fM由于PN结的结电容存在，当工作频率超过某一值时，它的单向导电性将变差。
点接触式二极管的fM值较高，在100MHz以上；整流二极管的fM较低，一般不高于几千赫。
8．反向恢复时间Trr当工作电压从正向电压变成反向电压时，二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。
实际上，一般要延迟一点点时间。
决定电流截止延时的量，就是反向恢复时间。
虽然它直接影响二极管的开关速度，但不一定说这个值小就好。
也即当二极管由导通突然反向时，反向电流由很大衰减到接近IR时所需要的时间。
大功率开关管工作在高频开关状态时，此项指标至为重要。
9.最大功率P二极管中有电流流过，就会吸热，而使自身温度升高。
最大功率P为功率的最大值。
具体讲就是加在二极管两端的电压乘以流过的电流。
这个极限参数对稳压二极管，可变电阻二极管显得特别重要。
发光二极管(led)的基本特征
发光二极管(led)的基本特征发光二极管(led)的基本特征发光二极管（Light Emitting Diodes，LED），是一种具有漏电特性的半导体器件，能够将直接电流转换成光能，通过多种材料和结构的设计，能够实现不同颜色和亮度的发光效果。
结构类特征：发光二极管的主要结构是由P区和N区两种半导体材料组成的，中间有一层P-N结，它是由不同种类型的材料摆放在一起形成的。
其中，P 区被称为阳极区，N区被称为阴极区，而P-N结是最关键的部分。
当电子流向P-N结时，它们随着电流击中结晶晶格，形成了光子，这些光子随即通过晶体结构的透明层被释放出来。
材料类特征：发光二极管中的P区和N区材料不同，一般N区为 n型半导体，其禁带宽度较宽，导电性易被电子产生，而P区为 p型半导体，其禁带宽度则很窄，容易被空穴产生。
两种材料在P-N结上结合时，由于材料特性的不同，电子会被P区吸引，而空穴则被N区吸引，因而在P-N 结区域内就会发生电子和空穴的复合过程。
复合时由于能量的守恒定律，电子释放出的能量将以光的形式呈现出来。
性能类特征：发光二极管具有很多特性，其发光效率高、节能、使用寿命长、响应时间短等，都是其独特的性能。
目前，最高效的发光二极管可以达到250流明/瓦的效率，与传统白炽灯相比，节电效果明显，使用寿命也可达到5万小时以上。
响应时间只有微秒级别，非常适合高速通讯、摄像等需要快速相应的领域。
应用类特征：发光二极管由于其独特的性质，目前已经广泛应用于各种领域，包括照明、信息显示、通讯、汽车行业、生物医学等，其中最为广泛的应用就是照明领域，如公路照明、道路照明、影视照明等。
此外，发光二极管在室内照明及户外景观照明等领域也得到广泛应用。
而在信息显示方面，LED屏幕则被广泛应用于户外广告、场馆秀、体育等领域。
此外，发光二极管在电子产业和家电领域如电视、电脑等的照明和指示灯方面也有重要用途。
结语：发光二极管作为一种普及的光电器件，其独特的结构、材料及性能特点为我们的生活带来了很多方便。
半导体发光二极管测试国标(精)
基于LED各个应用领域的实际需求，LED的测试需要包含多方面的内容，包括：电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等。
1、电特性LED是一个由半导体无机材料构成的单极性PN结二极管，它是半导体PN结二极管中的一种，其电压-电流之间的关系称为伏安特性。
由图1可知，LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电压，LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。
通过LED电特性的测试可以获得LED的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流，此外也可以测定LED的最佳工作电功率。
图 1 LED伏安特性曲线LED电特性的测试一般利用相应的恒流恒压源供电下利用电压电流表进行测试。
2、光特性类似于其它光源，LED光特性的测试主要包括光通量和发光效率、辐射通量和辐射效率、光强和光强分布特性和光谱参数等。
（1）光通量和光效有两种方法可以用于光通量的测试，积分球法和变角光度计法。
变角光度计法是测试光通量的最精确的方法，但是由于其耗时较长，所以一般采用积分球法测试光通量。
如图2所示，现有的积分球法测LED光通量中有两种测试结构，一种是将被测LED放置在球心，另外一种是放在球壁。
_h:^E8(_ d图 2 积分球法测LED光通量此外，由于积分球法测试光通量时光源对光的自吸收会对测试结果造成影响，因此，往往引入辅助灯，如图3所示。
图3 辅助灯法消除自吸收影响在测得光通量之后，配合电参数测试仪可以测得LED的发光效率。
而辐射通量和辐射效率的测试方法类似于光通量和发光效率的测试。
（2）光强和光强分布特性图4 LED光强测试中的问题如图4所示，点光源光强在空间各方向均匀分布，在不同距离处用不同接收孔径的探测器接收得到的测试结果都不会改变，但是LED由于其光强分布的不一致使得测试结果随测试距离和探测器孔径变化。
因此，CIE-127提出了两种推荐测试条件使得各个LED在同一条件下进行光强测试与评价，目前CIE-127条件已经被各LED制造商和检测机构引用。
半导体发光二极管LED的测试方法
电磁 能量，单位为 瓦特 （ ）。 它通 常 ｗ 表示Ｌ Ｄ在 空间４ Ｅ ｎ度 范围内，每秒钟所
发 出 的 能 量 。 实 际 上 ，辐 射 通 量 就 是 辐 ’
角元ｄＱ内月
这 个立体 角， 在此方 向上ｆ
， 一
一
射体 的辐射 功率。 由于光子 能量 的大 小
半导体发光二极管Ｌ Ｄ Ｅ 的测试方法
光地 北京光 电子技术实验室主任 半导体发光二极 管 （ Ｅ Ｌ Ｄ） 已经被
广 泛 应 用 于 指 示 灯 、 信 号 灯 、 仪 表 显
的红外线放射作用。而 １６ 年美国通用 ９２
电气公 司 （ ｉｋＨｏｏ ｙ ｋＪ） 则开 ＧＥ Ｎ ｃ ｌｎ ａ ｒ
量 、辐 射效率 、光强、光强分布特 性和
光谱参数等。
光通 量和 光效。光通 量 的测试有 两 种 方法，即积分球法和 变角光度 计法。 在辐射度学上，Ｌ Ｄ辐射通量中ｅ Ｅ ｍ来衡
量 发 光 二极 管 在 单 位 时 间 内 发 射 的 总 的
Ｉ ） （ （ １ ）
距离和探测
之间不 同波长 的光线 ，而业界也有紫色
～
紫外线 的Ｌ Ｄ。近年 来Ｌ Ｄ最吸引入 Ｅ Ｅ
的发展是蓝光Ｌ Ｄ上涂上萤光粉 ，将蓝 Ｅ
现 了砷 化镓Ｇａ 与及 其他半 导体合 金 ＡＳ
光转化成 白光 的白光Ｌ Ｄ产 品。Ｌ Ｄ之 Ｅ Ｅ
Ｔｅｃｈｎ ｏｑ ｏｌ
所 以被称 为世 纪新光源 ，原 因在于ＬＥ Ｄ 具备 点光源与 固态光源的特性 ，能够节
省 能源 、高耐震、寿命长 、体积４ 响应 、
快速、并且色彩饱和度高。
电特性测试方法 Ｌ ＥＤ是一个 由半导体无机 材料构成 的单 极性Ｐ ｎ 二极 管 ，其 电压 与 电流 —结
二极管的分类及选型
二极管的分类及选型 (2011-09-06 10:45)分类：电源技术一.半导体二极管的分类半导体二极管按其用途可分为：普通二极管和特殊二极管。
普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等；特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
二.半导体二极管的主要参数1．反向饱和漏电流IR指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流，该电流与半导体材料和温度有关。
在常温下，硅管的IR为纳安（10-9A）级，锗管的IR为微安（10-6A）级。
2．额定整流电流IF指二极管长期运行时，根据允许温升折算出来的平均电流值。
目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。
3. 最大平均整流电流IO在半波整流电路中，流过负载电阻的平均整流电流的最大值。
这是设计时非常重要的值。
4. 最大浪涌电流IFSM允许流过的过量的正向电流。
它不是正常电流，而是瞬间电流，这个值相当大。
5．最大反向峰值电压VRM即使没有反向电流，只要不断地提高反向电压，迟早会使二极管损坏。
这种能加上的反向电压，不是瞬时电压，而是反复加上的正反向电压。
因给整流器加的是交流电压，它的最大值是规定的重要因子。
最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。
目前最高的VRM值可达几千伏。
6. 最大直流反向电压VR上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压，VR是连续加直流电压时的值。
用于直流电路，最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.7．最高工作频率fM由于PN结的结电容存在，当工作频率超过某一值时，它的单向导电性将变差。
点接触式二极管的fM值较高，在100MHz以上；整流二极管的fM较低，一般不高于几千赫。
8．反向恢复时间Trr当工作电压从正向电压变成反向电压时，二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。
实际上，一般要延迟一点点时间。
决定电流截止延时的量，就是反向恢复时间。
虽然它直接影响二极管的开关速度，但不一定说这个值小就好。
LED发光二极管参数
led发光二极管参数简介：LED是发光二极管( Light Emitting Diode, LED)的简称，也被称作发光二极管，这种半导体组件一般是作为指示灯、显示板，它不但能够高效率地直三丰光电接将电能转化为光能，而且拥有最长达数万小时～10 万小时的使用寿命，同时具备不若传统灯泡易碎，并能省电等优点。
发光二极管简称为LED。
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，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。
磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。
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结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。
当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。
常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
发光二极管的反向击穿电压约5伏。
它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。
限流电阻R可用下式计算：R＝（E－UF）／IF式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一般工作电流。
发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应按电源正极。
有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。
与小白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。
由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。
LED发光二极管技术参数常识
LED发光二极管技术参数常识半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。
事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。
一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用(一)、LED发光原理发光二极管是由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。
假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
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。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即λ≈1240/Eg(mm)式中Eg 的单位为电子伏特(eV)。
若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm红光)，半导体材料的Eg应在3.26~1.63eV之间。
比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
(二)、LED的特性1.极限参数的意义(1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值，LED发热、损坏。
(2)最大正向直流电流IFm:允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
(3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。
半导体发光二极管LED的测试方法
34技术应用T echnology and application半导体发光二极管（LED,light emitting diode ）是一种新型的发光体，具有电光转换效率高、体积小、寿命长、电压低，节能、环保等优点，是下一代理想的照明器件。
LED 光电测试是检验LED 光电性能的重要手段，相应的测试结果是评价和反映当前我国LED 产业发展水平的依据。
文章结合有关LED 测试方法的国家的相关标准，介绍了LED 光电性能测试的几个主要方面。
半导体发光二极管LED 的测试方法沈光地 北京光电子技术实验室主任半导体发光二极管（L E D）已经被广泛应用于指示灯、信号灯、仪表显示、车载光源、大屏幕显示、背光源等场合，白光L E D技术也不断地发展，L E D在照明领域的应用越来越广泛。
过去，对于L E D的测试没有较全面的国家标准和行业标准，在生产实践中只能以相对参数为依据，不同的厂家、用户、研究机构对此争议很大，导致国内L E D 产业的发展受到很大影响。
结合国内外关于L E D测试方法的各种标准，基于L E D各个应用领域的实际需求，本文从电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等方面进行了介绍。
LED 的发光原理1955年，美国无线电公司（R a d i o Corpor of America Rubin Braunstein）发现了砷化鎵G a A s与及其他半导体合金的红外线放射作用。
而 1962年美国通用电气公司（GE Nick Holonyak Jr）则开发出可见光的L E D。
不过，L E D真正的起飞是 1990 年代白光 LED出现后，才开始渐渐被重视，而应用面越来越广。
L E D具备二极管的特性，是一种可以将电能转化为光能的电子零件，也就是具备一正极一负极，L E D最特别的地方在于只有从正极通电才是会发光，故一般给予直流电时，L E D会稳定地发光，但如果接上交流电，L E D会呈现闪烁的型态，闪亮的频率依据输入交流电的频率而定。
半导体发光二极管标准.
半导体发光二极管1 范围本标准规定了冰箱事业部半导体发光二极管的设计选用要求、试验方法、检验规则和包装、贮存。
本标准适用于冰箱事业部控制器、照明指示灯等所选用的半导体发光二极管。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修改版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 2423.3-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca:恒定湿热试验方法(idt IEC 68-2-3:1984)GB/T 4937-1995 半导体分立器件机械和气候试验方法(idt IEC 749:1995)GB/T 4938-1985 半导体分立器件接收和可靠性GB/T 17626.2-1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(idt IEC 61000-4-2:1995) QMB-J10.010 关于规范RoHS标识的操作指引QMB-J10.011 逐批检查计数抽样程序及抽样表3 半导体发光二极管分类3.1 按颜色分类a)红色发光二极管（λD：620-660nm）b)橙色发光二极管（λD：600-620nm）c)黄色发光二极管（λD：580-600nm）d)绿色发光二极管（λD：500-577nm）e)兰色发光二极管（λD：430-480nm）：380-410nm）f)紫色发光二极管（λPg)白色发光二极管（T C：3000-25000K）3.2 按芯片材料分类a)InGaAlP/GaAsb)GaN/ Al2O3或SiC衬底c)InGaN/ Al2O3或SiC衬底4 要求4.1 静电防护工艺要求因产品易受静电破坏，生产及运输过程中应做好静电防护工作, ImGaAlP/GaAs系列及GaN基/SiC衬底系列静电等级要求控制在500V以下， GaN基/蓝宝石衬底系列静电等级要求控制在100V以下。
LED灯技术要求
LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的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。
一、LED的结构及发光原理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，它的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。
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，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。
在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。
PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。
这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。
当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
二、LED光源的特点1. 电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。
2. 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%3. 适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境4. 稳定性：10万小时，光衰为初始的50%5. 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级6. 对环境污染：无有害金属汞7. 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。
如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色8. 价格：LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上300～500只二极管构成。
半导体发光二极管
一、导言
二、基本结构 三、主要参数 四、工艺简介
一、导言
• 最早在60年代初期出现GaAsP红色发光器件， 进而出现GaP掺锌氧对的红色器件，GaP掺氮 的黄绿器件等等。十年后这些器件实现大批量 生产。到了80年代中期出现了GaAlAs发光二极 管，其发光亮度有了大幅度提高。到了1990年， Hewlett-Packard公司和东芝公司分别提出了一 种以AlGaIn材料为基础的新型发光二极管。由 于AlGaIn在光谱的红到黄绿部分均可得到很高 的发光效率，使LED的应用得到大大发展。
发光二极管的基本结构（续）
• 树脂分为主剂和硬化剂两部分，有的 树脂在主剂中加入了颜料，因此得到了 各种颜色的主剂，而大多数树脂主剂出 厂时是一种淡蓝色的液体，封装时根据 需要加入不同颜料，硬化剂是一种无色 透明的液体。在树脂中加入适量的散射 剂可以提高发光的均匀性，增大散射角， 但同时法向发光强度降低。
2.1 管芯 管芯是一个由化合物半导体组成的PN结。
由不同材料制成的管芯可以发出不同的颜色。 即使同一种材料，通过改变掺入杂质的种类或 浓度，或者改变材料的组份，也可以得到不同 的发光颜色。下表是不同颜色的发光二极管所 使用的发光材料。
表<1> 不同颜色的发光二极管所使用的发光材料
发光颜色 发光材料 发光颜色 发光材料
Emission Area 0.254×0.254
P Electrode GaP P Epi Layer GaP N Epi Layer GaP N Substrate
N Electrode
图<2> LED芯片图形
发光二极管的基本结构（续）
• 当有电流通过PN结时产生发光，发光颜色 取决于芯片材料，而发光强度除了和材料 有关外，还和通过PN结电流的大小以及封 装形式有关。电流越大，发光强度越高， 但当电流达到一定程度时出现光的饱和， 这时电流再增加，光强不再增加。封装时 芯片到出光面距离越远，发光强度越高， 但角度也越小。
发光二极管的构造和原理
发光二极管的构造和原理发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED）是一种能够发出可见光的半导体器件。
它是通过将电能转化为光能而实现发光的，具有体积小、寿命长、耐用、节能、反应快的特点，因此在各种照明、显示等领域得到广泛应用。
一、发光二极管的构造：发光二极管的标准结构包括P型半导体、N型半导体、P-N结、金属电极和透明环氧树脂封装等部分。
P型半导体和N型半导体分别通过多晶硅或者单晶硅的晶体生长技术制备而成。
1. P型半导体：P型半导体是在硅（Si）或者砷化镓（GaAs）等材料中，通过将硼（B）等离子体杂质掺入制作而成。
掺杂杂质后，硅晶体中的硅原子被部分取代，因此缺少电子。
2. N型半导体：N型半导体则是通过将磷（P）等掺杂杂质掺入硅晶体中制备而成。
因为磷原子中有5个电子，其中4个电子和硅晶体原子形成共价键，一个电子不形成共价键。
3. P-N结：将P型半导体和N型半导体材料在一起制作而成，即形成了P-N结。
在P-N结的接触面上，N型半导体中的多余电子会向P型半导体中的缺少电子的区域流动，形成带正电的离子、电子重组产生能量的区域。
4. 金属电极：P型半导体和N型半导体的两端各接上金属电极，金属电极的作用是为发光二极管提供电流。
5. 透明环氧树脂封装：将以上部分组装在一起，并使用透明环氧树脂进行封装，以保护发光二极管内部结构免受外界影响。
二、发光二极管的原理：发光二极管的发光是通过电流通过P-N结而引起的，其发光原理可以通过P-N 结的内部发光理论、能带理论以及注入激子复合理论来解释。
1. 内部发光理论：当电流被施加到发光二极管上时，P型半导体中的空穴和N 型半导体中的电子在P-N结区域形成复合。
在这个复合过程中，电子从N型半导体跳跃到P型半导体，释放出的能量以光的形式发出。
2. 能带理论：根据能带理论，半导体材料中电子的能量是量子化的，它们仅能具备一定数量的能量。
当一个电子从高能级跃迁到低能级时，将释放出一个能量子，该能量子以光子的形式发出。
半导体电 转换器件——发光二极管的识别与使用
半导体电转换器件——发光二极管的识别与使用发光二极管简称发光管（英文简称LED），它是采用特殊的磷化镓（GaP）或磷砷化镓（CaAsP）等半导体材料制成的、能够将电能直接转换成为光能的半导体器件。
发光二极管虽然与普通二极管一样也是由 PN 结构成的，也具有单向导电性，但发光二极管不是应用它的单向导电性，而是让它发光作指示（显示）、照明器件。
当给发光二极管通过一定正向电流时，它就会发光。
与带灯丝的普通小电珠相比，发光二极管具有体积小、色彩艳丽、耗电低、发光效率高、响应速度快、耐振动和使用寿命长等优点，可广泛应用于各种电子、电器装置及仪表设备中。
发光二极管的识别1. 单色发光二极管单色发光二极管实际上就是我们经常用到的普通发光二极管，通电后只能发出单一颜色的亮光来。
单色发光二极管按其管壳形状可分为圆形、方形和异形3 种，圆形尺寸主要有φ3mm、φ5mm、φ10mm，方形尺寸主要有2mm×5mm。
按发光亮度来划分，有发光亮度一般的普通发光二极管和高亮度发光二极管。
表征普通发光二极管特性的参数包括电学和光学两类，主要参数有以下几项：①发光强度（I V）。
②最大工作电流（I FM），国产 BT-104（绿色）、BT-2 04（红色）型发光二极管的最大工作电流均为30mA。
③正向电压降（U F），发光二极管的正向电压降比普通二极管要高，一般在1.8 ～ 3.8V 范围内。
不同颜色和不同制造工艺的发光二极管其工作电压也不同，如红色发光二极管的正向电压降约为 1.8V，黄色发光二极管的正向电压降约为 2V，绿色发光二极管的正向电压降约为 2.3V，白色发光二极管的正向电压降通常高于 2.4V，蓝色发光二极管的正向电压降通常高于3V…… ④最大反向电压（U RM），发光二极管的最大反向电压一般在 6V 左右，最高不超过十几伏特，这是与普通二极管大不相同的地方。
使用中不应使发光二极管承受超过 5V 的反向电压，否则发光二极管将可能被击穿。
半导体发光二极管测试方法
半导体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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
半导体发光二极管1 范围本标准规定了冰箱事业部半导体发光二极管的设计选用要求、试验方法、检验规则和包装、贮存。
本标准适用于冰箱事业部控制器、照明指示灯等所选用的半导体发光二极管。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修改版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 2423.3-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca:恒定湿热试验方法(idt IEC 68-2-3:1984)GB/T 4937-1995 半导体分立器件机械和气候试验方法(idt IEC 749:1995)GB/T 4938-1985 半导体分立器件接收和可靠性GB/T 17626.2-1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(idt IEC 61000-4-2:1995) QMB-J10.010 关于规范RoHS标识的操作指引QMB-J10.011 逐批检查计数抽样程序及抽样表3 半导体发光二极管分类3.1 按颜色分类a)红色发光二极管（λD：620-660nm）b)橙色发光二极管（λD：600-620nm）c)黄色发光二极管（λD：580-600nm）d)绿色发光二极管（λD：500-577nm）e)兰色发光二极管（λD：430-480nm）：380-410nm）f)紫色发光二极管（λPg)白色发光二极管（T C：3000-25000K）3.2 按芯片材料分类a)InGaAlP/GaAsb)GaN/ Al2O3或SiC衬底c)InGaN/ Al2O3或SiC衬底4 要求4.1 静电防护工艺要求因产品易受静电破坏，生产及运输过程中应做好静电防护工作, ImGaAlP/GaAs系列及GaN基/SiC衬底系列静电等级要求控制在500V以下， GaN基/蓝宝石衬底系列静电等级要求控制在100V以下。
4.2 封装形式及外观要求4.2.1 封装形式采用环氧树脂全包封的封装形式。
4.2.2 外观要求目测环氧表面无明显发花、划伤，出光面无明显气泡、黑点，无多缺料，无明显偏支架，外引线平整，无明显锈蚀、变色及镀层脱落现象。
4.3 极限值（绝对最大额定值）极限值（绝对最大额定值）见表1。
表1 极限值4.4 光电特性4.4.1 InGaAlP系列红色发光二极管光电参数InGaAlP系列红色发光二极管光电参数应符合表2的规定。
amb4.4.2 InGaAlP系列黄色发光二极管光电参数InGaAlP系列黄色发光二极管光电参数应符合表３的规定。
表３ InGaAlP系列黄色发光二极管光电参数表T amb=（25±5）℃4.4.3 InGaAlP系列橙色发光二极管光电参数InGaAlP系列橙色发光二极管光电参数应符合表４的规定。
ambInGaAlP系列绿色发光二极管光电参数应符合表５的规定。
amb4.4.5 GaN基系列绿色发光二极管光电参数GaN基系列绿色发光二极管光电参数应符合表6的规定。
表6 GaN系列绿色发光二极管光电参数表 T amb=（25±5）℃GaN基系列蓝色发光二极管光电参数应符合表7的规定。
表7 GaN系列蓝色发光二极管光电参数表T amb=（25±5）℃4.4.7 GaN基系列白色发光二极管光电参数GaN基系列白色发光二极管光电参数应符合表7的规定。
表8 GaN系列白色发光二极管光电参数表T amb=（25±5）℃4.4.8 GaN基系列紫色发光二极管光电参数GaN基系列紫色发光二极管光电参数应符合表8的规定。
amb4.4.9 HFT系列多色发光二极管光电参数HFT系列多色发光二极管光电参数应符合表9的规定。
amb4.5 型式检验要求4.5.1 引出端强度通过5.4试验后，引出端无断裂、松动，与环氧体之间无相对移动或脱落现象。
4.5.2 引出端可焊性通过 5.5试验后，湿润表面应覆盖一层平滑而光亮的焊料涂层，浸润面积应大于或等于浸渍面积的95%。
4.5.3 耐焊接热通过5.6试验后，样品环氧体无明显溶化及变色现象，光电特性参数应符合以下要求：——V F≤1.1V FO；（I F=20mA）（V FO：试验前电压测试值，以下同。
）——I R≤10uA；（V R=5V）——I V≥0.9I VO。
（I F=20mA）（I VO：试验前光强测试值，以下同。
）4.5.4 快速温度变化及恒定湿热通过5.7试验后，样品无开裂及引线松动现象，环氧体无明显变色，光电特性参数应符合以下要求：——V F≤1.1V FO；（I F=20mA）——I R≤20uA；（V R=5V）——I V≥0.7I VO。
（I F=20mA）4.5.5 电耐久性通过5.8试验后，光电特性参数应符合以下要求：——V F≤1.1V FO；（I F=20mA）——I R≤20uA；（V R=5V）——I V≥0.7I VO。
（I F=20mA）4.5.6 高温贮存通过5.9试验后，样品环氧体无明显溶化及变色现象，光电特性参数应符合以下要求：——V F≤1.1V FO；（I F=20mA）——I R≤10uA；（V R=5V）——I V≥0.8I VO。
（I F=20mA）4.5.7 静电放电抗扰度通过5.10试验后，光电特性参数应符合以下要求：——V F≤1.1V FO；（I F=20mA）——I R≤10uA；（V R=5V）——I V-I VO≤±5%I VO。
（I F=20mA）5 试验方法5.1 外形测试用游标卡尺或显微镜测量，尺寸测量结果符合4.2.1中规定。
5.2 外观测试目测及显微镜下镜检，外观符合4.2.2及4.2.3中规定。
5.3 光电特性测试方法：按如下方法测试，测试结果符合4.4中规定。
电特性测试一般在相应的恒流恒压源供电下，利用电压电流表进行测试；光特性的测试主要包括光通量和颜色。
光通量的测试可采用积分球法或变角光度计法；颜色特性测试可采用分光光度法或积分法。
5.4 引出端强度试验5.4.1 拉力试验按GB/T 4937-1995第II篇1.1、试验Ua1的规定：a）外加力：5N；b）时间：（10±1）s。
c）样品测试符合4.5.1中规定。
5.4.2 弯曲试验按GB/T 4937-1995第II篇1.2、试验Ub第3.4.2.1方法2的规定：a）加力：2.5N；b）次数：2次；c）样品测试符合4.5.1中规定。
5.5 引出端可焊性试验本试验只针对无铅焊，按GB/T 4937-1995第II篇2.1，试验Ta方法1的规定：a）焊锡温度：（245±5）℃；b）浸锡时间：（2±0.5）s；c）浸入到离器件本体（1～1.2）mm；d）焊剂：松香25%，酒精75%；e）样品测试符合4.5.2中规定。
5.6 耐焊接热试验本试验只针对无铅焊，按GB/T 4937-1995第II篇2.2，试验Tb方法1A的规定：a）焊锡温度：（280±5）℃；b）浸锡时间：（10±1）s；c）浸入到离器件本体（2～2.5）mm；d）焊剂：松香25%，酒精75%；e）恢复：试验样品在标准大气条件下恢复1h，然后在4h内测完光电参数，并应符合4.5.3中规定。
5.7 快速温度变化及恒定湿热试验温度快速变化按GB/T 4937-1995第III篇1.1，试验Na的规定。
a）T A=（-40±3）℃，T B=（100±2）℃；b）暴露时间：10min；c）转移时间：（2～3）min；d）循环次数：5次。
温度快速变化结束后，试验样品的外观颜色应无明显变化，在标准大气条件下恢复4h，继之于恒定湿热试验，按GB/T 2423.3-1993的规定:a）严酷度：温度（+40±2）℃，湿度（93±3）%，时间240h；b) 恢复：试验样品在标准大气条件下恢复2h，样品测试应符合4.5.4中规定。
5.8 电耐久性试验按GB/T 4938-1985工作寿命试验的规定：a）I F=15mA： GaN/InGaN芯片12×12mil以下的发光二极管I F=20mA： ImGaAlP芯片8×8mil以下、GaN/InGaN芯片13×13mil及14×14mil的发光二极管I F=30mA： ImGaAlP芯片9×9mil至12×12mil的发光二极管b）试验时间：1000hc）自进行1000h的耐久性试验通过后，对于自1000h电耐久性试验之后不超过120天所进行的新的试验，即可开始至少340h的耐久性试验。
d)试验完成后，试验样品在标准大气条件下恢复4h后，在4h内测完下列光电参数,测试结果应符合4.5.5中规定。
5.9 高温贮存试验按GB/T 4937-1995第III篇2条规定：a）温度（100±2）℃；b）时间1000h；c) 恢复：试验样品在标准大气条件下恢复4h，然后在4h内测完光电参数，并应符合4.5.6中规定。
5.10 静电放电抗扰度试验按GB/T 17626.2-1998试验方法中规定：HBM模式a）储能电容：150 PF±10％；b）放电电阻：330Ω±10％；c）试验登记：1a接触放电等级4（放电电压：InGaAlP为±500V，GaN基/ Al2O3衬底为±100V ，GaN 基/SiC衬底为±1000V，GaN基加齐纳为±5000V）；d)施加放电点：从器件的“+极”到“-极”及从“-极”到“+极”；e)放电次数：10次，放电间隔：1s。
试验样品在标准大气条件下，在4h内测完光电参数，应符合4.5.7中规定。
6 检验规则6.1 进货检验进货检验项目见表11，抽样方案见QMB-J10.011。
6.2 型式检验6.2.1 试验样品的抽取型式试验的样品，应从交收试验合格的批次中随机抽取。
6.2.2 抽样方案每次抽检样品个数n=5个，检测样品结果应全部合格（Ac=0），若出现一个不合格（Re=1）即判本批不合格。
6.2.3 型式检验周期型式检验的周期为连续三个月一次，若连续三次型式检验通过，周期可延长为六个月一次。
6.2.4 型式检验要求型式检验顺序、试验项目、技术要求及试验方法见表11。
表11 型式检验要求7 包装、贮存7.1 包装7.1.1 内包装内包装采用防静电屏蔽袋包装，合格证上应有公司名称及公司标志。
7.1.2 外包装外包装箱上应有符合GB/T 191中规定的相应运输要求的标志及公司名称、商标、地址、产品型号、数量，并贴有封讫，箱内应有合格证，标明型号、生产日期及检验员代号等。