LED的电光转换特性
LED光电特性
LED光电特性简介摘要
五、白光照明混光原理 四、光色量测(Light color)
1.光谱(Spectrum) 2.波峰波长(λp) 3.色度坐标(C.I.E.) 4.色饱和度 5.主波长(λd) 1.色光的混合-加法混色 2.颜料的混色-减法混色 3.照明光源之光谱分布图 4.LED白光之光谱分布图 5.RGB LED之blue shift 6.PHOSPHOR WHITE LED之 发光效率 7.PHOSPHOR WHITE LED之光损失 8.LED光源之发展预测
3.色温(Color Temperature)
色温：系指光源光色的程度。以温度单位 量化光源的光色表现。 单位：绝对温度(Kelvin,K) 色温定义：一个光源之色温被定义为与其 具有相同光色之"标准黑体 " 本身之绝对 温度值，此温度可以在色度图上之普朗克 色度图上之普朗克 轨迹上找到其对应点。标准黑体之温度越 轨迹 高，其辐射出之光线光谱中蓝色成份越多， 红色成份也就相对的越少。
LED光电特性简介摘要
六、照明组件光色量测
1.光色 (Light color) 2.黑体辐射 (Black body radiator) 3.色温 (Color Temperature) 4.普朗克轨迹 （Planckian curve） 5.黑体温度与发出光色变化 6.不同光色的色温表
七、照明组件之演色性
操作電流(mA)
三、组件光电特性量测
1.光源的种类
光源：能放射出波长为100nm至3000nm之电磁 波之物体。 可见光：光是一种电磁波，人的眼睛看得见 的光称为可见光，波长范围在380nm~760nm。 自然光：太阳、月亮 。
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知识大全之LED参数特性详解篇
LED知识大全之LED参数特性详解篇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。
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）。
由1MHZ 交流信号用C-V 特性测试仪测得。
LED光电的相关定义和转换
LED光电的相关定义和转换一 光的辐射度学体系和光度学体系1、光是一种电磁波辐射能量，我们简称：光辐射能量。
由电光源将电能转换而成。
衡量电光源转换效率高低的物理概念是：光效。
评价光效的体系有两种，即：辐射度学体系和光度学体系。
辐射度学体系：是以纯客观的物理概念为理论基础，以纯客观的物理能量为测量对象的评价体系。
它适应于光辐射能量的全波段，仅从能量的角度对光辐射能量进行评价。
光度学体系：是以辐射度学体系的基本理论为指导，以人眼睛的生理视觉特性为基础。
是以在人眼睛上，能够产生明暗与颜色真实视觉感的光辐射物理能量，为对象的评价体系。
光度学体系适应于光辐射能量的可见光波段，是从光辐射能量与人眼睛真实视觉感的相互作用的对应关系的角度，对光辐射能量进行评价。
现阶段，用于照明领域的对光辐射能量的测量和评价体系。
在理论上和指导思想上，确立的是光度学体系。
但是，由于现实的测量技术和仪表，不能区分可见光、不可见光。
对可见光和不可见光仍然是一并接收，再按照一定的数显函数关系显示一个数字。
其本质仍然是辐射度学的测量和评价体系。
2、光辐射能量，人眼并不是都能看的见。
光辐射能量包括可见光和不可见光两部分。
电光源将电能转换成光辐射能量用于照明时，产生的光辐射能量，并不全是可见光辐射能量。
包含可见光辐射能量与不可看见光辐射能量两部分。
电光源将电能转换成光辐射能量用于照明时，人眼睛能感觉到的可见光辐射能量，才是真正有效用的辐射能量。
电光源的技术性能与品质不同，光辐射能量的光谱能量分布结构不同。
其可见光与不可见光辐射能量的比例也是不同的。
惟有可见光辐射能量比例高的光源，有效视觉光效才能高。
3、电光源产生的可见光辐射能量，具有一定的波长区间范围和光谱能量分布结构。
在可见光的波长区间范围内，可见光辐射能量中包括：高灵敏可见光和低灵敏可见光两部分。
电光源的技术性能与品质不同，可见光辐射能量的光谱能量分布结构也不同。
在其可见光辐射能量中，高灵敏可见光和低灵敏可见光，辐射能量的比例也是不同的。
LED主要参数及电学、光学、热学特性
LED主要参数及电学、光学、热学特性LED电子显示屏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(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: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。
1.2C-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PFm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。
第2章电光转换器件LEDLD
二、 应用
1、 指示灯、信号灯
2 、数字显示用显示器
利用LED进行数字显示，有点矩阵型和字段型两种方式。
扩散片
树脂
反射框
LED芯片
引线框架
点矩阵型数字显示
字段型数字显示
3、平面显示器
LED用于平面显示，其优点是：LED为固体元 件，可靠性高，可以制作对于CRT及LCD来说不容易 做出的大型显示器。
以及GaN蓝色LED等。而且通过红、绿、蓝三原色的组合，可以实现全色化。
3、LED的辉度高。随着各种颜色LED辉度的迅速提高，即使在日光下，由
LED发出的光也能视认。正是基于这一优势，在室外用信息板、广告牌、道 路通行状况告示牌等方面的应用正迅速扩大。
4、LED的单元体积小。在其他显示器件不能使用的 极小的范围内也可使用，再加上低电压、低电 流驱动的特点，作为电子仪器设备、家用电器 的指示灯、信号灯的使用范围还会进一步扩大。
390nm - 370nm为紫外光波段。
一、光纤通信系统的光源
二、光学测量系统的光源
三、其他应用
半导体激光器体积小、重量轻、可靠性高、转换效率高 、功耗低、驱动电源简单、能直接调制、结构简单、价格低 廉、使用安全、其应用领域非常广泛。如光存储、激光打印 、激光照排、激光测距、条码扫描、工业探测、测试测量仪 器、激光显示、医疗仪器、军事、安防、野外探测、建筑类 扫平及标线类仪器、实验室及教学演示、舞台灯光及激光表 演、激光水平尺及各种标线定位等。
• 四、符号及外形
LED外形可分为圆形、方形、矩形、三角形和组合形等多种
塑封LED按管体颜色又分为红色、琥珀色、黄色、 橙色、浅蓝色、绿色、黑色、白色、透明无色等多 种
LED的介绍
1、什么是LED ？LED，全名为（Light Emitting Diode)，译为发光二极管，这研究自1963年Pope研究葱单芯片(10~20µm)的电效发光，当时需要在两端施以400伏特电压才能观察到葱的蓝色荧光。
后来Vincett在1982年用真空蒸镀法制成了葱薄膜(50µm)，进一步将电压降到30伏特即可观察到蓝色荧光，但是其量子效率太低，只有0.03%左右。
有机电致发光一直到1987年才有革命性的进展，当时Eastman Kodal 公司的C.W. Tang和Vanslyke首创以双层有机薄膜的结构制成了电致发光组件，且引用芳香二胺做为电洞传输层材料，成膜性好的A1Q3作为电子传输和发光材料，低功函数的镁银合金作为阴极，提高了电子和电洞的注入效率。
在10伏特的驱动电压下，该组件发出绿光，亮度可达1000cd/m，量子产率1%，使得人们得以看到LED材料的实用性和商业性。
2、产品特性及定义发光二极管(Light Emitting Diode, LED)是一种具有两个电极端子，在端子间施加电压，通入极小的电流，即可发出光亮的光电组件。
发光二极管是由III-V族元素化合物制成之半导体组件，其发光现象不是藉加热或放电发光，而是属于冷性发光，所组件寿命长可达十万小时以上、无须暖灯时间(idling time)、反应速度很快(约在10^-9秒)、体积小、适合量产，具高可靠度，容易配合应用上的需要制成极小或数组式的组件，符合轻薄短小功能强可信度高的产品趋势，此外，发光二极管的电光转换效率高，耗电量小，约原白炽灯泡的10%，且无灯丝耐振性佳，所以发光二极管的适用范围颇广。
3、LED的特性:LED具有发热量低、耗电量小(白炽灯泡的十五分之一，日光灯的五分之一)、寿命长(50000小时以上，是日光灯的五十倍)、反应速度快、体积小、抗震佳、无须放电气体即可封装的优点，同时易开发成轻薄短小的产品，更是被业界看好再未来用以取代传统照明器具的明日之星。
led灯珠热转换率
LED灯珠的电能转换为光能的效率称为光电转换效率，而转化为热能的部分则占剩余的大部分。
根据历史数据：
- 在较早的技术阶段，大功率LED的光电转换效率大约在10%至15%，这意味着约85%至90%的输入电能以热的形式散失。
- 随着技术进步，LED灯珠的光电转换效率提升到了接近70%左右，但是这并不意味着所有LED产品都能达到这个数值，实际效率还会受到整体灯具设计的影响，包括电源转换效率、散热系统的设计以及光学组件的透光性等。
因此，目前高质量的LED灯珠其电能转换成热能的比例已经显著降低，但仍然会有约30%-40%的电能转化为热量，具体比例取决于LED芯片的制造技术和封装工艺，以及灯具的整体热管理解决方案。
随着技术持续发展，这一比例有望进一步优化。
LED主要参数与特性
第一讲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。
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的基本特性及其工作条件.
摘要：LED照明系统是上个电光转换系统，其电光转换过程从供电部分开始，依次包括原始电源（“动力源泉”）、电源管理与变换、传感与控制、驱动器、热管理、LED及其混光、散射和光学提取等部分。
LED照明系统是上个电光转换系统，其电光转换过程从供电部分开始，依次包括原始电源（“动力源泉”）、电源管理与变换、传感与控制、驱动器、热管理、LED及其混光、散射和光学提取等部分。
其中，由原始电源（如电池）和控制与驱动电路组成的LED供电系统是LED工作的必要条件。
LED的供电系统从广义上讲就是LED的“电源”。
1.LED的基本特性LED是一种电光转换器件，它本身并不发光，只有在施加适当电压和通以适当电流时才能发光。
为使LED正常工作，必须了解其基本特性。
LED具有多方面的特性，其中最主要的特性有以下几点：①LED像普通二极管一样，是一个含有PN结的半导体器件，具有单向导电性。
②LED有一个门限电压，只有加在LED两端的电压高于这个门限电压时，LED才会导通。
普通硅二极管的导通门限为0.5～0.7V，而LED的门限电压通常为1.5～3.5V。
LED的门限电压和正常工作时的正向电压降与LED的光色有关，红光、绿光、黄光等LED的正向电压降（VF）通常为.4～2.6V，而白光LED的正向电压降通常为3～4．2V。
③LED具有非线性的伏一安特性曲线，通过LED的电流与加在它两端的电压不成正比关系。
④LED的光通量输出随流过LED电流的增大而增加，但不成正比。
当光通量增加到一定程度后，其随电流增加而增加的量很少，呈明显变缓之趋势。
⑤LED是一种对温度比较敏感的器件，当其结温升高时，光输出将减少，正向电压也会降低。
⑥即使是同一型号甚至是同一批次生产的LED器件，其参数的离散性也较大。
2. LED的基本工作条件LED是一种电流驱动的低电压单向导电器件，为保证LED正常工作，必须满足以下几个方面的基本要求。
（1）输入直流电压必须不低于LED的正向电压降，否则，LED不会导通而发光。
led灯的光电转换率公式
led灯的光电转换率公式LED灯的光电转换率公式LED（Light Emitting Diode）灯作为一种高效能的光源，其性能主要通过光电转换率来评估。
光电转换率是指LED灯能够将电能转化为光能的效率，通常用百分比表示。
LED灯的光电转换率公式可以表示为：光电转换率（η）= 发光功率（P）/ 输入电功率（Pin）× 100%其中，发光功率是LED灯所发出的光的总功率，输入电功率是LED 灯所消耗的电能的总功率。
在LED灯的光电转换率公式中，发光功率是一个重要的参数。
发光功率取决于LED灯的发光效率和输入电功率。
发光效率是指LED灯将输入电能转化为光能的效率，是衡量LED灯性能的重要指标之一。
发光效率的提高可以提高LED灯的光电转换率，从而提高能源利用率。
发光效率受到LED芯片材料的影响。
常见的LED芯片材料有氮化镓（GaN）、磷化铝（AlP）等。
这些材料具有较高的发光效率和较低的能量损耗，可以提高LED灯的光电转换率。
此外，LED灯的结构设计和制造工艺也会影响发光效率。
优化LED灯的结构设计和制造工艺，可以提高光电转换率，降低能量损耗。
输入电功率是指LED灯所消耗的电能的总功率。
输入电功率受到电源电压和电流的影响。
LED灯的电源电压通常为直流电压，而电流大小则决定了LED灯的亮度。
合理选择电源电压和电流，可以提高LED灯的光电转换率。
LED灯的光电转换率是衡量其能源利用率和性能优劣的重要指标。
提高LED灯的光电转换率，有助于节能减排，提高光源的使用效率。
在实际应用中，可以通过以下措施来提高LED灯的光电转换率：1. 优化LED芯片材料和结构设计，提高发光效率；2. 合理选择电源电压和电流，降低能量损耗；3. 加强LED灯的散热设计，降低能量损耗；4. 提高LED灯的制造工艺，降低能量损耗；5. 使用光学透镜等辅助技术，提高光能利用率。
LED灯的光电转换率是衡量其性能优劣的重要指标。
通过优化LED 芯片材料和结构设计，合理选择电源电压和电流，加强散热设计，提高制造工艺，使用辅助技术等措施，可以提高LED灯的光电转换率，实现节能减排，提高光源的使用效率。
《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。
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■阻，反之为高接触电阻。
I*I F工作区正向死区I R-图i I-V特性ft线如上图:(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I F = I s (e qVF/KT -)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,I F = I S 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I R (V= -5V)时，GaP 为 0V，GaN 为10uA。
文档来自于网络搜索(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|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 9X9mil (250 >250um)，10X10mil ，11X11mil (280 >280um)，12X12mil (300 >S00um)， 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的各种特性
LED的各种特性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。
LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关，目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。
由于LED工作电压低（仅1.5-3V），能主动发光且有一定亮度，亮度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（10万小时），所以在大型的显示设备中，目前尚无其他的显示方式与LED显示方式匹敌。
LED电子显示屏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，外加电场尚克服不了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。
LED发光效率
光电特性综合实验 系统 万用表 直流数字毫安表 直流数字电压表 可变电阻器 LED
3.测量原理图
图1-15 LED的P–I曲线测量电路
4.实训内容与步骤
（1）将待测红光LED接入胶木模块的插孔，模块另一端的插头插到控制面板 “LED/LD驱动”部分的“正向电压”端口，将胶木模块固定在转台导轨上
“电压测量”的正负端分别接到电压表的“20V+”和“-”端，电压表量程选择20
从测量的角度看，光通量的测试一般采 用积分求法。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。光强分布 由探测器测试，光谱功率特性可由光谱 功率分布表示。
3.LED的发光效率分析
影响发光效率主要因素有内部量子效率与光提取效率。 内部量子效率与组件本身特性如组件材料能带、 缺陷、杂质及组件 外延组成及结构等相关。
“电流测量”的正负端分别接到电流表的“200mA+” 和“-”端，电流表量程选 择200mA。 将探测器固定在二维支架上，移动导轨上支架，使探测器离转台最近， 移动转台导轨上的胶木模块，使LED尽量靠近探测器探测器。
探测器信号输出的红色插头插入控制面板“3”孔 ，黑色插头插入“2”孔，“4”“5” 之间插入10K 电阻。
数 1 1
量
可调直流稳压电源 万用表
2
3 4 5 6 7 8
直流数字毫安表
直流数字电压表 可变电阻器 发光二极管 发光二极管 电阻器
自选
自选 1KΩ /1W Ф 5，红色 Ф 5，白色 680Ω
1
1 1 1 1 1
3.实训内容与步骤
（1）正向特性曲线的测量
图1-12 正向特性曲线测量电路
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光电特性
七、照明元件之演色性
1.演色性(Color rendering)
演色性是物體在光源下的感受與在太陽 光下的感受的真實度百分比。演色性高 的光源對顏色的表現較逼真，眼睛所呈 現的物體愈接近自然原味。也就是說人 類使用人工光源來表現色彩的自然程度， 這種逼真的效果稱為演色性。
測量標準是以自然光Ra-100為100%真實 色彩。如使用人工光源，在選擇適用的 色溫時，與通色的自然光比較色彩真實 感為90%就以Ra-90來表示。
驅動電壓(V)
二. 元件操作特性
3.操作電流&發光強度
5000
發 4000 光 強 3000 度 2000 (mcd)
1000
0 0
20
40
60
80
操作電流(mA)
100
120
三、元件光電特性量測
1.光源的種類
光源：能放射出波長為100nm至3000nm之電磁 波之物體。
可見光：光是一種電磁波，人的眼睛看得見 的光稱為可見光，波長範圍在380nm~760nm。
DIN 5033色度圖（Chromatic diagram）
七、照明元件之演色性
1.演色性 (Color rendering) 2.全光譜圖 3.演色指數系統(CRI) 4.演色指數量測與演色性評價 5.演色指數Ra的量測 6.演色向量系統 (CRV)
一、發光的原理
1.熱放射
白熱燈：愛迪生於1878年首度發明碳絲燈 泡，德國Siemens(1882)、英國AdiSwan (1883)(GE)、荷蘭Philips(1891)接連進行 生產，目前常用的有鎢絲燈泡、鹵素燈等。
四、光色量測(Light color)
1.光譜(Spectrum) 2.波峰波長(lp) 3.色度座標(C.I.E.) 4.色飽和度 5.主波長(ld)
最新LED电学光学热学特性参数
L E D电学光学热学特性参数LED主要参数及电学、光学、热学特性LED电子显示屏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。
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LED发出的所有光，这一点与P－I特性的测量有 什么差别？ ❖ 5. 根据测得的LED光谱曲线，进一步理解LED发 光的机理。
实验原理如图：
❖ 测试时，调整LED发光面和探测器接收面互相平行 且尽量靠近。调节恒流源，使其正向电流IF连续变 化，从光功率计得到对应的光功率。
❖ 更准确的测量需用到积分球。积分球表面具有超高 反射和散射的特性，可以把LED发出的所有光辐射 能量收集起来，在位于球壁的探测器上产生均匀的 与光（辐射）通量成比例的光(辐射)照度，用合适 的探测器将其线性的转换成光电流，再通过定标确 定被测量大小。测量光通量的光探测器应具有CIE 标准光度观测者光谱光效率函数的光谱响应，测量 辐射通量的探测器应具有恒定的光谱响应，或者在 被测LED光谱响应范围内经过辐射度校准的探测器。
实验步骤
❖ 将待测红光LED接入胶木模块的插孔，模块另一端的插头插到控制面板 “LED/LD驱动”部分的“正向电压”端口，将胶木模块固定在转台导轨 上。电压表量程选择20V，电流表量程选择200mA，用导线连好。将探测 器固定在二维支架上，移动导轨上支架，使LED尽量靠近探测器探测器。
❖ 打开“LED/LD驱动”开关，缓慢增加LED的正向电流，计下正向电压、 电流，通过计算机读出相应的功率读数，计算机软件会显示所得到的数 据和图表。
实验目的
❖ 1.了解LED电流注入与辐射功率的关系及其测 量方法；
❖ 2.了解LED的辐射（发光）效率； ❖ 3.了解LED的光谱特性及其测试方法； ❖ 4.根据LED的谱宽进一步理解其自发光机理； ❖ 5.了解光电探测器的信号放大、处理的原理。
实验原理
❖ 光电转换特性LED的光输出功率与注入电 流 的关系曲线，即P-I曲线。
❖ 光谱曲线上光功率最大时所对应的波长为发光峰值波长λP，光谱曲线上两个 半其典光型功值率在点3λ00.－5’，40λn0m.5’’之所间对。应的波长差Δλ称为LED谱线宽度（简称谱宽），
❖ LED光谱测试原理如图4-2所示，分为入射光部分、分光部分和探测器信号 处理部分三大块。基本思路是通过单色仪分光（单色仪由步进电机控制）， 将连续光谱变成近似单色光，通过探测器及相应的放大、A/D转换、采集电 路，在计算机上得到光谱曲线。
❖ 在 λP2λ就P1是左L右E各D1的0n峰m值的波波长长，范记围为内λ改P。为1nm的步距扫描，得到新的最大值λP2， ❖ 以 其 波左 长λP为右λ1/各中2’ ，5心nλm，1/2的取’’。波两长个范波围长内λ1改=λ用P-11n5m，的λ2步=λ距P+扫15描，，分得别到以最λ1接，近λ1为1/2中λP心的，两在个
实验记录
❖ 表格仅作参考，实际测试中应取更多数据。根据实验数据， 绘制LED的P-I曲线。
❖ 本实验由软件处理和显示曲线。根据光谱曲线，得到峰值 波长λP和谱宽Δλ=λ1/2’’-λ1/2’
思考题
❖ 1. 比较辐射效率和发光效率这两个物理概念； ❖ 2. 光电探测器测量光功率的原理是什么，如何设
❖ 将插入红光LED的胶木棒和圆筒一起固胶木棒置入单色仪出口狭缝的套筒，出 口狭缝缝宽调整到1mm。打开LED电源，将电流调节至IF＝40mA。
❖ 将单色仪出口波长调整到380nm，然后以10nm的步距在380—1080nm之 间扫描，观察探测到的数据。记下最大值P0对应的波长λP1。