LED的光学特性
LED灯技术参数
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。
LED的电学、热学及光学特性研究
LED的电学、热学及光学特性研究1. 简介众所周知，LED的有效光辐射（发光度和/或辐射通量）严重受其结温影响（如图一所示，数据来源于Lumileds Luxeon DS25 的性能数据表）。
（点击图片查看原图）图1：一组从绿光到蓝光以及白光的LED 有效光辐射随结温的变化关系单颗LED 封装通常被称为一级LED，而多颗LED 芯片装配在同一个金属基板上的LED 组件通常被称为二级LED。
当二级LED 对光的均匀性要求很高时，结温对LED 发光效率的影响这个问题将十分突出[1]。
文献[2]中提到，可以利用一级LED 的电、热、光协同模型来预测二级LED 的电学、热学及光学特性。
前提是需要对LED 的散热环境进行准确建模。
本文第2 节中我将讨论怎样通过实测利用结构函数来获取LED 封装的热模型，并将简单描述一下我们用来进行测试的一种新型测试系统。
第3 节中，首先我们回顾了电-热仿真工具的原理，然后将此原理扩展应用到板级的热仿真以帮助优化封装结构的简化热模型。
在文章的最后我们将介绍一个应用实例。
2. 建立LED 封装的简化热模型关于半导体封装元器件的简化热模型（CTMs）的建立，学术界已经进行了超过10 年的讨论。
现在，对于建立封装元器件特别是IC封装的独立于边界条件的稳态简化热模型（CTMs），大家普遍认同DELPHI 近似处理方法[3][4][5]。
为了研究元器件的瞬态散热性能，我们需要对CTM 进行扩展，扩展后的模型称之为瞬态简化热模型（DCTMs）。
欧盟通过PROFIT 项目[7]制定了建立元器件DCTM 的方法，并且同时扩展了热仿真工具[6]的功能以便能够对DCTM 模型进行仿真计算。
∙当CTM 应用在特定的边界条件下或者封装元器件自身仅有一条结-环境的热流路径，则可以用NID（热阻网络自定义）方法[8]来对元件进行建模。
2.1 直接利用测试结果建立LED 封装的模型仔细研究一个典型的LED 封装及其典型的应用环境（图2），我们会发现，LED 芯片产生的热量基本上是通过一条单一的热流路径：芯片-散热块-MC PCB基板，流出LED 封装的。
LED光学特性
LED光学特性、LED热学特性、LED电气特性
LED光学特性：
LED提供的是半宽度很大的单色光，由于半导体的能隙随温度的上升而减小，因此它所发射的峰值波长随温度的上升而增长，即光谱红移，温度系数为+2~3A/.LED发光亮度L与正向电流近似成比例：K为比例系数。
电流增大，发光亮度也近似增大。
另外发光亮度也与环境温度有关，环境温度高时，复合效率下降，发光强度减小。
LED热学特性：
小电流下，LED温升不明显。
若环境温度较高，LED的主波长就会红移，亮度会下降，发光均匀性、一致性变差。
尤其点阵、大显示屏的温升对LED的可靠性、稳定性影响更为显着。
所以散热设计很关键。
LED电气特性：
电流控制型器件，负载特性类似PN结的UI曲线，正向导通电压的极小变化会引起正向电流的很大变化（指数级别），反向漏电流很小，有反向击穿电压。
在实际使用中，应选择。
LED正向电随温度升高而变小，具有负温度系数。
LED消耗功率，一部分转化为光能，这是我们需要的。
剩下的就转化为热能，使结温升高。
LED的光学特性及热学特性
主波长
有的Ｌ Ｄ Ｅ 发光不单是单一色 ，即不仅有一个峰值 波长 ；甚至有 多个 峰值 ，并非单色光 。为此描述Ｌ Ｄ Ｅ
Ｇ ｔｎ ｅ ｏｔ ｆ ｔｅ 追 根溯 源 ｅｔ ｇｔ ｏ ｔｒ ｉ ｈ Ｒ Ｏ Ｍａ
＞＞ ＞
发光峰值波长及其光谱 分布
Ｌ 发 光强 度或 光功率 输 出随 着波长 变化 而不 ＥＤ
ＬＤ Ｅ 单色性的参数 。Ｌ Ｄ半宽小于４ ｍ。 Ｅ ０ｎ
同，绘成一条分 布曲线—— 光谱分布 曲线 。当此 曲线 确定之后 。器件 的有 关主波长 、纯度等相 关色度学参
发光 效率和视觉灵敏 度
成光能 的效率 ）与外部 效率 （ 辐射到外部 的效率 ）。
前者只是 用来分析 和评 价芯片优 劣的特性 。Ｌ Ｄ光电 Ｅ
分 ，总的发光效率应 为 Ｔ＝ ｉ１ ，式 中 １ Ｔｅ ＴＣ １
结 为在势垒 区少 亍 ① ＬＤ Ｅ 效率 有内部效率 （ ｎ ｐ 结附近 由电能转 化 Ｐ、ｎ 区少子注入效率 ， ｃ 复合效率 ， ”ｅ 为外部 出光 【 光取出效率 ） 效昌 由于Ｌ Ｄ材料折射率很 高 Ｔｉ ．。当 Ｅ １ ３６
性 ，发 光 光 强 指 向 特 性 、时 间 特 性 以及 热 学 特 性 。
天键 谢 ：Ｌ ＥＤ光学 Ｌ Ｄ热学 特 性 Ｅ
Ｉ
Ｅ 是利用化合物材料制成Ｐ 结的光电器件。 Ｄ ｎ
发光法向光 强及其角分布１ ０
发光强度 （ 向光强 ） 法 是表征发光
Ｉ 它 备 ｎ 结 器 电 特 Ｉ 特性 具 ｐ结 型 件的 学 性：— Ｖ 、
led光学测量标准
led光学测量标准
LED光学测量标准是指对LED的光学特性进行测量和评估所遵循的一系列标准。
这些标准通常包括光度测试、色度测试、光强测试、光谱测试等方面，以确保LED产品的质量和性能符合相关要求。
具体来说，LED光学测量标准包括以下几个方面：
1.光度测试：测量LED的光通量、光效、光强等光度参数，以评估LED的光输出性能。
2.色度测试：测量LED的色度坐标、色温、主波长等色度参数，以评估LED的颜色性能。
3.光强测试：测量LED的光强分布、光束角、三维光强分布图等光强参数，以评估LED的光强分布性能。
4.光谱测试：测量LED的光谱功率分布、相对光谱功率分布等光谱参数，以评估LED的光谱性能。
此外，在进行LED光学测量时，还需要遵循相关的测试标准，如国际标准ISO 8980-1和国家标准GB/T 24824等。
这些标准规定了测试方法、测试条件、测试设备等方面的要求，以确保测试结果的准确性和可靠性。
LED的电学、光学及热学特性
Ｇ ｔｎ ｅ ｏ ｔ ｆ ｔ ｒ 簪溯 源 ｅｔ ｇ ｈ ｏ ｅ 追 ｉ ｔ Ｒ Ｏ Ｍａ ｌ
》＞》
Ｃ— 特性 呈二次函数关系 。由１ Ｖ ＭＨＺ 交流信 号用 Ｃ— 特性测试仪测得。 Ｖ
特性
Ａ发 光 法 向光 强 及 其 角 分 布 ． Ｃ． 大 允 许 功 耗 最
（ 反 向击穿 区 Ｖ＜一 Ｖ ，Ｖ 称为反向击穿 ４） Ｒ Ｒ 电压 ；Ｒ 电压对应 ｌ Ｒ为反 向漏电流 。当反 向偏压 一 直增加使Ｖ＜一 Ｖ 时 ，则 出现 ｌ 突然增 加而 出现击穿 Ｒ Ｒ
现象。 由于所 用化合物材料种类不 同 ，各种Ｌ Ｄ的反 Ｅ
向击 穿 电压 Ｖ 也 不 同 。 Ｒ
（ ２）正 向 工作 区 ：电流 ｌ 与 外加 电 压 呈指 数 Ｆ
关 系
Ｉ Ｓ（ Ｖ ／Ｔ 一１１ 反 向饱 和 电流 。 Ｆ：Ｉ ｅｑ ＦＫ ） Ｓ为
Ｖ＞０ ，Ｖ＞ＶＦ 时 的正 向工作 区ｌ Ｆ随ＶＦ 指数上升
９ 疑糯皿 ０ １ ２ １ Ｗ ｎ ｚ ｚ ｃｒ ２ ０ ０ ０Ｉ Ｗｃ － ｇ ｍ． ｎ ／ Ｗ ｏ
为０ Ｖ，Ｇａ Ｎ为１ ｕ 。 ０ Ａ
ＩＶ 性具有 非线性 、整流 性质 ：单 向导 电性 ，即外 —特
加正偏压表现低接触 电阻 ，反之为高接触 电阻。 （１） 正 向死 区 ： （图０ 或 ０ 段 ）ａ ａ ａ 点对 于
Ｖ 为开 启 电压 ， 当Ｖ＜Ｖａ 外 加 电 场 尚克 服 不 少 因 ０ ，
Ｇ ｔ ｎ ｅ ｏ ｔ ｆ ｔｅ 追 褫 溯 源 ｅｔ ｇｔ ｏ ｔｒ ｉ ｈ Ｒ Ｏ Ｍａ
》＞＞
ＬＤ 电学 ～光学及 热学特性 Ｅ的
ＬＥＤ ＥＬＥＣ ＴＲＩ Ｉ Ｃ ＴＹ 、 ＯＰＴＩ ＣＳ ＡＮＤ ＨＥＡＴ ＰＲＯＰＥＲＴＹ
LED光学特性
LED光学特性发光二极管有红外（非可见）与可见光两个系列，前者可用辐射度，后者可用光度学来量度其光学特性。
1．发光法向光强及其角分布Iθ1）发光强度（法向光强）是表征发光器件发光强弱的重要性能。
LED大量应用要求是圆柱、圆球封装，由于凸透镜的作用，故都具有很强指向性：位于法向方向光强最大，其与水平面交角为90°。
当偏离正法向不同θ角度，光强也随之变化。
发光强度随着不同封装形状而强度依赖角方向。
2）发光强度的角分布Iθ是描述LED发光在空间各个方向上光强分布。
它主要取决于封装的工艺（包括支架、模粒头、环氧树脂中添加散射剂与否）⑴为获得高指向性的角分布（如图1）①LED管芯位置离模粒头远些；②使用圆锥状（子弹头）的模粒头；③封装的环氧树脂中勿加散射剂。
采取上述措施可使LED2θ1/2=6°左右，大大提高了指向性。
⑵当前几种常用封装的散射角（2θ1/2角）圆形LED：5°、10°、30°、45°2．发光峰值波长及其光谱分布1）LED发光强度或光功率输出随着波长变化而不同，绘成一条分布曲线——光谱分布曲线。
当此曲线确定之后，器件的有关主波长、纯度等相关色度学参数亦随之而定。
LED的光谱分布与制备所用化合物半导体种类、性质及pn结结构（外延层厚度、掺杂杂质）等有关，而与器件的几何形状、封装方式无关。
LED光谱分布曲线1蓝光InGaN/GaN2绿光GaP:N3红光GaP:Zn-O4红外GaAs5Si光敏光电管6标准钨丝灯①是蓝色InGaN/GaN发光二极管，发光谱峰λp=460～465nm；②是绿色GaP:N的LED，发光谱峰λp=550nm；③是红色GaP:Zn-O的LED，发光谱峰λp=680～700nm；④是红外LED使用GaAs材料，发光谱峰λp=910nm；⑤是Si光电二极管，通常作光电接收用。
无论什么材料制成的LED，都有一个相对光强度最强处（光输出最大），与之相对应有一个波长，此波长叫峰值波长，用λp表示。
LED型式试验项目一览表
LED型式试验项目一览表
一、LED的基本特性试验
1、显色指数测量
主要测量指标有：色温、色容差、亮度系数、色彩准确度、色彩均匀
度等，采用标准光源进行比较测量。
2、光学特性测量
光学特性包括：发射角度、发射角分布、波长峰值、色容差、前后光
分布绘图等，可采用标准发光设备测量及判定。
3、流明测试
对LED进行流明测试，以确定LED的发光强度，测量流明的设备为标
准光源和流明计。
4、功耗测试
可用功耗测试仪测试LED发光器件的功耗特性，测试项目包括：电流、电压等电气特性及其相关参数的测量。
5、热特性测试
热特性测试中涉及到温度和压力的测试，包括单个LED的温度测量，LED组合热特性、热电偶位置等热特性测量。
6、相容性测试
相容性测试包括环境条件、电气条件、静态特性和动态特性等，一般
采用标准化测试设备进行测试。
二、LED工作性能试验
1、湿度测试
湿度测试旨在判定LED的抗水性能，一般按要求进行湿度测试，来测定LED灯具的绝对湿度、湿度复位和湿度循环等。
2、耐压测试
耐压测试旨在验证LED灯具的耐压性能，一般需要按照标准的步骤，采用耐压测试仪进行测试。
3、高温测试
高温测试旨在测定LED灯具的温度高于正常使用温度环境时，LED灯具的性能指标和发光特性。
一般这种测试标准。
LED基本概念
光度和色度名词解释相关色温 CorrelatedColorTemperature)：光源发射的光与黑体在某一温度下辐射的光颜色最接近，则黑体的温度就称为该光源发射的光的相关色温，单位为K。
辐射强度 (Radiant Intensity)：在给定方向上包含该方向的立体角元内辐射源所发出的辐射通量dφ除以该立体角元dΩ，单位为W/Sr。
辐射亮度 (Radiance)：辐射源面上一点在给定方向上包含该点的面元dA的辐射强度dI除以该面元在垂直于给定方向的平面上的正投影面积，单位为/Sr・m 2。
辐射照度 (Irradiance)：在辐射接收面上一点的辐射照度E等于投射在包括该点的一个面元上的辐射通量dφ除以该面元的面积dA，单位为W/m2。
发光强度 (Luminous Intensity)：光源在给定方向上包含该方向，的立体角元内所发出的光通量dφ除以该立体角元dΩ，单位为cd。
俗称坎德拉 (cd)：发光强度单位。
坎德拉是发出频率为540×1012Hz辐射的光源在给定方向的发光强度；该光源在此方向的辐射强度为1/683W/Sr。
光通量 (Luminous Flux)：能够被人的视觉系统所感受到的那部分光辐射功率的大小，单位为lm。
照度 (I luminance)：表面上一点的光照度是入射在包含该点的面元上的光通量dφ除以该面元面积dA。
照度的公制单位是lx(lm/m2)，英制单位为fc(l m/ft2)。
1lx=0.0929fc1fc=10.76lx出光度 (Luminous Exultance)：单位面积上发出的光通量，单位是lm/ m2。
亮度 (Luminance)：在给定方向上，每单位面积上的发光强度。
亮度的公制单位是cd/m2(也称Nit)，英制单位是fL(1/π×cd/ft2)。
1cd/m2=0.2919fL1fL=3.426cd/m2CIE标准光度观察者(CIEStandardPhotometric Obse-rver)：相对光谱响应曲线符合明视觉V(λ)函数或者暗视觉V"(λ)函数的理想观察者。
LED光学特性的测量与研究
自发 辐射 方 式产 生 的［ ， 同 半 导 体材 料 可 制 成 ２不 ］ 不 同颜 色 的 Ｌ Ｄ， Ｅ 同时 ， Ｅ 的 芯 片 、 形 结 构 、 Ｌ Ｄ 外 封 装技 术 等 也 是影 响 Ｌ Ｄ 的各 种 光 学 特性 的原 Ｅ 因＿ ．其 中 ， ３ ］ 发光 光强 的角 分 布 、 值 波 长及 其 光 峰 谱分 布 、 温度 对 Ｌ Ｄ光谱 的变 化 的影 响是本 实验 Ｅ
程 Ｅ 定 探 究 ， 助 于学 生更 深刻地 了解 Ｌ Ｄ 的原理 和结 有 Ｅ 构、 相关 特性 及测 量 方法 ， 我们 推 出 了如下 的探究
实验装 置 示意 图见 图 ｌ 被 测 Ｌ Ｄ置 于 电源 ， Ｅ 灯 座上 ， Ｅ Ｌ Ｄ所 发 出的光 经 积分 球 由光纤 进 入 光
纤光 谱 仪 ， 用 已 知 波 长 的 钠 光 灯 （ ８ ． ｍ， 先 ５ ９ ０ｎ
５ ９ ６ｎ 对 光谱 仪 进 行 波长 的校 正 ，且 设 定 较 ８ ， ｍ） 小光 强 Ｊ 比较 值 ， 。为 实验 中给出 的是 光 强 的相对
值 ， 根据 各个 光谱 的消波情 况 ， 并 在软 件 的处理设
Ｌ Ｄ 以其 高 效 节 能 、 可 靠 、 寿命 、 维 护 、 Ｅ 高 长 低 环 保 无污 染等 优点 ， 被认 为 是 ２ １世纪 最有 可能 进入
普 通 照明领 域 的一 种 新 型 固态 冷 光 源 ， 目前 在 城 市 景观 照 明领域 的应 用 的优 势几 乎无 可取 代．随 着 Ｌ Ｄ芯 片材 料 、 构 和 封装 技 术 的不 断 进 步 ， Ｅ 结 Ｌ Ｄ 的应 用将 越来 越广 泛 ， 照 明 领域 的发展 将 Ｅ 在 有 着 巨大 的潜力 ．因此 在相 关 的 光 电子 技术 课 ］
0201led工作参数
0201led工作参数一、引言本文将介绍0201尺寸L ED的基本工作参数，包括电气特性、光学特性和热特性。
二、电气特性1.工作电压0201尺寸LE D的工作电压一般为2.8-3.4V。
在这个电压范围内，L E D可以正常发光和工作。
2.推荐电流0201尺寸LE D的推荐工作电流为5-20mA。
过大的电流会导致L ED发热过高，降低寿命；过小的电流则会影响L ED的亮度。
3.正向电压0201尺寸LE D的正向电压一般为1.8-2.2V。
在这个电压下，L ED会正常导通，形成电流通路，从而发出光线。
三、光学特性1.发光亮度0201尺寸LE D的发光亮度一般在100-500m cd之间。
发光亮度越高，L E D的亮度也就越高。
发光亮度的单位是毫坎德拉（m cd）。
2.视角0201尺寸LE D的视角一般为120度。
视角决定了L ED的发光范围，较大的视角可以让LE D的光线更加广泛地照射到周围。
3.波长0201尺寸LE D发出的光线波长可以根据需要进行调整，常见的波长有红色（620-630nm）、绿色（520-525n m）和蓝色（465-470n m）等。
四、热特性1.热阻0201尺寸LE D的热阻一般在100-300℃/W之间。
热阻代表了LE D散热的能力，数值越小表示LE D能更好地散热，温度上升越少。
2.工作温度0201尺寸LE D的工作温度一般在-40℃到+85℃之间。
在这个温度范围内，L ED能够正常工作而不受到温度的影响。
五、结论综上所述，0201尺寸L ED的工作参数包括电气特性、光学特性和热特性。
熟悉这些参数可以帮助我们更好地设计和应用LE D产品，提高其性能和可靠性。
以上就是关于0201le d工作参数的相关内容，希望本文对读者有所帮助。
（字数：283）。
led光电玻璃 相关标准
LED光电玻璃相关标准一、尺寸和形状LED光电玻璃的尺寸和形状应符合设计要求，并具有以下特性：1.长度和宽度：LED光电玻璃的长度和宽度应符合实际使用需求，通常为定制尺寸，但不应超过生产厂家所规定的范围。
2.厚度：LED光电玻璃的厚度应符合设计要求，通常在2-10mm之间，视具体使用场景而定。
3.形状：LED光电玻璃的形状可以为矩形、圆形或其他不规则形状，以满足实际使用需求。
二、颜色和亮度LED光电玻璃的颜色和亮度应符合设计要求，并具有以下特性：1.颜色：LED光电玻璃的颜色可以根据实际需求进行定制，通常为白色、黑色或其他颜色。
2.亮度：LED光电玻璃的亮度应符合设计要求，以保证在使用过程中的可视性和清晰度。
亮度可以通过调整LED灯珠的数量和亮度进行调节。
三、光学特性LED光电玻璃应具有以下光学特性：1.透光性：LED光电玻璃应具有较高的透光性，以保证在使用过程中不会影响视觉效果。
透光率应在80%以上。
2.防眩光性：LED光电玻璃应具有防眩光功能，以减少对眼睛的刺激和避免干扰驾驶员或其他人的视线。
3.抗反射性：LED光电玻璃应具有抗反射特性，以减少反射光对视觉的干扰。
四、开关特性LED光电玻璃应具有以下开关特性：1.自动控制：LED光电玻璃可以通过内置传感器实现自动控制，根据环境光线强弱自动调节亮度和开关状态。
2.手动控制：LED光电玻璃应具备手动控制功能，以便用户根据需要进行手动调节。
3.节能模式：LED光电玻璃应具有节能模式，在一定时间内无操作时自动降低亮度或关闭部分灯珠，以节省能源。
4.延时关机：LED光电玻璃应具有延时关机功能，在关闭后的一定时间内自动关闭电源，以延长使用寿命。
5.调光功能：LED光电玻璃应具有调光功能，允许用户根据需要调节灯光的亮度和颜色。
6.防误触功能：LED光电玻璃应具有防误触功能，以避免用户在非正常情况下触碰到开关造成意外。
7.故障提示功能：LED光电玻璃应具有故障提示功能，当出现故障时能够及时发出提示信息以便用户进行维修。
LED常识
LED常識光是什麼？光是電磁波，可見光是波長為400-700納米的電磁波。
小於400納米的電磁波為紫外線，如X-射線；大於700納米的電磁波為紅外線，如微波、廣播無線電波。
波長單位為納米，相當於十億分之一米。
LED是什麼？Light Emitting Diode,即發光二極體，是一種半導體固體發光器件，它是利用固體半導體晶片作為發光材料，當兩端加上正向電壓，半導體中的載流子發生複合引起光子發射而產生光。
LED可以直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。
LED為何節能？高亮度單色光的LED已經在市場上取得了進展。
儘管它們與傳統的燈泡相比更加昂貴，但是它們的優點完全可以抵消其較高的價格，即它具有更高的性價比。
首先，一個紅色LED 發光達到某個亮度時所需消耗的能量是15瓦，而傳統的燈泡要達到同等量度則要消耗高達150瓦的能量；另外據科學家們測定，LED通電發光時，有10%的電能可以轉化成光能，而白熾燈泡的轉化效率只有7-8%，由此可見，要達到同等的照明效果，LED燈比白熾燈節能是顯而易見的了。
LED為何壽命長？白熾燈的發光機理是電能將發光鎢絲進行加熱而發光的，經過相當長時間的加熱，鎢絲就會老化甚至燒斷，至此，白熾燈泡的壽命也就此告終了，而發光二極體的發光機理是由二極體特殊的組成結構決定的，二極體主要由PN結晶片、電極和光學系統組成，當在電極上加上正向偏壓之後，使電子和空穴分別注入P區和N區，當非帄衡少數載流子和多數載流子複合時，就會以輻射光子的形式將多餘的能量轉化為光能。
其發光過程包括三個部分：正向偏壓下的載流子注入、複合輻射和光能傳輸。
由此可見二極體主要是靠載流子的不斷移動而發光的，不存在老化和燒斷的現象，其特殊的發光機理決定了它的發光壽命長達5-10萬個小時。
使用LED注意事項1. 焊接溫度在260℃左右,時間控制在5S以內,焊接點離膠體底部在2.5mm以上,電烙鐵一定要接地.2. 请勿带电焊接LED.3.通電情況下,避免在80℃以上高溫作業,如有高溫作業一定要做好散熱.4.靜電:①所有與兰、绿、白、紫LED相關作業人員一定要做好防靜電如: 帶靜電環,穿靜電衣,靜電鞋.②帶有線靜電環時,靜電環要接地.並且地线与市地线电位差不超过5V或者阻抗不超过25Ω.③作業機台及作業桌陎均需加裝地線.5.使用LED时電流最好不要超過20mA,最好使用15-19mA的電流.6.器件不可与发热元件靠得太近,工作条件不可超过其规定的极限.7.安装LED时,建议用导套定位,务必不要在引脚变形的情况下安装.8.在焊接温度回到正常以前,应避免LED受到任何震动或外力.9.如需要清洁LED,建议用超声波清洗LED,如暂时没有超声波清洗机可暂用酒精代替,但清洁时间不要超过一分钟.注:勿用有机溶剂(如丙酮,天那水)清洗或擦拭LED胶体,造成发光不正常或胶体内部破裂,导至LED内部金线与晶片过接破坏.10.LED在弯脚或折脚时请不要离胶体太近,应与胶体保持2mm以上的距离,否则会使LED胶体里陎支架与金线分离,管脚在同一处的折叠次数不能超过三次，管脚弯成90°，再回到原位置为1次.LED专业术语解释色温：以绝对温度K来表示，即将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始由深红-浅红-橙黄-白-蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。
LED特性研究
三、 实验过程及装置
1、实验内容与步骤。
（1）LED 伏安特性的研究
1）按图 5 连接电路，电流表外接。
2）保持量程不变，逐步增加电流
值，直至电流表的示数到达
10mA 为止； 对所有测得的电
图 5 伏安特性测量电路图来自流、电压值拟合。3）减小电流表的量程，测量小电流时 LED 的伏安特性。
4）换用电流表内接法重新测量白光 LED 的伏安特性。
������������ = ℎ������/������������ ,
（4）
图 4 LED 相对光强与波长的关系
式中������������为 LED 材料的禁带宽度[4]。 在谱线两侧存在发光强度等于峰值一半的两个点，这两点之间的宽度∆λ叫做 光谱半宽度，也称为线宽。它表示 LED 光谱的纯度。
虽然二极管电流方程的普遍形式为（1）式，但是（1）式并未反映出测量过
程中二极管内部一些因素的影响,如耗尽层复合电流、表面漏电流及二极管体电
阻等。更符合实际情况的二极管电流方程的形式应为：
������
=
������������
������������ (������ ������������������
U (mW) 图 15 d=73.2mm 时 η~UI 曲线
用公式 =
对 P~I 特性直线拟合，得到拟合函数：
P = (1
1 ) −(
),
(10)
拟合系数 2 =
,拟合关系较好。由图 13 可知，d=73.2mm 时 LED 的
效率最大值为 0.448%，对应的电功率 P=13.6mW。
3、LED光强空间分布 。
P－I 特性：即 LED 轴向光强与正向注入电流的关系特性。LED 光强的测量是
光信息专业实验报告：LED特性及光度测量实验
光信息专业实验报告：LED 特性及光度测量实验摘要：本实验目的在于了解发光二极管的发光机理、光学特性与电学特性，掌握其测试方法。
通过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，以此研究探讨LED 发光器件的发光特性，加深对于发光二极管的理解。
关键词：发光二极管，V －I 特性，P －I 特性，光度【实验用具】LED （若干种类）、精密数显直流稳流稳压电源、积分球（Φ=30cm ）、多功能光度计、通用标准光源、光功率计、直尺、万用表、导线等。
【实验原理】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（如图1）。
常规的发光二极管芯片的结构如图2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。
图2、常规InGaN / 蓝宝石LED 芯片剖面图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。
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3（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eΔV的势垒，阻止电子和空穴的进一步扩散，达到平衡状态（见图3（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。
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。
LED的光学指标
LED的光学指标LED（Light Emitting Diode，发光二极管）是一种电子元件，具有半导体材料制成，用于发光的特殊功能。
LED具有较高的光转换效率、长寿命、快速开关速度等特点，因此被广泛应用于各个领域。
以下将对LED 的光学指标进行详细介绍。
1. 发光亮度（Luminous Intensity）：是指LED单个发光体在单位固角方向（立体角）内发出的光照强度，单位为cd（Candela），代表LED的亮度。
亮度与发光二极管发出的光的强度和发散角度有关。
2. 光衰减（Light Decay）：指LED组件功率随时间的减少。
LED灯的亮度会随着使用时间的增加而下降，这是由于半导体材料的老化等原因导致。
光衰减速度较慢的LED灯具有更长的使用寿命。
3. 发光效率（Luminous Efficiency）：是指LED产生的光输出功率与输入电力之间的比率。
发光效率越高，LED所产生的光功率就越高，能量的利用效率也越高。
4. 发光角度（Viewing Angle）：指LED发光体所发出的光束的散射范围。
发光角度越小，LED发出的光束就越集中，适合用于照明、投射等需要远距离照射的场景；发光角度越大，LED发出的光散射范围就越广，适合用于显示屏等需要广角度照明的场景。
5. 色温（Color Temperature）：是指LED发光体发出的光的色彩，单位为开尔文（K）。
色温为3000K以下的灯光呈暖色调，较为温暖；色温为3000K-6000K的灯光呈中性色调，白炽灯的色温多为2700K；色温为6000K以上的灯光呈冷色调，色彩较为冷酷。
6. 显色指数（Color Rendering Index，CRI）：是指LED照明灯具显示物体真实颜色的能力。
显色指数的范围是0-100之间，数值越高表示显示的颜色越真实。
通常，CRI在80以上的LED灯被视为优质的光源。
7. 色纯度（Color Purity）：是指LED发光体发出的光所呈现的颜色的纯度。
LED灯-光学知识
LED灯-光学基本知识1光（light ）光的本质是电磁波, 是整个电磁波谱中极小范围的一部分光是能量的一种形态；光是电磁波辐射到人的眼睛，经视觉神经转换为光线，即能被肉眼看见的那部份光谱。
这类射线的波长范围在380 到760nm 之间，仅仅是电磁辐射光谱非常小的一部份。
温度远远高于50Hz 工作时的温度，从而产生更高色温的白色色表和更好的显色性。
2、光通量（光束）Φ光源发射并被人的眼睛接收的能量之和为光通量。
一般情况下，同类型的灯的功率越高，光通量也越大。
例如：一只40W 的普通白炽灯的光通量为350---470lm，而一只40W 的普通直管形荧光灯的光通量为2800lm 左右，为白炽灯的6--8 倍。
3、照度(illuminance)单位被照面上接收到的光通量称为照度。
如果每平方米被照面上接收到的光通量为 1 （lm），则照度为1（Lux）。
单位：勒克斯（Lux）。
勒克斯（lux）相当于被照面上光通量为 1 流明（lm）时的照度。
夏季阳光强烈的中午地面照度约5000 lux ，冬天晴天时地面照度约为2000 lux ，晴朗的月夜地面照度约0.2 lux 。
4、亮度（luminance ）光源在某一方向上的亮度是光源在该方向上的单位投影面积、单位立体角中发射的光通量。
如果我们把每一物体都视为光源的话，那么亮度就是描述光源光亮的程度，而照度正好是把每一物体都作为被照物体，用一块木板来举例说明，当一定光束照到木板时我们讲木板有多少照度，然后木板将多少光束反射到人眼，就称为木板的多少亮度，那么有如下式子：亮度等于照度乘以反射率。
在同一房间同一位置一块白布和一块黑布的照度是相同的，而亮度是不同的。
5、光效（luminous efficacy of light source ）光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率（瓦）的比值，称为该光源的光效。
单位：流明/ 瓦（lm/W发光效率只表示光源的效率，与将光源安装到照明器具上后器具的整体效率（综合效率）是不同的概念。
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LED作为一个光源，LED电源工厂的光学参数包括光和辐射在空间分布的能量参数、光和辐射能量的光谱分布参数及它们在人眼中所引起的心理响应。
LED的光学特征参数包括:光通量、发光强度、相对光谱功率分布特性、峰值波长和峰值波长半宽度等，这些都是衡量LED作为一个光源的发光特性的主要参数.
2.3.1相对光谱功率分布
LED的相对光谱功率分布是在其光辐射波长范围内(u]，各个波长的辐射功率分布情况.常采用光谱辐射计进行测量.在实际场合中通常用相对光谱功率分布来表示。
光谱密度与波长之间的函数关系称为光谱分布.以光谱密度的相对值与波长之间的函数关系来描述光谱分布.称为相对光谱能量(功率)分布PM.光谱波长丸为横坐标，相对光谱能量分布PM为纵坐标，就可以绘制出光源相对光谱能量分布曲线.知道了光源的相对光谱能量分布，就知道了光源的颜色特性.反过来说，光源的颜色特性，取决于在发出的光线中，不同波长上的相对能量比例，而与光谱密度的绝对值无关。
绝对值的大小只反映光的强弱，不会引起光源颜色的变化.
人眼对色彩的感知是一种错综复杂的过程，为了将色彩的描述加以量化，国际照明协会(CIE)根据标准观侧者的视觉实验，将人眼对不同波长的辐射能所引起的视觉感加以记录在RGB系统的墓础上采用设想的三原色X. Y, Z(分别代表红色，绿色和蓝色)，建立了CIE-1931色度图，同时将匹配等能光谱各种颜色的三原色数据标准化，确定了“CIE1931-XYZ标准色度学系统”.计算出三原色的配色函数，经过数学转换后即得所谓的CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值曲线，如图(12]2一所示，将人眼对可见光的刺激值以XYZ表示.根据此配色函数，后续发展出数种色彩度量定义.使人们得以对色彩加以描述运用.
LED的光谱功率分布的测试需要通过分光进行，将各色光从混合的光中区分出来进行测定，采用棱镜和光栅实现分光·对于实现了空间分离分布的各个波长的光，一般用单色仪各个波长逐个采集或线阵CCD全波段一次采集的方法得到整个光谱功率分布曲线.。