LED综合特性测试实验.docx

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1、1.ED综合特性测试试验一、试疆目的.1.测量1.ED正向伏安特性，驾驭拐点电压、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1.ED拐点电压和工作电压的异同2 .测量1.ED的反向伏安特性，了解发光二极管的反向截止特性3 .驾驭1.ED发光强度的概念及其测量方式4 ./解1.ED发光强度随电流变更的规律，并对比分析不同发光颜色1.ED发光强度随电潦变更的响应异同5 .了解1.ED光通盘与发光效率的概念及其测员方法6 ./解1.ED光通量/发光效率随电流变更的规律，并对比分析不同发光颜色1.ED光通知随电潦变更的响应异同以及发光效率随电流的变更规律7 .驾驭1.ED的光空间分布曲线的

2、概念及其测量方法8 .驾驭1.ED半强度角和偏差角的概念及其测域方法9 .了解强度定标的意义及其定标方法10 .驾驭常见色度参数的概念及其计兑方法11 .测量1.ED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1.ED结温、热网的概念,驾驭种测大功率贴片型1.ED结温,热阻的测量方法二、试验原理1.电学特性测试在1.ED两端加正向电压,当电压较小，不足以克服势垒电场时,通过1.ED的电流很小.当正向电压超过死区电压后，电流岁电压快速增长。正向工作电流指1.ED正常发光时的正向电流值，依据不同管子的结构和输出功率的大小，在几十死安到1安之间。在1.ED两端加反向电

3、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。为平安起见，激励电源供应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1.ED光度学特性最为歪要的参数，它表征了光源在指定方向上单位立体角内放射的光通量，在不同的空间角F,1.ED将表现出不同的光强大小。1.ED光源放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1.ED光源向整个空间在单位时间内放射的能引起人眼视觉的辐射通批。积分球测量光通造，积分球是个球形空腔，由内壁涂有匀称白色漫反射层的球壳组装而成,被测1.ED置空腔内.1.ED器件放射的光辐射经积分球壁的多次反射，

4、使整个球壁上的照度匀称分布，可用一用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。3 .1.ED输出光空间分布特性测量发光二极管的芯片和结构及封装方式不同，输出光的空间分布一样，当方向角变更时，放射强度相应变更。放射强度降为峰值的一半时，对应的角度称为方向半值为。4 .色度学测试在色度探讨中，常运用分光光谱测址法。在分光光谱法测量色度系统中，光谱仪是歪要的组成部分没。在该测量系统中运用具有光谱辨别率高的光栅光谱仪等进行色度测量。可调恒流源与1.ED连接，用电潦调整旋钮调整输出电潦使1.EI)正常工作。光纤光谱仪的光线探头插入积分球光纤连接口，收集光谱信号。光纤光谱仪与计算机连接，测得的光

5、源光谱功率由计算机进行数据处理，并计算得到色度坐标，从而计算精彩温、显色指数等色度学参数。5 .热特性测试当电流流过1.ED器件时，PN结的温度将上升，我们把PN结的温度定义为1.ED的结温。通常被理解为1.ED芯片的温度。其形成是由于1.ED空穴、电子运动，部分能量产生石效的光电效应，发出光子；另一部分是以发热的形式消耗抻，从而导致PN结芯片发热。三、试验仪器恒流源，恒压源，程控脉冲电源，温控电源，电源线，USB连接线四、试验内容1.电学特性测试将1.ED正负极对应插装到夹具的正负接口上，将软件界面选为光电特性测试界面，选择伏安特性测试试验，将可调恒压源电压调整旋钮逆时针调整完竞，打开恒压源

6、电源开关，在软件界面内点击数据采桀端口，并进行测证)2 .光电特性测试调整光路，使激光光线与光阑筒的中心轴重介。将1.ED灯具插装干夹具上，用导线连接好夹具和恒流源,将照度计探头的爱护盖拧下并置F光阑筒木端，并将照度计连接头插面板的A端口。打开软件，依次记录电压、电流、光强数据。将恒流源调整到初始状态，次更换红、黄、绿、蓝、白色1.ED进行测试。将照度计选为光通量档，分别招白、红、绿、蓝四种待测1.ED灯插装至夹具，将夹具插装至光源入口，将校准好的照度计探头装至探头入口。分别在软件中采集各1.ED电流，电压，光通量数据，分别计算每组的发光效率。3 .1.ED输出光空间分布特性测量调整光路，同电

7、学特性测忒，并记录下对应角度盘上角度值。在软件中选中光空间分布特性测试，然后将角度盘与固定架转盘共同向左或向才i旋转90,作为空间起始角-90。的位即.更换光源的圆头、草帽头、平头三中封装形态1.ED进行测试。4 .色度学测试首先用光纤光谱仪测员标准光源的实际光谱能量分布。在软件内会呈现标准A光源的实际相对光谱功率分布曲线，调整枳分时间将该曲线显示在界面合适的位厘。再次测量标准卤素灯的实际相对光谱功率分布是否与理论的标准黑体辐射曲线重合，若两条功率分布曲线基本重:合，说明校准胜利。关闭卤素灯，将1.ED正确的插装在光源夹具上，并用红黑导线连接到恒流源上，调盛恒流源使1.ED正常工作，将光源夹具

8、插装到积分球光源入口处，即可得到1.ED的色度学参数“五、数据结果1.伏安特性曲线试验结果；旬叫电IaIMA好W三三w5zw器器COOOOOOOAVOllSicTftlIHInOOD-DOOCweM11vN9.0M4.0MMOW7.0M1.0M.0M10M.OWtOM504.03.W?MI.MOM1.M2.M3.M44050VoMoeMPVVWfEaf-tAE9aiasaaZgy电流与光通量关系图三2:(三。：9tlc6:三WEi三:WalaEwE:IWUItI:口sss-s三oxaason*ml三三*;二三s三i三三三二15mA时VT系敷费试三三=三三二三三ih三三2三:二-|-|7:二二：

9、。二。：。-*。：。：。9:。9。EEy=KE=窑窑口三JEE=EMmlmlEmlEEM=Mg=25mAzv嫡费应潘刷/也Ilf1SOmAZVTMSAIBMKjK*囹草帽头,出光空间分布特性窝食公M-三三三三三三三三三三,三三三三三三三7zs!:2:=:22:=:547:3:1:2111:“61111;-llllttlnwvxtannwuvMMMMMI*-M-T9-xr*l-.，”lltltt”ABex9u9tfM3.nnMJI平头白色，出光空间分布特性量三三三R三三“三三三三=三三t,三.sl1*4*tklllkmMIilBIMhGMpmBGG.rM“HKnf1ill.c;A”ullrtM=

10、2tAnncMnllCAltAx“费成所得功率图与理论功率分布曲线比较图蓝色1.ED色度学混试结果图智”.c一C红色1.ED色度学混试结果图六、结果探讨1.在热特性测试试验中,须要限制温度的变更，使得温度在测试值旁边变更不大,否则会使得测量数据出现较大的偏差。在温度超出测试值须要降温时，时间不行太长，因为温度下降较快，会快速低于测试值。2. 在输出光空间分布特性的测量中可以看出，未加透镜的发光二极管，方向半角值大约为50,可用于一般照明以及大屏幕显示等要求视角广宽的应用环境。3. 1.ED的开启电压：在二极管正负极间加电压，当电压大于肯定的范围时二极管起先导通，这个电压叫开启电压.4. 1.E

11、D的工作电压：二极管正常工作时的电压。5. 1.ED的反向漏流：流过处于反向工作的Pn结的微小电流称为反向漏电流。七、1.ED的发展1.2007年,1.ED市场达到了46亿美元，增长率为9.5%,由于手机以外的应用产品的增长加速，侦料1.ED行业总体市场会进一步加快。2 .供电方式的变更，随若全球非再生能源的急剧消耗，储量越来越少；同时排放的大量CO2也导致全球气候的反常、温室效应、海平面上升等环境问题危及全球人类和动植物的生存环境。目前太阳能发展快速,太阳电池转换效率正在逐步提高,1.ED是半导体电致发光器件，驱动方式的选择具有广泛性，也就意味若可以在供电方式上进行不同的供电选择。3 .1.ED本身散热效率较低，因此可以将驱动单独设计，驱动产生的热量可以刚好敢出，非但不会增加1.ED灯珠的散热负担，延长了1.ED的运用寿命：而且自身也将不会受到1.ED的热量影响，同时也会增加驱动中铝电解电容的寿命，加大驱动的平安运用年限。八、参考文献1 .李建，叶仁广，徐时清，1.ED应用发展趋势，中国计量学院，科技风杂志2 .刘宇彤,王瑞光,1.ED应用新动向，市场纵横（光机电信息）2008.10