发光二极管（光源）的照度标定实验.docx

发光二极管（光源）的照度标定实验(3000系列)一、实验目的：了解发光二极管的工作原理；作出工作电流与光照度的对应关系及工作电压与光照度的对应关系曲线，为以后实验提供光源照度所需的输入电压或输入电流(即光源的输入电压或光源的输入电流代替相应的光源的照度)作依据。二、基本原理：半导体发光二极管筒称LED。它是由族化合物，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。因此它具有一般二极管的正向导通；反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。其发光原理如图391所示，当加上正向激励电压或电流时，在外电场作用下，在PN结附近产生图391 发光二极管的工作原理导带电子和价带空穴，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、价带中间附近）捕获，再与空穴复合，每次释放的能量不大，以热能的形式辐射出来。发光的复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m以内产生。发光二极管的发光颜色由制作二极管的半导体化合物决定。本实验使用纯白高亮发光二极管。 三、需用器件与单元：主机箱中的020mA可调恒流源、转速调节024V电源、电流表、电压表、照度表；照度计探头；发光二极管；遮光筒。四、实验步骤：1、按图392A配置接线，接线注意、极性（照度计探头红接+5V，黑接地，黄接照度计表Vi+，Vi-接+5V的地）。图392A 发光二极管工作电流与光照度的对应关系实验接线示意图2、检查接线无误后，合上主机箱电源开关。3、调节主机箱中的恒流源电流大小(电流表量程20mA档)即发光二管的工作电流大小就可改变光源的光照度值。拔去发光二极管的其中一根连线头，则光照度为0（如果恒流源的起始电流不为0，要得到0照度只要断开光源的一根线）。按表39进行标定实验（调节恒流源），得到照度电流对应值。4、关闭主机箱电源，再按图392B配置接线，接线注意、极性。5、合上主机箱电源，调节主机箱中的024V可调电压(电压表量程20V档)就可改变光源(发光二极管)的光照度值。按表39进行标定实验（调节电压源），得到照度电压对应值。6、根据表39数据作出发光二极管的电流照度、电压照度特性曲线(图393)。图392B 发光二极管工作电压与光照度的对应关系实验接线示意图表39发光二极管的电流、电压与照度的对应关系照度（Lx）0102090100110190200210290300电流（mA）0电压（V）0注：由于发光二极管（光源）离散性较大，每个发光二极管的电流照度对应值及电压照度对应值是不同的。实验者必须保存表39的标定值，为以后做光电实验服务。如以后做实验提到光照度值只要调节恒流源相应电流值或电压源相应电压值，省去烦琐的每次光源照度测量。实验者只能在相应的实验台(对应表39的