河南工业大学LDLED特性测试实验.ppt

ld led特性测试实验 内容概要 引言实验目的实验仪器实验原理实验步骤注意事项 引言 led lightemittingdiode 发光二极管 简称led 是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件 ld laserdiode 激光二极管 简称ld 利用光学谐振腔 使光子在平行的镜面间不断地来回反射 每反射一次能量便得到进一步的放大 反复重复 就使得受激辐射趋于占压倒的优势 即在垂直于反射面的方向上形成激光输出 市场发展需要 中国年产500kk支 市场需求1000kk 但测试设备的整体化还比较落后 一体化不高 由于市场的需要 科研院所和高校也相关设备需求量大增 实验目的 了解ld led工作原理了解ld led的光学特性和电学特性学会测量ld led一些重要参数加深对ld led的认识 实验仪器 gcs ld led i型ld led特性测试仪 各种光源 实验原理 发光二极管 led 是大多由 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 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 led发光原理led光谱图 ld工作原理 用电注入等方法 使p n结附近形成大量的非平衡载流子 那么在此注入区内 这些简并化分布的导带电子和价带空穴就处于相对反转分布 ld通常用与p n结平面相垂直的一对相互平行的自然解理面构成平面腔 在ld的作用区内 开始时导带中的电子自发地跃迁到价带和空穴复合 产生相位 方向不相同的光子 大部分光子穿出p n区 只有部分光子在p n区平面内穿行 激发出许多同样的光子 在平行的镜面间不断地来回反射 每次反射便得到放大 这样重复发展 就使得受激辐射趋于占压倒的优势 即在垂直于反射面的方向上形成激光输出 led ld的v i特性 ld led led ld的v i特性曲线 led ld的p i特性曲线 在正向电压正小于某一值时 电流极小 不发光 当电压超过某一值后 正向电流随电压迅速增加 发光 我们将这一电压称为阈值电压或开门电压 对于ld来说 由p i可以看出 注入电流较低时 ld只发射微弱的荧光 当注入电流达到并超出阈值电流后 输出照度陡峭上升 我们把陡峭部分外延 将延长线和电流轴的交点定义为阈值电流ith 光照度定义 照度是反映光照强度的一种单位 是指照射到单位面积上的光通量 照度的单位是每平方米的流明 lm 数 也叫做勒克斯 lux 即 确1lux 1lm m2所谓的流明 lm 是指一烛光 cd 坎德拉candela 发光强度单位 相当于一只普通蜡烛的发光强度 在一个立体角 半径为1米的单位圆球上1平米的球冠所对应的球锥所代表的角度 上产生的总发射光通量 整个圆球的立体角为4 1烛光总发射的光通量为4 约12 57 流明 坎德拉 cd 发光强度单位最初是用蜡烛来定义的 单位为烛光 1948年第九届国际计量大会决定采用处于铂凝固点温度的黑体作为发光强度的基准 同时定名为坎德拉 1 开机以前检查电箱的各个连接部件是否正常 限流 开关拔至最小档 2 打开电箱前面板开关 观察电箱三个液晶显示屏和照度计能否正常工作 3 开启ld led的驱动电源 缓慢增加工作电流 记录led的电压值和光照度值 根据电流和电压变化可以完成i v变化曲线 根据电流和照度的变化绘制i e曲线 4 更换不波长的led重复第3步 5 将led换成ld 开启电源前 重复第1 2和3步 ld工作电压不要超过6伏 否则可能会出现过载而烧坏ld 测量ld led的照度和电压随电流变化曲线 以绿光led为例在测试距离为100mm时的数据如下 测量ld led的发散角 散射角 1 安装led和滤光筒使等高同轴 滤光筒的狭缝需竖直2 打开led并将其调整到一个合适亮度 此时照度计会有示数显示 逆时转动旋转台 照度计的示数会逐渐变小3 根据示数为0的位置确定led的发散角 因为led发光为左右对称 所以在空间的发散角为2 4 将led旋转90度 重复以上步骤 并得到led在不同角度上的发散角情况 并分析led在空间上发散特性5 更换ld重复1 3项内容 注意事项 ld led接线必须连接正确启动驱动器前要