最新LED综合特性测试试验

1、学习-好资料LED综合特性测试实验13应用物理（1）班 杨礴2013326601111一、实验目的1. 测量LED正向伏安特性，掌握拐点电压、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LED拐点电压和工作电压的异同2. 测量LED的反向伏安特性，了解发光二极管的反向截止特性3. 掌握LED发光强度的概念及其测量方式4. 了解LED发光强度随电流变化的规律，并对比分析不同发光颜色LED发光强度随电流变化的 响应异同5. 了解LED光通量与发光效率的概念及其测量方法6. 了解LED光通量/发光效率随电流变化的规律，并对比分析不同发光颜色LED光通量随电流变化的响应异同以及发光效率随电

2、流的变化规律7. 掌握LED的光空间分布曲线的概念及其测量方法8. 掌握LED半强度角和偏差角的概念及其测量方法9. 了解强度定标的意义及其定标方法10. 掌握常见色度参数的概念及其计算方法11. 测量LED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LED结温、热阻的概念，掌握一种测大功率贴片型LED结温，热阻的测量方法二、实验原理1. 电学特性测试在LED两端加正向电压，当电压较小，不足以克服势垒电场时，通过LED的电流很小。当正向电压超过死区电压后，电流岁电压迅速增长。正向工作电流指LED正常发光时的正向电流值，根据不同管子的结构和输出功率的大小，在几十毫

3、安到1安之间。在LED两端加反向电压，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。为安全起见，激励电源提供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LED光度学特性最为重要的参数，它表征了光源在指定方向上单位立体角内发射 的光通量，在不同的空间角下，LED将表现出不同的光强大小。LED光源发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LED光源向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量。积分球测量光通量，积分球是一个球形空腔，由内壁涂有均匀白色漫反射层的球壳组装而成， 被测LED置于空腔内。LED器件发射

4、的光辐射经积分球壁的多次反射，使整个球壁上的照度均匀 分布，可用一置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. LED输出光空间分布特性测量发光二极管的芯片和结构及圭寸装方式不同，输出光的空间分布一样，当方向角改变时，发射 强度相应改变。发射强度降为峰值的一半时，对应的角度称为方向半值角。4. 色度学测试在色度研究中，常使用分光光谱测量法。在分光光谱法测量色度系统中，光谱仪是重要的组 成部分没。在该测量系统中使用具有光谱分辨率高的光栅光谱仪等进行色度测量。可调恒流源与 LED连接，用电流调节旋钮调节输出电流使 LED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

5、号。光纤光谱仪与计算机连接，测得的光源光谱功率由计算机进行数据处 理，并计算得到色度坐标，从而计算出色温、显色指数等色度学参数。5. 热特性测试当电流流过LED器件时，PN结的温度将上升，我们把PN结的温度定义为LED的结温。通 常被理解为LED芯片的温度。其形成是由于LED空穴、电子运动，一部分能量产生有效的光 电效应，发出光子；另一部分是以发热的形式消耗掉，从而导致PN结芯片发热。三、实验仪器恒流源，恒压源，程控脉冲电源，温控电源，电源线，USB连接线四、实验内容1. 电学特性测试将LED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 特性测试实验，将可调恒压源

6、电压调节旋钮逆时针调节到底，打开恒压源电源开关，在软件界面 内点击数据采集端口，并进行测量。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合。将LED灯具插装于夹具上，用导线连接好夹具和恒流源，将照度计探头的保护盖拧下并置于光阑筒末端，并将照度计连接头插于面板的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，一次更换红、黄、绿、蓝、白色LED进行测试。将照度计选为光通量档，分别将白、红、绿、蓝四种待测 LED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 LED电流，电压，光通量 数据，分别计算每组的发光效率。3.

7、LED输出光空间分布特性测量调整光路，同电学特性测试，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右旋转90°,作为空间起始角-90。的位置。更换光源的圆头、草帽头、平头三中封装形状LED进行测试。4. 色度学测试首先用光纤光谱仪测量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，调节积分时间将该曲线显示在界面合适的位置。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，说明校准成功。关闭卤素灯，将LED正确的插装在光源夹具上，并用红黑导线连接到恒

8、流源上，调节恒流源使 LED正常工作，将光源夹具插装到积分球光源入口处，即可得到LED的色度学参数。五、数据结果1.伏安特性曲线实验结果电流与光强关系图更多精品文档收壬加铀J电和麽價斗左 0 圭S < <*9 KF吧冲甲罔直二輩萄轉谕貳芬硝直a宦曲23;序辱on， 电吃电直* z丿”.加I E 4- -M- 5器器-S盂s=«盂鬻0阿Q HLEZ 10Uel ria?LJT 9CTft ITt31 Ml?. croM 3W昨wio ma&l anSLTl jfllms13TE M£tS. LCDIBM mnBEH =3iLI.SW应LEDffJOfc !

9、»0f 3QQimi.m空.E4Dno b:<iLioeq. 4 巧.i».Iki.KALlsE. 悄瓷E1J沖、d111 |*7XI. DU?u sanLUU.Tit蚩上统144 nL世4i.宇IT3S. |. IpQ45 mSMlfli1S2他LBSiS.tlL帕QM3«« 7M1.曲T. Elf壮SODJ" T0£i话皿.土m住逼1J2J-LftSpiHJifl电流与光通量关系图电流与发光效率关系图E=<SM?3 J- 3 3酒gi卯3"量“ W1n HUD XXIIQ.DDDd crotf M5D:COO

10、CI.91TTS »TL3£ KD& I2to”q刊盟BLt13 CUDT的l.9nfh j?05H CBDIOIB?SC电J2. 5-l£r£.ao>s5-1 DLTP rtoIf皿t.mIT QiB3 Z4D37工工Z.-ilBl44 4LT4H fHlOaa ok>f .BifO QLb3剂W Tl I.LJ5河QK LTOW l>L15mA时VT系数测试AW咛爭in尢呂（HL|血Rti4 OnD g0 04 I?Q D54A-i-I DL4-I 4 Rad-I OE-lil-I OUI-I 3W-1 LUbTS. E-T

11、&i ：DD E«D nd 31I也时賞之糞:S5!4£0 fL£2:£3?«.l筈D碑 . fiBI HD M<D tLJ 1 1»1 T¥I »B4? 仲1 叫 .' r ttz t i lffni F 二?e 斤E ：7?U :E1 HT?T ；2I Qktl|圧|沏反g|和|jaM1 7 dbLOTril 帀* MMmfl 亀EE |呵-ba L3n0第#HP 32u 6S鮭C OS 43U O&Mi-C 2DD& .- :W*U WW(JH Z.«H 4.&

12、#171;D贞*010 0«1?0«14.«« IfrJJt HQO>« 29JH20mA时VT系数测试*W#Tyz-wzlsis抑3IH聊斡BM 列* 刃Iii1v0*"«-新勲口 m 引*JES科on. sTi-H2 Uli02 «mP WlL »s mirp >U)S«B1 E42G1 MHI “2 HIE!H ifr2 W»*卿C羁RE BKZ! mnN雋t mu1 Bf空闻*E M-J SOK£ m3 aani W-2m4Jge 4 两AAlB* g 二

13、初豊Mil詈皤却 T-aT-l-Lm印-(1叫-L-oT-flT-n-n925mA时VT系数测试轴珂T a « rmII営UIT历2DZl23 直 I! x 悴3?nfttft CM声基助 可尺“ 廿M沁n30mA时VT系数测试9«阖V Qi申 LE*£ 告ctF科M 0»叩目1帧时1A M玄MS.2 l-j2事w2审箱怙1 3a rEffl0 w H1a ni Mlg0边2际0趣149 »2刚Tq n3Sa m生3Ul«$ *9*f»IDa wT GWua uJ雷辰a <b2 i9S0 B£2 esoN-e

14、 mt vrv四aw2: MUi1>巾M-t tie1Ta> -hs cm历a it2U u2岬a n2II9 M1 if¥aa u2: M!Z.劭4 ft9机驛3a n-¥ ««JS-i m2 Efil择l诅.1 Mlh re2側h 3fti tie.3n jt-2 G4H曲1 ttt軻爲?!1 fi< 49Ufl ET43E1 EB2 Eie-n 1UTT弁1 »2砂a Ku*N暑2 M*T沁BH Ui ewH星1 M2 G4CP 11&THIJl£0 Ift l1 W< -894-g «

15、f£4S1 '5&2 fiWP Z3D«| /2晌瞋10 W4iH阴2 MCT 1I&T<I MJ Md «I；442.1 H13* wnP EXSftL诵2 «44-a aw«1卿C事耳p神«-1 MZ 54«-a s:b<1P怨J卅-0 KA|« eeV>fe M-1 B4Vti fiil卫匸n3 <P 31 It1由tM-0 TEW -*1小电流K系数测试结果图LEJk|理燮 ir?-:堆州日 mki十Si>电虎聿.赃k nr iiMi远何 Mfrl结温测

16、试结果图C 尬am* 官“氐孑科0 矗 B hsMl fud Wft*41. U" l'8 XI E flJ草帽头输出光空间分布特性测量WipirliJ3Hl血Jt”： *| »B8.1TP Ka op理-:»?" C1tttiMU: LtJ三當常益常二陨淀眾工;誥fItIT-tt DO-in m> A U>-3i n>-ID U>D即 a钿«A0避« IN REH nra rUn m0 06t»7fit tuimB Mli删b. ga jaa0«O*«nD 5 an圆头输

17、出光空间分布特性测量a-33. IKJ 2B3IE LH11中9 »1 *®ifl HQIB-S DO1 U3Hi血1弓J #ri33T5 DB£k U»t >DTm mtJaJ MSt mm i4*-aa cnIT. a <mI* 4MMS 033N« AU-IE N>4也Iffl證i£l 加U£542 碎 知用m-H »-ft DCjr旦 世m呻gW-1 M駅1 ftM0怖3厲-i DOM EliEXTI. 4ETJ »n hiM «U-1 01 DOT? Mi4 tfl他

18、的 W»硒> Dfrl- fuET Mlniri- hi1 wu Etw «na mX TM1KT Tiln ntfi Hiii 4 K CO睜脚 u lafl22 価 jML Ml粗»l -nv<* &ub L£it ie-lida nJ朕1舅Ulf-!r-u&Hl£.l£13lllllIJHNrclDD»«i»D£lwn3EwDD»gtti r3n33uM*TItlM 理询晒-44gz<1«.hw,5lszMs-yl*卫mo lesn 3

19、HFs3- CDL EHl1 m4h gom13W创幡00D岡«H WD M«4.H3nc. ujn eu« QMfl OO0 KttH? gp n»4wE«rrNb»lL平头白色输出光空间分布特性测量raCD%i誥二ym.M.:»«!Qftsrm當畫豐AD -a闻W闻UIWH3E W » W « V平头蓝光输出光空间分布特性测量*JtXflbSlLIT怕IBa u>-31 CD H» Dfr -ID皿turnLE2 0n jm却«|-flV. Lid沟记西汚連WL-i

20、#严HWI箱K'ooMtifmm3ti饰az/miei sn"J«*rQ1 *飞幕 £. 命1 则匚Ui|F0 矗 * harii»f1 fud钨灯光源功率分布丿倉弄K削电朕飞-息星甲出同WMFTlS| 胃斗吐也 I 耳«M-F曲i傩测试所得功率图与理论功率分布曲线比较图蓝色LED色度学测试结果图9 o 3 舟 lluilF r-I F 礼bln* 性事曽ppLH4绿色LED色度学测试结果图gitix仙 F |» UHMl!阳 Mt&S!TiJ汕山儿I W3冋皿平II.ll !*mibuaiHMJI屠口"ir

21、texitM破工耐rte'sn 电总4?也和叵運*JB&kc-i> 尹 皿囲 mrA i3r?CIFI131红色LED色度学测试结果图学习-好资料® tfIII?FiFTfl «*ATAb»lLI.ll !XmtlAo. *571 R M> Ip*> ftjlfffi n- -L i liBW«UkCpl E2C -TT uAliSiJCIFI131白色LED色度学测试结果图型矗 ” litimh r«i - Li HI 4 .|六、结果讨论1. 在热特性测试实验中，需要控制温度的变化，使得温度在测试值附近变化不大， 否则会使得测