发光二极管物理实验报告

1、项目工程说明书物理实验竞赛实验报告张益鑫39032517赵正3903255王冬39032526第一部分：发光二极管特性的研究摘要的摘要部分，实验做了什么，得出了什么样的结论，背景介绍可以登载在后面的实验原理上：在我们的生活中，半导体发光二极管(简称为led )、数码管、象征符管、米管、能源宝型显视器(简称为能源宝管)等各种发光二极管随处可见。 实际上，数码管、象征符管、米管、能源宝管的各个发光二极管针织面料都是一个发光二极管，在多种类型的发光二极管中，选择使用比较普遍的红色led (格拉夫和表是有区别的，不能这样粗略地写。 以下要求相同)。1 )作为重点，研究了其内部结构、电特性、发光特性。格

2、拉夫1的格拉夫或表的前后请与正文留有一行的间隔。 以下要件相同我们重点研究的二极管实验原理的大题目是用掌门人水平写的一、发光二极管的小主题分成两段结构以红色发光二极管为例，我们将其切开，其内部结构清晰可见，其核心是pn结电容，是pn结电容的单方面导电性，因此发光二极管只能用顺向电压发光。 当pn结电容接受反向电压时，电阻变为无限大，二极管截止，不发光。用格拉夫2断开的红色led二、led发光原理发光二极管由iii-iv族化合物，例如砷化镓、磷化镓、磷化镓等半导体制成，其中心是pn结电容。 因此，具有一般的p-n结的i-n特性，即正向导通、反向切断、破坏特性。 另外，在一定条件下，还具有发光特性

3、。 在顺向电压中，从n区向p区注入电子，从p区向n区注入空穴。 进入对方区域的少数载流子(少子)的一部分和多数职业(多子)复合发光，如下图所示图3是格拉夫3 led发光电路图三、led的电气特性1. led的一般电气残奥表搜索数据时，发现了一些常见的led残奥仪表1.1施加于容许电功耗pm:led两端的顺向直流电压与流过其的电流之积的最大值。 如果超过该值，则led发热、损坏。1.2最大正向直流电流ifm :可相加的最大正向直流电流。 如果超过该值，则二极管损坏。1.3最大反电动势vrm :可施加的最大反电动势。 如果超过该值，发光二极管可能被破坏。1.4正向生物电流if :发光二极管正常发光

4、时的正向电流值。 在实际使用中，请根据需要选择if在0.6ifm以下。1.5正向工作电压vf :通过给定的正向电流得到给定的残奥仪表的工作电压。 一般以if=20ma进行测定。 发光二极管的正向工作电压vf为1.43v。 外界气温一高，vf就下降。2.led的电压-电流特性如果在led的两端施加不同的电压，测定多组(u-i )的值，则得到led的电压-电流特性曲线，根据实验得到的电压-电流特性曲线，在顺向电压小于某个值(称为阈值)时，电流极小，不发光，但在电压超过某个值后从v-i曲线可以得到发光管的顺向电压、反向电流和反向电压等残奥仪表。 正向的发光管逆漏电流ir10a以下。依次制作格拉夫4

5、3编号伏安图四、发光二极管光强分布规律发光二极管的发光强度角分布如下图所示。 垂线(法线) ao的坐标是相对发光强度(发光强度和最大发光强度之比)。 很明显，法线方向的相对发光强度为1，与法线方向的角度越大，相对发光强度越小。 从这个图中可以获得半值角和视角值。格拉夫3-4理论光强分布图实验器材发光二极管、直流稳定作用源、万用表、电阻箱、导线、开关、光功率计。不仅可以直接导出使用的材料，还可以说明为了在机器和材料的前后测试性能，制作应用装置。以上所需要的产品，利用本板、摇镜头板、导线等的零配件，如下图所示制作了自各儿的实验装置格拉夫4的电压-电流特性试验装置格拉夫5光强度测定装置优选在图中示出

6、设备名实验顺序另一方面，测定发光二极管的电压-电流特性，提出了测定反方向的电压-电流特性曲线，保证数据的完全性如下图所示连接实验电路，其中滑动变阻器用可变电阻箱代替。 因为电流的测试不方便，如上所述，pn结电容正向导通时的电阻小，所以串联电流表即可吗在电气线路中，万用表的内阻对实验结果影响很大，万用表测定电流、电压时必须变更插头，对测定很不方便，因此，采用间接测定电压表的内阻一般为数千欧元数十千欧姆，如果电阻箱的电阻值较大，电压表的分流会导致结果不正确方法，该方法总电压不变，测量电阻箱电压。 由于电阻箱的电阻值及其两端的电压降测量比较准确，我们可以进一步测量二极管电压，求出电路中的电流，得到二

7、极管的电流-电压关系，得到相应的电压-电流特性绘制曲线。 为了保证二极管即使串联连接低电阻也不烧损，增加了470欧姆的限流保护电阻。格拉夫6伏安图特性试验电路1 .改变电阻箱的电阻值，记录多组(r，u )的值，在这个过程中电源的总电压不变。2 .根据记录的数据计算并列出二极管两端的电压和电流。3 .对数据进行处理、绘制伏安图和分析。二、留下测试一、二的号码，不知道发生了什么。 的双曲馀弦值。 的双曲馀弦值。二极管的光强分布1 .测量发光二极管法线方向的光强度和距离的关系。2 .如下面的图8所示，在本次的测定实验中，通过电特性的测定和数据的检索，在保持电源电压5v的状态下，串联接通150欧姆的电

8、阻，使二极管的生物电流为20ma，该生物电流是二极管的正常生物电流，在连接布线后， 单个变量保持从发光二极管的中心到光功率计的受光孔的距离，使发光二极管与光功率计正对，记录从改变受光器的位置的光源到受光器的原位置和光功率计的读取值，为了在这里明确实验现象，选择光功率计的200uw范围和直径6mm的受光孔格拉夫7发光二极管法线方向的光强度与距离的关系量测仪器3 .与上述图8的装置一样，固定从光源到受光器的距离，在此选择测量光强度和距离关系的实验中的适当位置(65mm )。 在这个位置，光强实数大，距离适中，具有适合一般二极管使用情况的强代表性。 旋转发光源，改变发光中心和导轨的角度，观察光功率计

9、的读取值的变化不需要记录吗？在这个过程中，led电压的各距离保持一定是什么意思的双曲馀弦值。4 .记录实验数据并进行分析，注意发光二极管的中心和滑块的中心的偏差测量修正值，在数据处理中使用修正值，可以更正确地修正结果！的双曲馀弦值。数据处理和误差分析一、发光二极管的电压-电流特性1 .伏安图特性数据记录(咖啡师电压和电阻)r (欧姆)伏特系统r (欧姆)伏特系统r (欧姆)伏特系统900003.42525003.2623003.1800003.41920003.2492503.085700003.41319003.2452003.065600003.40618003.2421503.04500

10、003.39917003.2381003.015400003.3916003.234903.015300003.37815003.23803.013200003.36214003.226703.008180003.35713003.22603.003160003.35212003.215502.996140003.34611003.208452.996120003.3410003.2402.99100003.3329003.192352.98490003.3288003.184302.9880003.3227003.174252.96770003.3166003.161202.9560003.

11、3095003.145152.9150003.34503.135102.82840003.2894003.12392.78130003.2733503.11382.7352 .数据处理和格拉夫分析基于和计算与以上的格拉夫对应的值，得到如下的伏安图在格拉夫8的实验中测定的led电压-电流特性曲线，最好留下原来的数据点的痕迹。 excel和origin等软件可以实现这个效果由格拉夫可知，当发光二极管的电压小于2v时，led的电流接近零，发光二极管几乎不点亮，当电压超过2v时，电流随电压而急速增加。 因此，2v被认为是二极管的门限电压顺导通电压吗？如果电压大于2v，则二极管的正向导通电流急速增加，发

12、光亮度急速变亮，在亮度变化为一定大小时，持续增大电压，人眼无法清楚地识别光强度的变化，持续增大电压，亮度变弱，发光二极管熄灭电流上升阶段是非线性的，而且由pn结电容的电气特性决定，虽然也受到环境(例如温度)的影响，但从曲线整体的倾向来看，已经测量的理论值与一般的发光二极管的情况完全一致，在上升阶段的中间部分出现近似的线性上升，我们一般将二极管置于该区域在电压小于2v的情况下，对二极管施加正向的电压，但从实验和图可知，此时流过二极管的电流非常小，为了使二极管发光而不是一盏茶，因此该区域是二极管工作的死区，在电压大于门限电压的情况下在实验中，也测试了二极管的逆特性，但逆电压低于33v时，二极管不发

13、光，电流为零，直流稳定作用源供给的最高电压为33v，安全电压为36v，因此无法测量逆耐压。 根据参考资料，破坏电压为30v到60v。二、发光二极管光强分布试验1 .测定发光二极管法线方向的光强度和距离的关系实验记录如下其中：校正距离d电压3.5公分3.04v伏接收机x1表使用的物理量必须标明单位2个光源距离l=x2-x1-d电力p左右左右平均66.569.568737674.53119.2666967.5737674.53.581.265.568.567737674.5456.3656866.5737674.54.542.864.567.566737674.5531.9646765.57376

14、74.55.525.163.566.565737674.5620.5636664.5737674.56.516.262.565.564737674.5713.2626563.5737674.57.511.661.564.563737674.589.7616462.5737674.58.58.660.563.562737674.597.5606361.5737674.59.56.659.562.561737674.5105.7596260.5737674.510.5558.561.560737674.5114.6586159.5737674.511.54.157.560.559737674.51

15、23.7576058.5737674.512.53.456.559.558737674.5133.1565957.5737674.513.52.8555856.5737674.514.52.3545755.5737674.515.52535654.5737674.516.51.7525553.5737674.517.51.5505351.5737674.519.51.1485149.5737674.521.50.8464947.5737674.523.50.6444745.5737674.525.50.5424543.5737674.527.50.4404341.5737674.529.50.3353836.5737674.534.50以p为纵轴，以l为横轴绘图时，如下所示格拉夫9发光二极管法线方向的光强度与距离的关系曲线从格拉夫可以看出，在法线方向(轨道方向)上，光强度和距离为非线性关系，l小时p的降低速度快