LED主要参数及特性VIP专享VIP免费

LED主要参数与特性LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。它具备pn结结型器件的电学特性:I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。1、LED电学特性1.1I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。如图：(1)正向死区：(图oa或oa‘段)a点对于V0为开启电压，当VVVa，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs为IV，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2.5V。(2)正向工作区：电流IF与外加电压呈指数关系IF=IS(eqVF/KT-1)IS为反向饱和电流。V>0时，V>VF的正向工作区IF随VF指数上升IF二ISeqVF/KT(3)反向死区：VV0时pn结加反偏压V=-VR时，反向漏电流IR(V=-5V)时，GaP为OV,GaN为10uA。(4)反向击穿区VV-VR，VR称为反向击穿电压；VR电压对应IR为反向漏电流。当反向偏压一直增加使VV-VR时，则出现IR突然增加而出现击穿现象。由于所用化合物材料种类不同，各种LED的反向击穿电压VR也不同。1.2C-V特性鉴于LED的芯片有9X9mil(250X250um),10X10mil,11X11mil(280X280um)，12X12mil(300X300um)，故pn结面积大小不一，使其结电容(零偏压)C~n+pf左右。C-V特性呈二次函数关系(如图2)。由1MHZ交流信号用C-V特性测试仪测得。圏2LEDC-V#性曲线1.3最大允许功耗PFm当流过LED的电流为IF、管压降为UF则功率消耗为P=UFXIFLED工作时，外加偏压、偏流一定促使载流子复合发出光，还有一部分变为热，使结温升高。若结温为Tj、外部环境温度为Ta,则当Tj>Ta时，内部热量借助管座向外传热，散逸热量（功率），可表示为P=KT（Tj-Ta）。1.4响应时间响应时间表征某一显示器跟踪外部信息变化的快慢。现有几种显示LCD（液晶显示）约10-3~10-5S,CRT、PDP、LED都达到10-6~10-7S（us级）。①响应时间从使用角度来看，就是LED点亮与熄灭所延迟的时间，即图中tr、tf。图中tO值很小，可忽略。②响应时间主要取决于载流子寿命、器件的结电容及电路阻抗。LED的点亮时间一一上升时间tr是指接通电源使发光亮度达到正常的10%开始,一直到发光亮度达到正常值的90%所经历的时间。LED熄灭时间一一下降时间tf是指正常发光减弱至原来的10%所经历的时间。不同材料制得的LED响应时间各不相同；如GaAs、GaAsP、GaAlAs其响应时间V10-9S，GaP为10-7S。因此它们可用在10~100MHZ高频系统。2LED光学特性发光二极管有红外（非可见）与可见光两个系列，前者可用辐射度，后者可用光度学来量度其光学特性。2.1发光法向光强及其角分布I92.1.1发光强度（法向光强）是表征发光器件发光强弱的重要性能。LED大量应用要求是圆柱、圆球封装，由于凸透镜的作用，故都具有很强指向性：位于法向方向光强最大，其与水平面交角为90°。当偏离正法向不同9角度，光强也随之变化。发光强度随着不同封装形状而强度依赖角方向。2.1.2发光强度的角分布I9是描述LED发光在空间各个方向上光强分布。它主要取决于封装的工艺（包括支架、模粒头、环氧树脂中添加散射剂与否）⑴为获得高指向性的角分布（如图1）1.00.80.60.40.?00P0.40.&081.0圏1指向性强（2臼1应小）图2指向性弱（261/2大）①LED管芯位置离模粒头远些；②使用圆锥状（子弹头）的模粒头；③封装的环氧树脂中勿加散射剂。采取上述措施可使LED291/2=6°左右，大大提高了指向性。⑵当前几种常用封装的散射角（291/2角）圆形LED：5°、10°、30°、452.2发光峰值波长及其光谱分布⑴LED发光强度或光功率输出随着波长变化而不同，绘成一条分布曲线——光谱分布曲线。当此曲线确定之后，器件的有关主波长、纯度等相关色度学参数亦随之而定。LED的光谱分布与制备所用化合物半导体种类、性质及pn结结构（外延层厚度、掺杂杂质）等有关，而与器件的几何形状、封装方式无关。下图绘出几种由不同化合物半导体及掺杂制得LED光谱响应曲线。其中LED光谱分布曲线1蓝光InGaN/GaN2绿光GaP:N3红光GaP:Zn-O4红外GaAs5Si光敏光电管6标准钨丝灯①是蓝色InGaN/GaN发光二极管，发光谱峰入p=460〜465nm；②是绿色GaP:N的LED,发光谱峰入p=550nm；...