光照度实验实验一发光二极管(光源)的照度标定实验一、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,为以后实验提供数据
二、基本原理半导体发光二极管筒称LED
它是由Ⅲ-Ⅳ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1-1所示,当加上正向激励电压或电流时,在外电场作用下,在P-N结附近产生导带电子和价带空穴,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图1-1发光二极管的工作原理光,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μm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(0~20mA可调恒流源、电流表、0~24V可调电压源,照度表);照度计探头;发光二极管;通光筒
四、实验步骤:照度—电流对应值的测量;1、按图1-2配置接线,接线注意+、-极性
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调节旋钮(电流表量程20mA档)改变发光二管的工作电流大小就可改变光源的光照度值
调节到表1所给定照度值时,读取电流表显示值,记录在表1所对应照度值的表格中,得到照度—电流对应值
照度—电压对应值的测量;1、关闭主机箱电源,再按图1-3