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LED的基本特性描述

发布时间:2015-06-12 08:52:39 阅读:

     LED作为一个电致发光的P-N结器件,其特性可通该P-N结的电学参数,以及作为一个发光器件的光学参数来进行描述。

     伏安特性是描述一个P-N结器件的重要参数,它是P-N结性能,P-N结制作工艺优劣的重要标识。所谓伏安特性,即是流过P-N结的电流随电压变化的特性,在示波器上能十分形象地展示这种变化。一根完整的伏安曲线包括正向特性与反向特性。通常,反向特性曲线变化较为陡峭,当电压超过某个阈值时,电流会出现指数式上升。通常可用反向击穿电压,反向电流和正向电压三个参数来进行伏安特性曲线的描述。

      正向电压VF 是指额定正向电流下器件二端的电压降,这个什既与材料的禁带宽度有关,同时也标识了P-N结的体电阻与欧姆接触电阻的高低。VF的大小一定程度上反映了电极制作的优劣。相对于20毫安的正向电流,红黄光类LED的VF值约为2伏,而GaN基兰绿光类LED器件的VF值通常大于3伏。

      反向漏电流IR是指给定的反向电压下流过器件的反向电流值,这个值的大小十分敏感于器件的质量。通常在5伏的反向电压下,反向漏电流应不大于是10微安,IR过大表明结特性较差。

      反向击穿电压是指当反向电压大于某一值时,反向漏电电流会急剧增大,反映了器件反向耐压的特性。对一个具体器件而言,漏电流大小的标准有所不同,在较为严格的情况下,要求在规定电压下,反向漏电流不大于10微安。

      除了电学特性,还需采用一系列的光学参数来描述LED器件的性能,其中较为重要的参数为器件的峰值波长与光强。可见光属电磁波范畴,通常可以用波长来表达人眼所能感受到的。可见光的辐射能量,一般可见光的波长范围在380nm—760nm之间,波长越长,其相应的光子能量就越低,光的颜色也显得越红,当光子的波长变短时,光将逐渐由红转黄,进而变绿变兰,直至变成紫色。对于一个LED器件,其所发的光会在峰值λP处有所展开,其波长半宽度通常为10—30nm,半宽度越越小,说明LED器件的材料越纯,性能越均匀,晶体的完整性也越好。光强是衡量LED性能优劣的另一个重要参数,通常用字母Iv来表示。光强的定义是,光在给定方向上,单位立体角内发了1流明的光为1烛光,其单位用坎德拉(cd)表示。其关系可用公式(6-1)

表征:

                     Iv=dφ/dΩ                  (6-1)

式中φ的单位为流明,Iv的单位即是cd,dΩ是单位立体角,单位为度。

一个超亮LED芯片的法向光强一般在30—120mcd之间,封装成器件后,其法向光强通常要大于1cd.光通量是判别LED发光效率的一个更为客观的参量,它表示单位时间内电发光体发出的光能的大小,单位为流明(lm)。通常白炽灯与荧光灯的光效分别为15lm/w与60lm/w,灯泡的功率越大,光通量越大。对于一个性能较高的LED器件,光效为20lm/w,实验室水平也有达到100lm/w的。为使LED器件更快地用于照明,必须进一步提高LED器件的发光效率,估计10年后,LED的光效可达200lm/w。届时,人类将会迎来一个固态光源全面替代传统光源的新时代。


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