半导体发光二极管的发光特性(精)
发光二极管的简易测试(精)
发光二极管的简易测试发光二极管，简称LED，是一种能把电能转换成光能的半导体器件，当管子上通过一定的正向电流时，便可以光的形式将能量释放出来，发光强度与正向电流近似成正比，发光颜色与管子的材料有关。
一、LED的主要特点(1)工作电压低，有的仅需1.5 - 1.7V即能导通发光;(2)工作电流小，典型值约1OmA;(3)具有和普通二极管相似的单向导电特性，只是死区电压略高些;(4)具有和硅稳压二极管相似的稳压特性;(5)响应时间快、从加电压到发出光的时间仅1一1Oms，响应频率可达100Hz;则使用寿命长，一般可达10万小时以上。
目前常用的发光二极管有发红光和绿光的磷化稼(GaP)LED,其正向压降V F=2.3V;发红光的磷砷化稼(GaASP) LED,其正向压降V F= 1.5 - 1.7V;以及采用碳化硅和蓝宝石材料的黄色、蓝色LED，其正向压降V F=6V。
由于LED的正向伏安曲线较陡，故在应用时，必须串接限流电阻，以免烧坏管子。
在直流电路中，限流电阻R可用下式估算:R=(E-V F)/I F在交流电路中，限流电阻R可用下式估算:R= (e-V F )/2I F，式中e为交流电源电压的有效值。
二、发光二极管的测试在无专用仪器的情况下，LED也可用万用表估测(这里以MF30型万用表为例)。
首先，将万用表置于Rx1k档或Rx100档，测量LED的正反向电阻，若正向电阻小于50kΩ，反向电阻无穷大，表明管子正常。
若正、反向均为零或均为无穷大，或正反向电阻值比较接近，均说明管子有问题。
然后，还须测量LED的发光情况。
因其正向压降为1.5V以上，故无法用Rx1, Rx1O, Rx1k档直接测量，R x1Ok档虽然使用15V电池;但内阻太高，也不能使管子导通发光。
但可采用双表法测试。
将两块万用表串联起来，均置于Rx1档，这样电池总电压为3V，总内阻为50Ω，则提供给L印的工作电流大于1OmA，足以使管子导通发光。
半导体发光二极管工作原理特性及应用
半导体发光二极管工作原理特性及应用一、工作原理LED基于半导体材料在电场下的直接复合或间接复合发光原理。
当一定电压施加于LED两端时，导电层中载流子（电子、空穴）通过电场获得足够的能量，与另一种类型的载流子发生复合，从而产生辐射能，实现光的发射。
LED的发光原理可分为直接发光和间接发光两种。
直接发光是指电子直接复合空穴，发射光子而产生发光。
间接发光是指电子向导带跃迁，空穴向价带跃迁，电子与空穴在晶格振动中发生“捕获释放”而使光子发生跃迁，从而发出光。
二、特性1.发光效率高：LED可以将大部分电能转化为光能，比传统光源如白炽灯、荧光灯的发光效率更高。
2.寿命长：LED的寿命远远超过传统光源，一般可达到几万小时或几十万小时。
3.节能环保：LED具有低功耗、低热量、无汞等特点，对环境友好，节能效果显著。
4.可调性强：通过控制电流的大小，可以调节LED的亮度，实现不同场景的照明需求。
三、应用1.照明领域：由于LED具有低功耗、寿命长等优势，被广泛应用于室内外照明，如家庭照明、商业照明、街道照明等。
2.显示屏幕：LED在显示技术中应用广泛，如大屏幕显示、电子标牌、室内外广告屏等。
3.信号指示灯：LED的快速开关特性使其非常适用于信号指示灯的应用，如交通信号灯、电子设备指示灯等。
4.汽车照明：LED不仅可应用于车灯照明，还可以用于仪表盘背光、内饰照明等方面，具有节能、环保等优势。
5.光通信：LED的发光效率高、频响特性好，适合用于短距离的光通信，如红外线通信、光纤通信等。
6.生物医学应用：LED在生物医学中的应用越来越广泛，如光疗、光动力学治疗等。
总结：LED具有工作原理简单、特性突出等优势，正在逐渐替代传统光源成为新一代照明和显示技术的主流。
随着半导体技术的不断进步，LED还将在更多领域得到应用，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
发光二极管特性参数(精)
发光二极管特性参数IF 值通常为 20mA 被设为一个测试条件和常亮时的一个标准电流，设定不同的值用以测试二极管的各项性能参数，具体见特性曲线图。
IF 特性：1. 以正常的寿命讨论，通常标准 IF 值设为 20 － 30mA ，瞬间（ 20ms ）可增至100mA。
2. IF 增大时 LAMP 的颜色、亮度、 VF 特性及工作温度均会受到影响，它是正常工作时的一个先决条件， IF 值增大：寿命缩短、 VF 值增大、波长偏低、温度上升、亮度增大、角度不变，与相关参数间的关系见曲线图；1.VR （ LAMP 的反向崩溃电压）由于 LAMP 是二极管具有单向导电特性，反向通电时反向电流为 0 ，而反向电压高到一定程度时会把二极管击穿，刚好能把二极管击穿的电压称为反向崩溃电压，可以用“ VR ”来表示。
VR 特性：1. VR 是衡量 P/N 结反向耐压特性，当然 VR 赿高赿好；2. VR 值较低在电路中使用时经常会有反向脉冲电流经过，容易击穿变坏；3. VR 又通常被设定一定的安全值来测试反向电流（ IF 值），一般设为 5V ；4. 红、黄、黄绿等四元晶片反向电压可做到 20 － 40V ，蓝、纯绿、紫色等晶片反向电压只能做到 5V 以上。
2.IR （反向加电压时流过的电流）二极管的反向电流为 0 ，但加上反向电压时如果用较精密的电流表测量还是有很小的电流，只不过它不会影响电源或电路所以经常忽略不记，认为是 0 。
IR 特性：1. IR 是反映二极管的反向特性， IR 值太大说明 P/N 结特性不好，快被击穿； IR 值太小或为 0 说明二极管的反向很好；2. 通常 IR 值较大时 VR 值相对会小， IR 值较小时 VR 值相对会大；3. IR 的大小与晶片本身和封装制程均有关系，制程主要体现在银胶过多或侧面沾胶，双线材料焊线时焊偏，静电亦会造成反向击穿，使 IR 增大。
3.IV （ LAMP 的光照强度，一般称为 LAMP 的亮度）指 LAMP 有流过电流时的光强，单位一般用毫烛光（ mcd ）来衡量，由于一批晶片做出的 LAMP 光强均不相同，封装厂商会将其按不同的等级分类，分为低、中、高等多个等级，而 LAMP 的价格也与其亮度大小有关系。
发光二极管的发光原理
发光二极管的发光原理
发光二极管（Light Emitting Diode，LED）是一种能够发出可
见光的半导体器件。
它是由一个正极（P型）和一个负极（N 型）组成的晶体管。
在LED中，发光原理主要涉及PN结的
载流子注入和复合过程。
当正极和负极连接到电源上时，由于PN结的特殊电性，电子
从N型半导体区域向P型半导体区域移动，同时空穴从P型
区域向N型区域移动。
在PN结附近，电子与空穴发生复合并释放能量。
这个能量以光的形式发出，产生可见光。
LED的发光颜色是由半导体材料的能带结构决定的。
不同的
半导体材料有不同的能带宽度和位置，因此产生的光的颜色也不同。
例如，氮化镓（GaN）材料制成的LED产生蓝色光，
磷化镓（GaP）材料制成的LED产生绿色光。
通过控制材料
和制造工艺，可以实现发出不同颜色的光。
除了材料的选择，LED的发光效率也与其他因素有关。
例如，高质量的结和低电阻的连接可以提高注入载流子的效率，从而增加光的发射。
此外，优化LED的发光层结构、电流密度和
温度管理等也可以改善发光效果。
总的来说，LED发光的原理是基于PN结中电子和空穴的注入
和复合过程。
通过选择不同的半导体材料和优化LED的设计，可以实现不同颜色和高效率的发光。
发光二极管(led)的基本特征
发光二极管(led)的基本特征发光二极管(led)的基本特征发光二极管（Light Emitting Diodes，LED），是一种具有漏电特性的半导体器件，能够将直接电流转换成光能，通过多种材料和结构的设计，能够实现不同颜色和亮度的发光效果。
结构类特征：发光二极管的主要结构是由P区和N区两种半导体材料组成的，中间有一层P-N结，它是由不同种类型的材料摆放在一起形成的。
其中，P 区被称为阳极区，N区被称为阴极区，而P-N结是最关键的部分。
当电子流向P-N结时，它们随着电流击中结晶晶格，形成了光子，这些光子随即通过晶体结构的透明层被释放出来。
材料类特征：发光二极管中的P区和N区材料不同，一般N区为 n型半导体，其禁带宽度较宽，导电性易被电子产生，而P区为 p型半导体，其禁带宽度则很窄，容易被空穴产生。
两种材料在P-N结上结合时，由于材料特性的不同，电子会被P区吸引，而空穴则被N区吸引，因而在P-N 结区域内就会发生电子和空穴的复合过程。
复合时由于能量的守恒定律，电子释放出的能量将以光的形式呈现出来。
性能类特征：发光二极管具有很多特性，其发光效率高、节能、使用寿命长、响应时间短等，都是其独特的性能。
目前，最高效的发光二极管可以达到250流明/瓦的效率，与传统白炽灯相比，节电效果明显，使用寿命也可达到5万小时以上。
响应时间只有微秒级别，非常适合高速通讯、摄像等需要快速相应的领域。
应用类特征：发光二极管由于其独特的性质，目前已经广泛应用于各种领域，包括照明、信息显示、通讯、汽车行业、生物医学等，其中最为广泛的应用就是照明领域，如公路照明、道路照明、影视照明等。
此外，发光二极管在室内照明及户外景观照明等领域也得到广泛应用。
而在信息显示方面，LED屏幕则被广泛应用于户外广告、场馆秀、体育等领域。
此外，发光二极管在电子产业和家电领域如电视、电脑等的照明和指示灯方面也有重要用途。
结语：发光二极管作为一种普及的光电器件，其独特的结构、材料及性能特点为我们的生活带来了很多方便。
发光二极管主要参数与特性
发光二极管主要参数与特性发布日期：2007-2-5 17:12:17 信息来源：LED发光二极管主要参数与特性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1.1 I-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。
如左图：(1) 正向死区：（图oa或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜Va，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1V，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2.5V。
（2）正向工作区：电流I F与外加电压呈指数关系I F = I S (e qVF/KT –1) -------------------------I S 为反向饱和电流。
V＞0时，V＞V F的正向工作区I F 随V F指数上升 I F = I S e qVF/KT（3）反向死区：V＜0时pn结加反偏压V= - V R 时，反向漏电流I R（V= -5V）时，GaP为0V，GaN为10uA。
（4）反向击穿区 V＜- V R ，V R 称为反向击穿电压；V R 电压对应I R为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V＜- V R时，则出现I R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V R也不同。
1.2 C-V特性鉴于LED的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mi l (300×300um)，故pn结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf左右。
半导体发光二极管工作原理特性及应用
半导体发光二极管工作原理特性及应用半导体发光器件包含半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。
事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。
一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用（一）LED发光原理发光二极管是由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。
因此它具有通常P-N结的I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N区注入P区，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，如图1所示。
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光，或者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、介带中间邻近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相关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，因此光仅在靠近PN结面数μm以内产生。
理论与实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。
若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。
比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
（二）LED的特性1．极限参数的意义（1）同意功耗Pm:同意加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值，LED发热、损坏。
（2）最大正向直流电流IFm：同意加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
（3）最大反向电压VRm：所同意加的最大反向电压。
LED发光二极管技术参数常识
LED发光二极管技术参数常识半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。
事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。
一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用(一)、LED发光原理发光二极管是由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P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N区注入P区，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、介带中间附近)捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合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。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即λ≈1240/Eg(mm)式中Eg 的单位为电子伏特(eV)。
若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm红光)，半导体材料的Eg应在3.26~1.63eV之间。
比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
(二)、LED的特性1.极限参数的意义(1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值，LED发热、损坏。
(2)最大正向直流电流IFm:允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
(3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。
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半导体发光二极管的发光特性
教学环境
多媒体机房
教学
内容
1.半导体发光二极管的光谱特性
2.半导体发光二极管光束的空间分布
3.半导体发光二极管的输出光功率
教学
目标
1．了解半导体发光二极管的光谱特性
2．了解半导体发光二极管光束的空间分布
3．了解半导体发光二极管的Fra bibliotek出光功率重点
难点
1、光束的空间分布
教学
小结：
课堂总结
方法
讲授、讨论、总结
教学
过程
讲授：
1.光谱特性
通过分析实例滨松L7558的光谱特性图理解中心波长、光谱半宽等特性参数，了解LED的光谱特点。
2.光束的空间分布
通过对比两种型号的LED光束的空间分布图了解LED光谱的分布，LED的光束不集中，发散角大，因此它与光纤的耦合效率较低。
3.输出光功率
LED是自发辐射发光，是无阈值器件，当驱动电流较小时，其P-I曲线的线性较好，当驱动电流较大时，结区发热产生饱和现象，P-I曲线的斜率减小。LED的输出功率一般在几毫瓦。讲解LED数据表单的查询。