发光二极管参数的测量
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。
LED发光二极管特性测试(二)
LED发光二极管特性测试（二）3测量结果与分析3.1LED的伏安特性通过图1测量了在常温下5种颜色LED的伏安特性曲线如图6所示。
LED临界导通状态下的电压称为阈值电压，根据图7中的拟合公式算出拟合直线与横轴交点得到5种LED的正常电压，为后续测试的正常发光条件做准备。
根据公式λ=[（hc）/e]Ud和上述数据，计算发光二极管的发光波长与理论主波长相吻合。
由图6可知，开始时LED电流随电压变化几乎不变，大于阈值电压后，电流随电压以104~236mA/V的变化率呈线性增加，其中红色方形LED的增长最快，而白色圆形LED的增长最慢。
5种LED的正常工作电压、阈值电压和发光波长如表1所示。
表1显示除红色方形的LED以外，其他4种LED的正常电压、阈值电压大约分别在3V和2V;红色方形LED的发光波长最长，其他4种LED发光波长均在500nm左右。
3.2LED的光强分布特性LED的光强分布测试结果如图8所示。
光强分布曲线能恰当地反映光源能量的空间分布状况。
可以从光强空间分布确定5种LED的发光范围。
实验所用照度表的传感器面积是9mm2,测试半径为8cm,通过计算所得数据与国际标准规定的测量LED的光强条件数据相吻合，即所测量的光源可近似为点光源。
由测量结果可发现：方形LED更具有指向性；所有LED在其中央法线处的光强最强。
常用半值角描述LED发光分布特性，半值角θ越小所对应的指向性越强（见表2），这可为用户根据使用情况选择二极管提供参考。
3.3LED的光谱特性利用TCS230颜色传感器在暗箱内进行光谱测量。
本文采用的颜色传感器是将红、绿、蓝、透明4组滤光镜集成，通过光电二极管采集光强，由电路转换为脉冲输出。
利用它测量了上述5种颜色LED的发光光谱，并将其测量结果与单色仪所测得的结果进行比较，判断颜色传感器测量的准确状况。
单色仪和颜色传感器所测得光谱特性曲线如图9和10所示，用颜色传感器所测得的发光成分如图11所示。
发光二极管的测试方法
发光二极管的测试方法发光二极管（LED）是一种能够将电能直接转化为光能的半导体元件。
从市场上常见的LED的类型来看，有红、绿、蓝、黄等不同颜色的LED。
为了确保LED的质量和性能，需要对其进行测试。
下面将介绍一些常用的LED测试方法。
首先是对LED光电参数的测试，主要包括：1. 测试光通量（Luminous Flux）: 光通量是LED的发光亮度的量度，单位为流明(lm)。
可以使用一台光度计来测量LED的光通量值。
2. 测试光强度（Luminous Intensity）: 光强度是LED光线在特定方向上发射的明亮程度，单位为坎德拉（cd）。
光强度的测试可以通过使用一个集成球、透镜和接口装置结合光度计来完成。
3. 测试色度坐标（Chromaticity Coordinates）: 色度坐标是用来描述LED的颜色特性的参数。
可以使用色度仪来测量LED的色度坐标。
此外，还需要对LED的电性能进行测试，主要包括：1. 测试正向电压（Forward Voltage）: 当LED处于导通状态时，正向电压是LED正向电流通过后产生的电压降。
可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测量。
2. 测试正向电流（Forward Current）: 正向电流是指在正向电压下流过LED的电流。
可以通过直流电源和电流表进行测试。
3. 测试反向电流（Reverse Current）: 当LED处于反向偏置状态时，如果流过LED的电流过高，则可能导致LED短路。
可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测试。
4. 测试开启电压（Breakdown Voltage）: LED在反向偏置状态下的电压，即开启电压。
可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测试。
最后，还需要对LED的可靠性进行测试，主要包括：1.高温寿命测试:将LED置于恒定高温环境中，通电并持续观察其工作性能的变化情况，以判断其在高温环境下的寿命和稳定性。
万用表测发光二极管的方法
万用表测发光二极管的方法引言发光二极管（Light-Emitting Diode，简称LED）是一种常见的电子器件，常用于指示灯、显示屏和照明等应用。
要正确测量和测试LED的参数，万用表是必不可少的工具之一。
本文将详细介绍如何使用万用表来测量和测试发光二极管的各种参数。
仪器和材料1.一台万用表2.一颗发光二极管3.电源（可以是电池或直流稳压电源）4.连接线（以夹子为夹头的测试线）测量电压测量发光二极管的电压是判断其工作状态和负载电阻是否合适的重要步骤。
下面是测量LED电压的步骤：1.先将发光二极管的正极（阳极）和负极（阴极）连接到电源的正负极，稍后会讲到如何判断LED的极性。
2.将万用表的旋钮旋到电压测量位，并选择适当的测量范围。
3.将万用表的电压探头依次连接到LED的阳极和阴极上，确保正确接触。
4.查看万用表上显示的电压值，并记录下来。
测量电流测量发光二极管的电流是非常关键的，因为LED在不同电流下的亮度和寿命会有很大的不同。
下面是测量LED电流的步骤：1.先将发光二极管的正极（阳极）和负极（阴极）连接到电源的正负极，确保极性正确。
2.将万用表的旋钮旋到电流测量位，并选择适当的测量范围。
3.将万用表的电流探头的黑色接线夹连接到LED的阴极上，红色接线夹连接到负极（电源的负极）上，确保连接牢固。
4.查看万用表上显示的电流值，并记录下来。
测量亮度发光二极管的亮度是与电流成正比的，因此可以通过测量电流来间接测量亮度。
下面是测量LED亮度的步骤：1.按照上述步骤测量LED的电流值。
2.使用亮度计或光照度计等专业设备来测量LED所发出的光强，记录下来。
3.根据测量到的电流值和光强值绘制亮度曲线，以便分析LED的亮度随电流变化的规律。
判断极性判断发光二极管的极性是确保正确连接的前提。
下面介绍两种常见的判断极性的方法：1.外观判断：LED的两腿通常长度不一样，其中一腿较长，为阳极（正极），另一腿较短为阴极（负极）。
发光二极管测量方法
发光二极管测量方法发光二极管（LED）是一种高效率、节能、环保的光源，被广泛应用于LED灯的照明、显示屏、信号灯、车灯等各个领域。
为了保证LED的品质，我们需要进行LED的测量。
下面，我们来分步骤阐述发光二极管测量方法。
第一步：准备工作在进行LED测量之前，需要准备相应仪器。
首先是电源，需要选择一种稳定可靠的电源，以保证LED的工作电流稳定。
其次是万用表或者LED专用测试仪，可以测量LED的电压和电流等参数。
还需要一个适合分波长的光度计，可以测量LED的光通量和光效等参数。
第二步：测量前检查在进行LED测量之前，需要对LED进行检查。
首先是外观，检查是否有损坏、腐蚀等情况。
其次是极性，要清楚哪个引脚是正极哪个引脚是负极。
最后是电气特性，需要检查电压、电流和发光强度等参数是否在规定范围内。
第三步：测量在检查完成后，可以开始测量。
首先是电气测量，将LED连接到电源上，通过电流表测量电流值，通过万用表或者LED专用测试仪测量电压值。
最后将测量结果填入测量数据表格中。
其次是光学测量，通过光度计测量LED的光通量和光效等参数，并将结果填入测量数据表格中。
第四步：数据分析在测量完成后，需要对数据进行分析。
可以将测量结果与LED的规格书进行比较，了解LED是否符合规格。
还可以对数据进行统计，根据数据绘制相应的统计图表，以更直观地了解LED的性能。
以上就是发光二极管测量方法的分步骤阐述。
在进行LED测量时既要注意仪器的选用，也要注意测量前的检查，以保证测量结果的准确性。
同时，对测量数据的分析也是非常重要的，可以帮助我们更全面地了解LED的性能。
数字万用表测量发光二极管的方法
数字万用表测量发光二极管的方法
发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED）是一种常见的电子元件，常用于指示灯、显示屏等应用中。
为了正确测量LED的参数，我们可以使用数字万用表来进行测量。
下面将介绍使用数字万用表测量LED的电压、电流和亮度的方法。
首先，我们需要准备一台功能齐全的数字万用表，包括电压测量、电流测量和电阻测量等功能。
接下来，我们将LED连接到电路中，通常是将正极（阳极）连接到正极，负极（阴极）连接到负极。
然后，我们将万用表的探针分别连接到LED的两个引脚上。
首先，我们可以使用数字万用表来测量LED的电压。
将万用表的旋钮选择到电压测量档位，并选择合适的量程。
然后，将万用表的正探针连接到LED的正极，负探针连接到LED的负极。
读取万用表上显示的数值，即为LED的电压。
接下来，我们可以使用数字万用表来测量LED的电流。
将万用表的旋钮选择到电流测量档位，并选择合适的量程。
然后，将万用表的正探针连接到LED 的正极，负探针连接到LED的负极。
读取万用表上显示的数值，即为LED的电流。
最后，我们可以使用数字万用表来测量LED的亮度。
由于万用表无法直接测量亮度，我们可以通过测量LED的电压和电流来间接推断亮度。
根据LED的亮度与电流之间的关系，可以使用欧姆定律（Ohm's Law）来计算。
总结：通过使用数字万用表，我们可以方便地测量LED的电压、电流和亮度。
这些参数的准确测量对于电子电路设计和故障排除非常重要。
发光二极管的主要参数及测量方法
发光二极管参数的测量一发光二极管的结构和基本原理1 发光二极管的结构发光二极管（light emission diode LED）图1显示了LED的结构截面图。
要使LED 发光，有源层的半导体材料必须是直接带隙材料，越过带隙的电子和空穴能够直接复合发射2 LED的基本工作原理LED 是一种直接注入电流的发光器件，是半导体晶体内部受激电子从高能级回复到低能级时，发射出光子的结果，这就是通常所说的自发发射跃迁。
当LED的PN结加上正向偏压，注入的少数载流子和多数载流子（电子和空穴）复合而发光。
值得注意的是，对于大量处于高能级的粒子各自分别自发发射一列一列角频率为ν＝E g/h的光波，但各列光波之间没有固定的相位关系，可以有不同的偏振方向，并且每个粒子所发射的光沿所有可能的方向传播，这个过程称为自发发射。
其发射波长可用下式来表示：λ(μm)＝E g(eV)二发光二极管的特性及测试方法1 LED的光谱特性及测试方法由于LED没有光学谐振腔选择波长，所以它的光谱是以自发发射为主的光谱，图2显示出了LED的典型光谱曲线。
发光光谱曲线上发光强度最大时所对应的波长称为发光峰值波长，光谱曲线上两个半光强点所对应的波长差称为谱线宽度（简称线宽），其典型值在30－40nm之间。
峰值波长和谱线宽度的测试方法如图3所示，当被测器件的正向工作电流达到规定值时，旋转单色仪波鼓，使指示器达到最大值，读出波长峰值，此即为该器件的发光峰值波长。
在旋转单色仪波鼓（朝相反方向各转一次），使指示器读数为最大值的一半时，读出两个等于最大值一半的数值，两者之差即为光谱谱线宽度。
波长图2 LED的光谱曲线图3 LED的峰值波长和线宽测试方框图由图2可以看出，当器件温度升高时，光谱曲线随之向右移动，从峰值波长的变化可以求出LED的波长温度系数。
2 LED 的伏安特性及测试方式LED 通常都具有图4所示的较好的伏安特性。
当LED 管芯通过正向电流为规定的值时，正、负极之间产生的电压降，即为正向压降（以V F 表示，单位为V ），由于正向电阻比较小，故V F 一般都较低，图5示出了V F 的测试原理图3 LED 的电光转换特性及测试方法电光转换特性是LED 的光输出功率与注入电流的关系曲线，即P －I 曲线，因为是自发辐射光，所以P －I 曲线的线性范围比较大如图6所示。
光信息专业实验报告发光二极管特性测量实验
光信息专业实验报告发光二极管特性测量实验实验目的：1.了解发光二极管的基本原理和结构特点；2.掌握发光二极管的静态和动态特性的测量方法；3.了解发光二极管的运用及其相关问题。
实验原理：发光二极管（Light Emitting Diode，LED）是一种能够直接将电能转化为光能的半导体器件。
它由P型和N型半导体材料构成的二极管结构，通过外电压加在二极管两端时，当电流正向通过二极管时，载流子在P-N结处复合，能量以光的形式释放，产生可见光。
实验步骤：1.静态特性测量a.使用万用表将发光二极管的两个引线接入电流桥路线中，设置合适的电流桥路；b.通过调节电桥的较大电阻，使电流在给定的范围内变化；c.分别测量不同电流下发光二极管的正向电压，并记录数据；d.绘制电流与正向电压之间的关系曲线。
2.动态特性测量a.将发光二极管的两个引线接入恒流源电路中，调整合适的恒流源；b.使用示波器测量发光二极管的工作频率和工作周期；c.通过改变恒流源的电流大小，测量并记录不同电流下发光二极管的发光强度；d.绘制电流与发光强度之间的关系曲线。
实验结果：1.静态特性测量结果表明，在电流增加的过程中，发光二极管的正向电压呈线性增加的趋势。
当电流达到一定程度时，正向电压趋于稳定。
2.动态特性测量结果表明，发光二极管的工作频率和工作周期与恒定的电流源有关。
随着电流的增加，发光二极管的发光强度也有所增加。
实验讨论：1. 发光二极管的正向电压与电流之间的关系可以用Ohm定律表达，即V=IR。
当电流增加时，正向电压也会增加。
2.发光二极管的发光强度与电流之间存在一定的非线性关系，即存在“亮度饱和”现象。
当电流过大时，发光强度不再增加，反而可能造成器件的过热。
实验总结：通过本次实验，我们对发光二极管的特性有了更深入的理解。
静态特性测量结果表明，在一定的电流范围内，正向电压与电流呈线性关系；而动态特性测量结果表明，发光强度与电流之间呈非线性关系。
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发光二极管参数的测量
一发光二极管的结构和基本原理
1发光二极管的结构
发发光二极管（light emission diode LED ）图 1 显示了 LED 的结构截面图。
要使 LED 光，
有源层的半导体材料必须是直接带隙材料，越过带隙的电子和空穴能够直接复合发射出光子。
为
了使器件有好的光和载流子限制，大多采用双异质结（ DH ）结构。
P 电极（＋）
P 型隔离层
光
有源层
N 型隔离层
N型衬底
N电极 (-)
图 1 边发射 LED 结构截面
2 LED 的基本工作原理
LED是一种直接注入电流的发光器件，是半导体晶体内部受激电子从高能级回复到低能
级时，发射出光子的结果，这就是通常所说的自发发射跃迁。
当LED 的 PN 结加上正向偏压，注入的少数载流子和多数载流子（电子和空穴）复合而发光。
值得注意的是，对于大量
处于高能级的粒子各自分别自发发射一列一列角频率为ν＝E g/h 的光波，但各列光波之间
没有固定的相位关系，可以有不同的偏振方向，并且每个粒子所发射的光沿所有可能的方向传
播，这个过程称为自发发射。
其发射波长可用下式来表示：
λ( μm)＝ 1.2396/E g(eV)
二发光二极管的特性及测试方法
1 LED的光谱特性及测试方法
由于 LED 没有光学谐振腔选择波长，所以它的光谱是以自发发射为主的光谱，图 2 显示出了 LED 的典型光谱曲线。
发光光谱曲线上发光强度最大时所对应的波长称为发光峰值
波长，光谱曲线上两个半光强点所对应的波长差称为谱线宽度（简称线宽），其典型值在30－40nm 之间。
峰值波长和谱线宽度的测试方法如图 3 所示，当被测器件的正向工作电流达
到规定值时，旋转单色仪波鼓，使指示器达到最大值，读出波长峰值，此即为该器件的发光
峰值波长。
在旋转单色仪波鼓（朝相反方向各转一次），使指示器读数为最大值的一半时，读
出两个等于最大值一半的数值，两者之差即为光谱谱线宽度。
率
1
功
25℃
对
相60℃
0.5
波长
图 2 LED 的光谱曲线
LED
探指
单
测示恒流源色
器器
仪
图 3 LED 的峰值波长和线宽测试方框图
由图 2 可以看出，当器件温度升高时，光谱曲线随之向右移动，从峰值波长的变化可以求出 LED 的波长温度系数。
2 LED 的伏安特性及测试方式
LED 通常都具有图 4 所示的较好的伏安特性。
当LED管芯通过正向电流为规定的值时，正、负极之间产生的电压降，即为正向亚降（以 V F表示，单位为 V ），由于正向电阻比较小，故 V F一般都较低，图 5 示出了 V F的测试原理图
I
恒流源
V mA
V
图 5 LED 的正向压降测试原理图 4 LED 的伏安特性曲线
3 LED的电光转换特性及测试方法
电光转换特性是LED 的光输出功率与注入电流的关系曲线，即P－I曲线，因为是自发辐射光，所以 P－ I 曲线的线性范围比较大如图 6 所示。
LED 的输出光功率是LED 重要参数之一，分为直流输出功率P o和脉冲输出功率。
所谓直流输出功率是指在规定的正向直流工
作电流下， LED 所发出的光功率，图7 是测试原理图。
测试时，把LED 和接受器置于同一
暗盒中，使发光面和接受面相互平行且尽量靠近。
调解恒流源，使其正向电流I F位规定值，指示器上的读数即为被测LED 的直流输出光功率。
所谓脉冲输出光功率是指在规定的幅度、
频率和占空比的矩形脉冲电流作业下，LED 发光面所发射出的光功率。
测试时把LED 和接收器置于同一暗盒中，使发光面和接受面互相平行且靠近。
调节脉冲源，使其峰值电流I P 为规定值时，指示器上的读数即为被测LED 的脉冲输出光功率值，图8 是测试原理图，图中 R L为取样电阻。
脉冲峰值输出光功率和平均输出光功率的关系为：
P AV
P P
D R
式中， P P为脉冲输出光功率，P AV为脉冲平均输出光功率，D R为脉冲波占空比。
P
图
正向电流（ mA ）
6 LED 的 P－I 曲线
I
接指
示
收
器
恒流源
器
暗盒
图 7 直流输出功率测试原理图
接 指 示 收 器
器
矩形
脉冲器
示 波 器
图 8 脉冲输出光功率的测试原理图
4 LED 的辐射强度空间分别和半角值
θ 1/2θ 1/2
辐射强度空间分布是指
LED 在规定的正向工作电流下垂直和平行于 PN 结方向强度随 空间角度的分布图，它的分别影响到与光纤之间的耦合效率。
测试时把 LED 置于预定的位
置上，调节恒流源，使工作电流为规定值，从
0 到 90 度转动发光器件，读取不同角度下指
示器上的辐射强度值，然后在极坐标或直角坐标上分别作出相应点的角度与辐射强度关系
图，即为辐射强度空间分布图。
在分布图上读取半强度值点的角度
θ1 和 θ 2，则半角值
( 1/2)
2
1
,( 1/2 )
//2//
1 //
其中 ( 1 / 2 ) 为垂直与 PN 结方向的半角值， ( 1/ 2 ) // 为平行于 PN 结方向的半角。
图
9 出示
了半角值的测量原理，图中：
L 为 LED 发光面于接收面的距离，
O 1O 2 为主光轴。
调节时，
LED 的出光面和接收器的光敏面应垂直于主光轴， L 于接收光敏面直径之比至少应为
10：1。
光栏
O 1O 2
接 指 示 收
器
恒流源
器
暗盒
图 9 LED 的半角测试原理图
5 LED 的调制特性
当在规定的直流正向工作电流下，对
LED 进行数字脉冲或模拟信号电流调制，便可实
现对输出光功率的调制。
LED 有两种调制方式，即数字调制和模拟调制，图
10 示出这两种
调制方式。
调制频率或调制带宽是光通信用LED 的重要参数之一，它关系到LED 在光通信中的传输速度大小，LED 因受有源区内少子寿命的限制，其调制的最高频率通常只有几十
兆赫兹，从而限制了LED 在高比特速率系统中的应用，但是，通过合理的设计和优化的驱
动电路， LED 也有可能用于高速光纤通信系统。
调制带宽是衡量LED 的调制能力，其定义是在保证调制度不变的情况下，当LED 输出的交流光功率下降到某一低频参考频率值的一
半时 (-3dB ）的频率就是LED 的调制带宽，图11 示出了调制带宽的测试原理图。
图中L 为频扼线圈， C 为隔直流电容， R C为负载匹配电阻。
测量的方式是调节恒流源，使电流表读数为
规定值，从选定的低频开始，调节信号源输出，把输出的正弦调制光对准探测器的光敏面，
改变信号源的频率，并保证调制度不变，当指示器上指示的光功率下降到选定的低频参
考频率值的 -3dB 时，信号源的频率即为光的带宽。
测量要求是：选择R c使 LED 回路与信号源输出阻抗匹配光电探测器（包括输出回路）的频率响应比被测LED 至少高 5 倍；指示器应能对光功率或电功率的交流成分相对值进行直接指示。
出
输
光
LED 输出波形
电流
时间
间
时
流
电
动图 10a
LED 数字调制
驱
LED 输出波形
出
输
光
电流
图 10a LED 模拟调制
流
电
动
驱间时
三实验内容和步骤
1 测量 LED 的峰值波长和线宽
2 测量 LED 的伏安特性
3测量 LED 的 P－ I 曲线（直流和交流）
4测量 LED 的半值角
5测量 LED 的调制特性并指出其调制带宽（数字和模拟）
四实验仪器
发光二极管 2 支、恒流源、电流表、电压表、激光二极管自动测试系统、单色仪、脉冲信号发生器、正弦信号发生器、示波器、电阻。