发光二极管特性参数(精)
光电器件——发光二极管分类与主要参数(精)
发光二极管分类与主要参数发光二极管（Light Emitting Diode），简称LED，是一种能将电能转换为光能的半导体器件，由磷化镓、砷化镓、磷砷化镓、砷磷化镓等半导体材料制成。
发光二极管在电路中用文字符号VD表示，其图形符号如图所示。
发光二极管的图形符号发光二极管的结构1.发光二极管的分类发光二极管的种类很多，分类方法各有不同。
（1）按材料分按材料的不同，LED可分为砷化镓LED、磷砷化镓LED、磷化镓LED、砷铝化镓LED等。
（2）按发光二极管的发光颜色分按发光二极管的发光颜色可分为红色、绿色、黄色、橙色等可见光发光二极管以及不可见的红外发光二极管。
（3）按发光效果分按发光效果可分为固定颜色LED变色LED两类，其中变色LED包括双色和三色等。
（4）按发光二极管的封装外形分按发光二极管的封装外形可分为圆柱形、矩形、方形、三角形、组合形发光二极管。
其中圆形发光二极管的外径有Φ2~Φ20mm等多种规格，常用的有Φ3mm、Φ5mm等。
（5）按封装形式分按封装形式有可分为有色透明封装（C）、无色透明封装（T）、有色散射封装（D）、无色散射封装（W）。
（6）按封装材料分按封装材料的不同可分为塑料封装、陶瓷封装、金属封装、树脂封装无引线封装。
常见LED的外形2．发光二极管的主要参数发光二极管的主要参数有最大工作电流I FM和最高反向电压U RM。
（1）最大工作电流I FMI FM是指发光二极管长期正常工作所允许通过的最大正向电流。
使用中不能超过此值，否则将会烧毁发光二极管。
（2）最高反向电压U RMU RM是指发光二极管在不被击穿的前提下，所能承受的最大反向电压。
使用中不应使发光二极管承受超过此参数值，否则发光二极管将可能被击穿。
发光二极管的参数还具有光参数，如峰值波长、发光强度等，其中发光强度表示发光二极管的发光亮度，由峰值波长可知发光二极管的发光颜色，如峰值波长为70nm时，发光二极管就发出红色光。
发光二极管技术参数
发光二极管技术参数一、基本原理发光二极管的基本结构是由N型半导体和P型半导体构成的PN结。
当加在其中的正向电压大于所谓的阈值电压（typical value为1.8~2.3V），电子就重新排列在PN结的另一侧，与空穴结合并产生电荷复合，从而释放出可见光的能量。
二、发光二极管的主要技术参数1. 亮度：发光二极管的亮度指LED在单位面积上所放射出的发光功率，一般以荧光灯发光效率（lm/W）来衡量。
2.发光波长：LED发光的色彩可以通过其辐射的光的波长来描述。
常见的有红、绿、蓝等色彩。
3.视角：视角是指LED的光线在水平方向上分布的范围。
不同的LED具有不同的视角，一般常见的有60度、90度、120度等。
4.电压：发光二极管的工作电压是指LED在正向导通时所需的电压，常见的额定电压有2V、2.2V、2.5V等。
5.电流：发光二极管的工作电流是指LED正向导通时所需的电流，常见的额定电流有5mA、10mA、20mA等。
6.响应时间：LED的响应时间是指电流通过LED后发光所需要的时间，一般为纳秒级别。
7.反射系数：LED的反射系数是指LED背面反射的光线所占的比例，反射系数越高，LED的反光效果就越好。
8.工作温度：发光二极管的工作温度是影响LED寿命和性能的重要因素，一般工作温度范围在-40℃~+85℃之间。
三、发光二极管的优势1.能效高：LED以电能直接转换为光能，能效一般在80%以上，是传统照明产品的数倍。
3.开关速度快：LED的响应时间只有纳秒级别，能实现瞬间开启和关闭，适用于高频照明和通信设备。
4.色彩鲜艳：LED发光色彩丰富，颜色纯度高，光线柔和，不会产生眩光。
四、发光二极管的应用领域1.照明：LED可以应用于室内照明、路灯照明、景观照明等领域，其能效高、寿命长、色彩鲜艳的特点，使得LED照明产品成为未来的主流照明产品。
2.显示：LED可以应用于数字显示器、数码管、液晶背光、室内大屏幕显示等领域，其响应速度快、色彩鲜艳的特点，使得LED显示产品在各种显示场合中得到广泛应用。
发光二极管参数
二极管参数普通发光二极管的正向饱和压降为１．６Ｖ～２．１Ｖ,正向工作电流为５～２０ｍＡLED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。
（4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。
低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。
2．电参数的意义(1)正向工作电流If：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。
在实际使用中应根据需要选择IF在0.6·IFm以下。
(2)正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。
一般是在IF=20mA时测得的。
发光二极管正向工作电压VF在1.4～3V。
在外界温度升高时，VF将下降。
(3)V-I特性：发光二极管的电压与电流的关系在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光。
当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。
由V-I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。
正向的发光管反向漏电流IR<10μA 以下。
LED的分类1．按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。
另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。
根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。
散射型发光二极管和达于做指示灯用。
2．按发光管出光面特征分按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。
圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm 及φ20mm等。
国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。
半导体发光二极管测试国标(精)
基于LED各个应用领域的实际需求，LED的测试需要包含多方面的内容，包括：电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等。
1、电特性LED是一个由半导体无机材料构成的单极性PN结二极管，它是半导体PN结二极管中的一种，其电压-电流之间的关系称为伏安特性。
由图1可知，LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电压，LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。
通过LED电特性的测试可以获得LED的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流，此外也可以测定LED的最佳工作电功率。
图 1 LED伏安特性曲线LED电特性的测试一般利用相应的恒流恒压源供电下利用电压电流表进行测试。
2、光特性类似于其它光源，LED光特性的测试主要包括光通量和发光效率、辐射通量和辐射效率、光强和光强分布特性和光谱参数等。
（1）光通量和光效有两种方法可以用于光通量的测试，积分球法和变角光度计法。
变角光度计法是测试光通量的最精确的方法，但是由于其耗时较长，所以一般采用积分球法测试光通量。
如图2所示，现有的积分球法测LED光通量中有两种测试结构，一种是将被测LED放置在球心，另外一种是放在球壁。
_h:^E8(_ d图 2 积分球法测LED光通量此外，由于积分球法测试光通量时光源对光的自吸收会对测试结果造成影响，因此，往往引入辅助灯，如图3所示。
图3 辅助灯法消除自吸收影响在测得光通量之后，配合电参数测试仪可以测得LED的发光效率。
而辐射通量和辐射效率的测试方法类似于光通量和发光效率的测试。
（2）光强和光强分布特性图4 LED光强测试中的问题如图4所示，点光源光强在空间各方向均匀分布，在不同距离处用不同接收孔径的探测器接收得到的测试结果都不会改变，但是LED由于其光强分布的不一致使得测试结果随测试距离和探测器孔径变化。
因此，CIE-127提出了两种推荐测试条件使得各个LED在同一条件下进行光强测试与评价，目前CIE-127条件已经被各LED制造商和检测机构引用。
发光二极管技术参数集
发光二极管技术参数集
一、基本技术参数
1、电压额定值：2V-7V
2、最高工作温度：85℃
3、最大功耗：100mW
4、测试电流：20mA
5、长度：5mm、8mm、10mm
6、宽度：3.2mm
7、高度：2.8mm
8、发光角度：120°
9、发光颜色：红、绿、蓝、白、黄
10、光电转换效率：20-80％
11、环境调节电压：1.2V
12、抗浪涌电流：20mA
二、光学性能
1、标准视角：120°
2、发光强度：2mcd - 10mcd
3、色温：3000K-8500K
4、发光波长：590nm - 630nm (红色)；520nm - 570nm (绿色)；455nm - 475nm (蓝色)
5、波长偏差：±5nm
三、电学特性
1、电气特性：最大漏电流：50uA；最大回流漏电流：50uA；静态电容：50pF；反向电压：5V；电流驱动电压：3V；控制电压：2V
2、经济性：低成本、低功耗、高可靠性、低噪声、无热效应
四、绝缘性能
1、电气绝缘性：测试电压：100V，接触电阻：100MΩ min
2、绝缘材料：聚酯纤维，耐温：-40℃-120℃
3、绝缘厚度：0.22mm
五、安装要求
1、安装尺寸：0.5mm，可以节省安装空间
2、安装角度：±15°
3、安装方式：无接点式，便于安装和维护
4、安装精度：±0.2mm
六、性能特点
1、可靠性：抗震动、抗电磁干扰，高可靠性
2、高效率：低功耗、高转换效率、高光学性能
3、安全性：完整的安全电路设计，防止过流和过电压。
发光二极管的技术参数
发光二极管的技术参数
一、亮度
发光二极管（LED）的亮度是指在特定电流下，单位面积上光通量的大小。
亮度常用单位是cd/m²（坎德拉每平方米）。
亮度与LED 的发光面积、发光强度和散热情况等因素有关。
二、色温
发光二极管的色温是指其发光颜色的暖度（色调），常用单位是开尔文（K）。
色温越高，光越偏蓝，反之越偏黄。
常见的白光LED的色温为3000K-7000K。
对于不同应用场景，选择合适的色温非常重要。
三、电流与电压
发光二极管通常需要驱动电路来提供恰当的电流和电压。
电流的大小影响发光二极管的亮度和寿命，而电压的大小则取决于其发光二极管颜色和封装方式等因素。
例如，红色LED的典型电压范围为1.8V-2.2V，而蓝色和绿色LED的典型电压范围则为2.8V-3.6V，需要根据具体情况进行选择。
四、寿命
发光二极管的寿命指的是其在特定工作环境下的使用寿命，一般来说为2-10万个小时。
寿命与LED的结构、封装、散热、工作温度等因素有关。
在使用过程中，要注意散热，避免过高温度对其寿命造成影响。
以上是发光二极管常见的一些参数，掌握这些参数对于应用领域的选择和设计非常重要。
发光二极管作为一种高效、节能、环保的光
源，被广泛应用于照明、显示、信号指示等领域。
发光二极管主要参数与特性
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Array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)，12×12mil (300×300um)，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1MH Z 交流信号用C-V 特性测试仪测得。
发光二极管的技术参数
Φ5mm绿发绿
2.0~2.3 V
10~20MA
<10mcd
Φ8mm红发红
1.8~2.0 V
10~20MA
<10mcd
Φ8mm绿发绿
2.0~2.3 V
10~20MA
<10mcd
Φ8mm黄发黄
1.9~2.1 V
10~20MA
<10mcd
Φ8mm透明蓝
2.8~3.2 V
10~20MA
<10mcd
发光二极管的主要参数
种类型号
正向饱和压降
正向工作电流
发光强度
备注
Φ3mm和方形红发红
1.7~2.0 V
10~20MA
<10mcd
Φ3mm和方形绿发绿
2.0~2.3 V
10~20MA
<10mcd
Φ3mm和方形黄发黄
1.9~2.1 V
10~20MA
<10mcd
Φ5mm红发红
1.6~1.9 V
10~20MA
10~20MA
10～100mcd
Φ5mm高亮透明蓝
2.8~3.2 V
10~20MA
10～100mcd
Φ5mm高亮透明黄
1.9~2.1 V
10~20MA
10～100mcd
Φ3mm超高亮透明绿
2.0~2.3 V
10~20MA
>100mcd
Φ3mm超高亮透明蓝
2.8~3.4 V
10~20MA
>100mcd
>500mcd
食人鱼七彩共阴
红光1.9~2.1 V
绿光3.0~3.2 V
蓝光2.9~3.2V
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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。
同一亮度 LAMP 顺向电流赿大，亮度赿高。
亮度还跟角度有关系，同样物料角度赿大亮度赿，角度赿小，亮度赿高，所以要求亮度的同时要考
虑到角度的大小。
4.W/D （主波长，单位是 nm ，纳米）
LAMP 正常工作时的颜色特性，颜色特性具体见 LAMP 介绍中的颜色分类，通常用 W/D 来衡量颜色的变化特性，在电流和温度不同的情况下主波长测试值均不相同的，封装厂商会
按相同的条件将 W/D 按不同的等级分类。
5. △θ（半功视角，单位是“度”）
发光管 LAMP 发光强度为一半时所对应的角度。
角度的大小与晶片体积的大小、支架碗杯的角度、杯深、模粒的球面直径、卡点等有关系。
角度赿大照出的光圈赿大，反之赿
小。
LAMP 的特性参数关系曲线，所有曲线图见讲解说明。
6. C.I.E 光谱图
X 、 Y 是指在世界标准光谱图 (C.I.E) 中对应的值，它可以衡量颜色的属性（颜色的种类和掺杂特性）。
如标准白光的 X 、 Y 对应值为： 0.33，蓝色对应的 X 为 0.2,Y 为
0 CIE 光谱图如下图：
TO P。