实验六LDLED的V-I特性曲线测试.doc

光电子技术基础实验报告

实验题目实验六 LD/LED 的 V-I 特性曲线测试日期2020.11.27

姓名组别04 班级学号

【实验目的】

1、了解半导体激光器的基本工作原理，掌握其使用方法；

2、学习测量LD 半导体激光器电压－电流（V-I）特性曲线的方法。

3、学习测量LED 发光二极管的电压－电流（V-I）特性曲线的方法；

4、了解 LED 发光二极管的基本工作特性。

【实验器材】

光电技术创新综合实验平台一台、

光源特性测试模块一块、

万用表两块、连接导线若干

【实验原理】

LD 和普通二极管一样都是半导体光电子器件，其核心部分都是 PN 结。因此 LD 也具有与普通二极管相类似的 V-I 特性曲线，如图 1-1 所示。其测量方法见图 1-2，由 V-I 曲线我们

可以计算出 LD 总的串联电阻 R 和开门电压

VT。

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。LED 电特性参数包括正向电流 If、正向电压Vf、反向电流 Ir 和反向电压 Vr，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。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。图 2-1 为 LED 的 V-I 特性曲线。

LED 的正向压降较大，并在正向压 Vf 降达到一定值时发光，由 V-I 曲线我们可以计算出LD/LED 的串联电阻 R 和开门电压 VT。发光颜色和构成 PN 结的材料有关，通常有红、黄、绿、蓝和紫等颜色。发光亮度近似和工作电流密度成正比，发光亮度随电流密度的增加会很快趋向饱和。另外，随结温的升高，LED 的发光亮度将会减弱。

【实验注意事项】

1）静电很容易导致激光器和发光二极管老化，实验时请佩戴防静电手腕带，不要用手直

接接触发光二极管引脚以及与发光二极管连接的任何固定件、测试点和线路，以免损坏器件；

2）严禁将任何电源对地短路；

3）工作电流不要超过 LD 的额定值，防止烧坏器件；

4）通电之前，确保 W301（微调）及 W302（粗调）旋钮在最小值位置，这样可防止冲击电流损坏 LD；

5）严格按照指导书操作实验，出现任何异常情况，请立即关机断电，并请相关老师加以指导。

【主要实验步骤】

部分一

1、将“光源特性测试模块”的 J101、J102 及 J103 分别连接至主台体面板上的“+5V”、“-5V”及“GND1”。

2、将激光器套筒的红色插孔连接至模块的 J306（LED+/LD+），将其黑色插孔连接至模块的J307（LED-/LD-），将其黄色插孔连接至模块的 J301（PD+）。将万用表 1（“V 档”）的红表笔连接至 J306，黑表笔连接至 J307。将万用表 2（“μA”档）的红表笔连接至 J304

（Iop+），黑表笔连接至 J305（Iop-）。

3、将开关 K301 拨向“恒流”端，K302 拨向“电流源”端。

4、将电流源的W302“粗调”和W301“微调”逆时针旋转到最小。打开电源开关 K101，顺时针缓慢调节 W302，使工作电流由 0mA 逐渐增加到16 μA，每隔2μA 记录LD 的电压值（万用表 1）和电流值（万用表 2），绘制 LD 的 V-I 曲线。

注意：恒流测量时，调节“微调”旋钮无效。恒功测量时，如果仅调节“粗调”旋钮，而“细调”旋钮在最小位置，将不一定能把 LD 输出功率调到足够大。此时必须使用“细调”旋钮来把输出功率调大。

5、实验完毕，将“粗调”和“微调”逆时针旋转到最小，关闭电源开关。

部分二

1、将“光源特性测试模块”的 J101、J102 及 J103 分别连接至主台体面板上的“+5V”、

“-5V”及“GND1”

2、将红外发光二极管套筒的红色插孔连接至模块的 J306（LED+/LD+），将其黑色插孔连接至模块的 J307（LED-/LD-）。将万用表 1（“V 档”）的红表笔连接至 J306，黑表笔连接至

J307。将万用表 2（“μA”档）的红表笔连接至 J304（Iop+），黑表笔连接至 J305

（Iop-）。

3、将开关 K301 拨向“恒流”端，K302 拨向“电流源”端。

4、将电流源的W302“粗调”和W301“微调”逆时针旋转到最小。打开电源开关 K101，顺时针缓慢调节 W302，使工作电流由 0mA 逐渐增加到16 μA，每隔2 μA 记录 LED 的电压值（万用表 1）和电流值（万用表 2）。绘制 LED 的V-I 曲线。

注意：恒流测量时，调节“微调”旋钮无效。

5、实验完毕，将“粗调”和“微调”逆时针旋转到最小，关闭电源开关。

【实验结果与数据处理】

实验报告要求

1、在坐标纸上作出 LD 半导体激光器的 V-I 曲线。

2、在坐标纸上作出 LED 发光二极管的 V-I 曲线。

表1-1 LD 的V-I 特性曲线数据记录表

I(μA)0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

U(V)

I(μA) 1.2 1.4 1.6

U(V)

表2-1 LED 的V-I 特性曲线数据记录表

I(μA)0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

U(V)

I(μA) 1.2 1.4 1.6

U(V)

【实验结论与思考题】

1、激光器的主要组成部分是什么？

2、半导体激光器产生的条件是什么？

3、LD/LED 有哪些主要区别？

4、光敏二极管与发光二极管的主要区别？

5、绘制 LD/LED 的 V-I 曲线。

【教师评语及成绩】