LED的基本特性

LED的基本特性

發(fā)布日期：2017-08-25 整理：雷舒科技

如何描述LED的基本特性？

LED作為一個(gè)電致發(fā)光的P-N結(jié)器件，其特性可通該P(yáng)-N結(jié)的電學(xué)參數(shù)，以及作為一個(gè)發(fā)光器件的光學(xué)參數(shù)來(lái)進(jìn)行描述。

伏安特性是描述一個(gè)P-N結(jié)器件的重要參數(shù)，它是P-N結(jié)性能，P-N結(jié)制作工藝優(yōu)劣的重要標(biāo)識(shí)。所謂伏安特性，即是流過(guò)P-N結(jié)的電流隨電壓變化的特性，在示波器上能十分形象地展示這種變化。一根完整的伏安曲線包括正向特性與反向特性。通常，反向特性曲線變化較為陡峭，當(dāng)電壓超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)，電流會(huì)出現(xiàn)指數(shù)式上升。通?？捎梅聪驌舸╇妷海聪螂娏骱驼螂妷喝齻€(gè)參數(shù)來(lái)進(jìn)行伏安特性曲線的描述。

正向電壓V_F 是指額定正向電流下器件二端的電壓降，這個(gè)什既與材料的禁帶寬度有關(guān)，同時(shí)也標(biāo)識(shí)了P-N結(jié)的體電阻與歐姆接觸電阻的高低。V_F的大小一定程度上反映了電極制作的優(yōu)劣。相對(duì)于20毫安的正向電流，紅黃光類LED的V_F值約為2伏，而GaN基蘭綠光類LED器件的V_F值通常大于3伏。反向漏電流I_R是指給定的反向電壓下流過(guò)器件的反向電流值，這個(gè)值的大小十分敏感于器件的質(zhì)量。通常在5伏的反向電壓下，反向漏電流應(yīng)不大于是10微安，I_R過(guò)大表明結(jié)特性較差。反向擊穿電壓是指當(dāng)反向電壓大于某一值時(shí)，反向漏電電流會(huì)急劇增大，反映了器件反向耐壓的特性。對(duì)一個(gè)具體器件而言，漏電流大小的標(biāo)準(zhǔn)有所不同，在較為嚴(yán)格的情況下，要求在規(guī)定電壓下，反向漏電流不大于10微安。

除了電學(xué)特性，還需采用一系列的光學(xué)參數(shù)來(lái)描述LED器件的性能，其中較為重要的參數(shù)為器件的峰值波長(zhǎng)與光強(qiáng)?？梢?jiàn)光屬電磁波范疇，通?？梢杂貌ㄩL(zhǎng)來(lái)表達(dá)人眼所能感受到的?？梢?jiàn)光的輻射能量，一般可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍在380nm—760nm之間，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其相應(yīng)的光子能量就越低，光的顏色也顯得越紅，當(dāng)光子的波長(zhǎng)變短時(shí)，光將逐漸由紅轉(zhuǎn)黃，進(jìn)而變綠變蘭，直至變成紫色。對(duì)于一個(gè)LED器件，其所發(fā)的光會(huì)在峰值λ_P處有所展開(kāi)，其波長(zhǎng)半寬度通常為10—30nm，半寬度越越小，說(shuō)明LED器件的材料越純，性能越均勻，晶體的完整性也越好。光強(qiáng)是衡量LED性能優(yōu)劣的另一個(gè)重要參數(shù)，通常用字母Iv來(lái)表示。光強(qiáng)的定義是，光在給定方向上，單位立體角內(nèi)發(fā)了1流明的光為1燭光，其單位用坎德拉（cd）表示。其關(guān)系可用公式（6-1）表征：

Iv=dφ/dΩ                                       （6-1）

式中φ的單位為流明，Iv的單位即是cd，dΩ是單位立體角，單位為度。一個(gè)超亮LED芯片的法向光強(qiáng)一般在30—120mcd之間，封裝成器件后，其法向光強(qiáng)通常要大于1cd.

光通量是判別LED發(fā)光效率的一個(gè)更為客觀的參量，它表示單位時(shí)間內(nèi)電發(fā)光體發(fā)出的光能的大小，單位為流明（lm）。通常白熾燈與熒光燈的光效分別為15lm/w與60lm/w，燈泡的功率越大，光通量越大。對(duì)于一個(gè)性能較高的LED器件，光效為20lm/w，實(shí)驗(yàn)室水平也有達(dá)到100lm/w的。為使LED器件更快地用于照明，必須進(jìn)一步提高LED器件的發(fā)光效率，估計(jì)10年后，LED的光效可達(dá)200lm/w。屆時(shí)，人類將會(huì)迎來(lái)一個(gè)固態(tài)光源全替代傳統(tǒng)光源的新時(shí)代。

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