led發(fā)光二極管參數(shù)

1、led發(fā)光二極管參數(shù)簡介：LED是發(fā)光二極管(LightEmittingDiodeLED)的簡稱，也被稱作發(fā)光二極管，這種半導(dǎo)體組件一般是作為指示燈、顯示板，它不但能夠高效率地直三豐光電接將電能轉(zhuǎn)化為光能，而且擁有最長達(dá)數(shù)萬小時～10萬小時的使用壽命，同時具備不若傳統(tǒng)燈泡易碎，并能省電等優(yōu)點。發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管，在電

2、路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子

3、和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計算：R＝（E－UF）／IF式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的一般工作電流。發(fā)光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應(yīng)按電源正極。有的發(fā)光二極管的兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠

4、近小舌的引線是正極。與小白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很小（有的僅零點幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調(diào)制通過的電流強弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強弱。由于有這些特點，發(fā)光二極管在一些光電控制設(shè)備中用作光源，在許多電子設(shè)備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用7條條狀的發(fā)光管組成7段式半導(dǎo)體數(shù)碼管，每個數(shù)碼管可顯示0～9十個數(shù)目字。LED（發(fā)光二極管）是利用化合物

5、材料制成pn結(jié)的光電器件。它具備pn結(jié)結(jié)型器件的電學(xué)特性：IV特性、CV特性和光學(xué)特性：光譜響應(yīng)特性、發(fā)光光強指向特性、時間特性以及熱學(xué)特性。1、LED電學(xué)特性1.1IV特性表征LED芯片pn結(jié)制備性能主要參數(shù)。LED的IV特性具有非線性、整流性質(zhì)：單向?qū)щ娦裕赐饧诱珘罕憩F(xiàn)低接觸電阻，反之為高接觸電阻。如圖：(1)正向死區(qū)：（圖oa或oa′段）a點對于V0為開啟電壓，當(dāng)V＜Va，外加電場尚克服不少因載流子擴散而形成勢壘電場，此時R很

6、大；開啟電壓對于不同LED其值不同，GaAs為1V，紅色GaAsP為1.2V，GaP為1.8V，GaN為2.5V。（2）正向工作區(qū)：電流IF與外加電壓呈指數(shù)關(guān)系IF=IS(eqVFKT–1)IS為反向飽和電流。V＞0時，V＞VF的正向工作區(qū)IF隨VF指數(shù)上升IF=ISeqVFKT（3）反向死區(qū)：V＜0時pn結(jié)加反偏壓③封裝的環(huán)氧樹脂中勿加散射劑。采取上述措施可使LED2θ12=6左右，大大提高了指向性。⑵當(dāng)前幾種常用封裝的散射角（2θ1

7、2角）圓形LED：5、10、30、452.2發(fā)光峰值波長及其光譜分布⑴LED發(fā)光強度或光功率輸出隨著波長變化而不同，繪成一條分布曲線——光譜分布曲線。當(dāng)此曲線確定之后，器件的有關(guān)主波長、純度等相關(guān)色度學(xué)參數(shù)亦隨之而定。LED的光譜分布與制備所用化合物半導(dǎo)體種類、性質(zhì)及pn結(jié)結(jié)構(gòu)（外延層厚度、摻雜雜質(zhì)）等有關(guān)，而與器件的幾何形狀、封裝方式無關(guān)。下圖繪出幾種由不同化合物半導(dǎo)體及摻雜制得LED光譜響應(yīng)曲線。其中①是藍(lán)色I(xiàn)nGaNGaN發(fā)光二極

8、管，發(fā)光譜峰λp=460～465nm；②是綠色GaP:N的LED，發(fā)光譜峰λp=550nm；③是紅色GaP:ZnO的LED，發(fā)光譜峰λp=680～700nm；④是紅外LED使用GaAs材料，發(fā)光譜峰λp=910nm；⑤是Si光電二極管，通常作光電接收用。LED光譜分布曲線1藍(lán)光InGaNGaN2綠光GaP:N3紅光GaP:ZnO4紅外GaAs5Si光敏光電管6標(biāo)準(zhǔn)鎢絲燈由圖可見，無論什么材料制成的LED，都有一個相對光強度最強處（光輸出

9、最大），與之相對應(yīng)有一個波長，此波長叫峰值波長，用λp表示。只有單色光才有λp波長。⑵譜線寬度：在LED譜線的峰值兩側(cè)△λ處，存在兩個光強等于峰值（最大光強度）一半的點，此兩點分別對應(yīng)λp△λ，λp△λ之間寬度叫譜線寬度，也稱半功率寬度或半高寬度。半高寬度反映譜線寬窄，即LED單色性的參數(shù)，LED半寬小于40nm。⑶主波長：有的LED發(fā)光不單是單一色，即不僅有一個峰值波長；甚至有多個峰值，并非單色光。為此描述LED色度特性而引入主波長。

10、主波長就是人眼所能觀察到的，由LED發(fā)出主要單色光的波長。單色性越好，則λp也就是主波長。如GaP材料可發(fā)出多個峰值波長，而主波長只有一個，它會隨著LED長期工作，結(jié)溫升高而主波長偏向長波。2.3光通量光通量F是表征LED總光輸出的輻射能量，它標(biāo)志器件的性能優(yōu)劣。F為LED向各個方向發(fā)光的能量之和，它與工作電流直接有關(guān)。隨著電流增加，LED光通量隨之增大?？梢姽釲ED的光通量單位為流明（lm）。LED向外輻射的功率——光通量與芯片材料、

11、封裝工藝水平及外加恒流源大小有關(guān)。目前單色LED的光通量最大約1lm，白光LED的F≈1.5~1.8lm（小芯片），對于1mm1mm的功率級芯片制成白光LED，其F=18lm。2.4發(fā)光效率和視覺靈敏度①LED效率有內(nèi)部效率（pn結(jié)附近由電能轉(zhuǎn)化成光能的效率）與外部效率（輻射到外部的效率）。前者只是用來分析和評價芯片優(yōu)劣的特性。LED光電最重要的特性是用輻射出光能量（發(fā)光量）與輸入電能之比，即發(fā)光效率。②視覺靈敏度是使用照明與光度學(xué)中一