led應(yīng)用技術(shù)教材(編輯修改稿)
2025-03-31 17:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （ 2）查閱網(wǎng)絡(luò)相關(guān)資料，了解普通 LED、貼片 LED的 電流、電壓、亮度、 顏色及用途等。 任務(wù)二 LED特性分析 一、 LED的結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理 LED主要由支架、銀膠、晶片、金線、 環(huán)氧樹脂五種物料所組成。 LED的兩根引線中較長的一根為正極，接電 源的正極；反之，較短的一根為負(fù)極，接電 源的負(fù)極。 圖 110 LED的結(jié)構(gòu) 在某些半導(dǎo)體材料的 PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量 以光的形式釋放出來，發(fā)出可見光，紫外光或近紅外光，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能 當(dāng) LED處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從 LED陽極流向陰極時， 半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 選擇不同折射率的封裝材料，封裝幾何形狀對光子逸出效率的影響是不同的， 發(fā)光強(qiáng)度的角分布也與管芯結(jié)構(gòu)、光輸出方式、封裝透鏡所用材質(zhì)和形狀有關(guān)。 二、 LED的參數(shù) （ 1）正向工作電流 IF （ 2）正向工作電壓 UF （ 3）反向電壓 UR （ 4）反向電流 IR （ 1）發(fā)光強(qiáng)度 （ 2）光通量 （ 3）發(fā)光效率 （ 4） LED發(fā)光角度 （ 1）允許功耗 Pm （ 2）正向極限電流 IFm （ 3）反向極限電壓 URm （ 4）工作環(huán)境溫度 topm 1 A i(mA) u(v) 2 0 10 20 30 2 4 6 正向截止區(qū) 工作區(qū) 反向截止區(qū) B C D 反向擊穿區(qū) 8 三、 LED的特性與發(fā)光效率分析 （ 1）正向特性 ①正向截止區(qū) 正向電流很小， LED呈 現(xiàn)很大的電阻，不發(fā)光。 ②正向工作區(qū) LED正向?qū)úl(fā)亮 （ 2）反向特性 ①反向截止區(qū) LED加上反向電壓時，呈現(xiàn)很大的電阻。 ②反向擊穿區(qū) 當(dāng)反向電壓增加某一數(shù)值時，出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。 LED的 U–I特性具有非線性、整流性質(zhì)（單向?qū)щ娦裕?，即外加正偏壓表現(xiàn)低電阻，反之為高電阻。 LED光特性主要包括光通量和發(fā)光效率、輻射通量和輻射效率、光強(qiáng)和光強(qiáng)分布特性以及光譜參數(shù)等。 從測量的角度看，光通量的測試一般采用積分球法。在測得光通量之后，配合電參數(shù)測試儀可以測得 LED的發(fā)光效率。而輻射通量和輻射效率的測試方法類似于光通量和發(fā)光效率的測試。光強(qiáng)分布由探測器測試，光譜功率特性可由光譜功率分布表示。 影響發(fā)光效率主要因素有內(nèi)部量子效率與光提取效率。 內(nèi)部量子效率與組件本身特性如組件材料能帶、缺陷、雜質(zhì)及組件 外延組成及結(jié)構(gòu)等相關(guān)。 影響 LED光提取效率因素包括 LED電特性、 LED芯片取光效率、 與 LED封裝效率。 復(fù)習(xí)思考題 1． LED主要由 、 、 、 、 五種物料所組成。 2． LED在正向?qū)〞r能發(fā)光，光的強(qiáng)弱與 有關(guān)，光的顏色與 有關(guān)。 3． LED的伏安特性具有 性、 性。 4. 影響 LED發(fā)光效率主要因素有 效率與 效率。 技能訓(xùn)練二 LED伏安特性的測試 （ 1）提高 LED伏安特性的感性認(rèn)識，包括正向電流、正向壓降、反向電流、 反向壓降； （ 2）熟悉 LED的工作條件，正確、安全的使用 LED； （ 3）通過電學(xué)特性的測量，認(rèn)識 LED的發(fā)光機(jī)理。 表 18 LED伏安特性測試實(shí)訓(xùn)器材 序號 名 稱 型號與規(guī)格 數(shù) 量 1 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 0～ 24V 1 2 萬用表 FM30或其他 1 3 直流數(shù)字 毫安表 自選 1 4 直流數(shù)字 電壓表 自選 1 5 可變電阻 器 1KΩ /1W 1 6 發(fā)光二極 管 Ф 5，紅色 1 7 發(fā)光二極 管 Ф 5，白色 1 8 電阻器 680Ω 1 （ 1）正向特性曲線的測量 圖 112 正向特性曲線測量電路 被測器件用紅光 LED，利用逐點(diǎn)測量法，調(diào)節(jié)電位器改變輸入電壓 Ui，從而給 LED加 上不同的電壓 UF，測量不同電壓時，流過 LED對應(yīng)的電流 IF，將結(jié)果記入表 19中。 表 19 LED正向特性測量記錄 UF（ V） IF（ mA） （ 2）反向特性曲線的測量 將電源正負(fù)極互換如圖 113所示。測量二極管兩端電壓 UF和對應(yīng)流過二極管的 電流 IF，將結(jié)果記入表 110中 圖 113 反向特性曲線測量電路 表 110 LED反向特性測量記錄 UF（ V） IF（ mA） （ 3）根據(jù)上述測量的數(shù)據(jù)，逐點(diǎn)描繪出 LED的伏安特性曲線。 （ 4）將被測器件換成白光 LED，按上述步驟操作測量，記錄數(shù)據(jù)并繪制曲線。 （ 1）發(fā)光二極管是非線性元件，為了避免燒壞發(fā)光二極管和儀表，對于紅光 LED要求 測量時，從電流值為 ，然后降低電壓，測量每一點(diǎn)； 對于白光 LED測量時，要求從電流值為 ，然后降低電壓， 測量每一點(diǎn)。 （ 2）正確連接分壓電路及選擇滑動頭的初始位置。 （ 3）正向伏安特性的測量采用電流表外接，反向伏安特性的測量采用電流表內(nèi)接。 （ 4）正確理解電表量程的變換及有效數(shù)字的讀取。 （ 1）比較實(shí)驗(yàn)中兩種二極管的特性曲線有何區(qū)別？ （ 2）發(fā)光二極管正常工作的條件是什么？應(yīng)如何確定？ （ 3）定性地分析對電表的接入所造成的誤差。 技能訓(xùn)練三 LED的電光轉(zhuǎn)換特性測試 （ 1）了解 LED電流注入功率與輻射功率的關(guān)系及其測方法； （ 2）了解 LED的輻射（發(fā)光）效率。 表 111 LED電光轉(zhuǎn)換特性測試實(shí)訓(xùn)器材 序號 名 稱 型號與規(guī)格 數(shù) 量 1 光電特性綜合實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng) CSY－ 10E 1 2 萬用表 FM
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