项目说明书张益鑫39032517 赵正39032510 王冬39032526
第一部分：发光二极管特性的研究
摘要：
在我们的生活中，随处可见到各种各样的发光二极管，包括半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管，在众多类型的发光二极管中，我们选择了使用较为普遍的红色LED（图1）做为重点，研究了它的内部结构，电学特性，发光特性。
图 1 我们重点研究的二极管
实验原理
一、发光二极管结构
以红色发光二极管为例，我们将其切开，可以清楚的看到其内部结构，它的核心是PN 结，正是由于PN结的单向导电性，所以发光二极管只有通以正向电压时才可以发光，当PN 结承受反向电压时，电阻趋于无穷大，二极管截止，不会发光。
图 2 剖开的红色LED
二、 LED发光原理
发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如砷化镓、磷化镓、磷砷化镓等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流（多子）复合而发光，如下图所示：
图 3 LED发光原理图
三、 LED的电学特性
1.LED的常见电学参数
通过查找资料，我们找到了LED的一些常用参数：
1.1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。
1.2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。1.3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。
1.4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。
1.5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。
2.LED的伏安特性
在LED两端加上不同的电压，测得多组（U—I）值，可以得到LED的伏安特性曲线，从实验得出的伏安特性曲经可以看出，在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光，而当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，二极管发光。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。
图 3 伏安特性曲线
四、发光二极管的光强分布规律
下图给出的发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线（法线）AO的坐标为相对发光强度（即发光强度与最大发光强度的之比）。显然，法线方向上的相对发光强度为1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。
图 4 理论光强分布图
实验仪器
发光二极管、直流稳压源、万用表、电阻箱、导线、开关、光功率计。
本板，面包板，导线
图4 伏安特性测试装置
图5 光强测试装置
实验步骤
测量发光二极管的伏安特性
按照下图连接实验电路，其中滑动变阻器用变阻箱代替。由于电流的测试不方便，如前所述，PN 结正向导通时电阻很小，如果我们串接万用表在电路里，万用表的内阻会对实验结果造成较大的影响，并且万用表进行电流、电压测量需要改换插头，对于测量会造成一定的不便，因此我们选择采用间接测量的方法，在此法中总电压保持5E V =不变，测量变阻箱电压0
U ，由于电阻箱阻值和其两端的压降测量都是相对精
确的，我们进而测得二极管电压
U E U =-，电路中电流由
0/I U R =变
求得，即可得
到二极管的电流—电压关系，画出相应的伏安特性曲线，为保证二极管在串接较低电阻时也不会烧坏，我们加入了470欧姆的限流保护电阻。
图6 伏安特性测试电路
1.改变变阻箱的阻值，记下多组（R，U）的值，此过程中保持电源总电压不
变。
2.由记录的数据算出二极管两端的电压和电流并列表。
3.对数据进行处理，画出伏安特性曲线并进行分析。
测试二极管的光强分布
1.测量发光二极管法线方向光强与距离的关系。
如图8所示，在本次测量实验中，我们通过电学特性测量与查找资料，在保持
电源电压5V的情况下，串入150欧姆电阻，使得二极管的工作电流为20mA,这
样的工作电流是二极管的正常工作电流，连好线路后，我们保持单一变量是发
光二极管中心到光功率计接收孔的距离，使发光二极管正对光功率计，改变接
收器的位置，记录光源到接收器原位置和光功率计的读数，在这里为了使实验
现象更为明显，我们选择了光功率计的200uw量程，与直径为6mm的接收孔，
从较近位置到较远位置合理选择了一系列的测试点，得到光强与距离的关系。
图 7 发光二极管法线方向光强与距离的关系测试仪器
2.同图8装置，固定光源到接收器的距离，这里我们选择在测量光强与距离
关系实验中的一个适中位置（65mm），在这个位置处，光强实数较大，距离
适中，符合一般二极管的使用情况，具有较强的代表性。旋转发光源，改变
发光中心与导轨的夹角，观察光功率计的读数变化，在此过程中保持LED电
压各距离不变。
3.记录和分析实验数据，并注意发光二极管中心与滑块中心的偏差，测量修正
值，在数据处理中使用修正值使得结果更为精确。
数据处理和误差分析
一、发光二极管的伏安特性
1.伏安特性数据记录（变阻箱电压和电阻）
R（欧姆）U（伏）R（欧姆）U（伏）R（欧姆）U（伏）90000 3.425 2500 3.262 300 3.1 80000 3.419 2000 3.249 250 3.085 70000 3.413 1900 3.245 200 3.065 60000 3.406 1800 3.242 150 3.04 50000 3.399 1700 3.238 100 3.015 40000 3.39 1600 3.234 90 3.015 30000 3.378 1500 3.23 80 3.013 20000 3.362 1400 3.226 70 3.008 18000 3.357 1300 3.22 60 3.003 16000 3.352 1200 3.215 50 2.996
14000 3.346 1100 3.208 45 2.996 12000 3.34 1000 3.2 40 2.99 10000 3.332 900 3.192 35 2.984 9000 3.328 800 3.184 30 2.98 8000 3.322 700 3.174 25 2.967 7000 3.316 600 3.161 20 2.95 6000 3.309 500 3.145 15 2.91 5000 3.3 450 3.135 10 2.828 4000 3.289 400 3.123 9 2.781 3000
3.273
350
3.113
8
2.735
2.数据处理和图表分析
根据0U E U =-和0/I U R =变将上面图表中对应的值算出，然后得到如下的伏安特性曲线：
图 8 实验测得的LED 伏安特性曲线
从图中看出，在发光二极管电压小于2V 时，LED 的电流接近零，发光二极管基本不亮，而在电压大于2V 时，电流随电压迅速增加。因此我们可以认为2V 是二极管的阈值电压，当电压大于2V 时，二极管正向导通电流迅速增加，发光亮度迅速变亮，当亮度变化到很大的时候，继续加大电压，人眼无法明显分辨出光强变化，继续增大电压，亮度变弱，直至发光二极管熄灭，检测发现此时的二极管已经被击穿损坏。电流上升阶段是非线性的，这是由PN 结的电学
特性决定，也受到环境（如温度）的一定影响，但是从曲线整体的趋势看，所
测得理论值已经与一般发光二极管的情况完全相符了：在上升阶段的中间部
分，出现了一段近似的线性上升，我们一般让二极管工作在这个区域。在电压
小于2V的时候，虽然给二极管是施加的是正向电压，但是从实验和图中可以看
出，此时流过二极管的电流非常的小，不足以驱动二极管发光，因此我们认为
这个区域是二极管工作的死区，只有当电压大于阈值电压，二极管才能产生一
定的正向导通电流，驱动二极管发光。
实验中，我们也对二极管的反向特性进行了测试，在反向电压小于33V 时，二极管不发光，电流为零，由于直流稳压源提供的最高电压为33V，并且
安全电压是36V，因此我们无法测出反向击穿电压。我们从参考资料得击穿电
压为30V到60V。
二、发光二极管光强分布测试
1.测量发光二极管法线方向光强与距离的关系
实验记录如下
其中：
57 60 58.5 73 76 74.5 12.5 3.4
56.5 59.5 58 73 76 74.5 13 3.1
56 59 57.5 73 76 74.5 13.5 2.8
55 58 56.5 73 76 74.5 14.5 2.3
54 57 55.5 73 76 74.5 15.5 2
53 56 54.5 73 76 74.5 16.5 1.7
52 55 53.5 73 76 74.5 17.5 1.5
50 53 51.5 73 76 74.5 19.5 1.1
48 51 49.5 73 76 74.5 21.5 0.8
46 49 47.5 73 76 74.5 23.5 0.6
44 47 45.5 73 76 74.5 25.5 0.5
42 45 43.5 73 76 74.5 27.5 0.4
40 43 41.5 73 76 74.5 29.5 0.3
35 38 36.5 73 76 74.5 34.5 0
以P为纵坐标，L为横坐标作图如下：
图 9发光二极管法线方向光强与距离的关系曲线
从图中看出，在法线方向上（导轨方向），光强与距离呈非线性关线，在L较小时，P 下降迅速，在L较大时，P下降缓慢。说明光强的衰减在距离较小时是非常迅速的，当衰减到一定程度时，这种衰减变得不再明显，最后平缓的趋于0。
2.发光二极管光强与光源角度的关系。
实验记录如下：
其中：（注：当光源正对接收器时，此时自制的指针指向刻度盘102度）
修正距d 电压
3.5cm 3.04V
角度功率角度功率
70 0.1 100 58.5
75 0.5 102.5 60.2
80 0.8 105 30.7
82.5 1.2 107.5 22.6
85 1.7 110 10.7
87.5 2.4 115 3.9
90 5.2 120 2.4
92.5 9.8 125 1.6
95 38.6 130 1.1
97.5 46 135 0.3
图 10 发光二极管光强与光源角度的关系曲线
由图11可知，发光功率与角度关系是一个单峰曲线，在发光二级管正对接收器时，光功率计的读数最大。当光源向两边旋转时，光功率计读数减小。这种减小理论上应该是左右对称的，但是由于制造工艺、二极管左右对称性，两边的衰减并不是标准对称的，但是都可以看出，与距离相似，这种衰减也是非线性的，并且在较小的角度内衰减很迅速，之后衰减减缓并平稳趋于0。
三实验总结
如摘要所述，二极管在生活生产中的应用无处不在，发光二极管（LED）是我们最常见的二极管，二极管原理简单，应用广泛，但是由于生产厂家不同，价格不同，很多的参数与标准理论值相比有一定的出入，但是通过测量，我们发现这种出入是很小的，是我们可以接受的。
通过电学特性的测量，我们实际绘制了二极管的伏安特性曲线，与标准PN结的曲线相比，实验结果是相似的，验证了二极管的正向导通阈值电压，通过实验，我们发现即使二极管承受正向电压，如果这个电压小于二极管的阈值电压，电路中的电流几乎为0，可以认为二极管没有导通，当电压超过阈值电压之后，电流随电压上升而上升，光强变大，但是如果电压过大，二极管会被损坏。我们测得阈值电压为2V，与理论值2V-2.2V是相符的。通过伏安特性曲线，加深了对PN结导通原理的理解。
在光学特性测量中，我们以单一变量为原则，研究了光强与距离，角度的关系，并绘制了相应的曲线，通过实验测量与数据分析、曲线绘制，我们得出了光强与距离、角度的非线性关系，发现在较近的距离和角度内，光强下降迅速明显，之后趋势变缓。
通过电、光特性实验的设计与测量，我们对生活中常用器件发光二极管的特性有了更好的认识，对PN结特性有了更深的印象，较为全面的掌握了发光二极管的主要物理特性，因此，我们的实验是成功的。
第二部分：应用装置
一、整体布局
综合电路连接和美观两个角度考虑，我们在20*30cm单孔线路板上进行布局，经过一些天的制作，成品如下如所示：
图 11 电子时钟成品
二、系组组成
1.控制核心
为了减小体积，节约成本，我们选用一块STC89C52单片机做为控制核心，对各显示模块进行相应的控制，单片机控制系统电路图如下：
图 12 STC89C52最小系统
2．数码管部分
我们采用了2个两位共阳数码管对时间进行显示，第一个显示小时，第二个显示分钟，中间的“：”是两个闪烁的LED灯，用单片机定时器控制时间做到精确显示，数码管电路如图14所示：
图 13数码管电路3.流水灯设计
为了多采用LED小灯，和题目要求相吻合，我们决定用60个小灯流水点亮，一方面使系统美观，另一方面每秒移动一个小灯，作为时间显示的一部分。在流水灯的控制上，由于单片机没有足够多的引脚，于是我们选用移位寄存器74HC595进行控制，以两片示例，连接如图15所示：
图表 14 74HC595串行连接
4.按键控制部分
为了达到修改时间和设定闹钟的部分，在电路中设置了数个按键，控制时间的设定和闹钟的设定。
图 15 按键设计
5.声音部分
这一部分的元件我们还没有加上，我们计划是这样的，有线路板上方位置加两人蜂鸣器，一方面做为闹钟发声元件，另一方面，想设定音乐播放的功能。
图 16 蜂鸣器设计
三、软件编程
采用keil4作为编译环境，如图18所示
图 17 keil4
四、部分硬件设计
为了达到实用效果，我们用木板制作了电路外壳和支架，如图19所示：
图 18 装饰和支撑
五、作品照片展示
六、制作总结
在整个设计和制作的过程中，我们三个人互相配合，互相讨论，以较高的效率完成了制作。当然，对于本设计，最合理的方式是PCB制板，但由于我们的资金能力有限，同时想锻炼一下焊接的技术，我们最终自己用分立元件进行搭接，较好的完成了电路设计和调试。此装置可作为定时器，闹铃，倒计时器等多种用途，使用范围广泛。
摘要 (2) 关键词 (2) 一引言 (3) 二实验原理 (4) 2.1发光二极管的基本工作原理 (4) 2.2伏安特性 (5) 三实验部分 (7) 3.1实验装置 (7) 3.2实验内容 (7) 3.2.1发光二极管伏安特性的测量 (7) 3.2.2. 开启电压法测波长由开启电压 (7) 3.2.3注意事项 (8) 3.3实验数据记录与处理 (8) 3.4实验结论 (14) 四结束语 (15) 五实验心得 (16) 参考文献 (17) 致谢 (18)
摘要 本文主要测量红光，白光，蓝光，绿光和黄光五种发光二极管的正向伏安特性可使我们深入理解发光二极管的发光原理、特性及其测量方法。通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。 Abstract In this paper, measure the red, white, blue, green and yellow, five light-emitting diode forward voltage characteristics allows us to understand the light-emitting diode light-emitting principle, characteristics and measurement methods. Usually abscissa voltage, current vertical axis, draw the curve of the components of current and voltage, known as the volt-ampere characteristic curve of the component. 关键词 发光二极管伏安特性电流源法 Keyword Light-emitting diodes Volt-ampere characteristic Current source method
太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告 专业班级测控1001班 学号 姓名 指导教师
实验四 变容二极管调频 一、实验目的 1、掌握变容二极管调频的工作原理； 2、学会测量变容二极管的Cj ～V 特性曲线； 3、学会测量调频信号的频偏及调制灵敏度。 二、实验仪器 1、双踪示波器一台 2、频率特性扫频仪（选项）一台 三、实验原理与线路 1、实验原理 （1）变容二极管调频原理 所谓调频，就是把要传送的信息（例如语言、音乐）作为调制信号去控制载波（高频振荡信号）的瞬 时频率，使其按调制信号的规律变化。 设调制信号：()t V t Ω=ΩΩcos υ ，载波振荡电压为：()t A t a o o ωcos = 根据定义，调频时载波的瞬时频率()t ω随()t Ωυ成线性变化，即 ()t t V K t o f o Ω?+=Ω+=Ωcos cos ωωωω （6-1） 则调频波的数字表达式如下： ()??? ? ?? ΩΩ+=Ωt V K t A t a f o o f sin cos ω 或 ()() t m t A t a f o o f Ω+=sin cos ω （6-2） 式中：Ω=?V K f ω 是调频波瞬时频率的最大偏移，简称频偏，它与调制信号的振幅成正比。比例常 数Kf 亦称调制灵敏度，代表单位调制电压所产生的频偏。 式中：F f V K m f f ?=Ω?=Ω=Ωω称为调频指数，是调频瞬时相位的最大偏移，它的大小反映了 调制深度。由上公式可见，调频波是一等幅的疏密波，可以用示波器观察其波形。 如何产生调频信号？最简便、最常用的方法是利用变容二极管的特性直接产生调频波，其原理电路 图6—1所示。
电子实验报告 实验名称二极管的伏安特性日期2014/3/30 一、实验目的 1、了解二极管的相关特性 2、学会在面包板上搭接测量电路。 3、学会正确使用示波器测量二极管的输入输出波形 4、学习使用excel画出二极管的伏安特性曲线 5、学会正确使用函数信号发生器、数字交流毫伏表。 6、学习使用 Multisim 电子电路仿真软件。 二．实验仪器设备 示波器、函数发生器、面包板、二极管、电阻、万用表，实验箱等。 三、实验内容 1、准备一个测量二极管伏安特性的电路。 2、在面包板上搭接二极管伏安特性的测量电路，给电路加入可调的正向和反向的输入电压，分别测量不同电压下流经二极管的电流，记录数据，用excel 画出二极管的伏安特性曲线。 正向输入测量8组数据，反向测量6组。 3、给二极管的测量电路加入正弦波，用示波器分别测量二极管的输入输出波形，解释输出波形的特征。 4,利用二极管和电阻画出或门和与门，并连接电路，测量检验。 四、实验原理
示波器工作原理是利用显示在示波器上的波形幅度的相对大小来反映加在示波器Y偏转极板上的电压最大值的相对大小， 二极管是最常用的电子元件之一，它最大的特性就是单向导电，也就是电流 只可以从二极管的一个方向流过 电路图： 其伏安特性图为： 电路图为： 动态电路： 正向，二极管两端：
电阻两端： 反向：二极管两端
电阻两端 2）与门，或门可以通过二极管和电阻来实现。
五、实验数据 上述实验图分别对应的波形图及实验数据如下： 正向，二极管两端： 信号类型Vpp:V Vmax:V Vmin:V T:ms 输入信号 5.1 2.43 -2.71 1.9986 输出信号 3.4 0.7 -2.67 1.9997 电阻两端：
mcs－51单片机接口技术实验 适用：电气类专业本科学生 实验报告 实验一熟悉proteus仿真模拟器，led花样表演 一、实验目的 掌握以下方法： 1．在proteus的环境下，设计硬件原理图； 2．在keilc集成环境下设计c51语言程序； 2．在proteus的环境下，将硬件原理图与软件联接仿真运行。 二、实验环境 1．个人微机，windows操作系统 2．proteus仿真模拟器 3．keilc编程 三、实验题目 基本题：使用8051的并口带动8个led发光二极管显示一种花样表演。提高题：使用一个键切换实现3种以上花样表演。 四、实验类型： 学习、模仿与简单设计型。 五、实验步骤： 0、进入isis，先选择需要的元件，然后设计电原理图，保存文件； 1、在keilc软件集成环境下编写源程序，编译工程文件； 2、将所设计的硬件原理图与目标代码程序相联接； 4、按play键，仿真运行程序。 附,可能用到的元件名称： cpu：at89c51或任一种mcs-51家族cpu； 晶振：crystal； 电容器：capacitors，选22pf 电解电容：cap-elec或genelect10u16v 复位电阻：minres10k 限流电阻：minres330r 按键：button led：led-blue/red/yellow或diode-led （一）接线图如下： （二）.基础花样 （四）程序流程图 （五）c程序 #include <> #define uint unsigned int #define uchar unsigned char const tab1[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f, /*正向流水灯*/ 0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0xff,};/*反向流水灯*/ const tab2[]={0xff,0x00,0xff,0x00,0xff,0x00,}; void delay() { uint i,j; for(i=0;i<256;i++) for(j=0;j<256;j++)
变容二极管调频与鉴频实验 实验报告 姓名： 学号： 班级： 日期：
变容二极管调频与鉴频实验（模块3、5） 一、实验目的 1）、了解变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理。 2）、掌握调频器的调制特性及其测量方法。 3）、观察寄生调幅现象，了解其产生的原因及其消除方法。二、实验原理 调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系。常用变容二极管实现调频。 变容二极管调频电路如下图所示。从J2处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从J1处输出为调频波（FM）。C15为变容二级管的高频通路，L1为音频信号提供低频通路，L1和C23又可阻止高频振荡进入调制信号源。
鉴频器 （1）鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。鉴频原理是：先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。因此，实现鉴频的核心部件是相位检波器。 相位检波又分为叠加型相位检波和乘积型相位检波，利用模拟乘法器的相乘原理可实现乘积型相位检波，其基本原理是：在乘法器的 一个输入端输入调频波)(t v s ，设其表达式为： ]sin cos[)(t m w V t v f c sm s Ω+= 式中，f m 为调频系数，Ω?=/ωf m 或f f m f /?=，其中ω?为调制信号产生的频偏。另一输入端输入经线性移相网络移相后的调频调相波)('t v s ，设其表达式为 )]}(2[sin cos{)(''ω?π ω++Ω+=t m V t v f c sm s )](sin sin[' ω?ω+Ω+=t m V f c sm 式中，第一项为高频分量，可以被滤波器滤掉。第二项是所需要
用光电效应测普朗克常数 【实验简介】 光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释为爱因斯坦所提出。科学家们在研究光电效应的过程中，物理学者对光子的量子性质有了更加深入的了解，这对波粒二象性概念的提出有重大影响。 普朗克常数记为h，是一个物理常数，用以描述量子大小，约为62619 .6。在量子力学中占有重要的角色，马克斯?普朗克在1900年研10 ?-34 s J? 究物体热辐射的规律时发现，只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，计算的结果才能和试验结果是相符。这样的一份能量叫做能量子，每一份能量子等于，为辐射电磁波的频率。普朗克常数是自然科学中一个很重要的常量，它可以用光电效应简单而又准确地测量。 【实验目的】 1、通过实验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论，了解光电效应的基本规律； 2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法； 3、学习对光电管伏安特性曲线的处理方法，并用以测定普朗克常数。 【实验仪器】 GD-4型智能光电效应(普朗克常数)实验仪(由光电检测装置和实验仪主机两部分组成)光电检测装置包括：光电管暗箱GDX-1，高压汞灯箱GDX-2；高压汞灯电源GDX-3和实验基准平台GDX-4。实验主机为：GD-4型光电效应(普朗克常数)实验仪，该仪器包含有微电流放大器和扫描电压源发生器两部分组成的整体仪器。
【实验原理】 1、普朗克常数的测定 根据爱因斯坦的光电效应方程： P s E hv W =- （1） (其中：P E 是电子的动能，hv 是光子的能量，v 是光的频率，s W 是逸出功, h 是普朗克常量。)s W 是材料本身的属性，所以对于同一种材料s W 是一样的。当光子的能量s hv W <时不能产生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率0v （0/s v W h =）。实验中：将A 和K 间加上反向电压KA U (A 接负极),它对光电子运动起减速作用.随着反向电压KA U 的增加,到达阳极的光电子的数目相应减少,光电流减小。当KA s U U =时，光电流降为零，此时光电子的初动能全部用于克服反向电场的作用。即： s P eU E = （2） 这时的反向电压叫截止电压。入射光频率不同时，截止电压也不同。将（2）式代入（1）式，得： 0s h U v v e =-（） （3） （其中0/s v W h =）式中h e 、都是常量，对同一光电管0v 也是常量，实验中测量不同频率下的s U ，做出s U v -曲线。在（3）式得到满足的条件下，这是一条直线。若电子电荷e 已知，由斜率h k e = 可以求出普朗克常数h 。由直线上的截距可以求出溢出功s W ，由直线在v 轴上的截距可以求出截止频率0v 。如图（2）所示。 2、测量光电管的伏安特性曲线 在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流I 与光电管两端的电压AK U 之间存在着一定的关系。 理想曲线与实验曲线有所不同，原因有： ①光电管的阴极采用逸出电势低的材料制 成，这种材料即使在高真空中也有易氧化的趋向，使阴极表面各处的逸出电势不尽相等，同时，逸出具有最大动能的光电子数目大为减少。随着反向电压的增高， 光电流不是陡然截止，而是较快降低后平缓的趋近零点。
发光二极管（LED）行业深度研究报告
目录 核心观点 (3) 一、LED概述 (4) （一）LED基本原理 (4) （二）LED的应用领域 (4) （三）LED产业链 (6) 二、全球LED产业状况 (9) （一）全球LED产业概况 (9) （三）全球LED价格走向 (10) （四）全球LED厂商分布 (12) （五）全球LED专利竞争 (16) （六）全球照明节能政策 (16) 三、国内LED产业状况 (19) （一）国内LED产业发展现状 (19) （二）国内LED产业地区分布 (20) （三）国内LED重点厂商情况 (21) （四）国内LED技术发展现状 (23) （五）国内LED未来产能预测 (24) 四、LED上游硅材料市场分析 (28) （一）全球硅材料生产供应情况 (28) （二）国内硅材料生产供应情况 (28) （三）单晶硅价格走势分析 (30) 五、LED下游市场需求分析 (31) （一）背光源市场 (31) （二）照明市场 (34) （三）景观照明 (36) （四）汽车车灯 (37) 六、LED行业发展前景展望 (38) （一）国家相关产业政策 (38) （二）发展有利和不利因素 (38) （三）行业未来发展前景 (39) 附件1：国内值得关注企业 (40)
核心观点 1、LED是半导体二极管的一种，它能将电能转化为光能，发出黄、绿、蓝等各种颜色的可见光及红外和紫外不可见光。与小白炽灯泡及氖灯相比，它具有工作电压和电流低、可靠性高、寿命长且可方便调节发光亮度等优点。 2、LED产业链从上游到下游行业的进入门槛逐步降低。上游为单晶片及其外延，中游为LED芯片加工，下游为封装测试以及应用。其中，上游和中游技术含量较高，资本投入密度大，为国际竞争最激烈、经营风险最大领域。在LED 产业链中，LED外延片与芯片约占行业70%利润，LED封装约占10~20%，而LED 应用大概也占10~20%。 3、在全球能源危机、环保要求不断提高情况下，寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩丰富、微型化的半导体LED照明已被世界公认为一种节能环保的只要途径。半导体灯采用发光二极管作为新光源，同样亮度下，耗电仅为普通白帜灯的1/10，使用寿命可以延长100倍。2007 年全球LED市场总额超过60亿美元，较上年增长大约13.7%，2006 年到2012 年间，LED 全球市场的年复合增长率将达14.6%。其中增长的主要部分是超高亮度和高亮度LEDs。 4、全球LED 产业主要分布在日本、中国台湾地区、欧美、韩国和中国大陆等国家与地区。其中日本约占据50%的份额，是全球LED 产业最大生产国。日本的日亚化学是全球最大的高亮度LED 供货商，丰田合成是全球第四、日本第二大高亮度LED 生产厂商。欧美地区的欧司朗（Osram Opto）为全球第二大也是欧洲最大高亮度LED厂商。我国台湾地区产值第二。由于台湾是全球消费电子产品生产基地，其LED 业以可见光LED 为主，目前是全球第一大下游封装及中游芯片生产地。 5、我国经过30 多年发展，我国LED 产业已初步形成较为完整的产业链，涵盖了LED 衬底、外延片、芯片封装及应用的各个环节。目前国内现有LED企业600多家，企业主要集中在下游封装和应用领域，外延和芯片环节发展相对滞后。国内从事LED 外延片生产的企业仅10 家左右，而从事LED 芯片生产的厂商也不多，产能集中度较高。 6、随着发光效率、应用技术的不断提升，LED的应用已经从最初的指示灯应用转向更具发展潜力的显示屏，景观照明、背光源、汽车车灯、交通灯、照明等领域，LED应用正呈现出多样化发展趋势。2006-2010年显示用LED销售额平均复合增长率为19.2%，景观照明销售额年均复合增长率将达到37.2%，LCD背光源用LED销售额年均复合增长率将达到31.5%。 7、国内LED 企业机遇挑战并存：2010 年LED 行业许多专利将逐渐到期，国内企业有望突破欧美日本巨头的知识产权枷锁，利用国内庞大的市场基础和丰富的劳动力资源，在全球LED 产业占据一席之地。 8、发展LED 产业符合我国倡导节能减排政策，“十一五”规划中国家将绿色照明列于十大节能工程首位。
电路实验四实验报告 实验题目：二极管伏安特性曲线测量 实验内容： 1.先搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调； 2.在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路； 3.测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好； 4.给二极管测试电路的输入端加Vp-p=3V、f=100Hz的正弦波，用示波器观察该电路的输 入输出波形； 5.用excel或matlab画二极管的伏安特性曲线。 实验环境： 数字万用表、学生实验箱（直流稳压电源）、电位器、整流二极管、色环电阻、示波器DS1052E，函数发生器EE1641D、面包板。 实验原理： 对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过（多数载流子导电），随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 为了测量二极管的伏安特性曲线，我们用直流电源和电位器搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调。调节电位器的阻值，可使二极管两端的电压变化，用万用表测出若干组二极管的电压和电流值，最后绘制出伏安特性曲线。电路图如下所示： 用函数发生器EE1641D给二极管施加Vp-p=3V、f=100Hz的交流电源，再用示波器观察二极管的输入信号波形和输出信号波形。电路图如下：
实验记录及结果分析： 得到二极管的伏安特性曲线如下： 结论：符合二极管的特性，即开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 2. 示波器显示二极管的输入输出波形如下图（通道1为输入波形，通道2为输出波形）：
《微机实验》报告LED灯控制器 指导教师： 专业班级： 姓名： 学号： 联系方式：
一、任务要求 实验目的：加深对定时/计数器、中断、IO端口的理解，掌握定时/计数器、中断的应用编程技术及中断程序的调试方法。 实验内容：利用C8051F310单片机设计一个LED灯控制器 主要功能和技术指标要求： 1. LED灯外接于P0.0端。 2. LED灯分别按2Hz，1Hz和0.5Hz三种不同频率闪动，各持续10s。 3. 在LED灯开始和停止闪烁时蜂鸣器分别鸣响1次。 4. 利用单片机内部定时器定时，要求采用中断方式。 提高要求： 使用按键（KINT）控制LED灯闪烁模式的切换。 二、设计思路 C8051F310单片机片上晶振为24.5MHz,采用8分频后为3.0625MHz ，输入时钟信号为48个机器周期，所以T1定时器采用定时方式1，单次定时最长可以达到的时间为 1.027s，可以满足0.5Hz是的定时要求。 基础部分： 给TMOD赋值10H，即选用T1定时器采用定时方式1，三种频率对应的半周期时间为0.25s、0.5s、1s。计算得需给TH1和TL1为C1H、B1H；83H、63H；06H、C6H。 要使闪烁持续10s，三种模式需要各循环40、20、10次。 用LOOP3:MOV C,PSW.5 ；PSW.5为标志位，进定时器中断后置一 JNC LOOP3 代替踏步程序等待中断，以便中断完后回到主程序继续向下执行。 为了减少代码长度，可以采用循环结构，循环主题中，将R1、R2分别赋给TH1、TL1，R7为循环次数（用DJNZ语句实现）；定时中断里，重新给TH1、TL1赋值时同理。这样，循环时只要把定时时间和循环次数赋给R1、R2、R7即可，达到减少代码长度的效果。
微波与天线实验报告 实验名称：压控振荡器 实验指导：黎鹏老师 一、实验目的： 1.了解变容二极管的基本原理与压控振荡器的设计方法。 2.利用实验模组的实际测量使学生了解压控振荡器的特性。 3.学会使用微波软件对压控振荡器进行设计和仿真，并分析结果。 二、预习内容： 1．熟悉VCO的原理的理论知识。 2．熟悉VCO的设计的有关的理论知识。
三、实验设备： 项次设备名称数量备注 1 MOTECH RF2000 测量仪1套亦可用网络分析仪 2 压控振荡器模组1组RF2KM9-1A 3 50Ω BNC及1MΩ BNC 连接线4条CA-1、CA-2 、CA-3、CA-4 4 直流电源连接线1条DC-1 5 MICROWAVE软件1套微波软件 四、实验步骤 1、硬件测量： 1．对MOD-9,压控振荡器的频率测量以了解压控振荡电路的特性。 2．准备电脑、测量软件、RF-2000,相关模组，若干小器件等。 3．测量步骤: MOD-9之P1端子的频率测量： ⑴设定 RF-2000测量模式：COUNTER MODE. ⑵用DC-1连接线将RF-2000后面12VDC 输出端子与待测模组之12VDC 输入端子连接起来。 ⑶针对模组P1端子做频率测量。 ⑷调整模组之旋钮，并记录所量测频率值： 最大_623_______ MHZ。 最小___876_____ MHZ。 4．实验记录：填写各项数据即可。 5．硬件测量的结果建议如下为合格： RF2KM9-1A MOD-9 fo 600-900MHZ Pout≥5dBm 6．待测模组方框图: 2、软件仿真： 1、进入微波软件。 2、在原理图上设计好相应的电路，设置好端口，完成频率设置、尺寸规范、 器件的加载、仿真图型等等的设置。
佛山科学技术学院 实 验 报 告 课程名称 实验项目 专业班级 姓名 学 号 指导教师 成绩 日 期 年 月 日 一、实验目的 1．了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解； 2．测量光电管的伏安特性曲线； 3．学习验证爱因斯坦光电效应方程的实验方法，测量普朗克常数。 二、实验仪器 光电效应（普朗克常数）实验仪（详见本实验附录A ），数据记录仪。 三、实验原理 1．光电效应及其基本实验规律 当一定频率的光照射到某些金属表面时，会有电子从金属表面即刻逸出，这种现象称为光电效应。从金属表面逸出的电子叫光电子，由光子形成的电流叫光电流，使电子逸出某种金属表面所需的功称为该金属的逸出功。 研究光电效应的实验装置示意图如图1所示。GD 为光电管，它是一个抽成真空的玻璃管，管内有两个金属电极，K 为光电管阴极，A 为光电管阳极；G 为微电流计；V 为电压表；R 为滑线变阻器。单色光通过石英窗口照射到阴极上时，有光电子从阴极K 逸出，阴极释放出的光电子在电场的加速作用下向阳极A 迁移形成光电流，由微电流计G 可以检测光电流的大小。调节R 可使A 、K 之间获得连续变化的电压AK U ，改变AK U ，测量出光电流I 的大小，即可测出光电管的伏安特性曲线，如图2(a)、(b)所示。
图2 光电效应的基本实验规律 光电效应的基本实验规律如下： （1）对应于某一频率，光电效应的AK -I U 关系如图2(a)所示。从图中可见，对一定的频率，有一电压0U ，当AK 0U U ≤时，光电流为零，这个相对于阴极的负值的阳极电压0U ，称为截止电压。 （2）当AK 0U U ≥后，I 迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流M I 的大小与入射光的强度P 成正比，如图2(b)所示。 （3）对于不同频率的光，其截止电压的值不同，如图2(a)所示。 （4）截止电压0U 与频率v 的关系如图2(c)所示。0U 与ν成正比。当入射光频率低于某极限值0v （随不同金属而异）时，无论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电流产生。 （5）光电效应是瞬时效应。即使入射光的强度非常微弱，只要频率大于0v ，在开始照射后立即有光电子产生，所经过的时间至多为910-秒的数量级。 2．爱因斯坦光电效应方程 上述光电效应的实验规律无法用电磁波的经典理论解释。为了解释光电效应现象，爱因斯坦根据普朗克的量子假设，提出了光子假说。他认为对于频率为ν的光波，每个光子的能量为E h ν=，h 为普朗克常数。当光子照射到金属表面上时，一次性为金属中的电子全部吸收，而无须积累能量的时间。电子把该能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力，另一部分就变为电子离开金属表面后的动能，按照能量守恒原理，爱因斯坦提出了著名的光电效应方程 201 2 h m W νυ=+ （1） 式中，W 为被光线照射的金属材料的逸出功，2 012m υ为从金属逸出的光电子的最大初动能。 由式（1）可知，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能越大，所以即使阳极电位比阴极电位低（即加反向电压）时，也会有电子落入阳极形成光电流，直至阳极电位低于截止电压，光电
非线性电阻特性研究(一) 【实验目的】 （1）了解并掌握基本电学仪器的使用。 （2）学习电学实验规程，掌握回路接线方法。 （3）学习测量条件的选择及系统误差的修正。 （4）探究发光二极管和热敏电阻在常温下的伏安特性曲线。 【实验仪器】 发光二极管（BT102）热敏电阻（根据实验室情况选择）滑动变阻器（0~100 Ω）定值电阻（400Ω）毫安表（0~50mA）微安表(0~50μA) 电压表（0~3v 0~6v）电源（10v）导线等 【实验原理】 （1）当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻R（R=U/I）。若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，这类元件称为线性元件。若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件。 一般金属导体的电阻是线性电阻，它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性是一条直线（见图b）。从图上看出，直线通过一、三象限。它表明，当调换电阻两端电压的极性时，电流也换向，而电阻始终为一定值，等于直线斜率的倒数。 常用的晶体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。 LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它属于固态光源，其基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用（如图一）。 常规的发光二极管芯片的结构如图二所示，主要分为衬底，外延层（图2中的N型氮化镓，铝镓铟磷有源区和P型氮化镓），透明接触层，P型与N型电极、钝化层几部分。 图3 发光二极管的工作原理 ） ） ）电 子 的 电 势 能 电 子 的 电 势 能
LED调光实验报告 高亮度发光二极管（LED）在各种领域应用普及，并要求LED具备有调光功能。在现在的几种调光技术中，从简单的可变电阻负载到复杂的脉冲宽度调制（PWM）开关，每一种方法均有其利弊。PWM调光的效率最高，电流控制也最精准。本文以LED驱动器LM3405为例，论述LED在调光时的特性，例如亮度与正向电流的关系、波长的变化（色移）和控制器的工作周期限制等。 由于LED的功率低于1 W，所以可用任何类型的电压源（开关器、晶体管）和串串联电阻建构一个电流源。对于少数光线输出端电流的改变而造成亮度和颜色的变化，人的肉眼是不容易察觉出来。不过，一旦将多个LED串联，该稳压器便必需担当电流源的角色。这是因为LED的正向电压VF会随正向电流IF变化，图1是LED波长随着正向电流IF变化图，而该变化对于每个LED都不相同的，即使是同一批产品也有区别。在较大的电流下，光线的强度变化通常约为20%。而 LED制造商一般都会采用较大的VF范围来增加亮度和颜色，因此上述情况尤其突出。然而，除了电流外，正向电压还会受到温度影响。假如只采用镇流电阻器，则光源的颜色和亮度变化很大，而唯一可确保色温稳定的方法是稳定前正向电流IF。 大部分设计人员只习惯为LED设计稳压器，但在设计电流调节器方面显然有不同的要求。电压输出必须要配合固定的输出电流。虽
然在大多数应用中， LED驱动器的输出电流可容许误差±10%，而直流电流的输出纹波更可高达20%，一旦纹波超出20%，人的肉眼便会察觉到亮度的变化，假如输出纹波进一步增加到40%，肉眼就无法承受。 一般而言，电流调节器的设计都需使用比较大的电感以使电感电流IL的变化少于20%。这里可采用LM3405，即使电感由于1.6 MHz 的高开关频率而变得较小，仍可发挥很好的效用。LM3405性能参数如下： 控制方法： 封装：电流模式 TSOT-6 最大输入电压： 15V 应用：工业照明 1A 1~22uF 4.7~10uH 驱动电流：输出电容：电感： 3、脉冲宽度调制调光技术
变容二极管调频实验 一、实验目的 1、掌握变容二极管调频电路的原理。 2、了解调频调制特性及测量方法。 3、观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。 二、实验内容 1、测试变容二极管的静态调制特性。 2、观察调频波波形。 3、观察调制信号振幅时对频偏的影响。 4、观察寄生调幅现象。 三、实验仪器 1、信号源模块1块 2、频率计模块1块 3、 3 号板1块 4、双踪示波器1台 5、万用表1块 6、频偏仪（选用）1台 四、实验原理及电路 1、变容二极管工作原理 调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系。常用变容二极管实现调频。 变容二极管调频电路如图1所示。从P3处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从P2处输出为调频波（FM）。C15为变容二级管的高频通路，L2为音频信号提供低频通路，L2可阻止外部的高频信号进入振荡回路。本电路中使用的是飞利浦公司的BB910型变容二极管，其电压-容值特性曲线见图12-4，从图中可以看出，在1到10V的区间内，变容二极管的容值可由35P到8P左右的变化。电压和容值成反比，也就是TP6的电平越高，振荡频率越高。
图2表示出了当变容二极管在低频简谐波调制信号作用情况下，电容和振荡频率的变化示意图。在（a ）中，U 0是加到二极管的直流电压，当u ＝U 0时，电容值为C 0。u Ω是调制电压，当u Ω为正半周时，变容二极管负极电位升高，即反向偏压增大；变容二极管的电容减小；当u Ω为负半周时，变容二极管负极电位降低，即反向偏压减小，变容二极管的电容增大。在图（b ）中，对应于静止状态，变容二极管的电容为C 0，此时振荡频率为f 0。 因为LC f π21= ，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。从图（a ） 中可以看到，由于C-u 曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于LC f π21= ，f 和C 的关系也是非线性。不难看出，C-u 和f-C 的 非线性关系起着抵消作用，即得到f-u 的关系趋于线性（见图（c ））。
试验名称:光电效应法测普朗克常量h 实验目的:是了解光电效应的基本规律。并用光电效应方法测量普朗克常量和测定光电管的 光电特性曲线。 实验原理 光电效应实验原理如图8.2.1-1所示。其中S 为真空光电管，K 为阴极，A 为阳极。当无光照射阴极时，由于阳极与阴极是断路，所以检流计G 中无电流流过，当用一波长比较短的单色光照射到阴极K 上时，形成光电流，光电流随加速电位差U 变化的伏安特性曲线如图8.2.1-2所示。 1． 光电流与入射光强度的关系 光电流随加速电位差U 的增加而增加，加速电位差增加到一定量值后，光电流达到饱和值和值I H ，饱和电流与光强成正比，而与入射光的频率无关。当U= U A -U K 变成负值时，光电流迅速减小。实验指出，有一个遏止电位差U a 存在，当电位差达到这个值时，光电流为零。 2． 光电子的初动能与入射频率之间的关系 当U=U a 时，光电子不再能达到A 极，光电流为零。所以电子的初动能等于它克服电场力作用的功。即 a eU mv =2 2 1 （1） 根据爱因斯坦关于光的本性的假设，每一光子的能量为hv =ε，其中h 为普朗克常量，ν为光波的频率。所以不同频率的光波对应光子的能量不同。光电子吸收了光子的能量h ν之后，一部分消耗于克服电子的逸出功A ，另一部分转换为电子动能。由能量守恒定律可知 A mv hv += 2 2 1 （2） 式（2）称为爱因斯坦光电效应方程。
3． 光电效应有光电存在 实验指出，当光的频率0v v <时，不论用多强的光照射到物质都不会产生光电效应，根据式（2）， h A v = 0，ν0称为红限。 爱因斯坦光电效应方程同时提供了测普朗克常量的一种方法：由式（1）和（2）可得： A U e hv +=0，当用不同频率（ν1，ν2，ν3，…，νn ）的单色光分别做光源时，就有 A U e hv +=11 A U e hv +=22 ………… A U e hv n n += 任意联立其中两个方程就可得到 j i j i v v U U e h --= )( （3） 由此若测定了两个不同频率的单色光所对应的遏止电位差即可算出普朗克常量h ，也可由ν-U 直线的斜率求出h 。 因此，用光电效应方法测量普朗克常量的关键在于获得单色光、测得光电管的伏安特性曲线和确定遏止电位差值。 实验内容 通过实验了解光电效应的基本规律，并用光电效应法测量普朗克常量。 1． 在577.0nm 、546.1nm 、435.8nm 、404.7nm 四种单色光下分别测出光电管的伏安特性曲线，并根据此曲线确定遏止电位差值，计算普朗克常量h 。 本实验所用仪器有：光电管、单色仪（或滤波片）、水银灯、检流计（或微电流计）、直流电源、直流电压计等. j i j i v v U U e h --= )(,求斜率,得到普朗克常量h. 入射光波长λ/nm 365nm
发光二极管光通量的测定及研究 发光二极管光通量的测定及研究 上海时代之光 二,LED光通量的积分球相对法测量研究 LED光通量的积分球测量系统连接如图所示. 测量前的准备: 1, 依照被测LED功率的不同,我们选用不同直径的LED测量专用积分球. 2, 采用恒定直流源作为 实验1 温度对LED光通量输出的影响 下表为采用我们的积分球系统测量所得到的某一350mA LED光通量随着LED点 亮后温度 的升高而变化的数据. 记录温度(℃) 光通量(lm) 1 25 41.9 2 25 41.9 3 25 40.9 4 26 41.8 5 28 39.9 6 30 38.2 7 30 38.4 8 31 38.0 9 31 37.8 10 32 38.0 11 32 37.3 12 35 37.4 13 35 37.1 14 38 36.7 15 38 36.2 16 39 36.4 17 40 36.7 18 40 36.2 19 42 35.8 20 42 36.1 21 42 35.5 22 42 35.8 23 42 36.0 *说明:上表中的温度指的是LED光出射方向中心表面封装处的温度. 上表相应的350m A LED 温度—光通量关系变化趋势经过直线拟合后绘制如下: 从图中我们可以看到,被测LED光通量大小随封装表面温度的升高出现了下降的 情况.
而从我们其他LED相关试验的结果来看,都呈现出了光通量与温度相反方向的变化关系,只 是随着被测LED的功率不同,功率大的LED光通量变化明显一些,功率较小的LED光通量变 化相对小些. LED环氧树脂封装表面温度,作为表征LED内部P-N结温度的外部表现,从被测LED点 燃开始的温度升高过程中,该LED光通量的输出也发生了或多或少,但相对明显的降低,LED 内部P-N温度的升高导致了LED光通量输出的减少. Lamina公司也曾做过其产品BL-4000 白色LED光通量输出跟节点温度之间变化关系的 相关研究. 发现其产品BL-4000 白色LED的光输出会随着节点温度的升高而降低,同时发现这种 效果在580nm到780nm之间的范围内会更加明显.所以,对于大功率LED产品来说,为了保 证其有最大(或最佳)的光输出,必须要有最优化的散热设计,尽可能地把LED内部P-N 节点温度保持在较低的状态. 较长时间点亮后的LED,其内部P-N节点温度达到一个相对的稳定;而这个稳定温度无 疑正受着环境温度等的影响.通过本实验,要说明的是:LED作为一个受测量环境影响比较 明显的光源,我们在进行LED相关参数包括光通量等的测量时,必须要有统一并严格保持这 一恒定的环境温度,否则测量结果里就可能存在着比较明显的偏差. 同时,LED测量专用积分球内部空间相对狭小,由于被测LED长时间的点亮很可能就会 造成积分球内部温度的升高.所以,对于LED这种对温度相当敏感的光源来说,更不能在封 闭的积分球内进行长时间的点亮测量.这些都是LED光通量测量结果产生偏差的原因. 实验2 LED放置方向对其总光通量测量结果的影响 积分球放置:探测器所在窗口在测量者所面对积分球的正背面. 定义LED的放置方向: 上:LED机械轴垂直,LED光出射方向向上. 左:LED光出射方向向左. 右:LED光出射方向向右. 前:LED光出射方向向观察者方向. 后:LED光出射方向背观察者方向,向挡屏方向.
北京物资学院信息学院实验报告 课程名_ 电子技术实验名称二极管半波整流实验 实验日期 2012 年 3 月 5 日 实验报告日期 2012 年 3 月 26 日 姓名____曾曦________学号___00__________ 小组成员名称_____________无___________________ 一、实验目的 1．熟悉模拟电路实验箱系统硬件电路结构和功能 2．掌握虚拟示波器和万用表的使用方法 二、实验内容 为了更好地掌握模拟电路实验箱各组成部件的硬件电路结构和功能，我们将设计一个二极管半波整流电路，用虚拟万用表测量电压、电阻值，应用虚拟示波器测量波形。 三、实验环境 1．实验箱TD_AS 2．PC +虚拟仪器（万用表+示波器） 四、实验步骤（描述实验步骤及中间的结果或现象。在实验中做了什么事情，怎么做的，发生的现象和中间结果） 1．模拟电路实验箱系统硬件结构和功能 ·通用实验单元：基本放大电路、差动放大电路、集成运算电路、功率放大器、串联稳压电路、集成稳压电路。 ·恒压源单元：DC ① +～+12V、；～-12V、。 ② +12V、； -12V、。 ③ +5V、； -5V、； +、。 AC ：、。 ·波形发生器单元：输出波形：方波、三角波、正弦波。 幅值：方波 Vp-p：0～12V。 三角波 Vp-p：0～12V。
正弦波 Vp-p：0～12V。 频率范围（四档）：2Hz～20Hz、20Hz～200Hz、200Hz～2KHz、2KHz～80KHz。 ·直流信号源单元：两路～+、-5V～+5V 两档连续可调。 ·开关及显示：12组开关，8组显示灯。 ·元器件单元：包括电位器、电阻器、电容器、二极管。 ·可选配PAC开发板：PAC10、 PAC20 、PAC80。 ·可选配OSC虚拟仪器： 数字存储示波器、X-Y测量：双通道、实时采样率2MHz，存储深度16K。 数字万用表：测量电阻、电容、电压、电流。 2.二极管半波整流电路 3．用示波器测量波形图过程和结果
浙江农林大学 天目学院 实习（课程设计）报告 课程电工及电子技术实习 系（部）工程技术系 指导老师 专业班级汽车服务101班 学生姓名 学号 一、原理图及原理说明
LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片， 晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P 型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。 二、元器件清单 330欧姆电阻一个 105/400V电容一个开关一个
390欧姆电阻一个发光管一个整流二极管五个 发光二极管 18个开关按钮一个压簧一个 充电按钮一个充电插头一个插头支架一个 开关线路板一个充电线路板一个自功丝 4个 导线 8根 led线路板一个电瓶一个 镜片一个反光杯一个灯罩一个 装饰片一个外壳一套金属软管一个 三、调试 为了方便调试，LED 和电池夹可暂不安装，待调试结束后再另行安装。小夜灯控制电路和电源电路相互独立，这两部分电路的调试也应分开进行，以免彼此牵扯而影响电路测试和故障判断。 控制电路调试时先将 LED 的连接线按电路原理图焊接在控制电路板上，再在控制电路板上两电源输入端以及 RXD 和 TXD 端各焊接 1 根导线，分别与电源和编程电路相连。电路连接妥当后仔细检查几遍，确认无误后即可上电将程序下载至单片机内，之后重新上电对按键功能和 LED 状态进行全面测试。 电源电路调试时，在电源电路板上两电源输入端各焊接 1 根导线与电源相连，这里同样使用稳压电源来调试。检查电路时要特别注意以上几点。与调试控制电路一样，功耗问题不能轻易忽略，调试时要有足够的耐心，力争将功耗降至最低，这一点对调试采用电池供电的电路至关重要。四、心得体会 这是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次的设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，.通过试验进一步理解和消化了书本知识，分析每个语句的含义,运用所学知识进行简单的程序设计。在制作过程中,不断调试和修改序,提高了对单片机的应用能力，分析问题和解决问题的能力。实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册以及设计规范等其他专业能力水平，提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。顺利如期的完成本次实习给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，通过对单片机的系统学习。对一些 LED的设计做了一些必要的改进。同时对自己的改进也做了真实的仿真。达到了预期的目的。但是在改进的过程里也发现了自己的很多的不足。这会在以后的学习生活里不断提高，逐步完善自己。