发光二极管物理实验报告

发光二极管特性测试实验报告实验报告：发光二极管特性测试一、实验目的1.学习了解发光二极管的基本原理及特性。

2.熟悉使用示波器、数字万用表等实验设备进行实际测试。

3.通过实验数据的测量、处理和分析，验证发光二极管的特性。

二、实验仪器和材料1.示波器2.数字万用表3.直流电源4.发光二极管5.电阻6.连线电缆三、实验原理四、实验步骤与结果1.实验电路接法：将发光二极管连接在直流电源的正极，通过一个限流电阻与直流电源的负极相连接，示波器的地线接到直流电源的负极，示波器的正极接到二极管的正极。

2.正向电压测试：设置直流电源输出电压为1V，并逐渐增加，观察示波器上的电压波形以及发光二极管的亮度变化情况。

记录不同电压下的电流值和电压值。

3.正向电流测试：将直流电压设定为一个确定值，通过调节限流电阻的电阻值，改变电流的大小。

观察发光二极管的亮度变化情况。

记录不同电流下的电压值和电流值。

4.实验数据处理：统计并整理实验数据，计算得出不同电压下的电流值与电流值之间的关系。

五、实验结果与分析实验中记录了发光二极管在不同电压下的电流值和电压值的数据，并进行了统计和整理。

根据数据绘制出电流-电压曲线，通过拟合曲线可以得到发光二极管的工作特性参数，如电流-电压关系、亮度-电流关系等。

六、实验结论通过本次实验，我们学习了发光二极管的基本原理，并通过实际测试验证了其特性。

实验结果表明，发光二极管在正向电压下，电流与电压之间呈现非线性关系。

同时，通过改变电流大小可以调节发光二极管的亮度。

这为我们进一步研究和应用发光二极管提供了理论依据和实验基础。

内容一 LED正向特性测试实验一、实验目的1、熟悉LED正向伏安特性；2、掌握LED基本特性的测试方法。

二、LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成，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）一部分和多数载流子（多子）复合而发光。

假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子和价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再和空穴复合发光。

发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。

由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。

理论和实践证明，光的峰值波长λ和发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即λ≈1240/Eg（nm）（1-1）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。

若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。

下图为发光二级管结构图。

图1-1-1发光二级管结构图图1-1-2发光二级管I-V曲线LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。

LED的I-V曲线如图1-1-2所示，图中两条曲线分别表示不同材料的LED 的I-V特征。

（1）正向死区：（图oa或oa′段）a点对于Va为开启电压，当V＜Va，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs 为1V，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2.5V。

（2）正向工作区：电流IF和外加电压呈指数关系：IF=IS(eqVF/KT–1)IS为反向饱和电流。

V＞0时，V＞VF的正向工作区IF随VF指数上升：IF=ISeqVF/KT （3）反向死区：V＜0时pn结加反偏压V=-VR时，反向漏电流IR（V=-5V）时，GaP 为0V，GaN为10uA。

【实验题目】发光二极管的伏安特性【实验记录】
1．实验仪器
2．红色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表
3．绿色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表
4．蓝色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表
5. 电表内阻测量： A R = 4.94Ω (30mA) V R =
6.006kΩ （6V ）
【数据处理】
在同一坐标系中作出红、绿、蓝发光二极管的伏安特性曲线。

对比红、绿、蓝三种发光二极管的伏安特性曲线，定性判断其导通电压的大小。

由图像及表格分析可知，导通电压：红色>绿色>蓝色；
大致数据为 红色： 蓝色： 绿色：
【总结与讨论】
(1)二极管阻值与电流表内阻相近，与电压表内阻相差很多，因此采取电流表外接法。

(2)在图像弯曲部分应多测几组数据，使图像更加准确。

（电流不超过20mA）
(3)发光二极管的伏安特性曲线在0到导通电压之间曲线与X轴接近，达到导通电压后快速上升，最终
应接近直线。

【复习思考题】
发光二极管有哪些应用？试举一两例并介绍其工作原理。

（1）交流开关指示灯
用发光二极管作白炽灯开关的指示灯，当开关断开时，电流经R、LED和灯泡形成回路，LED亮，方便在黑暗中找到开关，此时回路中电流很小，灯泡不会亮；当接通开关时，灯泡被点亮，LED熄灭。

（2）指示灯
当装置通电后，经过限流电阻产生mA级别的电流，流经LED的时候发光，用以指示电源接通。

报告成绩（满分30分）：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽指导教师签名：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽日期：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

有机发光二极管实验报告实验报告：有机发光二极管摘要：本实验旨在通过研究有机发光二极管（OLED）的特性和性能，了解其在光电器件领域中的应用潜力。

实验中我们搭建了一个有机发光二极管的电路，并对其进行了电流-电压特性的测试和发光效果的观察。

实验结果表明，有机发光二极管具有低电压驱动、高亮度和寿命长的特点，具备较大的应用前景。

1.引言有机发光二极管（OLED）是一种可以通过在有机材料中施加电场而发光的器件。

它由一层或多层的有机材料薄膜组成，两端设置正负极，并在电场刺激下，能够发出可见光。

OLED具有许多优势，如低电压驱动、高亮度、高对比度和寿命长等，因此在显示屏、照明和光伏电池等领域有着广泛的应用。

2.实验目的1)了解有机发光二极管的基本结构和工作原理；2)掌握有机发光二极管的电流-电压特性；3)观察有机发光二极管的发光效果。

3.实验材料和方法实验材料：有机发光二极管、电流表、电压表、电阻、电源等。

实验步骤：1)将有机发光二极管与电源、电流表和电压表连接成电路；2)依次调整电源电压，记录下电流和电压的数值；3)观察有机发光二极管的发光效果。

4.实验结果与分析实验中我们记录下了不同电流下的电压值，并通过绘制电流-电压曲线进行分析。

同时，我们观察到有机发光二极管的发光效果，并比较了其亮度和颜色与电流的关系。

电流-电压特性曲线显示出明显的非线性特征。

在较低的电流下，电压-电流曲线近似呈线性关系，但在较高电流下，电压随电流增大呈现更为陡峭的增长趋势。

这表明有机发光二极管的电阻不是固定的，随着电压的增加而变化。

观察有机发光二极管的发光效果，我们发现其亮度和颜色与电流的变化呈正相关关系。

随着电流的增加，亮度逐渐增大，并且颜色由较暗的蓝色转变为明亮的蓝色。

这表明有机发光二极管的发光效果可以通过控制电流大小来调节。

5.结论本实验通过研究有机发光二极管的特性和性能，掌握了其电流-电压特性和发光效果。

实验结果表明，有机发光二极管具有低电压驱动、高亮度和寿命长的特点，可以广泛应用于显示屏、照明和光伏电池等领域。

发光二极管实验报告
《发光二极管实验报告》
实验目的：通过实验了解发光二极管的工作原理及其在电路中的应用。

实验材料：发光二极管、电源、导线、电阻、万用表等。

实验步骤：
1. 连接电路：将发光二极管、电源、导线和电阻连接成一个简单的电路。

2. 测量电压：使用万用表测量电路中发光二极管的正向电压。

3. 观察发光：将电路接通，观察发光二极管是否发出光芒。

实验结果：
通过实验，我们发现发光二极管在正向电压下能够发出明亮的光芒。

这是因为在正向偏置下，发光二极管的P-N结会发生复合辐射，从而产生光电效应，使得发光二极管能够发光。

实验结论：
发光二极管是一种能够将电能转化为光能的器件，它在电子产品中有着广泛的应用，如指示灯、显示屏等。

通过本次实验，我们对发光二极管的工作原理有了更深入的了解，也为今后的电子学习打下了基础。

通过这次实验，我们对发光二极管的工作原理和应用有了更加深入的了解。

希望通过今后的实验和学习，能够更好地掌握电子器件的原理和应用，为未来的科研和工程技术打下坚实的基础。

实验报告-发光二极管伏安曲线测量（完成版）姓名学号院系时间地点陈灿贻 2 数学科学学院2015.11 物理楼306 黄小君 2 数学科学学院2015.11 物理楼30 【实验题目】发光二极管的伏安特性【实验记录】1．实验仪器仪器名称直流稳定电源伏特表安培表滑动变阻器电阻箱发光二极管导线开关型号HV1791-35 BX70-7112型ZX21型2．红色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表电流（mA）电压（V）修正后电压或电流= 电流（mA）电压（V）修正后电压或电流=0.00 0.06 0.00 8.30 1.91 7.980.00 0.30 0.00 10.22 1.94 9.900.00 0.40 0.00 11.42 1.95 11.100.04 0.75 0.00 12.82 1.95 12.490.12 1.10 0.00 14.60 1.97 14.270.18 1.45 0.00 16.60 1.98 16.270.70 1.75 0.41 14.58 1.96 14.251.80 1.80 1.50 16.90 1.99 16.572.90 1.85 2.59 17.60 1.99 17.273.84 1.85 3.53 18.40 2.00 18.074.86 1.86 4.55 19.30 2.00 18.976.70 1.90 6.38 14.50 1.96 14.17 3．绿色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表电流（mA）电压（V）修正后电压或电流= 电流（mA）电压（V）修正后电压或电流=0.10 0.60 0.00 2.40 2.88 1.920.12 1.02 0.00 3.10 2.90 2.620.16 1.15 0.00 4.00 2.93 3.510.16 1.33 0.00 0.80 2.75 0.340.18 1.50 0.00 4.60 2.95 4.110.20 1.70 0.00 8.00 3.03 7.490.22 2.08 0.00 9.80 3.05 9.290.30 2.21 0.00 12.80 3.10 12.280.40 2.55 0.00 16.20 3.15 15.670.52 2.69 0.07 17.70 3.16 17.172.00 2.85 1.52 19.103.18 18.57 4．蓝色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表电流（mA）电压（V）修正后电压或电流= 电流（mA）电压（V）修正后电压或电流=0.00 0.35 0.00 7.20 2.95 4.41 0.00 0.60 0.00 8.60 2.96 6.71 0.181.10 0.00 11.00 3.00 8.11 0.22 1.60 0.00 14.00 3.03 10.50 0.302.100.00 16.00 3.05 13.49 0.44 2.58 0.01 19.00 3.05 15.490.32 2.20 0.00 11.84 3.01 18.491.002.80 0.533.30 2.89 11.342.40 2.88 1.92 1.60 2.83 2.82 1.90 2.85 1.42 6.00 2.95 1.133.602.903.12 18.40 3.05 5.515．电表内阻测量：AR 5.0Ω（30mA ）VR 5.985Ω（6V ）【数据处理】在同一坐标系中作出红、绿、蓝发光二极管的伏安特性曲线。

双色点阵发光二极管实验报告一、实验目的：1.了解发光二极管（LED）及其原理；2.学习使用双色点阵发光二极管进行实验，并掌握其原理和基本操控方法；3.实验中通过编程控制点阵显示出各种文字、图案等。

二、实验器材和仪器：1.双色点阵发光二极管；2. Arduino开发板；3.连接线；4.电阻。

三、实验原理：发光二极管（LED）是一种能够将电能转化为光能的器件。

通过不同的材料和添加不同的杂质，可获得不同颜色的发光效果。

双色点阵发光二极管是一种具有两种颜色（通常为红色和绿色）的发光二极管。

其内部有两个独立的发光单元，能够独立控制红色和绿色的亮灭。

四、实验步骤：1. 连接电路：将双色点阵发光二极管连接到Arduino开发板上。

将其中一个发光单元的正极连接到数字引脚A0上，另一个发光单元的正极连接到数字引脚A1上，两个发光单元的负极连接到地（GND）上，并在电路中添加适当的电阻以限制电流。

2. 编写程序：使用Arduino开发板上的编程软件，编写控制双色点阵发光二极管的程序。

3.程序调试：通过调试程序，控制点阵发光二极管显示不同的文字、图案等。

4.实验记录：记录测试过程中发光二极管的亮灭情况，以及显示的文字、图案等。

五、实验结果与分析：通过编程控制，成功实现了双色点阵发光二极管的各种亮灭模式。

通过调节程序中控制亮灭的时间和频率，能够显示不同的图案和文字。

在实验过程中，我们编写了一个简单的程序，实现了点阵显示"HELLO"字样，并不断闪烁。

通过改变程序中的代码，还可以实现点阵发光二极管的其他模式，如呼吸灯、跑马灯等。

六、实验总结：本次实验通过控制双色点阵发光二极管的亮灭，成功实现了点阵显示不同的文字、图案等。

实验过程中，我们掌握了发光二极管的原理和基本操控方法，了解了如何通过编程控制点阵发光二极管显示出各种模式。

通过这个实验，我们对发光二极管及其应用有了更深入的理解，并且培养了动手实验、编程和解决问题的能力。

发光二极管特性测试实验一、实验背景介绍（一）发光二极管的工作原理发光二极管是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED （light-emitting diode）。

由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。

在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。

它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。

当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。

不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。

当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。

常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。

其工作原理图如下：（二）发光二极管的特性参数IF 值通常为20mA被设为一个测试条件和常亮时的一个标准电流，设定不同的值用以测试二极管的各项性能参数，具体见特性曲线图。

IF 特性：1. 以正常的寿命讨论，通常标准IF 值设为20 －30mA，瞬间（20ms ）可增至100mA。

2. IF 增大时LAMP 的颜色、亮度、VF 特性及工作温度均会受到影响，它是正常工作时的一个先决条件，IF 值增大：寿命缩短、VF 值增大、波长偏低、温度上升、亮度增大、角度不变，与相关参数间的关系见曲线图；1.VR （LAMP 的反向崩溃电压）由于LAMP 是二极管具有单向导电特性，反向通电时反向电流为0 ，而反向电压高到一定程度时会把二极管击穿，刚好能把二极管击穿的电压称为反向崩溃电压，可以用“VR ”来表示。

VR 特性：1. VR 是衡量P/N 结反向耐压特性，当然VR 赿高赿好；2. VR 值较低在电路中使用时经常会有反向脉冲电流经过，容易击穿变坏；3. VR 又通常被设定一定的安全值来测试反向电流（IF 值），一般设为5V ；4. 红、黄、黄绿等四元晶片反向电压可做到20 －40V ，蓝、纯绿、紫色等晶片反向电压只能做到5V 以上。

发光二极管研究报告发光二极管研究报告发光二极管（LED）是一种电子元件，它能将电能转化为可见光能量。

1950年代开始研究，距今已经有七十多年的历史了。

随着科技的进步，LED已经成为高效节能、环保无污染的新型照明技术。

一、LED的工作原理LED是由半导体材料构成的，通过注入电流，两个不同材料接触处形成PN结，在电场和电子结构的共同作用下，电子和空穴聚集于PN结的不同区域，产生光致辐射发出光。

LED的发光原理是通过半导体材料电子在特定的能级跃迁而产生的准确波长的光致辐射。

二、LED的优势LED照明具有高效节能、环保、寿命长、色彩丰富、可靠性高等优点。

相比传统照明，LED灯泡的寿命长达50,000小时以上，能耗更低，消耗的能量只有传统白炽灯的10%，同时，LED照明无汞、漏电可能性低。

此外，LED还具有冷光源、按需调光、抗震动等特性，适合广泛的应用范围，可以用于室内照明和室外照明。

和传统照明相比，LED照明消耗的的能量更小，最大程度的保护了环境。

三、LED的应用LED已经成为照明行业的风向标，未来它将会成为照明行业的主流技术。

目前，在室内照明方面，LED已经广泛应用于各种场所，比如家庭、酒店、办公室等。

而在室外照明方面，LED则被应用于城市路灯、高速路灯、隧道、广场、公园等场所。

LED的应用展示了它的优异性能和潜力，是可持续发展道路上照明技术的重要组成部分。

四、LED的未来发展随着技术的不断突破，LED必将成为未来更具活力、持续稳健的照明技术。

从高效节能和运营成本的角度出发，LED 照明将在未来成为新的主流照明技术，同时新型化合物半导体材料的开发、制造技术的提升，将会为 LED 的应用扩展方向提供更全面的支持。

总之，LED作为一种具有很高应用价值的光电元件，其优越性不可替代，未来一定会成为世界照明行业的主流。

发光二极管特性测试实验报告
首先，我们使用了LED测试仪器来测量LED的亮度和光谱分布。

我们将LED连接到测试仪器上，通过调整电流和电压等参数，我们可以得到LED的亮度和光谱分布曲线。

通过这个实验，我们了解到了不同参数对LED亮度和光谱分布的影响。

接下来，我们测试了LED的IV特性曲线。

这个实验可以用来评估LED的电流-电压关系。

我们将LED连接到电压源和电流源上，并测量不同电压下的电流值。

通过绘制IV特性曲线，我们可以得到LED的正向电压和电流之间的关系，以及LED的正向电阻。

此外，我们还进行了LED的光衰测试。

LED的光衰是指LED在使用过程中光输出的减少。

我们以一定的时间间隔测量LED的亮度值，然后绘制光衰曲线。

通过分析光衰曲线，我们可以评估LED的稳定性和寿命。

最后，我们还测试了LED的发光颜色和色温。

我们使用色度计来测量LED发出的光的颜色坐标和色温。

通过比较测量值和标准色坐标和色温，我们可以评估LED的色差和色温的准确性。

实验中我们注意到，LED的特性受到温度的影响较大。

因此，在测试过程中，我们要严格控制环境温度，并记录温度对LED特性的影响。

综上所述，通过测试LED的亮度、光谱分布、IV特性、光衰、发光颜色和色温等特性，我们可以全面评估LED的性能。

这些测试结果对于选择和应用LED具有重要的参考价值，可以帮助我们更好地使用和开发LED 技术。

实验报告-发光二极管伏安曲线测量(完成版)实验目的：掌握发光二极管伏安特性测量的方法，熟悉发光二极管的性能参数，了解发光二极管的基本工作原理及应用；实验器材：发光二极管、数字万用表、可调直流稳压电源、电阻箱、拨码开关等；实验原理：发光二极管是一种半导体发光器件，具有导电性和较高的发光效率。

它是由P型半导体和N型半导体材料组成，电流流过PN结时，会产生光电效应，从而实现发光。

发光二极管的性能参数包括：最大允许反向电压、正向电压、正向电流、发光亮度等。

发光二极管的工作电路分为两种：直流工作电路和交流工作电路。

发光二极管伏安特性曲线的测量方法是：利用电压表和电流表对发光二极管进行正反向电压、电流的测量。

测量曲线的斜率即为发光二极管的串联电阻。

实验中首先应选用恰当的电流和电压测量范围，以免对发光二极管造成损坏。

实验操作步骤：1. 确认实验器材2. 连接电路将发光二极管、电阻箱、数字万用表、可调直流稳压电源等器材按照电路图连接好，注意正负极的连接，可调直流稳压电源的输出维持在约2V以下。

3. 测量正向电压电流特性曲线通过电压调节开关，记录正向电流电压特性曲线，将可调直流稳压电源的输出电压逐渐加大，记录相应的电流和电压测量数据。

5. 计算发光二极管特性参数根据测量数据计算发光二极管的特性参数，包括正向电压、最大允许反向电压、正向电流、发光强度、串联电阻等。

6. 实验总结实验注意事项:1. 实验时应遵守实验室安全规定，注意用电安全。

2. 确认电路连线正确，避免短路或接反。

3. 在选择电流电压范围时，应注意不要超过发光二极管的最大允许电流或最大允许电压。

4. 实验结束后，应将实验器材清洗归位，保持实验环境整洁。

发光二极管特性测试实验报告
并规范
实验目的
通过发光二极管特性测试，研究发光二极管的正向压降、电流、亮度等特性，以及各参数调节等。

实验环境
实验环境安全无污染，实验室的温湿度符合实验要求，实验台架保持稳定，实验仪器和仪表灵活可靠，实验室提供了充足的电源供电。

实验设备
1.发光二极管；
2.可控变压器；
3.电流表；
4.功率表；
5.万用表；
6.电源线；
7.阻值。

实验原理
发光二极管（LED）是一种三极半导体，其特点是在正向电压作用下能迅速产生可见光。

发光二极管的工作原理是利用半导体结构中的特性，
导致电荷在半导体内部发生电子激子对撞。

当电子激子击中离子层时，释
放出击中的能量，其中一部分能量变为可见光。

实验步骤
1.使用万用表将发光二极管连接电路，将发光二极管接入电路，加入
一定的阻值，使电流控制在一定的范围内；
2.设定电压、电流值，调节可控变压器，观察发光二极管的发光强度，并记录电压、电流值，根据亮度值计算出电流的最大值，即为LED的最大
亮度；
3.根据测得的电流电压值，改变阻值，调节电流大小，从而改变发光
二极管的发光强度；。

发光二极管物理实验报告Title: Experiment on Light Emitting Diodes (LEDs)Abstract:The aim of this experiment is to investigate the properties and characteristics of Light Emitting Diodes (LEDs). LEDs are a type of semiconductor device that emits light when an electric current is passed through it. In this experiment, we will study the relationship between the voltage and current in LED circuits, analyze the color spectrum produced by different LEDs, and explore the effect of temperature on LED performance. Theresults obtained from this experiment will help deepen our understanding of the physics behind LEDs and their potential applications.1. Introduction:1.1 Background1.2 ObjectiveThe objective of this experiment is to investigate the properties and characteristics of LEDs, including therelationship between voltage and current, the color spectrum produced, and the effect of temperature on LED performance.2. Materials and Methods:2.1 Materials- Light Emitting Diodes (LEDs) of different colors- Power supply- Resistors of various values- Thermometer2.2 Experimental Setup- Set up a circuit with a power supply, resistor, and LED in series.- Repeat the measurements for different resistor values.- Adjust the power supply voltage and record the current through the LED to analyze the voltage-current relationship.- Use a diffraction grating to analyze the color spectrum produced by the LED.- Measure the temperature of the LED while it is operating to investigate the effect of temperature on performance.3. Results and Analysis:3.1 Voltage-Current RelationshipRecord the voltage and current values for different resistor values and plot the data on a graph. Analyze the graph to determine the relationship between voltage and current in LED circuits.3.2 Color Spectrum Analysis3.3 Effect of Temperature on LED PerformanceMeasure the temperature of the LED while it is operating at different current levels. Record the current and temperature values and analyze the relationship between them. Discuss the effect of temperature on LED performance and potential implications.4. Discussion:5. Conclusion:In conclusion, this experiment successfully investigated the properties and characteristics of Light Emitting Diodes (LEDs). The analysis of the voltage-current relationship, color spectrum, and temperature effect provided valuable insights into the physics of LED operation. The findings contribute to a better understanding of LEDs and their potential applications invarious fields.6. References:Include a list of references used during the research and writing of the report. Follow a standard citation format.Note: This is a general outline for a LED physics experiment report. The actual content, data, and analysis may vary based on the specific experiment conducted. The word count provided inthe question (1500 words) can be met by adding detailed explanations, including raw data, calculations, and diagrams.。

发光二极管物理实验报告实验仪器和材料：1.LED灯2.电流源3.多用电表4.分光计5.分光仪6.比色皿实验步骤：1.搭建电路。

将电流源与LED连接，保证电流的正负极连接正确。

2.测量IV特性曲线。

通过逐步增加电流，记录相应的电压值。

绘制出LED的IV特性曲线。

3.发光光谱测量。

将LED放置在分光计中，记录波长范围内的光强度。

绘制出LED的光谱分布。

4.发光机理分析。

根据光谱分布和LED的材料特性，分析发光机理。

实验结果：1.IV特性曲线。

通过测量电流和电压的关系，得到LED的IV特性曲线。

曲线表现出电流与电压成正比关系，直到达到其中一电压后，电流急剧增加。

这是因为当电压足够大时，载流子注入产生的激子可以躲过耗尽区域并通过耗尽区域，导致电流快速增加。

2. 发光光谱。

通过测量光谱强度和波长，得到LED的发光光谱。

光谱由一个或多个波长的窄线组成，波长范围由LED的材料决定。

例如，红色LED可能具有波长为620-750nm的光谱，绿色LED的波长范围为495-570nm。

3.发光机理。

LED的发光是由载流子注入半导体材料产生的。

当电流流过LED的晶体管结构时，正向偏压使电子从n型区域注入到p型区域，同时空穴从p型区域注入到n型区域。

这些电子和空穴在p-n结附近复合并释放能量，导致光子的发射。

光子的能量与材料的带隙有关，因此不同材料的LED具有不同的发光特性。

实验结论：1.IV特性曲线显示出LED是一种电压驱动器件，电流与电压成正比。

在一定电压下，电流急剧增加，导致LED的灌注电流。

2.发光光谱显示出LED具有特定波长的光谱分布。

波长范围由LED的材料决定，不同的材料产生不同颜色的光。

3.LED的发光机理是通过载流子的注入和复合释放能量产生的。

光子的能量与材料的带隙有关，因此不同材料的LED具有不同颜色的发光。

在实际应用中，LED被广泛用作照明、指示灯、显示屏等。

其高效能、长寿命和低功耗的特点使其成为一种理想的光电器件。

实验09实验报告
实验09实验报告
（实验名称、实验目的、实验原理、实验设备、实验步骤、实验结果、实验结论等）
实验名称：发光二极管实验
实验目的：
1.了解发光二极管的基本电路结构及工作原理。

2.掌握调整组合电路，实现恒定电流源的基本技术。

实验原理：发光二极管是一种可以产生可见光的半导体器件，它的基
本电路结构是由一个P型N型半导体构成的P-N结，将该结连接在正负极
电源之间，当连接电源时，P型半导体中的正孔电子从N型半导体中进入
形成电流，同时N型半导体的负空穴也会漂移到P型中形成电流，这两种
电流组成一种局部的电流回路并产生了电磁场，当电流的大小达到一定程
度时，发光二极管就会发出可见的光。

实验设备：
1.发光二极管：它是一种可以发出可见光的半导体元件，常用于制作
电子表盘、灯塔等电子装置中。

2.低压电源：负责给发光二极管供电，其输出电压可调，一般在3V-
6V之间。

3.电阻：用于限制电流，其大小与发光二极管的电流有关，一般为
220欧姆-1K欧姆。

4.铜线：用于连接发光二极管、电阻与电源之间的实际连接。

实验步骤：。

光信息专业实验报告：发光二极管特性测量实验一 【实验目的】1、 了解发光二极管的发光机理、光学特性与电学特性，并掌握其测试方法。

2、 设计简单的测试装置，并对发光二极管进行V －I 特性曲线、P －I 特性曲线的测量。

二 【实验原理】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2、常规InGaN / 蓝宝石LED 芯片剖面图发光二极管的核心部分是由p 型半导体和n 型半导体组成的晶片，在p 型半导体和n 型半导体之间有一个过渡层，称为p-n 结。

跨过此p －n 结，电子从n 型材料扩散到p 区，而空穴则从p 型材料扩散到 n 区，如右面的图3（a ）所示。

作为这一相互扩散的结果，在p －n 结处形成了一个高度的e ΔV 的势垒，阻止电子和空穴的进一步扩散，达到平衡状态（见图3（b ））。

当外加一足够高的直流电压V ，且 p 型材料接正极， n 型材料接负极时，电子和空穴将克服在p －n 结处的势垒，分别流向 p 区和 n 区。

在p －n 结处，电子与空穴相遇，复合，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量将以发射光子的形式释放出来，产生电致发光现象。

这就是发光二极管的发光原理。

选择可以改变半导体的能带 隙，从而就可以发出从紫外到红外不同波长的光线， 且发光的强弱与注入电流有关， 图3、发光二极管的工作原理n p 电场 e ΔV p n n p δ h ν h ν ⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ⊕⊕⊕＋ ＋ ＋ －－ －（a ） （b ） （c ） 电子的电势能电子的电势能δ’2、发光二极管的特点和优点LED 的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。

发光二极管参数的测量和研究发光二极管（light emission diode LED ）现已广泛应用于户外显示屏、交通灯、汽车灯及电子设备和工业设备指示灯等方面,因其具有体积小、功耗低、寿命长、反映速度快、适合量产等诸多优点；同时，发光二极管也符合节能、环保的绿色照明光源。

目前它已进入功能性照明领域，正在逐步进入普通照明领域，以替代白炽灯和荧光灯。

它是继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯（HID 后的第四代新光源。

对其物理参数的测量和研究是具有重大的经济效益和社会意义。

实验原理1.发光二极管的结构和发光原理发光二极管（LED ）,是电能转换成光能的能量转换装置。

发光二极管的结构如图，LED 的核心材料是III-V 族化合物，如GaAs （砷化镓）、GaAsP （磷砷化镓）、AlGaAs （砷化铝镓）等半导体制成，其核心是P-N 结，具有一般的P-N 结伏安特性，即正向导通、反向截止、击穿的特性。

它的发光是由半导体中的电子-空穴的复合产生的。

LED 是一种直接注入电流的发光器件，是半导体晶体内部受激电子从高能级回复到低能级时，发射出光子的结果。

对于大量处于高能级的粒子各自分别自发发射一列一列的角频率为的ν光波，其中，gE hν＝，g E 是半导体带隙宽度，⇒1240gE λ=g E 的单位是eV , λ的单位是nm 但各波列之间没有固定的相位关系，它们可以有不同的偏转方向，而且每个粒子所发射的光沿所有可能的方向传播，这就是通常所说的自发发射跃迁。

在正向电压下，电子由N 区注入P 区，空穴由P 区注入N 区。

进人对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。

LED 的光学参数测定目前人们公认的光通量测试、发光强度测试、光强分布测试、光强功率分布和色度参数测试。

此外，LED 的正向工作电压（一般定义注入电流20mA ）、热特性参数、外部量子效率、色度等也是需要关注的。

测量以上参数，基本就能够满足各方面对LED 测试的基本要求。

实验九-发光二极管的照度标定及透射式光电开关实验实验1：发光二极管照度标定一、实验目的了解发光二极管的工作原理；作出工作电流与光照度的对应关系及工作电压与光照度的对应关系曲线，为以后实验提供光源照度所需的输入电压或输入电流(即光源的输入电压或光源的输入电流代替相应的光源的照度)作依据二、实验原理半导体发光二极管筒称LED。

它是由Ⅲ－Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN 结。

因此它具有一般二极管的正向导通；反向截止、击穿特性。

此外，在一定条件下，它还具有发光特性。

其发光原理如下图所示，当加上正向激励电压或电流时，在外电场作用下，在P－N 结附近产生，导带电子和价带空穴，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）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。

假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。

除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、价带中间附近）捕获，再与空穴复合，每次释放的能量不大，以热能的形式辐射出来。

发光的复量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。

由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN 结面数µm 以内产生。

发光二极管的发光颜色由制作二极管的半导体化合物决定。

本实验使用纯白高亮发光二极管。

三、实验器械主机箱中的0～20mA 可调恒流源、转速调节0～24V 电源、电流表、电压表、照度表；照度计探头；发光二极管；庶光筒。

四、实验接线图五、实验数据记录和数据处理实验数据如下：实验数据拟合图像如下：实验2：透射式光电开关实验一、实验目的了解透射式光电开关组成原理及应用。

二、实验原理光电开关可以由一个光发射管和一个接收管组成（光耦、光断续器）。

当发射管和接收管之间无遮挡时，接收管有光电流产生，一旦此光路中有物体阻挡时光电流中断，利用这种特性可制成光电开关用来工业零件计数、控制等。