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发光二极管测试方法

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发光二极管测试方法摘要系统地介绍了与发光二极管测试有关的术语和定义,在此基础上,详细介绍了测试方法和测试装置的要求。

1 前言半导体发光二极管是一种重要的光电子器件,它在科学研究和工农业生产中均有非常广泛的应用.发光二极管虽小,但要准确测量它的各项光和辐射参数并非一件易事.目前在世界范围内的测试比对还有较大的差异.鉴于此,CIE(国际照明委员会)TC2-34小组对此进行了研究,所提出的技术报告形成了CIE127-1997文件. 中国光学光电子行业协会光电器件专业分会根据国内及行业内部的实际情况,初步制定了行业标准"发光二极管测试方法",2002年起在行业内部试行.本文叙述了与发光二极管测试有关的术语和定义,在此基础上,详细介绍了测试方法和测试装置的要求,以期收到抛砖引玉之效果.本文涉及的测试方法适用于紫外/可见光/红外发光二极管及其组件,其芯片测试可以参照进行。

2 术语和定义2.1发光二极管LED除半导体激光器外，当电流激励时能发射光学辐射的半导体二极管。

严格地讲，术语LED应该仅用于发射可见光的二极管；发射近红外辐射的二极管叫红外发光二极管（IRED,Infrared Emitting Diode）；发射峰值波长在可见光短波限附近，由部份紫外辐射的二极管称为紫外发光二极管；但是习惯上把上述三种半导体二极管统称为发光二极管。

2.2光轴Optical axis最大发光（或辐射）强度方向中心线。

2.3正向电压V F Forward voltage通过发光二极管的正向电流为确定值时，在两极间产生的电压降。

2.4反向电流I R Reverse current加在发光二极管两端的反向电压为确定值时，流过发光二极管的电流。

2.5反向电压V R Reverse voltage被测LED器件通过的反向电流为确定值时，在两极间所产生的电压降。

2.6总电容C Capacitance在规定正向偏压和规定频率下，发光二极管两端的电容。

2.7开关时间Switching time涉及以下概念的最低和最高规定值是10％和90％，除非特别注明。

2.7.1开启延迟时间t d(on)Turn-on delay time输入脉冲前沿最低规定值到输出脉冲前沿最低规定值之间的时间间隔。

2.7.2上升时间t r Rise time输出脉冲前沿最低规定值到最高规定值之间的时间间隔。

2.7.3开启时间t on Turn-on time器件所加输入脉冲前沿的最低规定值到输出脉冲前沿最高规定值之间的时间间隔。

t on= t d(on)+t r2.7.4关闭延迟时间t d(off)Turn-off delay time器件所加输入脉冲后沿的最高规定值到输出脉冲后沿最高规定值之间的时间间隔。

2.7.5下降时间t f Fall time输出脉冲后沿最高规定值到最低规定值之间的时间间隔（见图1）。

图1 开关时间延迟时间2.7.6关闭时间t off Turn-off time器件所加输入脉冲后沿的最低规定值到输出脉冲后沿最低规定值之间的时间间隔。

t off =t d(off)+t f2.8光通量Φv Luminous flux通过发光二极管的正向电流为规定值时，器件光学窗口发射的光通量。

2.9辐射功率Φe Radiant power通过发光二极管的正向电流为规定值时，器件光学窗口发射的辐射功率。

2.10辐射功率效率ηe Radiant power efficiency器件发射的辐射功率与器件的电功率（正向电流乘以正向电压）的比值：ηe=Φe/(I F·V F)注：在与其它术语不会混淆时，可简称为辐射效率(Radiant efficiency)。

2.11光通量效率ηv Luminous flux efficiency器件发射的光通量Φv与器件的电功率（正向电流I F乘以正向电压V F）的比值：ηv=Φv/(I F·V F)注：在与其它术语不会混淆时，可简称为发光效率（Luminous efficiency）。

2.12发光（或辐射）空间分布图及相关特性2.12.1发光（或辐射）强度I v Luminous（or Radiant）intensity光源在单位立体角内发射的光（或辐射）通量，可表示为I v=dΦ/dΩ。

发光（或辐射）强度的概念要求假定辐射源是一个点辐射源，或者它的尺寸和光探测器的面积与离光探测器的距离相比是足够小，在这种情形，光探测器表面的光（或辐射）照度遵循距离平方反比定理，即E=I/d2。

这里I是辐射源的强度，d是辐射源中心到探测器中心的距离。

把这种情况称为远场条件。

然而在许多应用中，测量LED时所用的距离相对较短，源的相对尺寸太大，或者探测器表面构成的角度太大，这就是所谓的近场条件。

此时，光探测器测量的光（或辐射）照度取决于正确的测量条件。

2.12.2平均LED强度Averaged LED intensity照射在离LED一定距离处的光探测器上的通量Φ与由探测器构成的立体角Ω的比值，立体角可将探测器的面积S除以测量距离d的平方计算得到。

I=Φ/Ω=Φ/(S/d2)CIE推荐标准条件A和B(见7.2.1.2)来测量近场条件下的平均LED强度,可以分别用符号I LED A和I LED B来表示,用符号I LED Ae和I LED Av分别表示标准条件A 测量的平均LED辐射强度和平均LED发光强度。

2.12.3发光（或辐射）强度空间分布图Luminous（or Radiant）diagram反映器件的发光（或辐射）强度空间分布特性（见图2）：I v(或I e)=f(θ)图2 辐射图和有关特性注1：除非另外规定，发光（或辐射）强度分布应该规定在包括机械轴Z的平面内。

注2：如果发光（或辐射）强度分布图形有以Z轴为旋转对称特性，发光（或辐射）强度空间分布图仅规定一个平面。

注3：如果没有以Z轴为旋转对称特性，各种角度θ的发光（或辐射）强度分布应有要求，X、Y、Z方向要求可有详细规范定义。

2.12.4半强度角θ1/2Half-intensity angle在发光（或辐射）强度分布图形中，发光（或辐射）强度大于最大强度一半构成的角度（见图2）。

2.12.5偏差角Δθ Misalignment angle在发光（或辐射）强度分布图形中，最大发光（或辐射）强度方向（光轴）与机械轴Z之间的夹角（见图2）。

2.13光谱特性2.13.1峰值发射波长λp Peak-emission wavelength光谱辐射功率最大的波长。

2.13.2光谱辐射带宽Δλ Spectral radiation bandwith光谱辐射功率大于等于最大值一半的波长间隔。

2.13.3光谱功率（能量）分布P(λ) Spectral power distribution在光辐射波长范围内，各个波长的辐射功率分布情况。

3 最大额定值3.1 最低和最高储存温度（T stg）3.2 最低和最高工作环境温度或管基温度（T amb或T case）3.3 最大反向电压（V R ）注：不可用于相互首尾相接的双管器件。

3.4 在25℃环境或管基温度时的最大连续正向电流（I F）和减额定值曲线或减额定值系数。

3.5 在适当地方，在规定脉冲条件下，在25℃环境或管基温度时的最大峰值正向电流（I）FM4 主要光电特性（见表1）5 一般要求5.1 试验条件除非另有规定，器件的光电参数测试应按本标准规定试验条件进行。

5.1.1 标准大气条件温度：15℃～35℃相对湿度：20％～80％气压：86kPa～106kPa5.1.2 仲裁试验的标准大气条件温度：25℃±1℃；相对湿度：48％～52％；气压：86kPa～106kPa5.1.3 环境条件a）测试环境应无影响测试准确度的机械振动和电磁干扰；.b）除非另有规定，器件全部光电参数均应在热平衡下进行；c）测试系统应接地良好。

5.2 参数要求除非另有规定，器件测试应采取预防措施和保持下述公差。

虽然在有关文件中规定的测试条件严于下述公差，但在一般情况下，应遵循下述规定的条件。

a）偏置条件应在规定值的±3％以内；b）输入脉冲特性，重复频率和频率等的误差应在±10％以内；c）测量开关参数的误差应在±5％以内；d）测量直流电参数误差不大于±2％；e）测量辐射功率的误差不大于5％；f）测量峰值辐射波长的误差不大于±2nm；g）测量半强度角误差不大于10％；h）测量发光强度误差不大于25％。

6 测试方法测试方法分为：a）1000类电特性测试方法--方法1001 正向电压--方法1002 反向电压--方法1003 反向电流--方法1004 总电容b）2000类光特性测试方法--方法2001 平均LED强度--方法2002 半强度角和偏差角--方法2003 光通量和发光效率--方法2004 辐射通量和辐射效率--方法2005 峰值发射波长，光谱辐射带宽和光谱功率分布c）3000类光电特性测试方法--方法3001 开关时间6.1 1000类电特性测试方法6.1.1 方法1001：正向电压6.1.1.1 目的测量LED器件在规定正向工作电流下，两电极间产生的电压降。

6.1.1.2 测试框图（见图3）图3 方法1001测试框图D--被测LED器件；G--恒流源；A--电流表；V--电压表。

6.1.1.3 测试步骤a）按图3原理连接测试系统，并使仪器预热；b）调节恒流源，使电流表读数为规定值，这时在直流电压表上的读数即为被测器件的正向电压。

6.1.1.4 规定条件环境或管基温度；电源电压；正向偏置电流。

6.1.2 方法1002：反向电压6.1.2.1 目的测量通过LED器件的反向电流为规定值时，在两电极之间产生的反向电压。

6.1.2.2 测试框图（见图4）图4 方法1002测试框图D--被测LED器件；G--稳压源；A--电流表；V--电压表。

6.1.2.3 测试步骤a）按图4原理连接测试系统，并使仪器预热。

b）调节稳压电源，使电流表读数为规定值，这时在直流电压表上的读数即为被测器件的反向电压。

6.1.2.4 规定条件环境或管基温度；电源电压；反向电流。

6.1.3 方法1003：反向电流6.1.3.1 目的测量在被测LED器件施加规定的反向电压时产生的反向电流。

6.1.3.2 测试框图（见图5）图5 方法1003测试框图D--被测LED器件；G--稳压源；A--电流表；V--电压表。

6.1.3.3 测试步骤a）按图5原理连接测试系统，并使仪器预热。

b）调节稳压电源，使电压表读数为规定值，这时在直流电流表上的读数即为被测器件的反向电流。

6.1.3.4 规定条件环境或管基温度；电源电压；反向电流。

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发光二极管的测试方法

发光二极管的测试方法

发光二极管的测试方法发光二极管（LED）是一种能够将电能直接转化为光能的半导体元件。

从市场上常见的LED的类型来看，有红、绿、蓝、黄等不同颜色的LED。

为了确保LED的质量和性能，需要对其进行测试。

下面将介绍一些常用的LED测试方法。

首先是对LED光电参数的测试，主要包括：1. 测试光通量（Luminous Flux）: 光通量是LED的发光亮度的量度，单位为流明(lm)。

可以使用一台光度计来测量LED的光通量值。

2. 测试光强度（Luminous Intensity）: 光强度是LED光线在特定方向上发射的明亮程度，单位为坎德拉（cd）。

光强度的测试可以通过使用一个集成球、透镜和接口装置结合光度计来完成。

3. 测试色度坐标（Chromaticity Coordinates）: 色度坐标是用来描述LED的颜色特性的参数。

可以使用色度仪来测量LED的色度坐标。

此外，还需要对LED的电性能进行测试，主要包括：1. 测试正向电压（Forward Voltage）: 当LED处于导通状态时，正向电压是LED正向电流通过后产生的电压降。

可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测量。

2. 测试正向电流（Forward Current）: 正向电流是指在正向电压下流过LED的电流。

可以通过直流电源和电流表进行测试。

3. 测试反向电流（Reverse Current）: 当LED处于反向偏置状态时，如果流过LED的电流过高，则可能导致LED短路。

可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测试。

4. 测试开启电压（Breakdown Voltage）: LED在反向偏置状态下的电压，即开启电压。

可以使用数字式万用表或特定的LED测试仪进行测试。

最后，还需要对LED的可靠性进行测试，主要包括：1.高温寿命测试:将LED置于恒定高温环境中，通电并持续观察其工作性能的变化情况，以判断其在高温环境下的寿命和稳定性。

半导体发光二极管测试国标(精)

半导体发光二极管测试国标(精)

基于LED各个应用领域的实际需求，LED的测试需要包含多方面的内容，包括：电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等。

1、电特性LED是一个由半导体无机材料构成的单极性PN结二极管，它是半导体PN结二极管中的一种，其电压-电流之间的关系称为伏安特性。

由图1可知，LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电压，LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。

通过LED电特性的测试可以获得LED的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流，此外也可以测定LED的最佳工作电功率。

图 1 LED伏安特性曲线LED电特性的测试一般利用相应的恒流恒压源供电下利用电压电流表进行测试。

2、光特性类似于其它光源，LED光特性的测试主要包括光通量和发光效率、辐射通量和辐射效率、光强和光强分布特性和光谱参数等。

（1）光通量和光效有两种方法可以用于光通量的测试，积分球法和变角光度计法。

变角光度计法是测试光通量的最精确的方法，但是由于其耗时较长，所以一般采用积分球法测试光通量。

如图2所示，现有的积分球法测LED光通量中有两种测试结构，一种是将被测LED放置在球心，另外一种是放在球壁。

_h:^E8(_ d图 2 积分球法测LED光通量此外，由于积分球法测试光通量时光源对光的自吸收会对测试结果造成影响，因此，往往引入辅助灯，如图3所示。

图3 辅助灯法消除自吸收影响在测得光通量之后，配合电参数测试仪可以测得LED的发光效率。

而辐射通量和辐射效率的测试方法类似于光通量和发光效率的测试。

（2）光强和光强分布特性图4 LED光强测试中的问题如图4所示，点光源光强在空间各方向均匀分布，在不同距离处用不同接收孔径的探测器接收得到的测试结果都不会改变，但是LED由于其光强分布的不一致使得测试结果随测试距离和探测器孔径变化。

因此，CIE-127提出了两种推荐测试条件使得各个LED在同一条件下进行光强测试与评价，目前CIE-127条件已经被各LED制造商和检测机构引用。

发光二极管的测试方法

发光二极管的测试方法

电特性测试方法： 1．正向电压：目的：测量器件在规定正向工作电流下，两电极间产生的电压降。

测试原理：D ——被测器件； G ——恒流源； A ——电流表； V ——电压表。

正向电压测量原理图测量步骤：正向电压的测量按下列步骤进行： a) 按图连接测试系统，并使仪器预热；b) 调节恒流源，使电流表读数为规定值，这时在直流电压表上的读数即为被测器件的正向电压。

规定条件：——环境或管壳温度； ——正向偏置电流。

2．反向电压：目的：测量通过器件的反向电流为规定值时，在两电极之间产生的反向电压。

G测量原理：D ——被测器件； G ——稳压源； A ——电流表； V ——电压表。

反向电压测量原理图测量步骤：反向电压的测量按下列步骤进行： c) 按图连接测试系统，并使仪器预热；d) 调节稳压电源，使电流表读数为规定值，这时在直流电压表上的读数即为被测器件的正向电压。

规定条件：——环境或管壳温度； ——反向电流。

3．反向电流：目的：测量在被测器件施加规定的反向电压时产生的反向电流。

测量原理：V A+-GV +-GD——被测器件；G——稳压源；A——电流表；V——电压表。

反向电流测量原理图测量步骤：反向电压的测量按下列步骤进行：e)按图连接测试系统，并使仪器预热；f)调节稳压电源，使电流表读数为规定值，这时在直流电压表上的读数即为被测器件的正向电压。

规定条件：——环境或管壳温度；——反向电压。

4．总电容：目的：在被测器件施加规定的正向偏压和规定频率的信号时，测量被测器件两端的电容值。

测量原理：D——被测器件；——隔离电容；CA——电流表；V——电压表L——电感。

总电容测量原理图测量步骤：总电容的测量按下列步骤进行： g) 按图连接测试系统，并使仪器预热；h) 调节电压源和调节电容仪，分别给被测器件施加规定的正向偏压和规定频率的信号，将电容仪刻度盘上读数扣去电容C 0等效值即为被测器件总电容值。

规定条件：——环境或管壳温度； ——正向偏置电压；——电容仪提供规定频率的信号。

用万用表测量二极管

用万用表测量二极管

怎么用万用表测二极管、发光二极管和三极管的好坏普通二极管的检测（包括检波二极管、整流二极管、阻尼二极管、开关二极管、续流二极管）是由一个PN结构成的半导体器件，具有单向导电特性。

通过用万用表检测其正、反向电阻值，可以判别出二极管的电极，还可估测出二极管是否损坏。

1．极性的判别将万用表置于R×100档或R×1k档，两表笔分别接二极管的两个电极，测出一个结果后，对调两表笔，再测出一个结果。

两次测量的结果中，有一次测量出的阻值较大（为反向电阻），一次测量出的阻值较小（为正向电阻）。

在阻值较小的一次测量中，黑表笔接的是二极管的正极，红表笔接的是二极管的负极。

2．单负导电性能的检测及好坏的判断通常，锗材料二极管的正向电阻值为1kΩ左右，反向电阻值为300左右。

硅材料二极管的电阻值为5 kΩ左右，反向电阻值为∞（无穷大）。

正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。

正、反向电阻值相差越悬殊，说明二极管的单向导电特性越好。

若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小，则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。

若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大，则说明该二极管已开路损坏。

3．反向击穿电压的检测二极管反向击穿电压（耐压值）可以用晶体管直流参数测试表测量。

其方法是：测量二极管时，应将测试表的“NPN/PNP”选择键设置为NPN状态，再将被测二极管的正极接测试表的“C”插孔内，负极插入测试表的“e”插孔，然后按下“V”键，测试表即可指示出二极管的反向击穿电压值。

也可用兆欧表和万用表来测量二极管的反向击穿电压、测量时被测二极管的负极与兆欧表的正极相接，将二极管的正极与兆欧表的负极相连，同时用万用表（置于合适的直流电压档）监测二极管两端的电压。

如图4-71所示，摇动兆欧表手柄（应由慢逐渐加快），待二极管两端电压稳定而不再上升时，此电压值即是二极管的反向击穿电压。

1 中、小功率三极管的检测A 已知型号和管脚排列的三极管，可按下述方法来判断其性能好坏(a) 测量极间电阻。